不同品種小麥粉品質(zhì)特性及應(yīng)用

何小東，蘇麗，袁倩倩，岳曉禹，鄒建，許文濤，李長濱*

（1.河南省第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院有限公司，河南 洛陽 471023；2.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南 鄭州 450046）

小麥?zhǔn)切←湆僦参锏慕y(tǒng)稱，是一種在世界各地廣泛種植的谷類作物，將其磨成面粉后可制作面條、餅干、饅頭、面包等食物，若發(fā)酵，可得各種酒類（如啤酒和白酒）或生物質(zhì)燃料。受生長環(huán)境、種類等因素影響，不同品種的小麥所含的營養(yǎng)成分以及含量可能會(huì)有很大的差異，使得應(yīng)用范圍各不相同。

面團(tuán)流變學(xué)特性指小麥粉加水混揉時(shí)面團(tuán)表現(xiàn)的黏彈性和流動(dòng)性，它是小麥面團(tuán)耐揉性、黏彈性的綜合性表現(xiàn)。面團(tuán)流變學(xué)特性與各種面制品（面包、面條、饅頭）加工的品質(zhì)關(guān)系密切，既決定了面制品加工時(shí)面團(tuán)的性能，又在很大程度上影響產(chǎn)品的質(zhì)量，是判斷小麥面粉品質(zhì)及用途的主要指標(biāo)。評(píng)價(jià)小麥粉的品質(zhì)優(yōu)劣一般通過測定其面團(tuán)流變學(xué)特性。目前，面團(tuán)流變學(xué)特性主要通過面筋儀、拉伸儀、粉質(zhì)儀等進(jìn)行測定，測定的主要參數(shù)包括拉伸特性（延伸度、最大拉伸阻力、拉伸面積等）和粉質(zhì)特性（吸水率、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、面團(tuán)形成時(shí)間等）[1-3]。

本文通過對29 個(gè)不同品種小麥樣品的品質(zhì)特性指標(biāo)和流變學(xué)特性指標(biāo)進(jìn)行測定，分析不同品種小麥中各項(xiàng)品質(zhì)特性指標(biāo)之間以及品質(zhì)特性指標(biāo)與流變學(xué)特性指標(biāo)間的關(guān)系[4-6]，為不同小麥品種分類、培育生產(chǎn)以及應(yīng)用提供參考，為小麥產(chǎn)品深加工提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

29 個(gè)不同地區(qū)不同品種的136 份小麥樣品[恒進(jìn)麥8 號(hào)、淮麥44、煙農(nóng)19（劉橋）、柳麥618（劉橋）、煙農(nóng)21、煙農(nóng)19（徽神商貿(mào)）、淮麥21、新研3-1、煙農(nóng)19（五鋪農(nóng)場）、煙農(nóng)19（百善雙收公司）、濉麥1309、金地828、大地2018、阜麥9 號(hào)、煙農(nóng)999、徽研22、煙農(nóng)19（百善魯王）、煙農(nóng)19、金禾9123、瑞華518、柳麥618（百善柳豐種業(yè)）、徐麥33、柳麥716、煙農(nóng)19（五溝）、新麥26、濟(jì)麥44、偉隆168、中麥578、安科1401]：市售；鹽酸、硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、氫氧化鈉、95%乙醇、碘化鉀溶液、氯化鈉溶液（均為分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；海砂：賽恩科實(shí)驗(yàn)器材（濟(jì)南）有限公司；甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍(lán)指示劑、溴酚藍(lán)溶液（均為分析純）：天津市北辰區(qū)方正試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

快速鹵素水分測定儀（GAC2500INTL）：江蘇維科特儀器儀表有限公司；自動(dòng)凱氏定氮儀（K9860）：上海赫冠儀器有限公司；降落數(shù)值測定儀（ST006）、實(shí)驗(yàn)?zāi)ィ↙M3100）、谷物計(jì)數(shù)器（AM 520）：鉑金埃爾默企業(yè)管理有限公司；小麥硬度指數(shù)測定儀（ST120C）：無錫錫糧機(jī)械制造有限公司；面筋分析儀（GC-4085）：北京東西分析儀器有限公司；粉質(zhì)儀（HZF-150）：浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司；沉降值測定儀（16120-2）：杰比科技（北京）有限公司；小麥品質(zhì)分析儀（JLWT150）：北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；面粉麩星檢測儀（SCX0）：杭州萬深檢測科技有限公司；電子式拉伸儀（HJFZD）：北京恒奧德儀器儀表有限公司；自動(dòng)加液器（ASF-02）：成都賽萊恩科技有限公司；檢驗(yàn)篩（JYS-200）：上海嘉定糧油儀器有限公司。

1.3 指標(biāo)檢測方法

小麥粉水分含量參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》中第一法直接測定法，使用快速鹵素水分測定儀進(jìn)行測定；小麥粉蛋白質(zhì)含量參考GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》，采用自動(dòng)凱氏定氮儀進(jìn)行測定；小麥面粉降落數(shù)值參照GB/T 10361—2008《小麥、黑麥及其面粉，杜倫麥及其粗粒粉降落數(shù)值的測定Hagberg-Perten 法》中的方法，通過降落數(shù)值測定儀進(jìn)行測定；小麥硬度參照GB/T 21304—2007《小麥硬度測定硬度指數(shù)法》進(jìn)行測定；參照GB/T 5506.1—2008《小麥和小麥粉面筋含量第1 部分：手洗法測定濕面筋》測定小麥粉濕面筋含量及面筋指數(shù)，并采用面筋分析儀測定；小麥粉粉質(zhì)質(zhì)量參照GB/T 14614—2019《糧油檢驗(yàn)小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測試粉質(zhì)儀法》，使用粉質(zhì)儀進(jìn)行測定；小麥粉沉降值參照GB/T 21119—2007《小麥沉淀指數(shù)測定法Zeleny 試驗(yàn)》中的方法，采用麥粉沉降值測定儀進(jìn)行測定；小麥粉千粒重參照GB/T 5519—2018《谷物與豆類千粒重的測定》中的方法，采用小麥品質(zhì)分析和面粉麩星檢測儀進(jìn)行測定；拉伸參數(shù)參照GB/T 14615—2019《糧油檢驗(yàn)小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測試?yán)靸x法》中的方法，使用拉伸儀進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

小麥品質(zhì)指標(biāo)與面團(tuán)流變學(xué)特性指標(biāo)之間的內(nèi)部關(guān)系以SPSS 軟件采用Pearson 相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行分析，所得結(jié)果以|r|為準(zhǔn)，|r|＜0.3 表明兩者之間線性不相關(guān)，0.3≤|r|≤0.5 表明兩者之間相關(guān)性顯著，|r|＞0.5 表明兩者之間相關(guān)性極顯著。

面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間和形成時(shí)間與小麥品質(zhì)指標(biāo)之間的關(guān)系以SPSS 軟件采用多元回歸分析方法進(jìn)行分析，所得結(jié)果以方差分析為準(zhǔn)，P＜0.05 表明相關(guān)性顯著，P＜0.01 表明相關(guān)性極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥樣品品質(zhì)指標(biāo)和面團(tuán)流變學(xué)特性指標(biāo)

小麥樣品的品質(zhì)指標(biāo)和面團(tuán)流變學(xué)特性指標(biāo)見表1。

表1 小麥樣品品質(zhì)指標(biāo)與面團(tuán)流變學(xué)特性指標(biāo)Table 1 Wheat sample quality index and dough rheological characteristic index

由表1 可以看出，小麥樣品的品質(zhì)指標(biāo)和面團(tuán)流變學(xué)特性指標(biāo)變幅較大，說明小麥樣品具有很好的參考性。其中，面筋指數(shù)、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間和延伸度的變異系數(shù)較大，均在30%以上；千粒重、沉降值、50 mm拉伸阻力和拉伸面積的變異系數(shù)在10%～30%；其他的變異系數(shù)較小，均在10%以下，為相對穩(wěn)定性狀。面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間的平均值為8.74 min，達(dá)到二等強(qiáng)筋小麥的要求，但濕面筋含量的平均值為29.11%，未達(dá)二等強(qiáng)筋小麥濕面筋含量≥32.0%的要求。

2.2 小麥樣品面團(tuán)流變學(xué)特性指標(biāo)與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析

樣品品質(zhì)指標(biāo)（濕面筋含量、硬度指數(shù)、降落數(shù)值、水分含量、面筋指數(shù)、千粒重、蛋白質(zhì)含量、沉降值）與面團(tuán)流變學(xué)特性指標(biāo)（拉伸特性：50 mm 拉伸阻力、拉伸面積、最大拉伸阻力、延伸度；粉質(zhì)特性：形成時(shí)間、弱化度、穩(wěn)定時(shí)間、質(zhì)量指數(shù)、吸水率）的相關(guān)系數(shù)見表2。

表2 小麥品質(zhì)指標(biāo)與面團(tuán)流變學(xué)特性指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation coefficients between wheat quality index and dough rheological characteristic index

由表2 可知，硬度指數(shù)與面團(tuán)吸水率、延伸度、50 mm 拉伸阻力、形成時(shí)間和最大拉伸阻力為極顯著正相關(guān)關(guān)系，與弱化度和質(zhì)量指數(shù)相關(guān)性不顯著，與面團(tuán)的穩(wěn)定時(shí)間和拉伸面積呈顯著正相關(guān)。小麥硬度與小麥后期加工品質(zhì)密切相關(guān)，硬度大的小麥品種出粉率高，而且磨粉品質(zhì)佳，其面團(tuán)吸水率高，面粉流動(dòng)性也好[7]。

降落數(shù)值是面粉中α-淀粉酶活性的重要指標(biāo)。降落數(shù)值與吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度、50 mm拉伸阻力、最大拉伸阻力、延伸度、拉伸面積呈顯著或極顯著相關(guān)性，其中與弱化度呈極顯著負(fù)相關(guān)，與穩(wěn)定時(shí)間顯著相關(guān)，與其他指標(biāo)呈極顯著正相關(guān)，而與質(zhì)量指數(shù)相關(guān)性不顯著[8-9]。

水分含量與吸水率、最大拉伸阻力、延伸度和拉伸面積為極顯著正相關(guān)關(guān)系，與穩(wěn)定時(shí)間和弱化度為顯著正相關(guān)關(guān)系，而與形成時(shí)間、質(zhì)量指數(shù)和50 mm拉伸阻力未達(dá)顯著關(guān)系。小麥粉穩(wěn)定時(shí)間不同，對饅頭品質(zhì)的評(píng)價(jià)則不同[10-13]。綜上，可以用小麥粉質(zhì)吸水率、最大拉伸阻力、延伸度和拉伸面積指標(biāo)對小麥粉饅頭的加工品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，強(qiáng)筋優(yōu)質(zhì)小麥中，主要以小麥粉粉質(zhì)特性的穩(wěn)定時(shí)間來判斷小麥粉面包的烘焙品質(zhì)是否可行。

千粒重除與吸水率、50 mm 拉伸阻力、最大拉伸阻力、延伸度相關(guān)性不顯著，與粉質(zhì)特性和拉伸面積均呈極顯著相關(guān)，其中，與穩(wěn)定時(shí)間、形成時(shí)間、質(zhì)量指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與拉伸面積、弱化度呈極顯著正相關(guān)。

面筋可判定小麥品質(zhì)好壞，面筋的質(zhì)量和含量是評(píng)價(jià)小麥?zhǔn)称芳庸て焚|(zhì)的主要指標(biāo)。面筋指數(shù)反映面筋質(zhì)量，由表2 可知，面筋指數(shù)除與最大拉伸阻力、延伸度、拉伸面積相關(guān)性不顯著外，與其他拉伸特性和粉質(zhì)特性指標(biāo)均呈極顯著或顯著相關(guān)。濕面筋含量除與弱化度、延伸度和拉伸面積不相關(guān)外，與其他指標(biāo)均顯現(xiàn)相關(guān)性。面筋指數(shù)和濕面筋含量的大小為小麥的種類評(píng)定和生產(chǎn)加工用途提供了科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)[14-15]。

蛋白質(zhì)含量是小麥籽粒營養(yǎng)品質(zhì)性狀的主要指標(biāo)，對小麥面粉加工品質(zhì)有重要的影響，不僅與加工品質(zhì)直接相關(guān)，又與營養(yǎng)品質(zhì)有關(guān)[16-17]。小麥蛋白質(zhì)含量與質(zhì)量指數(shù)、吸水率和拉伸特性均呈極顯著正相關(guān)，與其他指標(biāo)相關(guān)性均不顯著。可從質(zhì)量指數(shù)、面團(tuán)吸水率和拉伸特性3 個(gè)方面控制小麥粉蛋白質(zhì)含量。

蛋白質(zhì)質(zhì)量與含量的綜合表現(xiàn)是沉降值，與小麥的烘烤品質(zhì)方面有密切相關(guān)性，是小麥品質(zhì)的一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)[18-19]。早代育種方法中，將沉降值和蛋白質(zhì)含量作為選擇指標(biāo)。由表2 可知，沉降值與面團(tuán)拉伸特性指標(biāo)和粉質(zhì)特性指標(biāo)的相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平，其中，與50 mm 拉伸阻力呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

2.3 小麥品質(zhì)指標(biāo)與面團(tuán)流變學(xué)特性指標(biāo)的多元回歸分析

2.3.1 面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間與小麥品質(zhì)指標(biāo)多元回歸分析

選擇硬度指數(shù)（X硬）、降落數(shù)值（X降）、濕面筋含量（X面）、千粒重（Y千）、水分含量（X水）、面筋指數(shù)（X筋）、蛋白質(zhì)含量（X蛋）、沉降值（X沉）為自變量，因變量為面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間（Y穩(wěn)），進(jìn)行多元回歸分析，結(jié)果見表3～表5。

表3 回歸統(tǒng)計(jì)Table 3 Regression statistics

由表3 和表4 可知，判定系數(shù)為0.231 7，多元回歸系數(shù)為0.725 6，F(xiàn) 值為0.753 9，顯著性系數(shù)為2.38×10-42，小于0.01，達(dá)極顯著水平。

表4 多元回歸方差分析Table 4 Multiple regression variance analysis

由表5 可知，P 值小于0.05 的指標(biāo)有面筋指數(shù)和蛋白質(zhì)含量，達(dá)顯著水平，P 值小于0.01 的指標(biāo)有降落數(shù)值、濕面筋含量和沉降值，達(dá)極顯著水平，而其他品質(zhì)指標(biāo)均大于0.05，沒有達(dá)到顯著水平。將偏相關(guān)性不顯著的自變量剔除，對剩余的自變量再次進(jìn)行回歸分析，結(jié)果見表6～表8。

表5 多元回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)Table 5 Significance tests for multiple regression coefficients

表6 回歸統(tǒng)計(jì)Table 6 Regression statistics

由表6 和表7 可知，多元回歸系數(shù)為0.4543，判定系數(shù)為0.206 4，F(xiàn) 值為1.196 2，顯著性系數(shù)為2.61×10-48。由表8 可知，穩(wěn)定時(shí)間與蛋白質(zhì)含量和面筋指數(shù)線性相關(guān)性顯著，與濕面筋含量、沉降值和降落數(shù)值線性相關(guān)性極顯著，并得多元回歸方程為Y穩(wěn)=-39.687 2-0.0088X面＋0.9787X沉-0.0454X降-0.0025X筋-0.1531X蛋。

表7 多元回歸方差分析Table 7 Multiple regression variance analysis

表8 多元回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)Table 8 Significance tests for multiple regression coefficients

綜上可得，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間與濕面筋含量、沉降值、降落數(shù)值呈極顯著相關(guān)，可作為小麥的一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。而面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間是評(píng)價(jià)面制品（如饅頭和面包）質(zhì)量極重要的指標(biāo)。因此，可以用小麥粉沉降值和面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間對小麥粉的饅頭加工品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)[20-23]。

2.3.2 面團(tuán)最大拉伸阻力與小麥品質(zhì)指標(biāo)的多元回歸分析

選擇水分含量（X水）、硬度指數(shù)（X硬）、降落數(shù)值（X降）、濕面筋含量（X面）、千粒重（Y千）、面筋指數(shù)（X筋）、蛋白質(zhì)含量（X蛋）、沉降值（X沉）為自變量，面團(tuán)最大拉伸阻力（Y阻）為因變量，進(jìn)行多元回歸分析，結(jié)果見表9～表11。

表9 回歸統(tǒng)計(jì)Table 9 Regression statistics

由表9 和表10 可知，多元回歸系數(shù)為0.613 1，判定系數(shù)為0.375 9，F(xiàn) 值為1.506 0，顯著性系數(shù)為3.48×10-42，小于0.01，達(dá)極顯著水平。

表10 多元回歸方差分析Table 10 Multiple regression variance analysis

由表11 可知，面筋指數(shù)和蛋白質(zhì)含量的P 值小于0.01，達(dá)極顯著水平，而其他品質(zhì)指標(biāo)均大于0.05，未達(dá)顯著水平。說明水分含量、硬度指數(shù)、降落數(shù)值、濕面筋含量、千粒重、沉降值的偏相關(guān)性不顯著。將偏相關(guān)性不顯著的自變量剔除，對其他自變量再次進(jìn)行回歸分析，得表12～表14。

表11 多元回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)Table 11 Significance tests for multiple regression coefficients

表12 回歸統(tǒng)計(jì)Table 12 Regression statistics

由表12、表13 可知，多元回歸系數(shù)為0.377 0，判定系數(shù)為0.142 1，F(xiàn) 值為2.153 6，顯著性系數(shù)為3.17×10-45，為極顯著水平。由表14 可知，面團(tuán)最大拉伸阻力與面筋指數(shù)線性相關(guān)性極顯著，與蛋白質(zhì)含量相關(guān)性顯著，所得回歸方程為Y阻=1426.8414+0.5897X筋-36.4226X蛋。

表13 多元回歸方差分析Table 13 Multiple regression variance analysis

表14 多元回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)Table 14 Significance tests for multiple regression coefficients

3 結(jié)論

本研究分別以穩(wěn)定時(shí)間（Y穩(wěn)）、最大拉伸阻力（Y阻）為因變量，以水分含量（X水）、硬度指數(shù)（X硬）、降落數(shù)值（X降）、濕面筋含量（X面）、千粒重（Y千）、面筋指數(shù)（X筋）、蛋白質(zhì)含量（X蛋）、沉降值（X沉）為自變量，進(jìn)行多元回歸分析，得出了多元回歸方程：Y穩(wěn)=-39.6872-0.0088X面+0.9787X沉-0.0454X降-0.0025X筋-0.153 1X蛋、Y阻=1 426.841 4+0.589 7X筋-36.422 6X蛋。各因素內(nèi)部的關(guān)系如下：硬度指數(shù)除與弱化度和質(zhì)量指數(shù)相關(guān)性不顯著外，與其他因素均有顯著或極顯著相關(guān)性；降落數(shù)值和水分含量均與質(zhì)量指數(shù)相關(guān)性不顯著，降落數(shù)值與弱化度呈負(fù)相關(guān)；千粒重與穩(wěn)定時(shí)間、形成時(shí)間、質(zhì)量指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；面筋指數(shù)除與延伸度、拉伸面積和弱化度相關(guān)性不顯著外，與其他指標(biāo)均顯現(xiàn)相關(guān)性；濕面筋含量除與延伸度和拉伸面積相關(guān)性不顯著外，與其他指標(biāo)均顯現(xiàn)相關(guān)性；蛋白質(zhì)含量與面團(tuán)吸水率、質(zhì)量指數(shù)和拉伸特性呈極顯著正相關(guān)，與其他指標(biāo)相關(guān)性均不顯著；沉降值與面團(tuán)拉伸特性和粉質(zhì)特性各指標(biāo)的偏相關(guān)性全部達(dá)到極顯著水平，但與拉伸特性中的50 mm 拉伸阻力呈負(fù)相關(guān)。

本研究結(jié)果表明，穩(wěn)定時(shí)間可反映小麥粉的耐攪拌特性，即顯示出該品種小麥粉的筋度值，普通強(qiáng)筋小麥粉更適用于生產(chǎn)具有筋力的面條、面包等產(chǎn)品。面筋值高的小麥加工出的烘焙食品感官品質(zhì)更佳。而對于不同種植地的同一類型小麥，面筋值相差不大，但水分含量、降落數(shù)值、穩(wěn)定時(shí)間等各方面均存在顯著差異，也是衡量小麥品質(zhì)的重要指標(biāo)。評(píng)價(jià)面包烘焙品質(zhì)的最適宜指標(biāo)是粉質(zhì)穩(wěn)定時(shí)間，因此，可以用穩(wěn)定時(shí)間對面包進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。

綜上所述，同一小麥樣品的粉質(zhì)特性、面筋指數(shù)指標(biāo)間存在相關(guān)性，而即使同一類型的小麥在粉質(zhì)特性、流變學(xué)特性等方面也存在顯著差異，在進(jìn)行食品生產(chǎn)和加工時(shí)，應(yīng)妥善選擇。利用沉降值指標(biāo)和蛋白質(zhì)含量間接反映小麥的流變學(xué)特性，此方法為小麥改良品種提供依據(jù)。粉質(zhì)儀、面筋儀等流變學(xué)特性檢測儀器的綜合應(yīng)用也將為制粉、烘焙、加工等行業(yè)提供科學(xué)指導(dǎo)和依據(jù)。