摘要
基于国内标准化粮库对小麦原粒进行12个月的储存，并对小麦粒作两个阶段，包括4种不同加工方式（磨粉、蒸制、煮制和烤焙）的处理，检测铝元素在储存和加工处理前后含量的变化，并分别计算小麦及其制品中铝的变化系数。
经过12个月粮仓储存后小麦中铝含量差异无统计学意义（P>0.05），储存温度和湿度对小麦中铝含量的影响也较小（P>0.05），储存过程中小麦铝的变化系数为0.19~2.71。在小麦粒研磨制粉阶段，小麦粉中铝含量显著低于小麦粒（P<0.05）。不同的面制品加工方式所制成品之间铝含量具有差异。其中，焙烤和蒸制方式下面包和馒头中铝含量高于面条（P<0.05）；但馒头中铝含量与面包差异无统计学意义（P>0.05）。焙烤方式下小麦制品铝的变化系数最高，均高于1，其次是蒸制和煮制，总范围为0.20~1.89。
铝是一种人体非必需的微量矿物质元素，可在肺、肝、肾、甲状腺和脑等组织中蓄积，过量摄入会影响铁、钙等元素的吸收，导致骨质疏松、贫血，还会引起学习记忆能力下降，与老年痴呆症的发生有
研究表明，小麦储存时间和环境（温度、湿度和气体等）对小麦中矿物质含量有一定影
本研究对基于国内粮库储存条件和我国传统面制品加工方式对小麦原粮及其制品中铝含量的变化影响展开研究，为开展膳食铝暴露风险评估提供更准确的评估参数。
2020年6月到2021年5月，对储存在我国中部省份某标准机械化粮库里的小麦粒每月定点采样，连续12个月，最终获得148份小麦粒样品。对初始小麦样品进行加工，得到21份加工成品样品。
将初始小麦粒样品随机分为A、B、C 3组，测量其平均初始浓度，再将每组样品随机分为5个平行样分别包埋于标准化粮库的西北、东北、西南、东南、中间5个方位，储存期为12个月，每月于5个不同方位不同分组分别取小麦约1 kg，对样品中铝含量进行检测。在整个储存实验过程中，每天记录环境气象条件（温度、湿度）数据，以供后期分析温、湿度对于储存过程中铝元素含量的影响。
初始小麦粒样品被随机分为A、B、C 3组，每组取样小麦粒约1 kg，分别按照标准方法加工成全麦粉、面条、馒头和面包。小麦粒加工分为两个阶段。
第一阶段：制粉。全麦粉：将各点小麦样品带皮放入研磨机，粉碎样品，为了保证样品的代表性，每次取样时先舍去前三分之一左右的研磨样再进行采样。采取每份100 g作为试样，置于-20 ℃以下避光保存。
第二阶段：煮制、蒸制、烤焙。面条：依照《面条用小麦粉》（LS/T 3202—1993）加工煮制，其中面粉100 g，水33 mL，成品经搅拌机混合均匀。
馒头：依照《小麦储存品质判定规则》（GB/T 20571—2006）加工蒸制，其中面粉200 g，水100 mL，成品经搅拌机混合均匀。
面包：依照《粮油检验 小麦粉面包烘焙品质评价 快速烘焙法》（GB/T 35869—2018）加工烘焙，其中面粉200 g，水100 mL，糖12 g，盐3 g，淀粉酶0.4 g，酵母5.4 g，黄油6 g，成品经搅拌机混合均匀。
面粉、面条、馒头、面包等置于-70℃冰箱冷冻过夜，取出后迅速用钢磨粉碎样品，取100 g作为试样，置于-20 ℃以下避光保存。
以经过不同储存期或者不同加工条件下样品的铝含量与原始样中的铝含量比例作为变化系数（Processing factor，Pf），来反映铝经过储存或者加工之后的变化特征，当Pf<1时，表明处理因素导致小麦及其制品中铝含量水平降低；当Pf>1时，表明处理因素导致小麦及其制品中铝含量水平升高。计算公式如
3组小麦平均初始铝含量范围为33.55~64.80 mg/kg。每月铝含量数据见
| 储存时间（月） | 分组[M（Q1，Q3），mg/kg] | ||
|---|---|---|---|
| A | B | C | |
| 初始 | 64.80（34.20,75.70） | 55.60（47.55,90.15） | 33.55（22.50,51.28） |
| 3 | 43.50（31.90，49.35） | 43.60（34.95,58.95） | 44.65（43.85,50.48） |
| 4 | 35.10（24.35，48.65） | 55.30（39.55,59.45） | 45.95（33.75,53.13） |
| 5 | 27.20（25.70，30.90） | 51.20（25.45,63.05） | 56.05（43.35,75.95） |
| 6 | 28.20（20.40，35.40） | 46.90（18.00,78.20） | 47.95（36.88,50.33） |
| 7 | 30.20（22.15，57.55） | 32.60（30.60,37.50） | 42.65（36.83,49.75） |
| 8 | 45.50（26.35，57.40） | 60.10（31.80,73.80） | 43.65（35.90,53.35） |
| 9 | 28.60（20.00，36.40） | 66.10（48.10,100.40） | 39.65（25.43,49.68） |
| 10 | 37.50（29.60，46.15） | 48.80（29.70,90.60） | 36.95（25.98,47.33） |
| 11 | 41.10（35.33，55.13） | 43.45（32.43,54.85） | 28.70（17.80，-） |
| 12 | 39.60（26.50，61.00） | 46.10（26.08,61.78） | 51.70（-，-） |
| H | 15.692 | 12.714 | 15.934 |
| P | 0.153 | 0.312 | 0.144 |
注： M：中位数；Q1：第一四分位数；Q3：第三四分位数
对小麦12个月储存期间的粮库环境进行检测，研究温度和湿度的变化对小麦中铝含量的影响，铝含量变化趋势如
图1 温度、湿度和小麦中铝含量的变化趋势
Figure 1 Variation trend of temperature, humidity and aluminum content in wheat
图2 小麦中铝含量与储存温度和湿度的散点图
Figure 2 Scatter plot of aluminum content in wheat with storage temperature and humidity
如
| 储存时间/月 | 变化系数* | |
|---|---|---|
| 平均值 | 范围 | |
| 3 | 1.01 | 0.29~2.25 |
| 4 | 0.99 | 0.35~2.29 |
| 5 | 0.97 | 0.34~2.50 |
| 6 | 0.89 | 0.19~1.72 |
| 7 | 0.87 | 0.27~2.34 |
| 8 | 0.95 | 0.61~1.84 |
| 9 | 1.03 | 0.33~2.71 |
| 10 | 1.01 | 0.30~2.64 |
| 11 | 0.75 | 0.36~1.17 |
| 12 | 0.94 | 0.34~2.30 |
注： *变化系数为不同储存月小麦籽粒与初始小麦籽粒铝含量之比
阶段一：制粉。在加工第一阶段中，将平均铝含量分别为：64.8、55.6、33.55 mg/kg的3组小麦粒加工研磨成小麦粉，取得3个面粉样本，其铝含量分别为：7.25、6.28、6.74 mg/kg，使用Wilcoxon符号秩检验，小麦原粒和小麦粉铝含量的差异有统计学意义（P=0.050）。
阶段二：煮制、蒸制、烤焙。将第一阶段制成的3份面粉每份分成两组，经过烤焙、煮制和蒸制3种加工方式制成面包、面条和馒头3种小麦制品，每种制品取得6个样本，共18个样本。3种制品中铝含量见
| 小麦制品 | 样本量/份 | 加工温度/℃ | 加工时间/h | 中位数（M（Q1，Q3），mg/kg） | 范围/（mg/kg） | F | P |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 小麦粒 | 3 | — | — | 55.60（33.55，64.80） | 33.55~64.80 | 19.357 |
0.00 |
| 小麦粉 | 3 | 室温（22~30） | — | 6.74（6.28，7.25） | 6.28~7.25 | ||
| 面条 | 6 | 100 | 5 | 2.07（1.53，3.00） | 1.42~4.69 | ||
| 面包 | 6 | 215 | 40 | 11.75（9.95，12.33） | 8.00~12.70 | ||
| 馒头 | 6 | 100 | 20 | 8.94（5.08，10.83） | 4.52~11.20 |
图3 小麦制粉到面制品加工各环节中铝含量变化的比较分析
Figure 3 Variation of aluminum concentration in different wheat products
注： **P<0.01，*P<0.05
如
| 加工阶段 | 小麦制品 | 平均值 | 范围 |
|---|---|---|---|
|
第一阶 | 小麦粉 | 0.14 | 0.10~0.22 |
|
第二阶 | 面条 | 0.35 | 0.20~0.68 |
| 面包 | 1.65 | 1.27~1.89 | |
| 馒头 | 1.24 | 0.62~1.70 | |
|
全阶 | 面条 | 0.05 | 0.02~0.15 |
| 面包 | 0.24 | 0.14~0.36 | |
| 馒头 | 0.17 | 0.08~0.27 |
注： 1为不同小麦制品与小麦籽粒中铝含量的比值
本研究结果表明，小麦籽粒中铝含量与储存时间无显著性相关，这与KESKIN和OZKAY
本研究对粮仓中的储存温度和湿度进行了监测，结果表明，储存温度和湿度与小麦中铝含量没有相关关系，这与KIBAR和KILI
本研究发现，小麦制粉工艺对于最终面粉产品中铝元素含量有显著影响，这一观察结果与GUO
在第二阶段中，基于我国传统面制品加工方式（煮制、蒸制和烤焙）对小麦面粉进行加工，结果显示，小麦面粉与小麦制品的铝含量差异较小，但不同加工方式所得的小麦制品的铝含量之间存在差异。相关研究表明，不同的加工方式会使小麦中矿物质含量发生变
本研究中还提供了小麦在加工过程中铝的变化系数，该系数适用于消费量数据为经过烹调加工后食物的消费量数据的暴露评估，对未经烹调加工的食品原料中污染物浓度进行校正。研究结果显示，不同小麦加工方式下有害元素浓度的变化系数存在一定差异，但都呈下降趋势，说明小麦加工能够有效降低其有害元素的浓度，并在收采加工销售过程中控制外来铝的污染，能有效降低人群的膳食铝暴露。变化系数对评估小麦制品在不同加工阶段的铝摄入风险是有益的，主要运用于：（1）变化系数可向食品安全检查机构提供有关食品加工过程中残留水平变化范围的信息，从而对评估原料是否符合法律标准至关重要；（2）向风险评估人员提供信息，以进行精确的膳食暴露估计，主要在食品加工后的消费情况下进行更现实的评估；（3）在同类食品中，加工工艺往往存在差异，在实际评估工作中可能会遇到加工产品的实际因素范围的信息缺乏，在实验室中模拟加工操作一定程度上模仿了食品加工业的技术手法，但并不能涵盖所有的方面，变化系数在极大程度上可促进研究结果的关
储存时间和储存环境（温度、湿度）对小麦中铝含量的影响较小。不同加工方式与小麦及其制品中的铝含量密切相关。采用变化系数可对消费者通过膳食途径污染物的暴露量进行校正，优化评估方法、提高评估结果准确性。本研究仅获得了我国局部区域小麦及其4种加工产品的铝含量数据和变化系数，相关数据和方法仍需进一步地补充和系统研究。
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