不同品種小麥的品質特性分析

溫艷霞，張春娥，廖若宇

1. 寧夏工商職業技術學院（銀川 750021）；2. 寧夏糧油產品質量檢測中心（銀川 750001）

依據LS/T 3109—2017《中國好糧油 小麥》[1]標準規定，小麥類別分為強筋小麥、中筋小麥和低筋軟麥，中筋小麥包括面條小麥、硬式饅頭小麥和軟式饅頭小麥三類。由此可見，優質高產是小麥產業發展的趨勢。近五年寧夏地區種植的小麥品質適用于面條和饅頭的食品工業生產。雖然我國面包的消費量不到5%[2]，依據GB/T 17892—1999《優質小麥 強筋小麥》[3]標準要求，強筋小麥烘焙品質評分值應大于等于80分，由于評分值低于80分，寧夏種植的小麥適用于優質面包生產的小麥品種比例為0。我國市場流通的小麥主要用于面條和饅頭的生產，

據統計，我國小麥總產量的70%用于農民自足，30%用于市場流通，市場流通中80%的小麥用于生產面條和饅頭[4]。

小麥粉加水至含水量高于35%時，用手或機械揉合可形成面團，面團在水中搓洗，可溶性物質溶于水中，并將淀粉、麩皮等洗脫，剩下具有黏性、彈性、延展性類似橡膠的物質，即為粗面筋，因含水量大于65%，因此又稱為濕面筋，烘去水分即為干面筋，干面筋主要成分為面筋蛋白，其影響小麥粉的食用品質[5]，因此研究調查濕面筋的面筋含量與質量。降落數值是對谷物中α-淀粉酶的活力進行測定的方法，是準確評價谷物發芽損傷的程度，與小麥粉的發酵程度有關[5]。粗蛋白含量、濕面筋含量與質量和α-淀粉酶的活力，對于小麥的食用品質起決定因素。小麥經加工后，可制備品種繁多的面食制品，為了更好地了解不同品種小麥的品質特性，最大程度地發揮不同小麥的經濟效益，此次試驗以濕面筋含量以及面筋指數、降落數值、面團流變學特性、烘焙特性和粗蛋白含量等品質指標為研究對象，調研了寧夏種植流通的小麥品種特性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

不同品種小麥，寧夏各市縣農戶及農場田間取樣；燕子牌干酵母，保牛牛奶酥油，超市購買；氯化鈉，分析純，成都市科隆化學品有限公司。

1.2 儀器與設備

DHG-9240電熱鼓風干燥箱（上海一恒科學儀器有限公司）；GM2200面筋測定儀（瑞典波通儀器公司）；CF2015面筋指數測定儀（瑞典波通儀器公司）；FN1000降落數值儀（瑞典波通儀器公司）；DA7200近紅外谷物分析儀（瑞典波通儀器公司）；Faringraph-TS粉質儀（德國Barbender儀器）；JMLD150拉伸儀（北京東方孚德技術發展中心）；JHMZ針式攪拌機（北京東方孚德技術發展中心）；JXFD醒發箱（北京東方孚德技術發展中心）；JMFB70×30實驗室小麥磨粉機（成都施威特科技發展公司）；XP204電子天平[瑞士梅特勒-托利多（上海）有限公司]；PL602E電子天平[瑞士梅特勒-托利多（上海）有限公司]。

1.3 試驗方法

1.3.1 小麥粉的制備

按照NY/T 1094.1—2006《小麥實驗制粉 第1部分：設備、樣品制備和潤麥》[6]中的方法制粉，小麥經清理、潤麥后采用實驗室小麥磨粉機制粉，將皮粉與心粉混合均勻待用。

1.3.2 濕面筋含量和面筋指數的測定

水分含量按照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[7]中105 ℃直接干燥法測定，濕面筋含量按照GB/T 5506.2—2008《小麥和小麥粉 面筋含量 第2部分：儀器法測定濕面筋》[8]方法測定。按照LS/T 6102—1995《小麥粉濕面筋質量測定法面筋指數法》[9]規定方法測定面筋指數。

1.3.3 降落數值測定

按照GB/T 10361—2008《小麥、黑麥及其面粉，杜倫麥及其粗粒粉 降落數值的測定 Hagberg-Perten法》[10]方法測定。

1.3.4 面團流變學特性測定

粉質特性按照GB/T 14614—2019《糧油檢驗 小麥粉面團流變學特性測試 粉質儀法》方法測定，拉伸特性按照GB/T 14615—2019《糧油檢驗 小麥粉面團流變學特性測試 拉伸儀法》[11]方法測定。

1.3.5 小麥粉烘焙特性測試

按照GB/T 14611—2008《糧油檢驗 小麥粉面包烘焙品質試驗 直接發酵法》[12]方法測定。

1.3.6 粗蛋白含量的測定按照GB/T 24899—2010《糧油檢驗 小麥粗蛋白質含量測定 近紅外法》[13]方法測定。

1.3.7 面包烘焙品質評分

面包烘焙品質評分采用GB/T 14611—2008《糧油檢驗 小麥粉面包烘焙品質試驗 直接發酵法》[12]附錄A計算，評分項目包括面包體積、面包外觀、面包芯色澤、面包芯質地和面包芯紋理結構。

1.3.8 小麥品質指標主成分分析

整理12個品種小麥的濕面筋含量、面筋指數、形成時間、穩定時間、降落數值及蛋白質含量指標數據，采用SPSS 26軟件主成分分析程序進行數據統計分析，依據小麥主成分分析特征向量系數構建的函數表達式計算各指標貢獻率，得到不容品種小麥的品質得分，進而分析評價不同品種小麥品質。

1.4 數據統計分析

采用Excel 2016進行數據分析和圖表制作。利用Excel 2016建立數據庫，SPSS 26軟件進行小麥主成分分析。

2 結果與分析

2.1 濕面筋含量和面筋指數分析

小麥面筋是小麥粉加工生產過程中的一種副產品，又稱活性小麥面筋蛋白，主要是由谷蛋白和醇溶蛋白組成。面筋具有溶解性、乳化性、吸水性、黏彈性和延伸性。面筋蛋白對饅頭的結構和體積起重要作用[14-15]。適量添加面筋蛋白可改變面粉的理化性質，并且提高其面包烘焙品質[16]。濕面筋含量對饅頭的加工品質有明顯的影響，濕面筋含量過低時，饅頭體積小，濕面筋含量過高時，饅頭體積大并且松軟、無嚼勁。被調查的15種小麥的面筋含量和面筋指數情況，寧春55號、寧春51號、晉黑76號、寧春52號、寧冬11號五個品種的濕面筋含量高于30%，寧春5號和寧春38號濕面筋含量低于24%，其余含量介于25%～29%，分別符合LS/T 3109—2017《中國好糧油 小麥》[1]標準中強筋硬麥、中筋小麥和低筋小麥面筋含量要求。

2.2 降落數值分析

降落數值分析測定法是一種衡量小麥品質受基因型與環境交互作用影響的方法。降落數值分析測定法檢測小麥籽粒中存在的α-淀粉酶導致的淀粉降解，降落數值低表明α-淀粉酶活性高，預示產品質量差的風險高。研究測試了不同品種的降落數值，為分析育種提供依據。表1可見，降落數值大于300 s且由高至低依次為晉黑76號、寧春5號、寧春52號、寧春54號、寧春51號、寧春15號、寧春39號、寧春4號、寧春55號、寧春16號、寧春50號和寧春38號，均符合GB/T 17892—1999《優質小麥 強筋小麥》[3]規定的強筋優質小麥要求，寧冬11號小麥的降落數值最低，僅為233 s。

2.3 面團流變學特性分析

小麥粉面團品質與面制品的質量密切相關，粉質儀法和拉伸儀法是評價面團品質的通用國際方法。面團是一種介于固體和液體之間的物質，面團的流變性質可以影響面團的最終品質。最大稠度準確處于500 FU，小麥粉從加水開始到粉質曲線達到最大稠度后開始下降時刻點的時間間隔為面團形成時間。形成時間越長，表明小麥粉的面筋越強[13]。粉質曲線的上邊緣首次與500 FU標線相交至下降離開500 FU標線兩點之間的時間差值稱為穩定時間。穩定時間表示小麥粉的耐攪拌特性。

面團的抗拉伸阻力和延伸度的分析測定，對面團改進劑的研究和選擇面包生產中的最適醒發時間具有重要意義。拉伸曲線面積越大，面團彈性越強，由面團最大拉伸阻力與面團延伸度的比值稱為拉比系數，拉比系數越大，表明面團堅實，延伸性小，脆性大，面團不易拉長；拉比系數越小，說明面團延伸性大而拉力小，面團性質弱且易流變，易拉長。一般情況下，拉伸面積大而拉力比數適中的小麥粉，食用品質較好，面積小而比數大的面團，食用品質較差。比較12種小麥的拉伸面積和拉比系數，拉力比數和拉伸面積趨勢幾乎一致，拉伸面積大的品種，拉力比數也大；拉伸面積小的品種，拉力比數也小，這可能是影響烘焙品質評分的因素之一。

2.4 粗蛋白含量分析

有關小麥籽粒中蛋白質含量對小麥粉加工品質的影響有許多研究報道，如高蛋白含量的面粉適宜制作面包，低蛋白含量的面粉適宜制作饅頭、面條等[17]，小麥中高蛋白質含量有助于增加饅頭的比容和體積，蛋白質質量上的差異會對面包品質產生重要的影響[18]。不同品種小麥的粗蛋白含量見表1。

2.5 小麥粉烘焙特性分析

對不同品種的小麥烘焙特性進行分析，結果如表1所示。小麥制粉后在無任何配方和面粉調制情況下，面包體積小是導致小麥評分值低于80分的主要因素，其次，面包口感粗糙、質地干硬、缺乏彈性影響面包質地和紋理結構分值。

表1 不同品種小麥品質指標數據

2.6 不同品種小麥的品質指標主成分分析

2.6.1 數據標準化

不同品種小麥質量指標變化無明顯規律，無法直接通過檢測數據判斷小麥的優劣，同時由于檢測分析所選擇的小麥品種不同，因此不能直接采用數據進行對比分析。

2.6.2 主成分分析

將表中數據按SPSS 26主成分分析方法進行數據處理，得到小麥品質的主成分累積方差貢獻率，結果見表2。

表2 小麥品質特征主成分方差累計貢獻率

采用主成分分析法對13個小麥品種的6個品質指標進行分析，結果表明，該次數據分析中有2個方差特征大于1的數值，其主成分的方差貢獻率分別為43.816%和36.395%，這2個主成分的累計方差貢獻率達80.212%（表），具有一定的代表性。方差貢獻率表中第3個主成分的方差特征值為0.709，接近特征值1，其主成分的方差貢獻率為11.817%，加上第3個主成分后累計方差貢獻率為92.028%，其貢獻率大于85%，更具有代表性，需要納入主成分提取。

圖1中主成分特征值的連線陡峭部分即為應取得主成分數目。前3個主成分的特征值較大，連線較為陡峭，即前3個主成分對解釋變量的貢獻最大。由表可知，前3個主成分特征值＞0.7，提取3個主成分最合適，綜合了小麥品質指標的大部分信息。

圖1 主成分分析碎石圖

2.6.3 小麥品質綜合評價

主成分特征向量系數按式（1）計算。

構建得到主成分1，2和3的函數表達式，分別如式（2）～（4）所示。

式中：Z1、Z2和Z3分別代表第1，第2和第3個主成分的特征向量系數。

小麥品質主成分分析綜合得分，由式（5）計算得到。

式中：t1、t2和t3分別為主成分1，2和3的主成分特征值。

圖2 主成分分析得分圖

由主成分分析得分圖可知不同品種的小麥大體可以分為4類，其中寧春55號、寧春52號、寧春51號、寧春50號、寧春15號、寧春4號、寧春16號、寧春39號、寧春38號和寧春54號為一類，晉黑76號、寧春5號和寧冬11號各為一類。

從圖3可以看出：寧春55號面筋指數表現較為突出；晉黑76號形成時間、穩定時間、降落數值及蛋白質含量指標表現均較為突出；寧春39號在面筋指數方面表現較為突出；寧冬11號濕面筋含量較為突出；寧春5號在降落數值方面表現較為突出。綜上所述，相較于其他品種的小麥，晉黑76號小麥品種更適合在寧夏種植。

圖3 不同品種小麥品質指標分析

3 結論

對幾種小麥品種的品質指標分析，濕面筋含量、蛋白質含量、形成時間和穩定時間是影響小麥品質的主要因素。拉力比數和拉伸面積在主成分分析時貢獻率不顯著，不適合做主成分分析。寧春55號、寧春52號、寧春51號、寧春50號、寧春15號、寧春4號、寧春16號、寧春39號、寧春38號和寧春54號品質相近，晉黑76號、寧春5號和寧冬11號品質各不相同。寧春55號面筋指數表現較為突出；晉黑76號形成時間、穩定時間、降落數值及蛋白質含量指標表現均較為突出；寧春39號在面筋指數方面表現較為突出；寧冬11號濕面筋含量較為突出；寧春5號在降落數值方面表現較為突出。