回火条件对碎小麦特殊腐败、异味形成及挥发性化合物生成的影响机制研究

针对碎小麦产业因高湿度回火工艺导致10%年产量损失的难题，研究人员系统探究了15–27%湿度、25–45°C条件下回火过程中异味形成机制。通过GC-MS-SPME和微生物分析，发现2,3-丁二醇、己醛等挥发性化合物与异味显著相关，证实脂质氧化和黑曲霉等微生物增殖是品质劣变主因，为优化回火工艺提供理论依据。

　　

碎小麦作为预煮小麦制品，凭借高纤维、耐储存特性成为重要膳食资源，但其生产过程中因回火工艺控制不当导致的腐败问题，每年造成高达10%的产量损失。土耳其作为年产量百万吨的碎小麦主产国，由此产生的经济损失可达4850万美元。问题的核心在于高湿度(15–27%)和高温(25–45°C)回火条件下，微生物增殖与脂质氧化协同引发的异味和色泽劣变，但具体化学与微生物学机制尚未阐明。

为解决这一产业痛点，Gaziantep大学食品工程系的研究团队在Mustafa Bayram教授带领下，通过控制回火参数开展系统研究。该成果发表于《Food Research International》，首次将GC-嗅闻技术(GC-O)与微生物谱分析结合，揭示回火过程中挥发性有机物(VOCs)的动态变化规律。研究采用气相色谱-固态微萃取联用质谱(GC-MS-SPME)分析挥发性成分，结合硫代巴比妥酸反应物(TBARS)测定脂质氧化程度，同步进行微生物分离鉴定。

关键实验方法
以土耳其Sima? Bulgur公司提供的杜兰小麦(Zivego品种)为原料，设置不同湿度(15–27%)、温度(25/35/45°C)和时间(0–12 h)的回火条件。通过GC-MS-SPME检测2,3-丁二醇、4-乙烯基愈创木酚等VOCs，采用稀释平板法分离微生物，结合FTIR验证化学结构稳定性。

物理化学特性分析
原料小麦符合土耳其食品法典标准，FTIR显示回火过程未改变基本化学结构。但TBARS值证实脂质氧化随湿度升高而加剧，27%湿度组的氧化产物较对照组增加3.2倍(p≤0.05)。

微生物与异味关联
在高湿度组(25–27%)检出黑曲霉、铜绿假单胞菌和阪崎肠杆菌，其代谢产物2-甲氧基-4-乙烯基苯酚(烟熏味)和己醛(青草味)被GC-O确定为关键异味物质。35°C/12 h条件下微生物载量达10⁶ CFU/g，与感官评价的腐败强度显著相关(R²=0.89)。

挥发性化合物特征
鉴定出21种VOCs，其中(E,E)-2,4-癸二烯醛(油脂味)和1-辛烯-3-醇(蘑菇味)在45°C组浓度最高。发现湿度每增加5%，醛类物质含量上升47%，证实不饱和脂肪酸氧化是异味主要来源。

研究结论与意义
该研究首次建立回火参数-微生物增殖-脂质氧化-异味形成的四维关联模型，明确将回火湿度控制在20%以下、时间短于6 h可有效抑制品质劣变。提出的"双阈值控制理论"(温度35°C、湿度22%为品质拐点)为优化传统Antep和Mut生产工艺提供科学依据。研究成果对全球谷物加工行业具有普适性指导价值，尤其为高湿度气候地区的碎小麦生产提供关键技术支撑。