小麦粉品质与半干面品质相关性研究

贾浩，姚亚亚，杨二妹，刘梦宜，李慧静

（河北农业大学 食品科技学院，河北保定071000）

小麦是中国主要的谷类作物之一，谷物食品也是中国传统饮食的主体。中国约有40%的小麦用于各种类型的面条生产[1]。半干面是指经过部分脱水水分含量在22%～26%范围内的一种新型方便面制品，因其加工过程中既未高度脱水、又未高温油炸，故其口感和营养品质均优于挂面和方便面[2]。坚持“以谷物食品为主要食品”是中国消费者良好的饮食传统，此传统既避免高能量、高油脂饮食的缺陷，又能促进健康。目前半干面逐渐成为一种消费趋势，引起更多国内外消费者的关注。对半干面的研究大部分集中在国内学者。王远辉[3]研究了不同粒度区间的面粉对半干面品质的影响，结果表明，粒度在180目～200目区间的面粉样品的粗蛋白含量、湿面筋含量和面筋指数均高于其他粒度区间小麦粉且最适宜制备半干面。李曼[4]等人研究了高温瞬时处理（105℃～135℃）和中温长时间处理（45℃～75℃）对半干面条品质参数、面条结构、贮藏稳定性的影响，结果表明，高温瞬时脱水处理的半干面内部和表面具有更紧凑的结构，降低了蒸煮损失并保留了纹理特性。师俊玲[5]以13种小麦为材料研究了籽粒品质与面条品质的关系，结果表明，通过对蛋白质含量、糊化特性方面的改进可提高中国小麦品种的面条加工与食用品质。目前，半干面在生产中缺乏专用小麦粉，为全面评价制备半干面用粉的品质指标，我们选用了9种市售面条加工专用小麦粉，经主成分分析、相关性分析，探索小麦粉影响半干面品质的关键因素。以期确定小麦粉与半干面品质的相关性，为半干面专用粉的制备提供理论依据和技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验所选9种市售小麦粉外包装上都标明了适合加工面条产品：1为中裕多用途麦芯粉，2为香雪多用途麦芯粉，3为五得利金富强高筋小麦粉，4为香满园优质特精粉，5为陈克明家用小麦粉，6为福临门家宴粉，7为中裕特精粉，8为喷喷香石磨高筋特精粉，9为古船高筋小麦粉。

1.2 仪器设备

DEGURU DKM201型厨师机：广东顺德地-日用电气科技有限公司；FKM-160型压面机：永康市富康电器有限公司；JJM54型面筋数量和质量测定仪、FN-11降落数值仪：杭州汇尔仪器设备有限公司；CR-400色差计：日本柯尼卡-美能达公司；WSB-VI白度测定仪：杭州大吉光电仪器有限公司；101-0AB电热鼓风干燥箱：奥豪斯仪器上海有限公司；DH3600B电热恒温培养箱：天津市泰斯特仪器有限公司；Farinograph-AT粉质仪、Extensograph-E拉伸仪、Viscograph-E黏度仪：德国Brabender公司。

1.3 试验方法

1.3.1 小麦粉理化指标测定

水分、白度和蛋白质测定：水分测定参照GB/T 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》；白度测定参照GB/T 22427.6-2008《淀粉白度测定》；蛋白质含量测定GB/T 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》，蛋白质的换算系数取5.7；面筋指数参照GB/T 5506.2-2008《小麦和小麦粉面筋含量第2部分：仪器法测定湿面筋》；降落数值测定参照GB/T 10361-2008《小麦、黑麦及其面粉，杜伦麦及其粗粒粉降落数值的测定Hagberg-Perten法》。

1.3.2 流变学特性和糊化特性测定

粉质特性测定参照GB/T 14614-2019《粮油检验小麦粉面团流变学特性测试粉质仪法》。拉伸特性测定参照GB/T 14615-2019《粮油检验小麦粉面团流变学特性测试 拉伸仪法》。糊化特性测定参照GB/T 14490-2008《粮油检验谷物及淀粉糊化特性测定粘度仪法》。

1.3.3 半干面制备

参照朱科学等[6]制备半干面的方法，并作如下修改。

1）每100 g面粉加入35 mL的32℃温水。

2）用和面机慢速 1 档（转速：71 r/min）搅拌 5 min，再用中速3档（转速：135 r/min）搅拌3 min。

3）取出面团在室温（25±2）℃环境下放入无菌环境中静置25 min，然后将面团和碎屑通过实验面条机轧面8次～10次，切成2.0 mm宽的细长面条。

4）将面条放在托盘上用湿纱布保湿，最后将鲜面置于125℃烘箱内烘4.5 min，取出样品室温下密封均湿放置3 h，得半干面。最终产品的含水量降至（23.5±0.5）%，此含水量水平参照了市场上望乡、佑原、陈克明半干面产品的含水量。

1.3.4 半干面品质测定

1.3.4.1 色泽

生面片在25℃下恒温储存30 min后进行测定；24 h后色泽测定将面片在25℃下恒温储存24 h后测定；熟面片于面片煮熟后5 min之内进行测定。

1.3.4.2 半干面吸水率和蒸煮损失率

方法参见李曼[7]、魏晓明等[8]的方法，稍作修改。称取10根（长约20 cm）质量为M2的半干面，放入200 mL沸腾的蒸馏水中煮至最佳蒸煮时间。随后用50 mL蒸馏水淋洗煮熟后的半干面，滤网控水5 min后，立即称量半干面的重量M1。

式中：RE为样品吸水率，%；M1为蒸煮后面条的质量，g；M2为煮前面条的质量，g；W为煮前面条的含水量，%。

将测定半干面吸水率时剩余的面汤完全转移至恒重的铝盒中，将铝盒置于105℃烘箱中，烘至恒重。

式中：CL为蒸煮损失，%；M为面汤中干物质质量，g；G为煮前面条质量，g；W为煮前面条的含水量，%。

1.3.4.3 质构特性

将煮熟后半干面立即切成长度为3 cm左右样品若干份，质构参数设置测试速度为60 mm/min；形变量为70%；启始力为0.5 N。每个样品测10次平行，采用去掉最大值和最小值，取平均值为样品最终测试结果。

1.3.5 数据处理

采用SPSS17.0软件对数据进行主成分分析（Kaiser标准化的正交旋转法）和相关性分析（双侧检验）。采用ANOVA进行邓肯式差异分析，p<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 指标测定与数据分析

2.1.1 理化指标数据分析

半干面用粉理化指标见图1。

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

从图1可以看出9种小麦粉的蛋白质含量变幅在12.02%～14.44%；湿面筋含量均大于中国面条精制级质量标准用粉质量规定的28%[9]；所选小麦粉涉及普通的中筋小麦粉到精制的高筋特精粉，代表性较强。降落数值均高于国家行业标准所要求的最低数值[10]，可见用于制备半干面的小麦粉酶活较低。小麦粉的白度变异系数较小，反映出9种小麦粉的制粉精度普遍较好且一致。小麦粉的L*、a*值变异系数较小，而b*的变幅在1.93～3.99之间，可见市售小麦粉的外观色泽方面主要在黄-蓝色调方向较难控制。上述理化指标与刘炜[11]的研究冬小麦籽粒硬度、磨粉品质、面制品加工品质的相关性分析中的指标一致。

2.1.2 流变学指标和糊化特性分析

半干面用粉粉质、拉伸、糊化特性指标见图2、图3、图 4。

图2 半干面用粉粉质特性指标Fig.2 Semi-dry noodle flour farinographic properties

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

从图2小麦粉样品的粉质特性中可以看出市售9种小麦粉的稳定时间、粉质指数的变幅分别为5.62min～11.28 min、71.50 min～140.00 mm，所选样品稳定时间均在国家行业标准规定的面条精制级用粉所要求的4min之上；图3可知，9种小麦粉的拉伸曲线面积、拉伸阻力和拉伸比例的变幅分别为 57.0 cm2～105.0 cm2、282.0 BU～635.5 BU、2.4～5.9。更多的研究表明小麦粉糊化特性是影响面条质量的主要因素，徐荣敏等[12]研究得出峰值黏度越高，面条品质越好；国外学者Panozzo[13]发现糊化温度与面条感官呈极显著负相关，其他糊化特性指标与半干面品质呈正相关。本研究中各糊化特性指标变异系数均比较高，糊化温度相对趋于稳定。可见样品选择跨度之大，范围之广，不利于下游加工企业控制半干面的品质。

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

2.1.3 半干面品质评价结果

生熟面片色泽测定结果见图5，半干面质构与蒸煮特性结果分析见图6。

图5 生熟面片色泽测定结果Fig.5 Raw and cooked noodles color measurement results

图6 半干面质构与蒸煮特性结果分析Fig.6 Analysis of texture and cooking characteristics of semi-dry noodles

从图5可以看出不同小麦粉制成的面片，随着时间延长亮度逐渐降低。这些变化可能是由于多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）作用、过氧化物酶（peroxi-dase，POD）作用形成各种色素，使半干面颜色变暗[14]。小麦粉中的营养成分类胡萝卜素对其色泽发挥着关键的影响；由类胡萝卜素赋予的黄色已成为面食和其他食品的非常重要的品质特性[15]。本研究中不同小麦粉制备成的半干面硬度、黏附性、弹性、咀嚼性之间差异显著，与李梅[16]研究的13个旱作马铃薯品种面条质构特性有显著差异相一致。

2.2 半干面品质与小麦粉主要指标相关性分析

半干面品质与小麦粉主要指标相关性分析见表1，半干面品质与面团拉伸特性相关性分析见表2。

表1 半干面品质与小麦粉主要指标相关性分析Table 1 Correlation analysis between semi-dry noodle quality and main indexes of wheat flour

表2 半干面品质与面团拉伸特性相关性分析Table 2 Correlation analysis between semi-dry noodle quality and dough extension properties

从表1中可以看出降落数值与半干面的黏附性呈负相关，由于α-淀粉酶活性促使半干面中淀粉分子水解，使直链淀粉和支链淀粉的比例发生变化，淀粉分子由大分子断裂成较小的分子，致使淀粉糊黏度急剧下降，Andrew[17]的结果同样指出增加直链淀粉含量，会导致面粉最终使用质量的巨大变化。最终黏度、回升值与半干面的黏附性呈显著负相关。本文的结果表明，糊化黏度值较高的小麦粉制成的面制品性质相对稳定与半干面黏性呈显著正相关，王芳芳[18]的研究中同样证实了小麦粉糊化峰值黏度与面条胶着性呈极显著正相关。因此为加工优质半干面，应选用黏度稍高的小麦粉。吸水率高的小麦粉制成的半干面弹性良好，经质构仪分析表明咀嚼性相对较好，而潘治利[19]的研究中证实了粉质吸水率与面制品的剪切力、拉伸力、硬度呈显著正相关。表2所示拉伸面积与生面片的△b*（0～24 h）呈极显著负相关，而王培慧[20]的研究中面片b*与小麦粉拉伸曲线面积、延伸度、拉伸阻力、拉伸比例显著或极显著负相关结果一致；拉伸阻力与半干面的硬度、咀嚼性呈显著正相关，而岳凤玲[21]的研究同样表明拉伸力和拉伸距离显著降低，面条的韧性降低，口感变差。拉伸特性较强的小麦粉加工制成的半干面有较好的黏附性，赋予制品筋道不易断条的品质。

2.3 主成分分析

2.3.1 小麦粉品质主成分分析

主成分分析主要利用降维思想将多个相关的数值变量转化为几个互不关联的综合指标的统计学方法，互不相关的综合指标转化为多个变量的主成分，而每个主成分都是原始变量的线性组合，且各主成分之间无相关性[22]。不同小麦粉品质指标主成分的方差贡献率见表3。

由表3可知，特征值大于1的主成分有4个。根据方差贡献率提取出可反映原变量89.227%信息，PC1主要反映糊化特性和α淀粉酶，PC2主要反映面团粉质特性，PC3和PC4主要反映蛋白质特性和面粉色泽。4个主成分互不关联，各自具有其代表性，所以选用4个成分代表18个指标对半干面品质进行分析。半干面用粉旋转空间成分图见图7。

表3 不同小麦粉品质指标主成分的方差贡献率Table 3 Variance contribution rate of main components of different flour quality indicators

图7 半干面用粉旋转空间成分图Fig.7 Semi-dry noodle with flour rotating space composition diagram

结合图7市售面条粉中不同品质指标对主成分的影响，其中降落数值、最终黏度、峰值黏度、回升值、粉质吸水率、稳定时间对品质的影响较大。

2.3.2 半干面品质主成分分析

半干面的品质指标的单位不同，量程范围各异，对10种品质指标的原始数据进行标准化处理，避免单位量程差异造成的影响。标准化后的数据经主成分分析后得出公因子方差半干面的吸水率、回复性提取率小于0.5，故剔除该指标。各品种半干面品质指标主成分的方差贡献率见表4。

表4 各品种半干面品质指标主成分的方差贡献率Table 4 Thevariancecontributionrateoftheprincipalcomponents ofthesemi-drynoodlequalityindicatorsofvariousvarieties

由表4可以看出，半干面品质指标3个主成分的方差贡献率之和在75%[23]以上，可用于评估半干面品质的主要参数。成分得分系数见表5。

表5 成分得分表Table 5 Ingredient score table

可以得到面条主成分得分及综合评分，其中Z1、Z2、Z3、Z分别为成分1得分、成分2得分、成分3得分和总得分。A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8分别代表熟面片L*、熟面片a*、熟面片b*、半干面蒸煮损失率、硬度、黏附性、弹性、咀嚼性等成分标准化后数据。

通过求特征向量系数值构建3个主成分的函数表达式：

9种小麦粉综合评分见表5，6号福临门家宴粉、5号陈克明家用小麦粉、8号喷喷香石磨高筋特精粉小麦粉总得分最高，且适宜制备半干面。

3 结论

以供试的9个小麦粉品种作为样本单元，将半干面的3类品质指标和18个小麦粉品质指标作为变量进行主成分分析。根据不同小麦粉品种主成分特征值、贡献率及累计贡献率，对9种小麦粉和加工制成的半干面进行综合评价，确定影响面条品质的显著因素并进行相关性分析，得出以下结论：

降落数值、最终黏度和回升值对半干面的黏附性呈负相关，吸水率高的小麦粉制成的半干面弹性良好，拉伸面积与生面片的△b*（0～24 h）呈极显著负相关，拉伸阻力与半干面的硬度、咀嚼性呈显著正相关。福临门家宴粉、陈克明家用小麦粉、喷喷香石磨高筋特精粉制备优质半干面品质较好。通过以上分析对筛选制备半干面且适合大众口味的小麦粉指标有一定的参考价值，对提升半干面的品质具有指导性意义，以满足消费者对半干面品质日益增长的需求。