华麦1028小麦品种品质及加工适宜性研究
2022-03-01徐志村蒋洁张聪男冯晓宇田祥瑞滕志英周凤明王莉陈正行王俊仁
徐志村 蒋洁 张聪男 冯晓宇 田祥瑞 滕志英 周凤明 王莉 陈正行 王俊仁
摘要:本试验以2019—2020年度江苏淮南麦区生产的华麦1028为对象,采用热机械学特性分析、面团糊化特性分析等方法研究该品种的品质和加工适宜性。结果表明,华麦1028小麦硬度指数范围为55% ~58%,粗蛋白含量为13.05% ~14.42%,沉淀值为26.0~27.5mL,濕面筋含量为31.3% ~40.5%,吸水率为58.2% ~63.6%,形成时间为1.2~4.7min,稳定时间为3.2~7.6min,最大拉伸阻力为286~664BU,拉伸面积为65~97cm2。华麦1028糊化特性参数变化范围分别为峰值黏度2501~2902cP、谷值黏度1560~1692cP、崩解值896~1334cP、最终黏度3015~3288cP、峰值时间5.87~6.07min,糊化温度86.35~87.25℃。面包评分61.8~79.1分,与延伸性和面包体积呈极显著正相关(P<0.01),与拉伸面积和湿面筋含量呈显著正相关(P<0.05);面条评分72.0~92.5分,与粗蛋白含量和面条色泽呈极显著正相关(P<0.01),与湿面筋含量、面筋指数和延伸性呈极显著负相关(P<0.01)。整体上看,华麦1028是一个适合加工面条等蒸煮类食品的优质中筋小麦品种。
关键词:华麦1028;品质;糊化特性;加工适宜性
中图分类号:S512.1 文献标识号:A 文章编号:1001-4942(2022)01-0137-07
小麦是我国第二大口粮作物,也是我国重要的商品粮和主要的粮食储备品种。随着社会经济发展和人民生活水平不断提高,小麦面制品的色泽、形状和口感等加工品质需求也不断提高,小麦品质的专用化要求也越来越高。近年来,国内小麦品质改良取得显著进步,选育出一批优质小麦品种并在生产上推广种植,华麦1028便是其中之一。该品种是由江苏省大华种业集团有限公司以扬麦11[1]为母本、华麦6号[2]为父本杂交配组,并经多年系谱选育而成的春性品种,具有高产稳产、抗性强、农艺性状优良、耐迟播等优点[3],于2018年通过国家农作物品种审定委员会审定(国审麦20180007),适宜在长江中下游冬麦区的江苏淮南、安徽淮南、浙江、上海、河南信阳、湖北中北部等地区种植[4-6]。目前对于该品种在不同种植地区的品质表现还没有相关研究。为了更好地掌握华麦1028在江苏淮南地区的品质特性和加工适宜性,本试验以2019—2020年度江苏淮安、盐城种植的华麦1028为对象,研究其品质特性和加工适宜性,以期为该麦区优质小麦生产提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
原料:小麦(华麦1028),由江苏省农垦农业发展股份有限公司现代农业研究院提供,产地江苏淮安、盐城,不同地区取样分别编号为1~10(表1)。
氯化钠、氢氧化钠、硫酸铜、硼酸、甲基红、溴甲酚绿、次甲基蓝、无水乙醇等试剂均为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
ALMB布勒实验磨,布勒(中国)投资有限公司产品;CHCS-1000电子容重器,杭州大吉光电仪器有限公司产品;JYDX10040小麦硬度指数测定仪,无锡穗邦科技有限公司产品;FOSSKJELTEC全自动凯式定氮仪,美国福斯分析仪器公司产品;MJ-III双头面筋测定仪、FN降落值测定仪,杭州大材光电科技有限公司产品;Farinograph-AT自动型粉质仪、TSSR-Meter面团拉伸仪,德国布拉本德公司产品;RVA快速黏度分析仪,瑞典波通仪器公司产品;Mixolab混合试验仪,法国肖邦技术公司产品。
1.3 试验方法
1.3.1 小麦品质指标检测 容重采用GB/T5498—2013方法测定;硬度指数采用GB/T21304—2007方法测定;粗蛋白采用GB5009.5—2016方法测定;湿面筋采用GB/T5506.2—2008方法测定;沉淀值采用NY/T1095—2006方法测定;面筋指数参照LS/T6102—1995方法测定;降落数值采用GB/T10361—2008方法测定;拉伸测试采用GB/T14615—2006方法测定;面包制作及评分采用GB/T35869—2018方法进行;面条制作及评分采用GB/T35875—2018方法进行。
1.3.2 小麦面团热机械学特性测定 小麦面团热机械学特性,使用Mixolab混合实验仪分析,可同时测定面团物理化学特性的变化及加热冷却过程中蛋白质网络和淀粉的性质[7]。采样(面粉和水)总重75g,和面转速80r/min,目标扭矩1.1±0.05Nm。程序参考Han等[8]设置如下:①30℃搅拌8min;②加热速度以4℃/min升至90℃,冷却速度以4℃/min降到50℃,总分析时间为45min。
1.3.3 小麦面团糊化特性测定 利用快速黏度分析仪(RVA),按照AACC22—08[9]方法测定小麦面团糊化特性。以14%水分含量为基准,称取小麦面粉3.5g,添加25mL去离子水于铝盒中,并快速用搅拌桨上下搅拌使样品均匀分散,然后按照13minstandard1测定小麦粉糊化特性。每个测试样品重复3次。小麦粉糊化特性测试程序如表2所示。
1.4 数据处理
所有试验重复3次,结果为平均值。试验数据采用Origin8.0软件制图,采用SPSS软件进行相关性分析。
2 结果与分析
2.1 小麦品质指标检测结果分析
由表3可知,2019—2020年度不同地区华麦1028容重均大于790g/L,最大值821g/L,最小值808g/L,平均值813g/L,变异系数0.62%,全部达到国家标准一等小麦对容重的要求[10]。小麦硬度指数最高值58%,最低值55%,平均值56%,变异系数2.24%,按照AACC标准中的规定,该品种介于软质小麦和硬质小麦之间。沉淀值最高值27.5mL,最低值26.0mL,平均值26.5mL,变异系数1.95%;粗蛋白含量最高值14.42%,最低值13.05%,平均值13.68%,变异系数4.03%;湿面筋含量(14%水分基)最高值40.50%,最低值31.30%,平均值34.97%,变异系数8.89%,这表明该品种蛋白质和湿面筋含量普遍较高,达到我国小麦品种品质分类标准(GB/T17320—2013)中强筋及强筋小麦品种标准[11]。拉伸面积最大值97cm2,最低值65cm2,平均值83cm2,变异系数12.37%;最大拉伸阻力(Rm)最高值664BU,最低值286BU,平均值477BU,变异系数10.20%,这表明两指标均达到我国小麦品种品质分类标准(GB/T17320—2013)中筋和中强筋小麦品种标准[11]。
综上,华麦1028小麦品种整体达到中筋和中强筋小麦标准。
不同地区小麦粗蛋白和湿面筋含量变化如图1所示,可看出同年度不同取样点小麦粗蛋白含量和湿面筋含量变化波动较小,但湿面筋含量与粗蛋白含量之间呈强相关性(P<0.01),这与Gozé等[12]的研究结论一致。
图2显示,不同取样点小麦面筋指数最高值77.4%,最低值56.0%,平均值66.4%,变异系数13.2%。华麦1028整体表现为高蛋白质、高湿面筋含量,但面筋指数相对较低,达到《中国好粮油小麦》[13]中对面条小麦和中筋小麦的面筋质量要求。
2.2 小麦面团热机械学特性分析
使用Mixolab混合试验仪评估面团的强度、稳定性以及淀粉的糊化特性[14]。不同地区小麦面团热机械学特性测定结果见表4。其中,小麦面粉吸水率变幅在58.2% ~63.6%之间,平均值60.1%,变异系数2.91%,达到我国小麦品种品质分类标准(GB/T17320—2013)[11]中筋和中强筋小麦品种的标准(吸水率≥56%)。形成时间是谷物和水混合后,达到目标扭矩(1.1±0.05)Nm所需要的时间,反映面筋网络蛋白的形成速度[15],通常来说,形成时间越长,小麦粉的筋力越强[16]。华麦1028形成时间在1.2~4.7min之间,平均值3.1min,变异系数23.84%;稳定时间在3.2~7.6min之间,平均值5.4min(>3min),变异系数19.32%,两指标达到我国小麦品种品质分类标准(GB/T17320—2013)[11]中筋和中强筋小麦品种的标准。不同小麦品种形成时间和稳定时间上的差异,反映出不同品种小麦蛋白数量和质量上的差异[9]。形成时间与稳定时间呈显著正相关(r=0.425,P<0.05)。加热和机械剪切力的综合作用导致蛋白质的结构改变与不稳定,从而导致面团稠度降低[17,18]。稠度最小值C2,表示面粉和水在混合过程中蛋白质弱化的程度,变幅在0.32~0.36Nm之间,平均值0.34Nm,变异系数4.32%。C1-C2表示面粉和水混合过程中的总弱化值,其变幅在0.75~0.79Nm之间,平均值0.77Nm,变异系数2.02%。C3是面团在糊化过程中的最大扭矩,变幅在0.83~0.87Nm 之间,平均值0.85 Nm,变异系数1.39%。回生终点值C5指面团冷却阶段糊化淀粉的回生特性,反映面团最终达到的冷黏度,其值越高越易于凝沉,变幅在0.98~1.13Nm之间,平均值1.07Nm,变异系数5.02%。C5-C4(回生值)的大小能够反映冷黏度的稳定性,其值越高,表明随时间变化其冷黏度越大。C5-C4(回生值)变幅在0.83~0.89Nm之间,平均值0.86Nm,变异系数2.49%。整体来看,不同取样点华麦1028样品品质差异性不大,整体品质稳定。
2.3 小麦面团糊化特性分析
如表5所示,小麦面团峰值黏度范围在2501~2902cP之间,平均值2689cP,变异系数5.63%,其中盐城市淮海农场小麦样品的峰值黏度最高,临海农场小麦样品的最低。谷值黏度范围在1560~1692cP之间,平均值1641cP,变异系数3.45%,其中淮安市三河农场小麦样品的谷值黏度最高,盐城市淮海农场小麦样品的最低。崩解值变幅在896~1334cP之间,平均值1055cP,变异系数15.87%,其中盐城市淮海农场小麦样品的崩解值最高,说明其小麦粉淀粉糊的稳定性较差。最终黏度范围在3015~3288cP之间,平均值3167cP,变异系数3.28%。回升值在1442~1600cP之间,平均值1525cP,变异系数3.95%,其中淮安市宝应湖农场小麦样品的回升值最高,表明用其制作的面制品更容易老化。峰值时间变幅在5.87~6.07min之间,平均值6.00min,变异系数1.14%。糊化温度变幅在86.35~87.25℃之间,平均值86.70℃,变异系数0.40%,其中盐城市临海农场小麦样品的糊化温度最高,说明该地华麦1028不易糊化或糊化需要吸收较高热量[19]。董凯娜[20]以不同品种小麦为对象,研究其淀粉特性,发现糊化温度范围为61~67℃,峰值黏度为48~746cP,谷值黏度为13~486cP,最终黏度为25~893cP,回升值为13~499cP,可以看出不同小麦品种糊化特性差异显著。Cao等[21]研究表明6个具有明显不同淀粉特性的变种表现出不同的面团特性。本研究结果表明,相同小麦品种在不同地区种植,由于环境和水肥条件不同也会导致糊化特性的差异性。
2.4 食品评分指标相关性分析
对所有华麦1028样品面包评分和面条评分进行比较,结果(图3)显示,前者分布范围在61.8~79.1分之间,后者分布范围在72.0~92.5分之间。
相关性分析结果(表6)显示,面包体积与湿面筋含量、稳定时间和延伸性呈极显著正相关(P<0.01),与吸水率、降落数值、最低粘度和最终黏度呈显著负相关(P<0.05);面包评分与延伸性、面包体积呈极显著正相关(P<0.01),与拉伸面积、湿面筋含量呈显著正相关(P<0.05)。这表明面包体积对面包评分有较大影响,而该品种的面包品质受湿面筋含量、稳定时间和拉伸参数的影响较大。面团的延伸性越好,面包体积越大并且评分越高;拉伸面积越大,在一定程度上制作的面包品质也越好;稳定时间越长,面团韧性越好,面筋的强度越大,面团的加工性能越好,面包品质也越高。华麦1028面包评分相对较低,主要原因是稳定时间较短,拉伸參数较低,这与前述研究结论一致。
由表6可知,面条色泽与粗蛋白含量呈极显著正相关(P<0.01),与湿面筋含量、面筋指数和延伸性呈极显著负相关(P<0.01),与峰值黏度、最低黏度和最终黏度呈显著正相关(P<0.05)。面条评分与粗蛋白含量和面条色泽呈极显著正相关(P<0.01),与湿面筋含量、面筋指数和延伸性呈极显著负相关(P<0.01),与吸水率、最大拉伸阻力、峰值黏度、最低黏度和最终黏度呈显著正相关(P<0.05)。这说明湿面筋含量越高、面筋指数越大,面条的色泽越差,因此面条评分也会降低。小麦品质是一个综合性状,不同品种小麦的品质和加工特性也不相同[22,23]。华麦1028粗蛋白含量较高,对面条色泽和面条评分具有正向作用;湿面筋含量虽然较高,但其面筋指数和拉伸性能相对较低,对面条色泽和面条评分也有正向作用。
3 讨论与结论
江苏省大华种业集团有限公司自20世纪90年代始,针对长江中下游麦区生产现状开展育种并育成高产稳产、性状优良、早熟性好、穗粒结构协调、综合抗性好、品质优良的小麦新品种华麦1028。该品种适宜在长江中下游冬麦区的江苏淮南地区、安徽淮南地区、上海、浙江、湖北中南部地区、河南信阳等地区种植[3-5]。该品种继承了母本扬麦11稳产、早熟、抗赤霉病等优良特性,但比扬麦11抗倒伏、高产潜力大,具有“早发早熟、抗病抗倒、大穗高产、广适”的特点。
本研究对江苏淮安、盐城两地区种植的华麦1028进行品质和加工适宜性分析,显示:小麦硬度指数范围为55% ~58%,粗蛋白含量为13.05% ~14.42%,沉淀值为26.0~27.5mL,湿面筋含量为31.3% ~40.5%,吸水率为58.2% ~63.6%,形成时间为1.2~4.7min,稳定时间为3.2~7.6min,最大拉伸阻力为286~664BU,拉伸面积为65~97cm2。这表明华麦1028品质整体达到了中筋和中强筋小麦标准。
不同地区小麦糊化特性相关参数值变化范围分别是,峰值黏度2501~2902cP、谷值黏度1560~1692cP、崩解值896~1334cP、最终黏度3015~3288cP、峰值时间5.87~6.07min,糊化温度86.35~87.25℃。面团形成时间与稳定时间呈显著正相关。面包评分范围为61.8~79.1分,与延伸性和面包体积呈极显著正相关(P<0.01),与拉伸面积和湿面筋含量呈显著正相关(P<0.05)。面条评分范围为72.0~92.5分,与粗蛋白含量和面条色泽呈极显著正相关(P<0.01),与湿面筋含量、面筋指数和延伸性呈极显著负相关(P<0.01),与吸水率、最大拉伸阻力、峰值黏度、最低黏度和最终黏度呈显著正相关(P<0.05)。可以看出,华麦1028是一个更适合加工面条等中餐蒸煮类食品的优质中筋小麦品种。