小麥粉品質與半干面品質相關性研究

賈浩，姚亞亞，楊二妹，劉夢宜，李慧靜

（河北農業(yè)大學 食品科技學院，河北保定071000）

小麥是中國主要的谷類作物之一，谷物食品也是中國傳統飲食的主體。中國約有40%的小麥用于各種類型的面條生產[1]。半干面是指經過部分脫水水分含量在22%～26%范圍內的一種新型方便面制品，因其加工過程中既未高度脫水、又未高溫油炸，故其口感和營養(yǎng)品質均優(yōu)于掛面和方便面[2]。堅持“以谷物食品為主要食品”是中國消費者良好的飲食傳統，此傳統既避免高能量、高油脂飲食的缺陷，又能促進健康。目前半干面逐漸成為一種消費趨勢，引起更多國內外消費者的關注。對半干面的研究大部分集中在國內學者。王遠輝[3]研究了不同粒度區(qū)間的面粉對半干面品質的影響，結果表明，粒度在180目～200目區(qū)間的面粉樣品的粗蛋白含量、濕面筋含量和面筋指數均高于其他粒度區(qū)間小麥粉且最適宜制備半干面。李曼[4]等人研究了高溫瞬時處理（105℃～135℃）和中溫長時間處理（45℃～75℃）對半干面條品質參數、面條結構、貯藏穩(wěn)定性的影響，結果表明，高溫瞬時脫水處理的半干面內部和表面具有更緊湊的結構，降低了蒸煮損失并保留了紋理特性。師俊玲[5]以13種小麥為材料研究了籽粒品質與面條品質的關系，結果表明，通過對蛋白質含量、糊化特性方面的改進可提高中國小麥品種的面條加工與食用品質。目前，半干面在生產中缺乏專用小麥粉，為全面評價制備半干面用粉的品質指標，我們選用了9種市售面條加工專用小麥粉，經主成分分析、相關性分析，探索小麥粉影響半干面品質的關鍵因素。以期確定小麥粉與半干面品質的相關性，為半干面專用粉的制備提供理論依據和技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗所選9種市售小麥粉外包裝上都標明了適合加工面條產品：1為中裕多用途麥芯粉，2為香雪多用途麥芯粉，3為五得利金富強高筋小麥粉，4為香滿園優(yōu)質特精粉，5為陳克明家用小麥粉，6為福臨門家宴粉，7為中裕特精粉，8為噴噴香石磨高筋特精粉，9為古船高筋小麥粉。

1.2 儀器設備

DEGURU DKM201型廚師機：廣東順德地-日用電氣科技有限公司；FKM-160型壓面機：永康市富康電器有限公司；JJM54型面筋數量和質量測定儀、FN-11降落數值儀：杭州匯爾儀器設備有限公司；CR-400色差計：日本柯尼卡-美能達公司；WSB-VI白度測定儀：杭州大吉光電儀器有限公司；101-0AB電熱鼓風干燥箱：奧豪斯儀器上海有限公司；DH3600B電熱恒溫培養(yǎng)箱：天津市泰斯特儀器有限公司；Farinograph-AT粉質儀、Extensograph-E拉伸儀、Viscograph-E黏度儀：德國Brabender公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 小麥粉理化指標測定

水分、白度和蛋白質測定：水分測定參照GB/T 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》；白度測定參照GB/T 22427.6-2008《淀粉白度測定》；蛋白質含量測定GB/T 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》，蛋白質的換算系數取5.7；面筋指數參照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》；降落數值測定參照GB/T 10361-2008《小麥、黑麥及其面粉，杜倫麥及其粗粒粉降落數值的測定Hagberg-Perten法》。

1.3.2 流變學特性和糊化特性測定

粉質特性測定參照GB/T 14614-2019《糧油檢驗小麥粉面團流變學特性測試粉質儀法》。拉伸特性測定參照GB/T 14615-2019《糧油檢驗小麥粉面團流變學特性測試 拉伸儀法》。糊化特性測定參照GB/T 14490-2008《糧油檢驗谷物及淀粉糊化特性測定粘度儀法》。

1.3.3 半干面制備

參照朱科學等[6]制備半干面的方法，并作如下修改。

1）每100 g面粉加入35 mL的32℃溫水。

2）用和面機慢速 1 檔（轉速：71 r/min）攪拌 5 min，再用中速3檔（轉速：135 r/min）攪拌3 min。

3）取出面團在室溫（25±2）℃環(huán)境下放入無菌環(huán)境中靜置25 min，然后將面團和碎屑通過實驗面條機軋面8次～10次，切成2.0 mm寬的細長面條。

4）將面條放在托盤上用濕紗布保濕，最后將鮮面置于125℃烘箱內烘4.5 min，取出樣品室溫下密封均濕放置3 h，得半干面。最終產品的含水量降至（23.5±0.5）%，此含水量水平參照了市場上望鄉(xiāng)、佑原、陳克明半干面產品的含水量。

1.3.4 半干面品質測定

1.3.4.1 色澤

生面片在25℃下恒溫儲存30 min后進行測定；24 h后色澤測定將面片在25℃下恒溫儲存24 h后測定；熟面片于面片煮熟后5 min之內進行測定。

1.3.4.2 半干面吸水率和蒸煮損失率

方法參見李曼[7]、魏曉明等[8]的方法，稍作修改。稱取10根（長約20 cm）質量為M2的半干面，放入200 mL沸騰的蒸餾水中煮至最佳蒸煮時間。隨后用50 mL蒸餾水淋洗煮熟后的半干面，濾網控水5 min后，立即稱量半干面的重量M1。

式中：RE為樣品吸水率，%；M1為蒸煮后面條的質量，g；M2為煮前面條的質量，g；W為煮前面條的含水量，%。

將測定半干面吸水率時剩余的面湯完全轉移至恒重的鋁盒中，將鋁盒置于105℃烘箱中，烘至恒重。

式中：CL為蒸煮損失，%；M為面湯中干物質質量，g；G為煮前面條質量，g；W為煮前面條的含水量，%。

1.3.4.3 質構特性

將煮熟后半干面立即切成長度為3 cm左右樣品若干份，質構參數設置測試速度為60 mm/min；形變量為70%；啟始力為0.5 N。每個樣品測10次平行，采用去掉最大值和最小值，取平均值為樣品最終測試結果。

1.3.5 數據處理

采用SPSS17.0軟件對數據進行主成分分析（Kaiser標準化的正交旋轉法）和相關性分析（雙側檢驗）。采用ANOVA進行鄧肯式差異分析，p<0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 指標測定與數據分析

2.1.1 理化指標數據分析

半干面用粉理化指標見圖1。

圖1 半干面用粉理化指標Fig.1 Physical and chemical indicators of semi-dry noodle flour

從圖1可以看出9種小麥粉的蛋白質含量變幅在12.02%～14.44%；濕面筋含量均大于中國面條精制級質量標準用粉質量規(guī)定的28%[9]；所選小麥粉涉及普通的中筋小麥粉到精制的高筋特精粉，代表性較強。降落數值均高于國家行業(yè)標準所要求的最低數值[10]，可見用于制備半干面的小麥粉酶活較低。小麥粉的白度變異系數較小，反映出9種小麥粉的制粉精度普遍較好且一致。小麥粉的L*、a*值變異系數較小，而b*的變幅在1.93～3.99之間，可見市售小麥粉的外觀色澤方面主要在黃-藍色調方向較難控制。上述理化指標與劉煒[11]的研究冬小麥籽粒硬度、磨粉品質、面制品加工品質的相關性分析中的指標一致。

2.1.2 流變學指標和糊化特性分析

半干面用粉粉質、拉伸、糊化特性指標見圖2、圖3、圖 4。

圖2 半干面用粉粉質特性指標Fig.2 Semi-dry noodle flour farinographic properties

圖3 半干面用粉拉伸特性指標Fig.3 Semi-dry noodle flour extension properties

從圖2小麥粉樣品的粉質特性中可以看出市售9種小麥粉的穩(wěn)定時間、粉質指數的變幅分別為5.62min～11.28 min、71.50 min～140.00 mm，所選樣品穩(wěn)定時間均在國家行業(yè)標準規(guī)定的面條精制級用粉所要求的4min之上；圖3可知，9種小麥粉的拉伸曲線面積、拉伸阻力和拉伸比例的變幅分別為 57.0 cm2～105.0 cm2、282.0 BU～635.5 BU、2.4～5.9。更多的研究表明小麥粉糊化特性是影響面條質量的主要因素，徐榮敏等[12]研究得出峰值黏度越高，面條品質越好；國外學者Panozzo[13]發(fā)現糊化溫度與面條感官呈極顯著負相關，其他糊化特性指標與半干面品質呈正相關。本研究中各糊化特性指標變異系數均比較高，糊化溫度相對趨于穩(wěn)定?？梢姌悠愤x擇跨度之大，范圍之廣，不利于下游加工企業(yè)控制半干面的品質。

圖4 半干面用粉糊化特性指標Fig.4 Semi-dry noodle flour gelatinization properties

2.1.3 半干面品質評價結果

生熟面片色澤測定結果見圖5，半干面質構與蒸煮特性結果分析見圖6。

圖5 生熟面片色澤測定結果Fig.5 Raw and cooked noodles color measurement results

圖6 半干面質構與蒸煮特性結果分析Fig.6 Analysis of texture and cooking characteristics of semi-dry noodles

從圖5可以看出不同小麥粉制成的面片，隨著時間延長亮度逐漸降低。這些變化可能是由于多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）作用、過氧化物酶（peroxi-dase，POD）作用形成各種色素，使半干面顏色變暗[14]。小麥粉中的營養(yǎng)成分類胡蘿卜素對其色澤發(fā)揮著關鍵的影響；由類胡蘿卜素賦予的黃色已成為面食和其他食品的非常重要的品質特性[15]。本研究中不同小麥粉制備成的半干面硬度、黏附性、彈性、咀嚼性之間差異顯著，與李梅[16]研究的13個旱作馬鈴薯品種面條質構特性有顯著差異相一致。

2.2 半干面品質與小麥粉主要指標相關性分析

半干面品質與小麥粉主要指標相關性分析見表1，半干面品質與面團拉伸特性相關性分析見表2。

表1 半干面品質與小麥粉主要指標相關性分析Table 1 Correlation analysis between semi-dry noodle quality and main indexes of wheat flour

表2 半干面品質與面團拉伸特性相關性分析Table 2 Correlation analysis between semi-dry noodle quality and dough extension properties

從表1中可以看出降落數值與半干面的黏附性呈負相關，由于α-淀粉酶活性促使半干面中淀粉分子水解，使直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例發(fā)生變化，淀粉分子由大分子斷裂成較小的分子，致使淀粉糊黏度急劇下降，Andrew[17]的結果同樣指出增加直鏈淀粉含量，會導致面粉最終使用質量的巨大變化。最終黏度、回升值與半干面的黏附性呈顯著負相關。本文的結果表明，糊化黏度值較高的小麥粉制成的面制品性質相對穩(wěn)定與半干面黏性呈顯著正相關，王芳芳[18]的研究中同樣證實了小麥粉糊化峰值黏度與面條膠著性呈極顯著正相關。因此為加工優(yōu)質半干面，應選用黏度稍高的小麥粉。吸水率高的小麥粉制成的半干面彈性良好，經質構儀分析表明咀嚼性相對較好，而潘治利[19]的研究中證實了粉質吸水率與面制品的剪切力、拉伸力、硬度呈顯著正相關。表2所示拉伸面積與生面片的△b*（0～24 h）呈極顯著負相關，而王培慧[20]的研究中面片b*與小麥粉拉伸曲線面積、延伸度、拉伸阻力、拉伸比例顯著或極顯著負相關結果一致；拉伸阻力與半干面的硬度、咀嚼性呈顯著正相關，而岳鳳玲[21]的研究同樣表明拉伸力和拉伸距離顯著降低，面條的韌性降低，口感變差。拉伸特性較強的小麥粉加工制成的半干面有較好的黏附性，賦予制品筋道不易斷條的品質。

2.3 主成分分析

2.3.1 小麥粉品質主成分分析

主成分分析主要利用降維思想將多個相關的數值變量轉化為幾個互不關聯的綜合指標的統計學方法，互不相關的綜合指標轉化為多個變量的主成分，而每個主成分都是原始變量的線性組合，且各主成分之間無相關性[22]。不同小麥粉品質指標主成分的方差貢獻率見表3。

由表3可知，特征值大于1的主成分有4個。根據方差貢獻率提取出可反映原變量89.227%信息，PC1主要反映糊化特性和α淀粉酶，PC2主要反映面團粉質特性，PC3和PC4主要反映蛋白質特性和面粉色澤。4個主成分互不關聯，各自具有其代表性，所以選用4個成分代表18個指標對半干面品質進行分析。半干面用粉旋轉空間成分圖見圖7。

表3 不同小麥粉品質指標主成分的方差貢獻率Table 3 Variance contribution rate of main components of different flour quality indicators

圖7 半干面用粉旋轉空間成分圖Fig.7 Semi-dry noodle with flour rotating space composition diagram

結合圖7市售面條粉中不同品質指標對主成分的影響，其中降落數值、最終黏度、峰值黏度、回升值、粉質吸水率、穩(wěn)定時間對品質的影響較大。

2.3.2 半干面品質主成分分析

半干面的品質指標的單位不同，量程范圍各異，對10種品質指標的原始數據進行標準化處理，避免單位量程差異造成的影響。標準化后的數據經主成分分析后得出公因子方差半干面的吸水率、回復性提取率小于0.5，故剔除該指標。各品種半干面品質指標主成分的方差貢獻率見表4。

表4 各品種半干面品質指標主成分的方差貢獻率Table 4 Thevariancecontributionrateoftheprincipalcomponents ofthesemi-drynoodlequalityindicatorsofvariousvarieties

由表4可以看出，半干面品質指標3個主成分的方差貢獻率之和在75%[23]以上，可用于評估半干面品質的主要參數。成分得分系數見表5。

表5 成分得分表Table 5 Ingredient score table

可以得到面條主成分得分及綜合評分，其中Z1、Z2、Z3、Z分別為成分1得分、成分2得分、成分3得分和總得分。A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8分別代表熟面片L*、熟面片a*、熟面片b*、半干面蒸煮損失率、硬度、黏附性、彈性、咀嚼性等成分標準化后數據。

通過求特征向量系數值構建3個主成分的函數表達式：

9種小麥粉綜合評分見表5，6號福臨門家宴粉、5號陳克明家用小麥粉、8號噴噴香石磨高筋特精粉小麥粉總得分最高，且適宜制備半干面。

3 結論

以供試的9個小麥粉品種作為樣本單元，將半干面的3類品質指標和18個小麥粉品質指標作為變量進行主成分分析。根據不同小麥粉品種主成分特征值、貢獻率及累計貢獻率，對9種小麥粉和加工制成的半干面進行綜合評價，確定影響面條品質的顯著因素并進行相關性分析，得出以下結論：

降落數值、最終黏度和回升值對半干面的黏附性呈負相關，吸水率高的小麥粉制成的半干面彈性良好，拉伸面積與生面片的△b*（0～24 h）呈極顯著負相關，拉伸阻力與半干面的硬度、咀嚼性呈顯著正相關。福臨門家宴粉、陳克明家用小麥粉、噴噴香石磨高筋特精粉制備優(yōu)質半干面品質較好。通過以上分析對篩選制備半干面且適合大眾口味的小麥粉指標有一定的參考價值，對提升半干面的品質具有指導性意義，以滿足消費者對半干面品質日益增長的需求。