混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化饅頭專(zhuān)用粉配方

班進(jìn)福，劉彥軍，張國(guó)叢，高振賢，趙彥坤，郭家寶

（石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院/河北省小麥工程技術(shù)研究中心，河北 石家莊 050041）

饅頭在北方面食結(jié)構(gòu)中約占2/3，在全國(guó)面制品中約占46%[1]。主食品質(zhì)與小麥粉品質(zhì)具有一定的相關(guān)性，國(guó)內(nèi)學(xué)者將適合制作主食饅頭的小麥粉品質(zhì)研究作為重點(diǎn)課題[2～5]。班進(jìn)福等[6]通過(guò)混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化面包專(zhuān)用粉配方，得到面包專(zhuān)用粉最優(yōu)配方的各小麥配比為m（藁優(yōu) 9415） ∶m （冀師 02-1） ∶m（石優(yōu)20） ∶m（石優(yōu) 17） =0.263 60 ∶0.000 05 ∶0.236 35 ∶0.500 00。楊二妹等[7]測(cè)定了8 種市售小麥粉的糊化特性和北方饅頭的質(zhì)構(gòu)特性，結(jié)果顯示，小麥粉糊化后峰值粘度、最終粘度和崩解值與饅頭彈性呈顯著正相關(guān)。劉孟宜等[8]分析了10 種小麥對(duì)饅頭品質(zhì)的影響，并利用線性規(guī)劃法研究饅頭專(zhuān)用粉，篩選出得分較高的5 個(gè)品種分別為輻照6002、輪選45、金麥66、石優(yōu)20 和石優(yōu)17，其配麥比例依次為18.22%、19.59%、22.88%、20.33%和18.98%。為了充分利用河北省主栽小麥品種制作饅頭專(zhuān)用粉，以該省主栽的4 個(gè)中低筋小麥品種為試材，對(duì)其小麥子粒品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，并采用混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化饅頭專(zhuān)用粉配方，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室饅頭制作和評(píng)分以及質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)測(cè)定，結(jié)合感官評(píng)分和質(zhì)構(gòu)儀分析2種評(píng)價(jià)方法研究饅頭專(zhuān)用粉配方，旨為提高小麥專(zhuān)用加工品質(zhì)和產(chǎn)后經(jīng)濟(jì)效益，滿足人們優(yōu)質(zhì)消費(fèi)和市場(chǎng)專(zhuān)用加工需求。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為河北省主推的4 個(gè)中低筋小麥品種石優(yōu)20、石麥19、石麥15 和石新828，均由趙縣農(nóng)場(chǎng)提供。收獲后儲(chǔ)存3 個(gè)月，根據(jù)NY/T 1094—2006，用MLU202 實(shí)驗(yàn)?zāi)ィo(wú)錫布勒機(jī)械制造有限公司）磨粉，備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用有約束單純形格子法混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)。由于試驗(yàn)面粉由4 種小麥面粉（組分）組成，故本研究中選擇四頂點(diǎn)正規(guī)單純形（正四面體）的三階格子點(diǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)（｛4，3｝單純形格子點(diǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)）（圖1）進(jìn)行試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)（表1）。

圖1 ｛4，3｝單純形格子點(diǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)Fig.1 ｛4，3｝ Simplex lattice method mixture experimental design

表1 ｛4，3｝單純形格子法混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table 1 Mixture experimental design of｛4，3｝ simplex lattice method

試驗(yàn)面粉由4 種組分組成，各自所占的質(zhì)量比例分別為 X1、X2、X3、X4，有如下約束條件：X1≥ （a1=0），X2≥ （a2=0），X3≥ （a3=0），X4≥ （a4=0.5），則：

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.2.1 子粒品質(zhì)（小麥原料品質(zhì)）。對(duì)4 種小麥面粉樣品進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定。

（1）蛋白質(zhì)含量。根據(jù)GB/T 24899—2010，采用Perten9100 近紅外（NIR）谷物品質(zhì)分析儀測(cè)定。

（2） 沉淀值。根據(jù) GB/T 15685—1995，采用880508 沉降值測(cè)定儀測(cè)定。

（3） 濕面筋含量。根據(jù) GB/T 5506.2—2008，采用2200 型面筋指數(shù)儀測(cè)定。

（4） 粉質(zhì)參數(shù)。根據(jù) GB/T 14614—2006，采用810110 型粉質(zhì)儀測(cè)定。指標(biāo)包括穩(wěn)定時(shí)間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)。

（5） 拉伸參數(shù)。根據(jù) GB/T 14615—2006，采用8600.33.002 型拉伸儀測(cè)定。指標(biāo)包括拉伸曲線面積、拉伸阻力和延伸度。

1.2.2.2 饅頭品質(zhì)（小麥加工品質(zhì)）。

（1）饅頭制作和評(píng)分。參照GB/T 35991—2018 進(jìn)行。

（2）饅頭質(zhì)構(gòu)特性。饅頭出籠后，在室溫下冷卻20 min，測(cè)定體積并稱(chēng)重；冷卻1 h 后，裝入塑料袋并密封，在室溫下放置12 h 后，采用TA-XT2i 型物性測(cè)定儀（英國(guó)Stable Micro System 公司生產(chǎn)）測(cè)定質(zhì)構(gòu)特性，指標(biāo)包括硬度、彈性、回復(fù)性和堅(jiān)實(shí)度。物性測(cè)定儀參數(shù)為壓縮模式P/35 鋁探頭，測(cè)定前、中、后速度均為2.0 mm/s，應(yīng)變位移75%，引發(fā)力5.00 g，引發(fā)類(lèi)型為自動(dòng)，獲取數(shù)據(jù)20 g。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 采用DPS 17.10 Duncan 新復(fù)極差法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較分析，建立饅頭質(zhì)構(gòu)參數(shù)和感官評(píng)分與配方的回歸方程分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥子粒品質(zhì)性狀

參試小麥品種子粒品質(zhì)性狀的變異系數(shù)為4.40%～90.10%，其中蛋白質(zhì)含量的變異系數(shù)最低，而其他指標(biāo)的變異系數(shù)均＞10%（表2）。表明參試小麥品種子粒品質(zhì)性狀的遺傳多樣性比較豐富，除蛋白質(zhì)含量比較穩(wěn)定外，其他指標(biāo)均差異較大。

表2 小麥品種的子粒品質(zhì)性狀Table 2 Grain quality traits of wheat varieties

2.2 小麥加工品質(zhì)性狀

參試小麥品種的饅頭硬度順序?yàn)槭?5＞石新828＞石麥19＞石優(yōu)20，彈性順序?yàn)槭?28＞石優(yōu)20＞石麥15＞石麥19，不同品種間差異均達(dá)到了顯著水平；饅頭回復(fù)性順序?yàn)槭?28＞石優(yōu)20＞石麥15＞石麥19，除石麥19 與石麥15 差異不顯著外，其他處理之間差異均達(dá)到了顯著水平；堅(jiān)實(shí)度順序?yàn)槭?5＞石麥19＞石新828＞石優(yōu)20，除石優(yōu)20 與石新828 差異不顯著外，其他處理之間差異均達(dá)到了顯著水平；評(píng)分為70.7～85.2 分，指標(biāo)值順序?yàn)槭?28＞石麥19＞石優(yōu)20＞石麥15，不同品種間差異均達(dá)到了顯著水平（表3）。表明參試小麥品種的饅頭質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)和評(píng)分差異明顯，加工品質(zhì)性狀差異較大。

表3 小麥品種的饅頭加工品質(zhì)性狀Table 3 Steamed bread processing quality traits of wheat varieties

2.3 原料配比對(duì)饅頭品質(zhì)性狀的影響

利用Scheffe 混料回歸分析，分別以饅頭硬度（y1）、彈性 （y2）、回復(fù)性 （y3）、堅(jiān)實(shí)度 （y4） 和評(píng)分（y5）為目標(biāo)參數(shù)，得到原料成分（Z）對(duì)饅頭品質(zhì)性狀（表4）的回歸方程：

表4 不同配料比面粉的饅頭品質(zhì)性狀Table 4 Steamed bread quality traits with different ingredients

3 結(jié)論與討論

目前，已有較多關(guān)于饅頭品質(zhì)評(píng)價(jià)和影響?zhàn)z頭質(zhì)量的小麥品質(zhì)性狀的研究[9～14]。吳澎等[15]指出，小麥面粉中蛋白質(zhì)的含量和質(zhì)量、淀粉黏度性狀以及磨粉質(zhì)量等因素對(duì)饅頭品質(zhì)有較大影響。穆培源等[16]研究表明，饅頭外觀與子粒蛋白含量、面粉蛋白含量和濕面筋含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；饅頭黏性與子粒蛋白含量、面粉蛋白含量、濕面筋含量和吸水率呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。班進(jìn)福等[17]研究結(jié)果表明，饅頭評(píng)分與饅頭堅(jiān)實(shí)度呈極顯著負(fù)相關(guān)，與饅頭硬度呈顯著負(fù)相關(guān)，饅頭堅(jiān)實(shí)度對(duì)饅頭感官品質(zhì)影響較大。孫輝等[18]研究了183 個(gè)小麥品種的小麥粉特性對(duì)饅頭品質(zhì)的影響，得出拉伸面積、吸水率與饅頭體積和綜合評(píng)分呈極顯著正相關(guān)，饅頭評(píng)分與降落數(shù)值呈正相關(guān)，與吹泡P/L、小麥粉b*值則呈負(fù)相關(guān)。Yue 等[19]研究了16 個(gè)小麥品種的小麥粉特性、發(fā)酵后的面團(tuán)以及饅頭的品質(zhì)（包括比容和質(zhì)地），結(jié)果表明，硬度、回復(fù)性、內(nèi)聚性和咀嚼性與破損淀粉呈正相關(guān)，與弱化度呈負(fù)相關(guān)；混合面團(tuán)和靜置面團(tuán)的雙軸拉伸黏度與硬度和耐嚼性呈正相關(guān)；范玉頂?shù)萚20]研究表明，要提高饅頭評(píng)分，必須協(xié)調(diào)好饅頭體積、比容與外觀、結(jié)構(gòu)和彈韌性之間的關(guān)系。蘇靜靜等[21]研究了128 個(gè)小麥品種品質(zhì)對(duì)饅頭品質(zhì)的影響，得出硬度與內(nèi)聚性和咀嚼性分別呈極顯著負(fù)相關(guān)和正相關(guān)，饅頭的黏附性、彈性、硬度和咀嚼性與饅頭感官品質(zhì)的相關(guān)指標(biāo)顯著相關(guān)，并篩選出Kn3106、川麥107、新春9 號(hào)和新麥19 適合制作優(yōu)質(zhì)手工饅頭。張劍等[22]研究表明，主食饅頭專(zhuān)用小麥粉最佳品質(zhì)指標(biāo)范圍分別為蛋白質(zhì)含量13.2%～15.8%、面筋指數(shù)51.1%～81.5%、穩(wěn)定時(shí)間4.5～7.1 min、弱化度66.5～92.1 FU、拉伸面積 80.8 ～91.5 cm2、拉伸阻力218.6～300.6 EU、延伸度 167.2～201.3 mm。

本研究采用單純形格子法混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)，結(jié)合感官評(píng)價(jià)和質(zhì)構(gòu)儀分析，得到饅頭質(zhì)構(gòu)特性硬度、彈性、回復(fù)性、堅(jiān)實(shí)度和評(píng)分與4 種小麥添加比例的回歸模型；據(jù)此得出饅頭專(zhuān)用粉的最優(yōu)配方為m（石麥19） ∶m （石麥 15） ∶m （石新 828） ∶m （石優(yōu) 20） =0.333 35 ∶0 ∶0.166 65 ∶0.500 00。