不同品种小麦的品质特性分析

温艳霞，张春娥，廖若宇

1. 宁夏工商职业技术学院（银川 750021）；2. 宁夏粮油产品质量检测中心（银川 750001）

依据LS/T 3109—2017《中国好粮油 小麦》[1]标准规定，小麦类别分为强筋小麦、中筋小麦和低筋软麦，中筋小麦包括面条小麦、硬式馒头小麦和软式馒头小麦三类。由此可见，优质高产是小麦产业发展的趋势。近五年宁夏地区种植的小麦品质适用于面条和馒头的食品工业生产。虽然我国面包的消费量不到5%[2]，依据GB/T 17892—1999《优质小麦 强筋小麦》[3]标准要求，强筋小麦烘焙品质评分值应大于等于80分，由于评分值低于80分，宁夏种植的小麦适用于优质面包生产的小麦品种比例为0。我国市场流通的小麦主要用于面条和馒头的生产，

据统计，我国小麦总产量的70%用于农民自足，30%用于市场流通，市场流通中80%的小麦用于生产面条和馒头[4]。

小麦粉加水至含水量高于35%时，用手或机械揉合可形成面团，面团在水中搓洗，可溶性物质溶于水中，并将淀粉、麸皮等洗脱，剩下具有黏性、弹性、延展性类似橡胶的物质，即为粗面筋，因含水量大于65%，因此又称为湿面筋，烘去水分即为干面筋，干面筋主要成分为面筋蛋白，其影响小麦粉的食用品质[5]，因此研究调查湿面筋的面筋含量与质量。降落数值是对谷物中α-淀粉酶的活力进行测定的方法，是准确评价谷物发芽损伤的程度，与小麦粉的发酵程度有关[5]。粗蛋白含量、湿面筋含量与质量和α-淀粉酶的活力，对于小麦的食用品质起决定因素。小麦经加工后，可制备品种繁多的面食制品，为了更好地了解不同品种小麦的品质特性，最大程度地发挥不同小麦的经济效益，此次试验以湿面筋含量以及面筋指数、降落数值、面团流变学特性、烘焙特性和粗蛋白含量等品质指标为研究对象，调研了宁夏种植流通的小麦品种特性。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

不同品种小麦，宁夏各市县农户及农场田间取样；燕子牌干酵母，保牛牛奶酥油，超市购买；氯化钠，分析纯，成都市科隆化学品有限公司。

1.2 仪器与设备

DHG-9240电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；GM2200面筋测定仪（瑞典波通仪器公司）；CF2015面筋指数测定仪（瑞典波通仪器公司）；FN1000降落数值仪（瑞典波通仪器公司）；DA7200近红外谷物分析仪（瑞典波通仪器公司）；Faringraph-TS粉质仪（德国Barbender仪器）；JMLD150拉伸仪（北京东方孚德技术发展中心）；JHMZ针式搅拌机（北京东方孚德技术发展中心）；JXFD醒发箱（北京东方孚德技术发展中心）；JMFB70×30实验室小麦磨粉机（成都施威特科技发展公司）；XP204电子天平[瑞士梅特勒-托利多（上海）有限公司]；PL602E电子天平[瑞士梅特勒-托利多（上海）有限公司]。

1.3 试验方法

1.3.1 小麦粉的制备

按照NY/T 1094.1—2006《小麦实验制粉 第1部分：设备、样品制备和润麦》[6]中的方法制粉，小麦经清理、润麦后采用实验室小麦磨粉机制粉，将皮粉与心粉混合均匀待用。

1.3.2 湿面筋含量和面筋指数的测定

水分含量按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[7]中105 ℃直接干燥法测定，湿面筋含量按照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》[8]方法测定。按照LS/T 6102—1995《小麦粉湿面筋质量测定法面筋指数法》[9]规定方法测定面筋指数。

1.3.3 降落数值测定

按照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》[10]方法测定。

1.3.4 面团流变学特性测定

粉质特性按照GB/T 14614—2019《粮油检验 小麦粉面团流变学特性测试 粉质仪法》方法测定，拉伸特性按照GB/T 14615—2019《粮油检验 小麦粉面团流变学特性测试 拉伸仪法》[11]方法测定。

1.3.5 小麦粉烘焙特性测试

按照GB/T 14611—2008《粮油检验 小麦粉面包烘焙品质试验 直接发酵法》[12]方法测定。

1.3.6 粗蛋白含量的测定按照GB/T 24899—2010《粮油检验 小麦粗蛋白质含量测定 近红外法》[13]方法测定。

1.3.7 面包烘焙品质评分

面包烘焙品质评分采用GB/T 14611—2008《粮油检验 小麦粉面包烘焙品质试验 直接发酵法》[12]附录A计算，评分项目包括面包体积、面包外观、面包芯色泽、面包芯质地和面包芯纹理结构。

1.3.8 小麦品质指标主成分分析

整理12个品种小麦的湿面筋含量、面筋指数、形成时间、稳定时间、降落数值及蛋白质含量指标数据，采用SPSS 26软件主成分分析程序进行数据统计分析，依据小麦主成分分析特征向量系数构建的函数表达式计算各指标贡献率，得到不容品种小麦的品质得分，进而分析评价不同品种小麦品质。

1.4 数据统计分析

采用Excel 2016进行数据分析和图表制作。利用Excel 2016建立数据库，SPSS 26软件进行小麦主成分分析。

2 结果与分析

2.1 湿面筋含量和面筋指数分析

小麦面筋是小麦粉加工生产过程中的一种副产品，又称活性小麦面筋蛋白，主要是由谷蛋白和醇溶蛋白组成。面筋具有溶解性、乳化性、吸水性、黏弹性和延伸性。面筋蛋白对馒头的结构和体积起重要作用[14-15]。适量添加面筋蛋白可改变面粉的理化性质，并且提高其面包烘焙品质[16]。湿面筋含量对馒头的加工品质有明显的影响，湿面筋含量过低时，馒头体积小，湿面筋含量过高时，馒头体积大并且松软、无嚼劲。被调查的15种小麦的面筋含量和面筋指数情况，宁春55号、宁春51号、晋黑76号、宁春52号、宁冬11号五个品种的湿面筋含量高于30%，宁春5号和宁春38号湿面筋含量低于24%，其余含量介于25%～29%，分别符合LS/T 3109—2017《中国好粮油 小麦》[1]标准中强筋硬麦、中筋小麦和低筋小麦面筋含量要求。

2.2 降落数值分析

降落数值分析测定法是一种衡量小麦品质受基因型与环境交互作用影响的方法。降落数值分析测定法检测小麦籽粒中存在的α-淀粉酶导致的淀粉降解，降落数值低表明α-淀粉酶活性高，预示产品质量差的风险高。研究测试了不同品种的降落数值，为分析育种提供依据。表1可见，降落数值大于300 s且由高至低依次为晋黑76号、宁春5号、宁春52号、宁春54号、宁春51号、宁春15号、宁春39号、宁春4号、宁春55号、宁春16号、宁春50号和宁春38号，均符合GB/T 17892—1999《优质小麦 强筋小麦》[3]规定的强筋优质小麦要求，宁冬11号小麦的降落数值最低，仅为233 s。

2.3 面团流变学特性分析

小麦粉面团品质与面制品的质量密切相关，粉质仪法和拉伸仪法是评价面团品质的通用国际方法。面团是一种介于固体和液体之间的物质，面团的流变性质可以影响面团的最终品质。最大稠度准确处于500 FU，小麦粉从加水开始到粉质曲线达到最大稠度后开始下降时刻点的时间间隔为面团形成时间。形成时间越长，表明小麦粉的面筋越强[13]。粉质曲线的上边缘首次与500 FU标线相交至下降离开500 FU标线两点之间的时间差值称为稳定时间。稳定时间表示小麦粉的耐搅拌特性。

面团的抗拉伸阻力和延伸度的分析测定，对面团改进剂的研究和选择面包生产中的最适醒发时间具有重要意义。拉伸曲线面积越大，面团弹性越强，由面团最大拉伸阻力与面团延伸度的比值称为拉比系数，拉比系数越大，表明面团坚实，延伸性小，脆性大，面团不易拉长；拉比系数越小，说明面团延伸性大而拉力小，面团性质弱且易流变，易拉长。一般情况下，拉伸面积大而拉力比数适中的小麦粉，食用品质较好，面积小而比数大的面团，食用品质较差。比较12种小麦的拉伸面积和拉比系数，拉力比数和拉伸面积趋势几乎一致，拉伸面积大的品种，拉力比数也大；拉伸面积小的品种，拉力比数也小，这可能是影响烘焙品质评分的因素之一。

2.4 粗蛋白含量分析

有关小麦籽粒中蛋白质含量对小麦粉加工品质的影响有许多研究报道，如高蛋白含量的面粉适宜制作面包，低蛋白含量的面粉适宜制作馒头、面条等[17]，小麦中高蛋白质含量有助于增加馒头的比容和体积，蛋白质质量上的差异会对面包品质产生重要的影响[18]。不同品种小麦的粗蛋白含量见表1。

2.5 小麦粉烘焙特性分析

对不同品种的小麦烘焙特性进行分析，结果如表1所示。小麦制粉后在无任何配方和面粉调制情况下，面包体积小是导致小麦评分值低于80分的主要因素，其次，面包口感粗糙、质地干硬、缺乏弹性影响面包质地和纹理结构分值。

表1 不同品种小麦品质指标数据

2.6 不同品种小麦的品质指标主成分分析

2.6.1 数据标准化

不同品种小麦质量指标变化无明显规律，无法直接通过检测数据判断小麦的优劣，同时由于检测分析所选择的小麦品种不同，因此不能直接采用数据进行对比分析。

2.6.2 主成分分析

将表中数据按SPSS 26主成分分析方法进行数据处理，得到小麦品质的主成分累积方差贡献率，结果见表2。

表2 小麦品质特征主成分方差累计贡献率

采用主成分分析法对13个小麦品种的6个品质指标进行分析，结果表明，该次数据分析中有2个方差特征大于1的数值，其主成分的方差贡献率分别为43.816%和36.395%，这2个主成分的累计方差贡献率达80.212%（表），具有一定的代表性。方差贡献率表中第3个主成分的方差特征值为0.709，接近特征值1，其主成分的方差贡献率为11.817%，加上第3个主成分后累计方差贡献率为92.028%，其贡献率大于85%，更具有代表性，需要纳入主成分提取。

图1中主成分特征值的连线陡峭部分即为应取得主成分数目。前3个主成分的特征值较大，连线较为陡峭，即前3个主成分对解释变量的贡献最大。由表可知，前3个主成分特征值＞0.7，提取3个主成分最合适，综合了小麦品质指标的大部分信息。

图1 主成分分析碎石图

2.6.3 小麦品质综合评价

主成分特征向量系数按式（1）计算。

构建得到主成分1，2和3的函数表达式，分别如式（2）～（4）所示。

式中：Z1、Z2和Z3分别代表第1，第2和第3个主成分的特征向量系数。

小麦品质主成分分析综合得分，由式（5）计算得到。

式中：t1、t2和t3分别为主成分1，2和3的主成分特征值。

图2 主成分分析得分图

由主成分分析得分图可知不同品种的小麦大体可以分为4类，其中宁春55号、宁春52号、宁春51号、宁春50号、宁春15号、宁春4号、宁春16号、宁春39号、宁春38号和宁春54号为一类，晋黑76号、宁春5号和宁冬11号各为一类。

从图3可以看出：宁春55号面筋指数表现较为突出；晋黑76号形成时间、稳定时间、降落数值及蛋白质含量指标表现均较为突出；宁春39号在面筋指数方面表现较为突出；宁冬11号湿面筋含量较为突出；宁春5号在降落数值方面表现较为突出。综上所述，相较于其他品种的小麦，晋黑76号小麦品种更适合在宁夏种植。

图3 不同品种小麦品质指标分析

3 结论

对几种小麦品种的品质指标分析，湿面筋含量、蛋白质含量、形成时间和稳定时间是影响小麦品质的主要因素。拉力比数和拉伸面积在主成分分析时贡献率不显著，不适合做主成分分析。宁春55号、宁春52号、宁春51号、宁春50号、宁春15号、宁春4号、宁春16号、宁春39号、宁春38号和宁春54号品质相近，晋黑76号、宁春5号和宁冬11号品质各不相同。宁春55号面筋指数表现较为突出；晋黑76号形成时间、稳定时间、降落数值及蛋白质含量指标表现均较为突出；宁春39号在面筋指数方面表现较为突出；宁冬11号湿面筋含量较为突出；宁春5号在降落数值方面表现较为突出。