不同燕麥品種用于加工燕麥片的適宜性評價

顧軍強 鐘 葵 王 立 佟立濤 劉麗婭 周閑容 周素梅

(農業部農產品加工綜合性重點實驗室 中國農業科學院農產品加工研究所1，北京 100193)

(江南大學食品學院2，無錫 214036)

不同燕麥品種用于加工燕麥片的適宜性評價

顧軍強1,2鐘 葵1王 立2佟立濤1劉麗婭1周閑容1周素梅1

(農業部農產品加工綜合性重點實驗室 中國農業科學院農產品加工研究所1，北京 100193)

(江南大學食品學院2，無錫 214036)

為研究不同燕麥品種加工燕麥片的適宜性，以2012年國內燕麥主產區31個燕麥品種為研究對象，通過相關性分析、逐步回歸分析、快速聚類分析等建立感官評價方法、篩選燕麥片評價指標并建立評價標準、篩選適宜加工燕麥片的品種。結果表明燕麥片感官評價新權重為形狀大小20分、色澤15分、燕麥片口感35分、湯汁口感30分。加工適宜性評價標準為燕麥白度43～50、峰值黏度50～90 cm·g、總酚150～250 mg/100 g、β-葡聚糖4.50%～6.00%，燕麥片湯汁相對黏度2.00～4.00、容重300～350 g/L。根據聚類結果和適宜性評價標準，篩選出適宜加工燕麥片的品種為山西右玉的壩莜3號、晉燕8號，甘肅定莜2號，新疆白燕2號。

燕麥片 品種 感官評價 評價標準 適宜性

燕麥屬禾本科亞科燕麥屬，分為裸燕麥和皮燕麥2類。我國以裸燕麥為主，產量約占燕麥總產量95%[1]，主要分布在內蒙古、山西、河北、吉林、陜西、甘肅等地。燕麥營養價值高，富含β-葡聚糖、蛋白質、不飽和脂肪酸、維生素、礦物質以及植物營養素等物質，具有增強免疫力、降低血液中低密度膽固醇、降血糖、抗疲勞等功能，是備受人們喜愛的一類谷物食品[2-4]。國外燕麥初、深加工品種和類型較多，主要有早餐食品、嬰兒食品、飲料、燕麥焙烤產品等，我國燕麥產業發展還處于初級階段，主要以燕麥粉、燕麥片為主[5]。

我國裸燕麥品種資源豐富，但由于我國燕麥種植區域廣、品種多樣化，基因、氣候環境條件各異，燕麥品質可能存在較大差異性[6]。適宜的燕麥品種是生產優質燕麥片的物質基礎。目前燕麥品種品質評價多局限于原料本身的農藝性狀、產量性狀和營養成分等方面[7-9]，缺乏對于原料與產品品質間關系和加工專用品種的研究。袁建等[10]研究表明小麥粉品質顯著地影響制成品饅頭的質量，確定了評價饅頭加工適宜性的小麥粉主要品質指標。李菡等[11]研究小麥加工品質性狀對饅頭質量的適宜性評價，篩選出山東省適宜高質量饅頭制作的小麥品種。燕麥片是燕麥的主要加工制品，國內外鮮見燕麥片食用和營養品質綜合評價的權威標準或方法等相關研究報道。因此建立燕麥片整體品質的評價和篩選適宜加工燕麥片的燕麥品種，對于燕麥品種的選育和燕麥片產業的發展有積極意義。

本試驗以來自全國各燕麥主產區的31個燕麥品種為對象，進行了31種燕麥片制作和感官評價，并優化初步感官評價方法，以期建立起一種方便、可行的燕麥片品質評價體系或方法；在對燕麥基本品質指標和燕麥片物理性質指標進行測定的基礎上，通過相關性分析，逐步回歸分析篩選對燕麥片感官品質影響較大的重要指標。通過快速聚類法，將不同品種的燕麥片品質分成3類，篩選出適宜加工燕麥片的燕麥品種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

從全國10個燕麥主產區收集2012年的31個裸燕麥品種，磨粉過100目篩，待用。

1.2 燕麥籽粒品質指標測定

表1 試驗所用燕麥產地和品種

1.3 燕麥片加工工藝

裸燕麥→去雜篩選→水洗除塵→滅酶→烘至水分15%→壓片→烘至水分10%以下→冷卻→包裝

1.4 燕麥片物理指標測定

1.4.1 燕麥片容重

將燕麥片樣品倒入120 mL量筒，用平板刮去量筒表面多余的燕麥片，使量筒口的燕麥片與玻璃杯口相平，稱量玻璃杯內燕麥片的質量，結果以g/L表示。每個樣品重復測定5次[14]。

1.4.2 燕麥片高溫吸水率

準確稱量30.0 g 燕麥片(W1)，放入300 mL已知質量的離心杯中(W2)，加入200 g沸騰的蒸餾水，攪勻，25 ℃下靜置10 min，以轉速3 000 r/min離心15 min，收集上清液備用，稱量離心杯質量(W3)。計算燕麥片高溫下的吸水率，每個樣品重復3次。高溫吸水率=(W3-W2)/W1×100%。

1.4.3 燕麥片湯汁黏度

收集測定燕麥片高溫吸水率時的上清液，過200目篩網濾除去上層懸浮物，立即在25 ℃下取5 mL濾液于烏式黏度計中，測量蒸餾水及樣品濾液的流動時間(t0，t)。計算樣品的相對黏度，每個樣品重復測定3次。相對黏度=t/t0。

1.4.4 湯汁可溶性固形物含量測定

收集測定燕麥片高溫吸水率時的上清液，參考SB/T 10009—1992，采用烘箱干燥法測定上清液中可溶性固形物含量。

1.4.5 燕麥片吸水膨脹率的測定

準確稱量20.0 g燕麥片，放入250 mL量筒，加入沸騰的蒸餾水200 mL，10 min后記錄燕麥片吸水膨脹后的體積，每個樣品重復測定3次。燕麥片吸水膨脹率=燕麥片吸水膨脹后體積/20 g燕麥片的體積×100%。

1.5 燕麥片感官品質評價

燕麥片感官評價參照面條、米飯、饅頭等常見食品感官評價方法并結合燕麥片食用品質加以修改，分為沖泡前燕麥片色澤、形狀大小，沖泡后燕麥片香氣、燕麥片口感、湯汁口感、湯汁色澤2部分，共計100分，具體分值見表2。挑選經訓練的研究生共計8人組成評價小組，每6種燕麥片1組，安排1～2個重復，防止組間偏差出現。

沖泡樣品準備：準確稱取30.0 g燕麥片于250 mL燒杯中，加200 g沸騰熱水沖泡，用小勺攪勻，沸水浴中靜置10 min，讓燕麥片充分糊化。

表2 沖泡前后燕麥片感官評價方法

1.6 統計分析

采用Microsoft Excel進行數據整理，SPSS軟件進行相關性分析、方差分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 燕麥籽粒基本品質指標統計分析

由表3可知，燕麥品種品質指標存在不同程度的變異。白度、總淀粉和灰分的變異系數較小，分別為4.57%、6.50%和10.26%，蛋白質、粗脂肪、β-葡聚糖、直鏈淀粉變異系數較大，均在15%以上。糊化特性指標中，糊化溫度變異系數較小，僅2.56%，峰值黏度、低谷黏度、最終黏度、崩解值及回生值變異系數均在15%以上，其中崩解值差異最大，變異系數達65.77%。研究結果與路威[6]、王燕等[15]一致，說明不同地區、不同品種對燕麥品質影響較大。

表3 燕麥品種品質統計結果分析

2.2 燕麥片物理指標統計分析

表4為燕麥片物理指標統計結果，燕麥片湯汁相對黏度變異系數最大(28.13%)，可溶性固形物變異系數較大(14.73%)，其他指標變異系數較小(<10%)，與路長喜等[15]研究結果一致。高溫吸水率變異系數僅5.19%，受品種差異影響較小，這可能是因為食品的吸水率主要受大分子物質的影響，燕麥中主要大分子成分為淀粉，而燕麥淀粉的變異系數較小(表3)，這可能是造成不同品種燕麥片高溫吸水率差異較小的原因[16]。

表4 燕麥片物理指標統計結果分析

2.3 燕麥片感官評價統計結果及評價方法的優化

表5為燕麥片感官評價結果，感官評價各項指標中色澤和湯汁口感變異系數較高，分別為20.19%和20.16%，燕麥片口感、香氣變異系數較小，分別為12.67%和12.68%。色澤、湯汁口感對總分影響較大，這可能是因為色澤和湯汁口感等品質的差異更容易區分所造成。

表5 燕麥片感官評價結果統計分析

對燕麥片感官評價各指標及燕麥片總得分進行相關性分析(表6)。除香氣外的其他5項指標均與總分呈極顯著正相關(P<0.01)，相關系數在0.48～0.83之間。色澤與湯汁色澤呈現極顯著正相關(P<0.01)，說明燕麥片色澤與湯汁色澤得分趨于一致。香氣與其他指標均沒有顯著相關性，可能是由于燕麥籽粒蒸煮后產生香味物質較少，風味較為平淡，差異不易分辨。燕麥片口感與湯汁口感、總分呈極顯著正相關(P<0.01)，相關系數為0.70和0.83，這可能是受評價者主觀因素的影響，對口感黏滑的燕麥片賦予較高分數的原因。

表6 燕麥片感官評價各指標間的相關性分析

注：* 和**分別表示在0.05 和0.01 水平上顯著。

燕麥片感官評價各指標與總分間存在大量的極顯著相關關系，可以用部分指標代替全部指標，達到簡化評價標準的目的。用逐步回歸的方法對燕麥片總分和各項指標構建回歸方程，共得到6個模型。

模型1：總分=21.00+2.83×燕麥片口感(R2=0.675)

模型2：總分=14.84+2.10×燕麥片口感+2.65×色澤(R2=0.889)

模型3：總分=16.43+1.29×燕麥片口感+2.59×色澤+0.76×湯汁口感(R2=0.952)

模型4：總分=8.48+1.17×燕麥片口感+1.53×色澤+1.00×湯汁口感+0.95×形狀(R2=0.975)

模型5：總分=2.24+1.19×燕麥片口感+1.40×色澤+0.96×湯汁口感+1.02×形狀+0.88×香氣(R2=0.989)

模型6：總分=1.00×燕麥片口感+1.00×色澤+1.00×湯汁口感+1.00×形狀+1.00×香氣+1.00×湯汁色澤(R2=1.000)

模型1到模型3，決定系數從0.675達到0.952，說明燕麥片口感、色澤、湯汁口感可以很好表達出燕麥粥的總得分，且3個指標均對燕麥粥總分影響較大。形狀、大小是感官評價時人對燕麥片的第一感受，其差異容易被評價者分辨，且其與總分呈極顯著的正相關，進入模型4方程，決定系數達到0.975。香氣和湯汁色澤進入方程對模型的決定系數貢獻不大，氣味與總分也無顯著相關性，湯汁色澤與燕麥片色澤得分趨于一致，所以剔除香氣與湯汁色澤2個指標。

根據模型4，最終確定篩選出燕麥粥感官評價指標為：燕麥片口感、色澤、湯汁口感、形狀，系數比為117∶153∶100∶95，初始燕麥片品質評價方法中，各指標權重比值為25∶10∶25∶10。因此，篩選出各項指標的新權重，可以按照公式：新權重i=(回歸系數i×初始權重i)/∑(回歸系數i×初始權重i)，其中初始權重i= 初始滿分i/總分。新權重乘以總分(100)即為各指標的新滿分值(表7)。

表7 燕麥片感官評價指標權重

2.4 燕麥及燕麥片重要品質指標的篩選

表8為燕麥片感官評價各指標與燕麥、燕麥片品質間相關性分析結果。燕麥白度與除香氣、湯汁口感外其他各項感官指標均呈極顯著正相關(P<0.01)，且與總分相關系數較高(0.70)，因此白度是影響燕麥片感官得分的一個重要指標?？偡优c色澤、總分呈顯著負相關(P<0.05)，因此對燕麥色澤、燕麥片總得分具有一定的負效應。糊化溫度和黏度參數均與燕麥片形狀、口感及總分呈顯著相關性(P<0.05)，糊化溫度越低，黏度參數越大，燕麥片口感越好，總得分越高。燕麥片物理指標中，除可溶性固形物以外，均與湯汁口感呈顯著性相關(P<0.05)，燕麥片容重、吸水膨脹率對湯汁口感起顯著負效應，高溫吸水率、湯汁相對黏度對其起極顯著正效應。

表8 燕麥片感官評價各指標與燕麥、燕麥片指標間的相關性分析

注：* 和**分別表示在0.05 和0.01 水平上顯著。

根據相關性分析結果，篩選對燕麥片品質影響較大的重要指標，將表9中各燕麥品質指標、燕麥片物理指標與燕麥粥感官評價各指標的相關系數的絕對值求和，定義為∑，并根據∑進行排名，如表9所示。按照∑大于1.500對20個指標進行篩選，篩選出白度、峰值黏度、糊化溫度、最終黏度、低谷黏度、回生值、總酚、崩解值、燕麥片容重、吸水膨脹率、湯汁相對黏度、高溫吸水率等12個指標。

表9 燕麥和燕麥片品質指標相關系數絕對值求和排名

用回歸分析的方法對影響燕麥片品質較大的燕麥品質指標及燕麥片物理指標進行篩選。以感官評價中總分、湯汁口感、燕麥片口感、形狀、燕麥片色澤、香氣、湯汁色澤7項指標得分為因變量，建立逐步回歸方程，為每個燕麥片感官指標篩選1個模型。

總分=-18.45+2.13×白度+3.64×湯汁相對黏度+0.20×峰值黏度-0.07×容重(R2=0.784)

湯汁口感=24.29-0.06×容重+2.49×湯汁相對黏度+0.12×低谷黏度(R2=0.618)

燕麥片口感=-10.62+0.48×白度+1.30×湯汁相對黏度+0.07×峰值黏度(R2=0.591)

形狀、大小=-12.64+0.53×白度+0.03×總酚(R2=0.508)

燕麥片色澤=-16.86+0.56×白度(R2=0.581)

香氣=12.09-2.24×吸水膨脹率(R2=0.143)

湯汁色澤=6.89+0.07×峰值黏度-0.17×低谷黏度(R2=0.448)

由獲得的各燕麥片感官指標回歸方程可知，對燕麥片品質有較大影響的指標為白度、湯汁相對黏度、峰值黏度、容重、低谷黏度、總酚、吸水膨脹率等。對比2種方法篩選的燕麥品質指標及燕麥片物理指標，發現2組指標基本一致，說明了篩選出的指標有較強的可靠性。因此，將2種方法同時篩選出的指標作為初步用于評價燕麥片加工適宜性的重要指標，包括白度、湯汁相對黏度、峰值黏度、容重、低谷黏度、總酚、吸水膨脹率等7項指標。峰值黏度與低谷黏度均為燕麥粉糊化特性指標，其相互間相關性達到極顯著水平(P<0.01)，且相關系數較高(0.87)，峰值黏度∑較大且同時進入了總分、燕麥片口感、湯汁色澤等3個指標的回歸方程，對燕麥粥品質影響較為顯著，容重與吸水膨脹率相關性達到極顯著水平(P<0.01)，且吸水膨脹率僅進入香氣的回歸方程，所以將低谷黏度、吸水膨脹率剔除。燕麥中蛋白質、β-葡聚糖等指標為降脂因子營養指標，須對營養因子進行考慮，總酚與蛋白質呈顯著性正相關，所以將β-葡聚糖納入考慮對象。從而最終確定白度、峰值黏度、湯汁相對黏度、容重、總酚、β-葡聚糖等6項指標為評價燕麥片加工適宜性的重要指標。

2.5 燕麥片加工適宜性評價

根據燕麥片感官評價新方法中色澤、形狀大小、湯汁口感和燕麥片口感得分，采用快速聚類法，將不同品種燕麥片品質分成3類，如表10。3類燕麥片總得分界限明顯，分別為77.3～90.0、68.8～78.1、54.1～72.6。雖然各指標得分在3類中均有一定交叉，但第一類與第三類平均值在色澤、湯汁口感、燕麥片口感和總分都有顯著性差異。

表10 燕麥片品質聚類結果

注：任意組間比較，無相同大寫字母表示差異顯著(P<0.05)，無字母或有相同大寫字母表示差異不顯著。

根據快速聚類分析結果將燕麥片等級分成適宜、基本適宜、不適宜3類(表11)。其中適宜加工燕麥片品種共6個，基本適宜的15個，不適宜的10個，適宜加工燕麥片的燕麥品種有山西右玉的壩莜3號、晉燕8號，內蒙古內燕5號，甘肅定莜1號、定莜2號，新疆白燕2號。

表11 不同品種燕麥片品質等級劃分

由表12可知，不同等級燕麥片及其燕麥重要指標中，優良與中等品種所有指標均無顯著性差異(P<0.05)，但優良品種與品質差品種在白度、峰值黏度、容重等均值間呈現顯著性差異。品質越差，白度、峰值黏度、湯汁相對黏度值越低，容重值越高。品質較差品種總酚與β-葡聚糖均值含量最高，這可能是因為燕麥籽粒營養成分(蛋白質、脂肪、膳食纖維等)對燕麥制品食用品質有負面影響，如蛋白質含量高可能導致燕麥湯汁色澤變暗[15]。

表12 不同等級燕麥片及其燕麥籽粒重要指標性狀

注：任意組間比較，無相同大寫字母表示差異顯著(P<0.05)，無字母或有相同大寫字母表示差異不顯著。

參考小麥饅頭加工適宜性評價標準，以“均值±標準差”為基礎，并兼顧燕麥籽粒營養品質，確定各項重要指標要求的臨界值。建立燕麥片加工適宜性評價標準，如表13所示，適宜燕麥片加工的燕麥品種具有白度較大，峰值黏度、湯汁相對黏度較高，容重較小，并且含有較高的營養成分等特點。因此最終篩選出適宜加工燕麥片的燕麥品種為山西右玉的壩莜3號、晉燕8號，甘肅定莜2號，新疆白燕2號。

表13 燕麥片加工適宜性評價標準

3 結論

3.1 通過逐步回歸分析的方法優化評價指標，得到回歸方程：總分=8.48+1.17×燕麥片口感+1.53×色澤+1.00×湯汁口感+0.95×形狀，R2=0.975。篩選出燕麥片口感、色澤、湯汁口感、形狀4項，確定評價指標新權重為形狀、大小20%、色澤15%、燕麥片口感35%、湯汁口感30%。

3.2 根據相關系數的絕對值求和和回歸分析的方法，最終確定白度、峰值黏度、湯汁相對黏度、容重、總酚、β-葡聚糖等6項指標為評價燕麥片加工適宜性的重要指標。

3.3 31個燕麥品種中，適宜燕麥片加工的品種為山西右玉的壩莜3號、晉燕8號，甘肅定莜2號，新疆白燕2號。

[1]Qian Keying，Ren Changzhong，Li Zaigui.An investigation on pretreatments for inactivation of lipase in naked oat kernels using microwave heating[J].Journal of Food Engineering，2009，95(2)：280-284

[2]馬曉鳳.燕麥功能性成分評價及深加工現狀[J].農產品加工學刊，2007(5)：74-75

[3]李婷，左芳雷，李再貴，等.燕麥的研究現狀及其發展前景[J].農業機械，2012(24)：88-92

[4]Xu Chao，Lü Junli，Lo Y Martin.Effects of oat beta-glucan on endurance exercise and its anti-fatigue properties in trained rats[J].Carbohydrate Polymers，2013，92(2)：1159-1165

[5]胡新中，魏益民，任長忠，等.燕麥品質與加工[M].北京：科學出版社，2009

[6]路威.燕麥品種品質及飲料加工特性研究[D].北京：中國農業科學院，2013

[7]周海濤，楊曉虹，李天亮，等.麥片加工專用皮燕麥品種冀張燕3號的選育及配套栽培技術研究[J].園藝與種苗，2011(4)：21-23

[8]柴繼寬，趙桂琴，師尚禮，等.7個燕麥品種在甘肅二陰區的適應性評價[J].草原與草坪，2011，31(2)：1-6

[9]焦偉紅，劉景輝，齊冰潔，等.用GGE雙標圖分析燕麥品種(系)農藝與品質性狀[J].中國農學通報，2011，27(1)：24-29

[10]袁建，鞠興榮，汪海峰，等.小麥粉品質與饅頭加工質量的相關性研究[J].食品科學，2005(12)：57-61

[11]李菡，郭恒俊.小麥加工品質對饅頭的適宜性評價研究[J].糧食與飼料工業，2003，4：3-5

[12]Manuel P，Birgitte Z，Anne S M.Juice clarification by protease and pectinase treatments indicates new roles of pectin and protein in cherry juice turbidity[J].Food and Bioproducts Processing，2010，88：259-265

[13]朱克瑞，林金劍，朱科學，等.混合粉中原料粉含量與混合粉的亨特白度關系分析[J].食品工業科技，2008(8)：66-69

[14]Gates F K，Sontag Strohm T，Stoddard F L，et al.Interaction of heat-moisture conditions and physical properties in oat processing：II Flake quality[J].Journal of Cereal Science，2008(48)：288-293

[15]王燕.燕麥品種品質分析及油脂、多酚性質研究[D].北京：中國農業科學院，2012

[16]路長喜，王岸娜，周素梅，等.燕麥片加工品質評價及其品種相關性研究[J].中國糧油學報，2009(8)：42-46.

Suitability Evaluation of Oat Varieties Used for Oatmeal Processing

Gu Junqiang1,2Zhong Kui1Wang Li2Tong Litao1Liu Liya1Zhou Xianrong1Zhou Sumei1

(Comprehensive Key Laboratory of Agro-products Processing，Institute of Agro-products Processing Science and Technology Chinese Academy of Agricultural Sciences1，Beijing 100193)(Food College，Jiangnan University2，Wuxi 214036)

31 oat samples from the major production areas in China were collected for suitability evaluation of oat varieties used for oatmeal processing.By correlation analysis，K-means clustering and stepwise regression method，sensory evaluation system was established；important indexes of oat and oatmeal were selected for the evaluation standard of suitable oat varieties.The sensory evaluation system contained shape and size(20%)，colour(15%)，oatmeal taste(35%)，soup taste(30%).Standard for suitability evaluation of oat varieties was comprised of oat whiteness(43～50)，peak viscosity(50～90 cm·g)，total phenols(150～250 mg/100 g)，β-glucan(4.50%～6.00%)，relative viscosity of oatmeal soup(2.00～4.00)，oatmeal bulk density(300～350 g/L).According to the clustering result and evaluation standard of suitable oat varieties，Bayou-3，Jinyan-8 from Youyu，Shanxi，Dingyou-2 from Gansu，Baiyan-2 from Xinjiang were selected suited for oatmeal processing.

oatmeal，varieties，sensory evaluation，evaluation standard，suitability

TS236

A

1003-0174(2016)03-0018-07

“十二五”科技支撐計劃(2012BAD34B08)，農業部公益性行業(農業)科研專項(201403063-03)

2014-08-05

顧軍強，男，1988年出生，碩士，糧油深加工與功能食品

周素梅，女，1971年出生，研究員，糧油深加工與功能食品