過オゾン化小麦を添加した小麦粉の厳選された品質特性 １

はじめに

小麦は、世界人口の約35％が食べている主食である。炭水化物とプロテインの供給源として、小麦は人間のエネルギーと栄養の要求を満たすために重要な役割を果たしている。オゾン（O3）は、分子状酸素にフリーラジカルの酸素が加わってできる3原子酸素である。オゾンは強力な酸化剤であり，1997年以降，食品への使用が一般に認められている（GRAS）[1]。オゾンは安定しておらず，使用中に急速に酸素に分解されることがある[2]。小麦や小麦の貯蔵・加工過程において，オゾンは，虫を殺し，微生物の増殖を抑制する燻蒸ガスの有力な候補となっています[3-6]。オゾンは，デオキシニバレノールやアフラトキシンなどのマイコトキシンと反応し，その分子構造を破壊することで毒性を低減することができます[7-9]。また，オゾンはビフェントリン，デルタメトリン，フェニトロチオン，ピリミホスメチルなど，生育期間中に使用された残留農薬の分解にも有効である[10, 11]。オゾンの小麦への応用研究が進むにつれて，オゾンが小麦粉の特性に与える影響にも注目が集まっている。Liら[12]は、オゾンで小麦粉を処理すると、麺生地の開発時間と安定時間が大幅に増加することを発見しました。Liら[13]は，湿らせた小麦穀粒をオゾンガスで処理すると，生地の発達時間と安定時間が増加することを確認した。しかし、オゾン処理した小麦粉では、生地の特性が悪化することが報告されています。Sandhuら[14]は、オゾン処理小麦粉の生地安定性は、オゾン処理の初期段階で増加傾向を示し、その後、処理が長引くにつれて減少したと報告しています。Liら[12]は、小麦粉を適度にオゾン処理することで、麺類の食感を改善できると報告しています。しかし，Meiet al.[15]は，小麦粉を過剰にオゾン処理すると，蒸しパン製品の品質スコア，ボリューム，構造に悪影響を及ぼすと報告しています。過剰オゾン処理された小麦粉を利用するには、未オゾン処理の小麦粉を混ぜるのが簡単な方法です。しかし、過オゾン化した小麦粉と未オゾン化した小麦粉の混合物の品質属性についての系統的な研究はこれまでほとんどありませんでした。本研究では，過オゾン小麦粉と未オゾン小麦粉を異なる比率（1：1，1：2，1：3）で混合し，生地物性，タンパク質組成，pH，ペースト性，蒸しパン製品の品質を比較した。本研究は、小麦産業におけるオゾン処理の適切な適用のための参考となるものである。

材料と方法

材料について

2019年に収穫された小麦粒（品種：Xinong 797）は，中国の襄陽市の農家から提供された。小麦粒は、BuhlerMLU-202ミル（Buhler Group, Uzwil, Switzerland）を用いて、約70%の抽出率でフラワ-に粉砕した。アセトニトリル，1-プロパノール，三フッ化酢酸は，中国の上海にあるSinopharm Chemical Reagent Co. (中国・上海）から入手した。) 純度99.999%の窒素ガスは，武漢明恵ガス科学技術有限公司（中国・武漢）から供給された。(Ltd.（中国・武漢）から供給された。) その他の化学物質は、特に断りのない限り、分析グレードのものを使用した。

過剰オゾン処理小麦粉の調製および未オゾン処理小麦粉との混合

オゾンガスは、オゾン発生器（HW-ET-20, Guangzhou HuanweiEnvironment Protection Science and Technology Co. 小麦フレーク(300g)を2.5L/minの空気流でオゾンガスで処理したところ、3.8g/hのオゾンが発生しました。15分間のオゾン処理後、過オゾン化したフラワ-が得られました[15]。過剰オゾン化したフラワーをポリエチレンバッグに入れて冷蔵庫に保管した。1週間後、過オゾン化したフラウと非オゾン化したフラウをガラス瓶で混合し、均一になるように手で激しく振った。過剰包装されたフラワ-と未包装のフラワ-の比率(乾燥重量)が1:1、1:2、1:3の混合フラワ-をそれぞれM1、M2、M3とコード化しました。また、未オゾン化フラワ-と過剰オゾン化フラワ-は、それぞれUOFとOOFと呼ばれていました。これらのフラワ-は使用するまでポリエチレン袋に入れて冷蔵庫に保管した。

小麦粉のpH測定

小麦粉のpHは、AACCメソッド02-52に基づいて測定した。

サイズ排除高速液体クロマトグラフィー(SE-HPLC)による小麦粉のタンパク質組成分析

小麦粉のタンパク質組成は、Schoberら[16]が記載したSE-HPLC法に若干の変更を加えて分析した。小麦粉を50% 1-プロパノール水溶液で抽出し，抽出できなかった画分を凍結乾燥した。乾燥した未抽出画分の窒素含有量を燃焼法で測定し、窒素-タンパク質変換係数5.70を用いて不溶性高分子タンパク質（IPP）含有量を算出した。未抽出画分をSE-HPLCで分析し、可溶性高分子タンパク質（SPP）、グリアジン（Gli）、アルブミン・グロブリン（Alb/Glob）の含有率を求めた。SE-HPLCは、Waters e2695 HPLCシステム（Milford,MA,USA）とBiosep SEC-4000カラム（Phenomenex,Torrance,CA,USA）を用いて実施した。注入量は20 μLで、UV検出は210 nmで行った。カラムの温度は40℃に保ち，移動相は50%アセトニトリルと0.1%(w/v)トリフルオロ酢酸を用い，流速は0.5 mL/minであった。

小麦粉の生地物性分析

小麦粉の生地物性は、AACCメソッド54-60.01に基づき、Mixolab（Chopin, Tripette & Renaud, Paris, France）を用いて調べた。Mixolab装置を用いて、吸水率（WA）、生地形成時間（DDT）、生地安定時間（DST）を測定した。

小麦粉の糊化特性分析

小麦粉の糊化特性は、Rapid Visco Analyser (RVA, Newport Scientific Pvt. Ltd., Warriewood, Australia)を用いて測定した。小麦粉分散液（12% w/w）を50℃で1分間平衡させた後、12℃/分の速度で95℃まで上昇させ、2.5分間保持し、12℃/分の速度で50℃まで冷却し、2分間保持した。パドルの回転数は，最初の10秒間は960rpmに設定し，その後，実験の残りの時間は160rpmに下げた。

蒸しパンの製造プロセス

蒸しパンはSandhuらの研究[14]に従って製造した。生地はGVAS全自動プロファイリングキャビネット（MIWE Michael Wenz GmbH, Arnstein, Germany）で30℃、相対湿度85%で発酵させた。発酵後の生地をドウシーター（MP800, Yechang Food machinery Co., Ltd., Shanghai, China）で20回シート状にし、100gに分割した。生地の塊を手で丸く成形し、30℃、85％の相対湿度で35分間発酵させた。発酵させた生地を、スチームトレイと熱湯を使って、鍋で25分間蒸した。室温で1時間冷却した後、蒸しパンの品質を評価した。

蒸しパンのスペシフィックボリューム、クラム構造、およびテクスチャー分析

蒸しパンの容積は、BVM-L370容積測定器(Perten Instruments, H¨agersten, Sweden)を用いて測定した。蒸しパンのクラム構造は、C-Cell Imaging System（Perten Instruments, H¨agersten, Sweden）を用いて分析した。TA-XT2iテクスチャーアナライザー（Stable Micro Systems, Surrey, UK）のPasta Firmness/Stickiness Rigプローブ（P35）を用いて蒸しパンの食感を調べた。 蒸しパンは厚さ15mmのピースにカットした。食感分析装置の設定は，トリガータイプがオート5g，プレテスト速度が3mm/s，ポストテスト速度が1mm/s，テスト速度が1mm/s，圧縮率が60％，連続した圧縮の間隔が3秒，圧縮時間が2回とした。

ガスクロマトグラフ-イオンモビリティー分析装置（GC-IMS）による揮発性化合物の分析

Flavour Spec® GC-IMS装置（Gesellschaft f¨ur Analytische Sensorsysteme mbH, Dortmund, Germany）を用いて、蒸しパンの揮発性化合物を分析しました。ガスクロマトグラフィー（GC）は，30mのOV-5カラムを用いて揮発性化合物を分離しました。キャリアガスには純度99.999%の窒素ガスを使用しました。溶出ガスは，5 mL/minで2分間保持した後，10分間で100 mL/minに，さらに4分間で150 mL/minに昇圧し，1分間保持した。分析対象物は45℃で溶出・分離され、IMSイオン化室でイオン化されました。IMSのドリフトガスには、流速150mL/minの窒素ガスを用い、ドリフトチューブの温度は45℃に設定した。GC-IMSのデータは，LAVソフトウェア，GC-IMS Library Searchソフトウェア，Gallery plot，およびdynamic PCAプラグインを用いて解析しました。NISTデータベースとIMSデータベースを用いたGC-IMS Library Searchにより、Thee volatile compoundsを同定しました。LAVソフトウェアを用いて標準曲線を作成し，定量分析を行った。サンプルの揮発性化合物のフィンガープリント比較にはGallery plotプラグインを使用しました。主成分分析にはdynamic PCAプラグインを使用しました。

統計解析

データは二重観察の平均値で、平均値±標準偏差で表した。市販の統計パッケージ(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)を用いて，Significance level 5%の分散分析を行い，平均値間の差についてはDuncanの検定を適用した。

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