龍麥35的加工特性及其在面制品中的應(yīng)用研究

劉東軍，宋維富，戴常軍，楊雪峰，趙麗娟，宋慶杰，張春利，辛文利，白光宇，孫志玲，孫雪松，張寶輝，肖志敏

(黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物資源研究所1，哈爾濱 150086)(黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所2，哈爾濱 150086)(內(nèi)蒙古自治區(qū)陳巴爾虎旗特泥河農(nóng)牧場3，海拉爾 021022)

龍麥35是東北春麥區(qū)的強筋小麥新品種之一，加工特性優(yōu)良，產(chǎn)量不低于當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)品種，多抗性突出，廣適性較好，現(xiàn)為東北春麥區(qū)主栽小麥品種。龍麥35的加工及其在面制品中的應(yīng)用研究，對于發(fā)揮強筋小麥龍麥35的源頭作用和促進東北春麥區(qū)強筋小麥產(chǎn)業(yè)發(fā)展等具有重要意義。因此，本文對龍麥35的品質(zhì)及其遺傳基礎(chǔ)進行了分析，并對龍麥35及其配麥的加工特性及其在面制品中應(yīng)用進行了研究，探討了濕面筋含量、質(zhì)量和淀粉特性等加工特性之間關(guān)系，以期為東北春麥區(qū)強筋小麥育種和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

選取東北春麥區(qū)龍麥35和墾九10為實驗材料，取材于黑龍江省農(nóng)科院民主科技園區(qū)(哈爾濱)小麥品種比較實驗，施肥水平為純氮75 kg/hm2，純磷(P2O5)60 kg/hm2，純鉀37.5 kg/hm2。

1.2 實驗方法

1.2.1 龍麥35品質(zhì)分析

對東北春麥區(qū)不同地點的龍麥35進行品質(zhì)分析。本實驗中采用布勒E202實驗?zāi)グ碞T/T 1094標(biāo)準(zhǔn)制粉，過100目篩，出粉率控制在67%～70%之間。Glutomatic2200面筋自動分析儀方法測定濕面筋含量；面團流變學(xué)特性用Brabender粉質(zhì)儀和拉伸儀，參照GB/T 14614—2006[1]和GB/T14615—2006[2]標(biāo)準(zhǔn)測定粉質(zhì)和拉伸參數(shù)。淀粉糊化特性用Barander Visco-E測定，參照 GB/T 24853—2010[3]標(biāo)準(zhǔn)測試淀粉糊化溫度和最大黏度。

1.2.2 龍麥35的加工特性分析

對龍麥35∶墾九10(100∶0、75∶25、50∶50、25∶75和0∶100)等五種不同比例配麥品質(zhì)進行分析，濕面筋含量、粉質(zhì)和拉伸參數(shù)測定方法同上。

1.2.3 主要品質(zhì)遺傳基礎(chǔ)分析

基因組DNA提取采用CTAB法，高分子質(zhì)量麥谷蛋白檢測采用張延濱等[4]的SDS-PAGE方法，Wx基因檢測采用宋建民等[5]的STS分子標(biāo)記技術(shù)鑒定。

1.2.4 龍麥35在面制品中的應(yīng)用及評價方法

面包和面、醒發(fā)和烘焙采用National MFG CO. Lincoln.neb儀器進行，面包制作參照GB/T 14611—2008[6]標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)酵溫度(30.0±1.0) ℃，時間90 min，相對濕度85%。醒發(fā)溫度(30.0±1.0) ℃，時間45 min；烘烤溫度215 ℃，時間約為20 min，實驗中設(shè)置3個平行樣品，從面包質(zhì)量、體積、面包芯色澤，質(zhì)地和紋理結(jié)構(gòu)等進行評價。面條采用東孚久恒JMTD168/140試驗面條機制作。面條制作參照GB/T 17320—2013[7]標(biāo)準(zhǔn)，面條加水量為32%～35%，和面機和面5 min，室溫醒發(fā)30 min，經(jīng)過2次軋片，最終面片厚度控制在(1.45±0.05) mm，切條成寬(2.0±0.1)mm和長25 cm的面條，實驗中設(shè)置3次平行樣品。從面條色澤、表觀狀態(tài)、硬度、黏彈性、光滑性和食味等方面進行評價。面包和面條評價由3名長期從事農(nóng)產(chǎn)品食品加工人員組成。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析方法

每個實驗均設(shè)置3個平行樣品，采用SPSS19對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，在P=0.05水平分析差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 龍麥35品質(zhì)及其加工特性分析

對2018年嫩江、海拉爾和哈爾濱三個地點生產(chǎn)的龍麥35的品質(zhì)分析結(jié)果顯示，籽粒蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.65%～14.21%，濕面筋質(zhì)量分?jǐn)?shù)29.2%～30.5%，穩(wěn)定時間10.8～19.3 min，最大拉伸阻力515～699 E.U，延伸性126～207 mm，能量144～175 cm2，品質(zhì)分析結(jié)果表明龍麥35是優(yōu)質(zhì)強筋小麥品種。

表1 龍麥35品質(zhì)分析結(jié)果

對龍麥35的高分子質(zhì)量麥谷蛋白亞基組成和淀粉合成基因Wx分析發(fā)現(xiàn)：龍麥35高分子質(zhì)量麥谷蛋白亞基組成為：2*，7+9，5+10(圖1A-4)；Wx-B1基因缺失 (圖1B-3)。墾九10高分子質(zhì)量麥谷蛋白亞基組成為1，7+9，2+12(圖1A-3)；Wx-B1基因未缺失(圖1B-4)。Glu-D1 5+10是公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)亞基基因，Wx-B1基因缺失會提高糯性淀粉含量，適于加工優(yōu)質(zhì)面條，驗證了龍麥35具有優(yōu)異的加工特性。

注：A圖為HWM-GS圖譜，其中1，CK1；2，CK2；3，墾九10；4，龍麥35。B圖為Wax-B1基因分子標(biāo)記圖譜，1，CK(+)；2，CK(-)；3，龍麥35；4，墾九10。圖1 龍麥35和墾九10的HWM-GS和Wx基因分析

2.2 龍麥35及其配麥加工特性分析

通過龍麥35及其配麥加工特性的研究發(fā)現(xiàn)：龍麥35的濕面筋質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.7%，穩(wěn)定時間為22.6 min，能量為125.8 cm2(表1)，糊化溫度為67.0 ℃，峰值黏度1 094 BU。除濕面筋含量外，其他各項指標(biāo)均達到國家強筋小麥標(biāo)準(zhǔn)。墾九10的濕面筋含量26.1%，穩(wěn)定時間3.1 min，能量55.8 cm2(表1)。糊化溫度為69.2 ℃，峰值黏度714 BU。

龍麥35和墾九10的濕面筋含量水平相當(dāng)，穩(wěn)定時間和能量差異較大，說明二者差異與濕面筋數(shù)量無關(guān)，主要與濕面筋質(zhì)量有關(guān)。通過不同比例配麥制粉的流變學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn)，墾九10加入25%龍麥35時，其穩(wěn)定時間、最大抗延阻力、延伸性和能量均得到顯著提高，且隨著龍麥35配比的上升，穩(wěn)定時間、最大抗延阻力和能量均得以提升，且穩(wěn)定時間、最大抗延阻力和能量均達到了顯著水平(表2)。

表2 龍麥35及其配粉主要品質(zhì)指標(biāo)與面包和面條品質(zhì)的關(guān)系

2.3 龍麥35及其配麥在面包和面條中的應(yīng)用和評價

當(dāng)利用龍麥35和墾九10的小麥粉制作面包時，前者面包體積為925 mL，面包總評分92.3；后者面包體積為780 mL，面包總評分62.1。同時，龍麥35的面包體積、面包外觀、面包芯色澤、面包芯質(zhì)地、面包芯紋理結(jié)構(gòu)等均優(yōu)于墾九10。當(dāng)龍麥35∶墾九10(3∶1)時，面包芯紋理結(jié)構(gòu)和體積評分與龍麥35評分相當(dāng)。隨著龍麥35配比減少，質(zhì)量沒有顯著變化，面包體積呈現(xiàn)先增后減的趨勢；面包外觀、面包芯色澤、面包芯質(zhì)地及總評分均隨著龍麥35配比減少而降低。依據(jù)小麥品種品質(zhì)分類GB/T 17320—2013標(biāo)準(zhǔn)，龍麥35∶墾九10(3∶1和1∶1)配粉制作的面包評分91.2和84.3，品質(zhì)均達到了優(yōu)良以上水平(表3)。

龍麥35的面條品質(zhì)評分88.5，墾九10面條評分77。隨著龍麥35配比減少，色澤、表觀狀態(tài)、硬度、黏彈性和總評分逐漸降低，龍麥35及其配麥制粉的光滑性較高，墾九10光滑性較低，分析其中原因，可能與龍麥35的Wx-B1基因缺失有關(guān)。食味評分中，龍麥35和墾九10均為當(dāng)年小麥，麥香濃郁，均為4.5分。龍麥35∶墾九10(3∶1或1∶1)配麥制粉的評分分別為86.5和82.0，品質(zhì)均達到了優(yōu)良水平(表4)。

表3 龍麥35及其配粉制作的面包品質(zhì)評價

表4 龍麥35及其配麥制粉面條的品質(zhì)評價

2.4 龍麥35及其配麥的加工特性與面團流變學(xué)特性關(guān)系

龍麥35和墾九10及其配麥的加工特性與面團流變學(xué)特性相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)：面包總評分與穩(wěn)定時間、最大拉伸阻力和能量呈顯著正相關(guān)關(guān)系；面條總評分與最大抗延阻力和能量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與穩(wěn)定時間呈顯著正相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明：穩(wěn)定時間、最大抗延阻力和能量是影響面包和面條的共同性狀。

從表5數(shù)據(jù)分析結(jié)果來看，面包體積與能量正相關(guān)；面包外觀和面包色澤與穩(wěn)定時間和最大抗延阻力正相關(guān)。面包質(zhì)地和結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定時間、最大抗延阻力和能量正相關(guān)。

面條色澤和韌性與穩(wěn)定時間、最大抗延阻力和能量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。表觀狀態(tài)與最大抗延阻力和能量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。適口性和黏性與穩(wěn)定時間、最大抗延阻力和能量均達到了極顯著水平。光滑性與蛋白質(zhì)質(zhì)量沒有相關(guān)性，與淀粉特性相關(guān)。

表5 龍麥35及其配麥加工特性與品質(zhì)指標(biāo)之間關(guān)系

3 討論

3.1 濕面筋和淀粉特性與加工品質(zhì)關(guān)系

本研究中中龍麥35濕面筋質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為26.7%時，仍可直接或利用配麥工藝制作質(zhì)量優(yōu)異的面包和面條制品，說明該品種面筋質(zhì)量和淀粉特性優(yōu)良。龍麥35濕面筋含量不高的原因，應(yīng)與氮素供應(yīng)不足和產(chǎn)量偏高有關(guān)[8，9]。蛋白(面筋)含量是強筋小麥加工品質(zhì)表現(xiàn)的基礎(chǔ)，蛋白(面筋)質(zhì)量是強筋小麥加工品質(zhì)的保障。在面包和面條加工品質(zhì)表現(xiàn)上，優(yōu)異面筋質(zhì)量對偏低蛋白質(zhì)含量小麥制粉的面包和面條的加工品質(zhì)有一定補償效應(yīng)，劉銳等[10]也認(rèn)為小麥蛋白質(zhì)質(zhì)量可促進加工品質(zhì)的提高。淀粉糊化特性與支鏈淀粉/直鏈淀粉有關(guān)[11]，隨著支鏈淀粉/直鏈淀粉提高，糊化溫度降低，峰值黏度升高，面條的彈性、韌性、口感和光滑度[12-15]，支鏈淀粉含量為24%～25%時，面條品質(zhì)和總評分最佳[16]。龍麥35面筋質(zhì)量優(yōu)異，淀粉糊化特性顯示糊化溫度低，峰值黏度較高，是優(yōu)質(zhì)面包/面條兼用型小麥。

3.2 優(yōu)質(zhì)蛋白和淀粉基因積聚是面包/面條麥品質(zhì)改良的關(guān)鍵

龍麥35之所以濕面筋質(zhì)量優(yōu)良，淀粉微糯特性，與其具備Glu-D1(5+10)等優(yōu)質(zhì)亞基基因和Wx-B1基因缺失等遺傳基礎(chǔ)密不可分。這點從國內(nèi)面包/面條品種如龍麥26、鄭麥366[17]、龍麥67等育種實踐，以及澳大利亞優(yōu)質(zhì)面條麥品種多屬Glu-D1(5+10)基因與Wx-B1基因缺失類型[18，19]中可進一步得到驗證。國內(nèi)外大量研究表明，強筋小麥品種的蛋白(面筋)質(zhì)量好壞，與其是否具備Glu-D1(5+10)[20-22]和Bx7oe[23]等優(yōu)異麥谷蛋白亞基遺傳基礎(chǔ)高度相關(guān)。Wx-B1基因缺失可提高支鏈淀粉含量，降低糊化溫度，增加峰值黏度，提高面包持水能力和光滑度等[24]，從而改善面包/面條食用品質(zhì)[25，26]。我國是以蒸煮面食制品消費為主的國家。面包/面條兼用型小麥育種現(xiàn)已成為我國強筋小麥育種的重要發(fā)展方向。著重進行Glu-D1(5+10)、Bx7OE、Glu-A3d[27，28]等優(yōu)質(zhì)亞基與Wx-B1基因缺失的定向集聚與選擇，是實現(xiàn)面包/面條兼用型強筋小麥加工品質(zhì)改良的關(guān)鍵所在。

3.3 面團流變學(xué)特性與強筋小麥加工特性品質(zhì)的關(guān)系

面團流變學(xué)特性是衡量強筋小麥面筋質(zhì)量和加工品質(zhì)的重要依據(jù)。龍麥35及其配麥的加工品質(zhì)評價結(jié)果認(rèn)為：面包和面條評分與穩(wěn)定時間、最大拉伸阻力和能量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與前人研究結(jié)果一致[29]。面條評分與穩(wěn)定時間達到了極顯著正相關(guān)關(guān)系，穩(wěn)定時間，能量和抗延阻力是影響面包和面條品質(zhì)的共同性狀。楊金等[25]研究發(fā)現(xiàn)這些指標(biāo)對面包和面條品質(zhì)的影響程度和方式不同，面包體積和評分與穩(wěn)定時間和能量呈直線關(guān)系，而面條總評分與穩(wěn)定時間，能量呈二次曲線關(guān)系。

4 結(jié)論

龍麥35具有優(yōu)異的蛋白質(zhì)量和淀粉糊化特性，通過對高分子量麥谷蛋白亞基和淀粉合成基因Wx的檢測發(fā)現(xiàn)，龍麥35具有優(yōu)異蛋白質(zhì)量和淀粉糊化特性的遺傳基礎(chǔ)，也證實了龍麥35是面包/面條麥兼用小麥新品種。通過小麥龍麥35與墾九10配麥及其在面包和面條品質(zhì)評價結(jié)果，表明龍麥35可顯著提升墾九10的穩(wěn)定時間、最大抗延阻力和能量。進一步對龍麥35配麥制粉加工的面包和面條品質(zhì)評價，發(fā)現(xiàn)龍麥35∶墾九10(3∶1和1∶1)制粉面包和面條評價均達到優(yōu)良水平。通過分析加工特性與食品品質(zhì)之間關(guān)系認(rèn)為，穩(wěn)定時間、最大抗延阻力和能量是影響面包和面條制品品質(zhì)的重要參數(shù)。