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小麥DH群體饅頭主要品質性狀之間的相關分析

2010-11-04 13:55:30澎陳建省白云俊田紀春
中國糧油學報 2010年6期

吳 澎陳建省白云俊田紀春

(國家作物生物學重點實驗室 國家小麥品質育種研究室1,泰安 271018)

(山東農業大學食品科學與工程學院2,泰安 271018)

小麥DH群體饅頭主要品質性狀之間的相關分析

吳 澎1,2陳建省1白云俊1田紀春1

(國家作物生物學重點實驗室 國家小麥品質育種研究室1,泰安 271018)

(山東農業大學食品科學與工程學院2,泰安 271018)

依照行業標準 SB/T 10139—1993制作饅頭,采用感官評定、色彩色差計測定、質構分析相結合的方法測定分析饅頭主要品質性狀之間的相關性。分析結果表明:對饅頭評分影響最主要的因素分別為硬度、體積、L3值、A3值和B3值,其中與評分呈極顯著正相關的為體積和 L3值,呈極顯著負相關的為硬度、A3值和B3值;饅頭主要品質性狀間的相關性分析表明:硬度與黏著性、彈性、黏聚性、回復性均呈極顯著負相關水平,而與膠著性和咀嚼度的相關性為極顯著正相關;L3值與A3值、B3值、l3值、a3值的相關性均為極顯著正相關,并且,L3值與 l3值,A3值與 a3值,B3值與 b3值之間均存在極顯著正相關關系;體積與彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼度以及回復性間的相關性均為極顯著負相關。

DH群體 饅頭 品質性狀 相關性分析

饅頭是我國東北、華北地區及黃河流域人民的傳統主食。隨著國內物質生活水平的提高,人們對饅頭的要求已從最初的滿足溫飽上升到對優質品質的關注。到目前為止,國內學者對饅頭的研究與對面包研究的深度相比差距較大。20世紀 50年代以來,國內學者圍繞饅頭開展了一定的研究工作,但也僅主要集中在原料品質、制作工藝改進、加工設備研發等幾個方面[1-4],技術應用研究多于基礎研究,主要目的是服務于實際生產,多局限于某個或某些方面,基本上還未形成穩定有效的科學研究平臺和規范,各自的研究結果或結論往往互相矛盾,彼此之間經常難以相互比較,尚未形成系統的理論體系和方法。國外對饅頭的研究起步于20世紀80年代,主要集中在美國、加拿大和澳大利亞等幾個主要小麥出口國家。他們的研究主要集中在其本國小麥品種品質對中國饅頭品質的適應性方面,主要目的是為本國小麥提供更多的商業機會[5-6]。在國外,與面包等西方主食食品研究相比,中國饅頭的研究課題不多,研究成果數量很有限。

近兩年來,食品中存在丙烯酰胺的問題引起了全球的關注,科學家發現在大部分的油炸、焙烤食品中都含有丙烯酰胺。研究表明,谷物食品由于熟化方式和熟化溫度以及水分含量等條件的不同,對其安全特性影響不同。科學家進一步研究了丙烯酰胺產生的機理,發現可能是在美拉德反應過程中由還原糖和游離氨基酸生成了丙烯酰胺[7-8]。也就是說,當加熱超過一定溫度而發生美拉德反應時,就有可能生成丙烯酞胺。因為饅頭的熟化溫度及水分不會發生美拉德反應,所以可以推斷,饅頭中不應當含有丙烯酰胺,說明采用汽蒸方法熟化的中國饅頭,是一種更為安全、健康的食品,更加有益于健康和安全。

國內外科學家對小麥粉品質與饅頭品質相關性的研究較多[9-17]。不同學者給出了不同的看法。比如,對于評價方法,劉愛華等[10]認為較高的硬度不利于饅頭色澤的改善,適當降低硬度,提高面粉白度有利于提高饅頭的表觀色澤。范玉頂等[11]通過對小麥品質性狀與饅頭指標相關分析表明,高蛋白質含量有利于增加饅頭的體積和比容,但不利于饅頭優良外觀、結構和彈韌性的改善,最終明顯降低饅頭的總分;要提高饅頭的總分,必須協調好饅頭體積、比容與外觀、結構和彈韌性的矛盾,并注重外觀、結構、彈韌性以及黏性的改良。朱帆等[12]評價饅頭的主要主觀指標為外觀形狀、彈韌性和氣味;主要客觀指標中,斷裂性和黏附性可合為一個指標,咀嚼性、硬度和膠著性可合為一個指標,回復性作為一個重要的指標;回復性、硬度、咀嚼性、彈性和黏聚性由于與主觀評價參數相關性高,故作為客觀評價參數參考。一般認為,蛋白質的數量與質量是影響饅頭品質的主要因素。研究表明,饅頭要求中等強度、適度彈性和適度延伸性(平衡型)小麥粉,強度太高或太低皆不利于加工高質量饅頭。

關于淀粉性狀對饅頭品質的影響國內外報道不多。直鏈淀粉含量高的小麥粉制成的饅頭食用品質差,具體表現為饅頭體積小、彈韌性差、較黏牙;而直鏈淀粉含量偏低或中等的小麥粉制成的饅頭食用品質好,具體表現為體積大,彈韌性好,不黏牙[13]。淀粉特性對饅頭品質有影響,支鏈淀粉含量影響饅頭食用品質,以支/直鏈淀粉比例較大者為好。

對于其他籽粒性狀,研究結果表明角質率對饅頭品質的影響較大,容重與慢頭品質呈正相關,角質率較高,質地為中 -硬類型的小麥適于制作優質饅頭。至于千粒重、出粉率和容重對饅頭品質的影響尚難定論[14]。從對饅頭品質及其對小麥品質的要求作的研究來看,在眾多影響饅頭品質的因素中,蛋白質的含量和質量、淀粉黏度性狀和磨粉品質性狀等因素對饅頭品質的貢獻較大[15-17]。

在探索饅頭小麥品質指標的研究中發現[19-21]:饅頭制作工藝不同,會導致研究結果有很大差異。制作工藝中的和面過程尤為重要,包括和面方法與和面時間的長短,手工和面較適于中筋、弱筋小麥粉,和面機和面適于中筋、強筋小麥粉。中、強筋小麥粉用和面機和面蒸出的饅頭表現為體積大、彈韌性較好、有咬勁。弱筋小麥粉無論用機器和面還是用手工和面,蒸出的饅頭體積都比較小,但外觀均可接受。從對小麥品質與饅頭品質關系的探索中可以看出,不同制作工藝的饅頭對小麥品質有不同的要求[17]。因此,不能簡單地說,何種品質的小麥適于做饅頭,必須說明所用的制作方法。

目前,國內有關饅頭品質評價的指標與方法還處于初期探索階段,饅頭品質評價大多借鑒面包的評價指標和方法進行品質評價[18]。尚未見到比較系統的研究成果或結論。當前,饅頭品質評價的主要方法是感官品質評定方法,同時,有少部分研究以流變儀、質構儀和色彩色差儀為工具,開展客觀評定方法研究。

在饅頭評分過程中體積測量比較客觀,外觀評價較為直觀、具體和明確,容易操作。但色澤、結構、彈韌性、黏性的評分,則易受人為主觀因素(性別、嗜好、年齡)的影響,難以判斷得分界限,其中氣味一項更加難以準確判定。因此,饅頭的評價方法有待進一步完善[19-22]。而且,對于饅頭品質之間的相關性研究至今尚未見報道。

中國饅頭通常分為北方和南方兩類,兩者的外觀、質地、配方及加工方法均不同,小麥粉品質要求也有很大差異,一般而言,北方饅頭要求色澤較白、表面光滑、體積較大、結構細密均勻,質地富有彈性,咬勁較強有韌性,爽口且不粘牙[23-25]。本試驗主要研究北方饅頭。材料采用小麥DH群體,DH群體即加倍單倍體(Doubled Haploid),是單倍體通過染色體加倍形成的。因此,品系內個體是完全同質的,而且個體的基因型是完全純合的。DH群體是永久性群體,可以進行多年多點的重復試驗,是研究基因型和環境互作的理想材料,但重組只來自形成花粉時的一次減數分裂,故重組信息量相對較少[26]。

通過對饅頭主要品質性狀 (體積、直徑、色澤、硬度、黏著性、彈性、回復性等)之間的相關性分析,為探討影響饅頭品質的主要參數,進而為制定完善的饅頭品質評價方法提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

采用小麥 DH群體磨粉所制饅頭為試驗材料。小麥 DH群體的父母親本分別為花培 3號和豫麥57。花培 3號和豫麥 57是我國黃淮麥區大面積推廣的栽培小麥品種,并為許多雜交組合的親本材料[27-28]。花培 3號和豫麥 57雜交,經染色體加倍獲得 68個雙單倍體 (DH)系,該群體及親本于 2006~2007年度和 2007~2008年度種植在山東農業大學試驗農場。

1.2 試驗儀器

BUHLER 880200磨粉機:德國 Brabender公司; TA.XT plus型物性測定儀:英國 Stable Micro Systems公司;Minolta CR-400型色彩色差計:日本美能達公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 饅頭制作

按照中華人民共和國商業行業標準 (SB/T 10139—1993)進行饅頭的蒸制:稱取 100 g小麥粉,加入含有 1 g干酵母的溫水 (38℃)約 48 mL(按粉質儀吸水率的 75%計算加水量),用玻璃棒混合成面團后,手工和面 3 min,置于恒溫箱中 (38℃,85% RH)發酵 60 min。取出,手工和面3 min,成型。室溫醒發 15 min后,放入已煮沸并墊有紗布的蒸車上蒸20 min,取出,蓋上干紗布,冷卻 40 min后,用電子天平稱重,用油菜籽替代法測體積,測量饅頭高度,計算比容。

1.3.2 饅頭評分方法和標準

測量后的饅頭切成數塊,按表 1內容逐項品嘗打分。

1.3.3 饅頭制品的物性指標檢測

將制作好的饅頭從豎直方向將饅頭切成厚度為25 mm的均勻薄片,用質構儀 P/35壓盤式探頭運行TPA壓縮模式測定。測前速度為 2.0 mm/s;測試速度為 1.0 mm/s;測后速度為 1.0 mm/s;測試距離為15 mm(樣品厚度的 60%);觸發力為 5 g;兩次壓縮間隔時間為 5 s;數據采集速率為 200 point/s。測定指標包括硬度 (Hardness,H)、黏著性 (Adhesiveness, AD)、彈性 (Springiness,SP)、黏聚性 (Cohesiveness, CO)、咀嚼性 (Chewiness,CH)、回復性 (Resilience, RE)、膠著性(Gumminess,GU)。

1.3.4 饅頭色澤測定

饅頭的表面和內部色度用差計測定,以L3、A3、B3色空間表示,L3稱為亮度,L3=0表示黑色,L3= 100表示白色,中間共有100等級。A3和B3表示不同的色彩方向。A3表示紅 -綠方向,B3表示黃 -藍方向,+A3表示偏紅,-A3表示偏綠;+B3表示偏黃, -B3表示偏藍。其中L3、A3、B3表示饅頭表皮色空間值,l3、a3、b3表示饅頭內部色空間值。

1.3.5 統計分析

利用DPS6.50軟件對數據進行統計分析。

2 結果分析

2.1 饅頭質構參數間以及與評分的相關性分析

饅頭質構參數間以及與評分的相關系數見表 2。

表 2 饅頭質構參數間以及與評分的相關系數

由表 2可得:①硬度與黏著性、彈性、黏聚性、回彈性以及評分間的相關系數分別為:-0.22、-0.37、-0.56、-0.54、-0.20,存在極顯著負相關關系,說明饅頭硬度越大,其他指標值就越低,尤其與評分一項,可見適當降低硬度有助于評分的提高;硬度與膠著性、咀嚼度的相關性為極顯著正相關,相關系數分別為:0.92、0.85,并且膠著性、咀嚼度與評分的相關性也達顯著負相關水平,因此,在質構參數對饅頭評分進行衡量時,硬度與膠著性、咀嚼度可合并為一個指標,這與朱帆等[12]在對饅頭品質相關性研究和錢平[22]對饅頭的評價結果部分一致。②黏著性與彈性、黏聚性、回復性間的相關系數分別為0.59、0.55、0.55,達極顯著正相關水平,說明饅頭內部黏聚力越大,彈性、回復性越小,黏著性與黏聚性的正相關關系可能由實驗誤差所造成,有待進一步研究。同時,黏著性與評分間的不顯著相關性也進一步證實了彈性、黏聚性、回復性與評分無顯著相關性的關系。③彈性與黏聚性、回復性間的相關系數均為 0.86,為極顯著正相關水平,說明了彈性越大的饅頭,黏聚性也越大。④黏聚性與膠著性間的相關系數為 -0.21,達極顯著負相關水平;與回復性的相關系數為 0.98,達極顯著正相關水平,因此兩者可合并為一格指標。⑤膠著性與咀嚼度的相關系數為0.99,達極顯著正相關水平,并且兩者與評分的相關系數為 -0.18、-0.16,均達顯著負相關水平。

2.2 饅頭色度參數、體積等指標與評分的相關性分析

饅頭色度參數、體積等指標與評分的相關系數見表3。

表 3 饅頭色度參數、體積等指標與評分的相關系數

由表 3可知:①影響饅頭評分的主要因素為體積、L3值、A3值、B3值,其與評分間的相關系數分別為 0.37、0.40、-0.24、-0.31,均達到極顯著相關水平。②高度與體積、B3值間的相關系數分別為0.26、0.21,均達極顯著正相關水平,與 b3值達顯著正相關水平,說明高度越大的饅頭體積越大,高度為影響體積的一個重要因素。另外,高度也與B3值存在正相關的關系。體積與評分間的相關系數為 0.37,達極顯著正相關水平,說明體積作為饅頭評分的一個重要指標,影響確實非常大。另外,體積除了與 A3值存在正相關性外,與其他色度參數間幾乎不存在相關性。③L3值與 A3值、B3值間的相關系數分別為0.35、0.37,均達極顯著正相關水平,這與胡瑞波等[22]的研究結果一致。L3值與 l3、a3值間的相關系數分別為 0.30、0.32,達極顯著正相關水平,并且 L3值與評分間為極顯著正相關關系,說明了饅頭亮度越大,色彩方向越偏向綠、藍色,饅頭的感官評分越高,尤其是亮度對評分的影響最大。④A3值與 l3值間的相關系數為 -0.23,為極顯著負相關水平,說明饅頭表皮顏色越偏向紅色,內部亮度越低。A3值與a3值間的相關系數為 0.89,為極顯著正相關水平,說明饅頭表皮與內部色彩方向在紅 -綠方向上一致。但A3值與評分間為極顯著負相關關系,說明饅頭表皮的色彩越偏向紅色,其評分越低,這與人眼的感覺系統有關。⑤B3值與 b3值也達極顯著正相關水平,但對評分的影響卻出現了不同,B3值與評分的相關系數為 -0.31,達極顯著負相關水平,而 b3值與評分間的相關系數為 -0.19,為顯著負相關水平,這可能是由于感官評價僅以表皮為依據。a3、b3與評分間的相關系數分別為 -0.20、-0.19,均為顯著負相關水平,說明饅頭內部色彩方向越偏向紅、黃色,饅頭得分越低。

2.3 饅頭色度參數、體積等指標與質構參數間的相關性分析

饅頭色度參數、體積等指標與質構參數間的相關見表4。

表 4 饅頭色度參數、體積等指標和質構參數間的相關系數

由表 4可得:①高度與硬度間的相關系數為0.22,為極顯著正相關水平,而與彈性、黏聚性、回復性均達極顯著負相關水平,另外,高度與膠著性、咀嚼度間的相關性不顯著;膠著性、咀嚼度卻與直徑間存在極顯著負相關關系,說明饅頭的高度與內在品質沒有相關性。②體積作為影響饅頭評分的一個重要因素,與彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼性、回復性間的相關系數分別為 -0.21、-0.24、-0.33、-0.37、-0.25,為極顯著負相關水平,進一步證實了咀嚼度、回復性與評分間的顯著負相關水平。③L3值與彈性為極顯著正相關關系,而與回復性卻不存在顯著相關性;l3值與色度參數間都不存在顯著相關性; A3值與彈性、黏聚性、回復性間的相關系數分別為-0.51、-0.47、-0.45,均為極顯著負相關水平,這與 a3值與這三項的相關性基本一致;B3值與質構參數間的相關性均不顯著,但是 b3值卻與硬度、膠著性、咀嚼度存在極顯著正相關關系。

3 討論與結論

在饅頭色度參數間的相關性分析中,L3值與A3值、a3值間存在極顯著正相關關系,L3值與總分間相關性為極顯著正相關,說明饅頭的色澤對評分高低有較大影響。但是,A3值、a3值卻與總分相關性為極顯著負相關;另外,難以解釋的為 l3值與 a3間存在極顯著負相關,而 L3值與 A3值卻為極顯著正相關。

在色度參數與質構參數相關性分析中,L3值與彈性間的相關系數為 0.21,為極顯著正相關水平,而l3值與彈性間的相關系數則為 -0.06,不具顯著相關性。另外,B3值與質構參數各項間均不具顯著相關水平,但 b3卻與硬度、膠著性、咀嚼度為極顯著正相關關系,分析原因可能是人為誤差、儀器誤差造成的。這些問題需要進一步試驗論證探討解決。

本試驗設計的質構參數包括:硬度、黏聚性、彈性、黏著性、咀嚼度、膠著性、回復性七項指標。硬度是影響饅頭評分的最主要參數,與評分間的相關性為極顯著負相關,但硬度與膠著性、回復性、彈性黏聚性間的相關性為極顯著負相關,因此要提高饅頭得分必須協調好這幾項指標間的關系。另外,對饅頭評分影響較顯著的還有膠著性和咀嚼度兩項指標,適當降低膠著性和咀嚼度有利于饅頭得分。硬度與膠著性、黏聚性與回復性、膠著性與咀嚼度三對指標間的相關系數分別為 0.92、0.98、0.99,因此,在參與影響饅頭評分的質構指標分析中,這三對指標可合并為三個單項指標參與分析。咀嚼度與黏著性、黏聚性的相關系數分別為 0.07、-0.07,相關性均未達到顯著水平。

通過對饅頭色度參數等指標的分析可得:影響饅頭評分的主要因素為體積、L3值、A3值、B3值,其中與得分的相關性為極顯著正相關的是體積、L3值,極顯著負相關的為A3值、B3值,說明表皮亮度越高,色彩方向越偏向綠色、藍色,饅頭得分越高。因此,在饅頭的制作和面粉的選擇方面應綜合考慮這幾個因素。體積與L3值、A3值、B3值相關性均不顯著,并且饅頭重量對評分的影響微小。L3值與 A3值、B3值、l3值、a3值均為極顯著正相關關系,而與 b3值相關性卻很小。另外,A3值與 a3值,B3值與 b3值相關性均為極顯著正相關,說明饅頭表面和內部色彩方向基本一致。

通過對饅頭色度參數等指標和質構參數間的相關性分析可得:①對影響饅頭評分最主要的因素硬度與高度、a3值、b3值均存在極顯著正相關關系,而硬度與評分為極顯著負相關關系,說明適當降低饅頭高度可提高饅頭得分,當然,制作工藝也會影響饅頭高度。與饅頭評分成極顯著正相關的體積指標,與彈性、回復性、黏聚性、膠著性和咀嚼度均存在極顯著正相關關系,說明要提高饅頭評分需要協調好這幾項指標之間的關系。②A3值和 B3值與質構參數間的相關性存在明顯不同:A3值與黏著性、彈性、黏聚性、回復性之間為極顯著相關關系,而 B3值與這幾項的相關性很小,說明不同的色彩方向與質構性質的相關程度不同。另外,a3值與硬度、黏著性存在極顯著正相關的關系,而與彈性、黏聚性則存在極顯著負相關的關系;b3值與膠著性、咀嚼度存在極顯著正相關關系。

通過對饅頭主要品質性狀之間的相關性分析,確定影響饅頭品質的主要參數為硬度、體積、L3值、A3值和 B3值,旨在為制定完善的饅頭品質評價方法提供理論基礎,但要提高饅頭的品質,還需協調好相應指標間的關系,提高有利指標的影響度,降低不利指標的影響度,以取得良好的饅頭的感官評價。

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Correlations bet weenMain Quality Characters of Steamed Bread

Wu Peng1,2Chen Jiansheng1Bai Yunjun1Tian Jichun1
(Group ofQualityWheatBreeding of State KeyLaboratory of Crop Biology of ShandongAgriculturalUniversity1,Tai′an 271018)
(College of Food Science and Engineering,ShandongAgriculturalUniversity2,Tai′an 271018)

The correlations bet ween the main quality characters of steamed bread were analyzed by applying sen2 sory evaluation,chromatic aberration measurement and nature construction analysis,with steamed breadsmade accord2 ing to profession standard SB/T 10139—1993.Results:There are five most important indices affecting the grade of a steamed bread,namely,hardness,volume,L3value,A3value and B3value.Volume and L3value are significantly and positively correlative with steamed bread grade,whereas hardness,A3value and B3value are significantly and negatively correlative with steamed bread grade.Hardness is significantly and negatively correlative with adhesiveness, springiness,cohesiveness and resilience,and is significantly and positively correlative with gumminess and chewiness. L3value is significantly and positively correlativewithA3value,B3value,l3value,and a3value.Significantly pos2 itive correlations exist betweenL3and l3,A3and a3,B3and b3.The correlations bet ween volume and other charac2 ters,namely springiness,cohesiveness,gumminess,chewiness and resilience,are significantly negative.

DH lines,steamed bread,quality character,correlation analysis

S512 文獻標識碼:A 文章編號:1003-0174(2010)06-0009-06

863計劃(2006AA100101),973計劃(2009CB118301)

2009-07-04

吳澎,女,1972年出生,講師,博士,農產品品質檢測

田紀春,男,1954年出生,教授,博士生導師,谷物生理

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