关中平原小麦粉鲜面条制作适宜性研究

魏益民,赵 博,严军辉,张 磊,汪江华,张影全,张 波,郭波莉

(1.中国农业科学院农产品加工研究所/农业农村部农产品加工重点综合实验室,北京 100193; 2.金沙河集团产业技术研究院/河北省谷物食品加工技术创新中心,河北邢台 054100; 3.杨凌食品工程创新中心,陕西杨凌 712100)

面条是我国居民的传统主食之一,其加工制作年需求小麦粉约2 450万t,占小麦粉总消费量35%[1]。关中平原小麦产区属于黄淮冬麦区汾渭谷地副区,是陕西省小麦主要产区[2]。面条是陕西省乃至北方地区主要的小麦粉制品。小麦产业在当地食品制造、餐饮业和日常家庭消费中占有极其重要的地位,在发展地方经济、扩大就业方面具有重要的作用。

随着农产品加工、食品制造业向消费末端延伸,餐饮业的连锁经营及配套的食品加工中心建设,冷链技术的应用,物流、配送和电商平台的快速发展,使一部分面条产品进入快消品渠道或线上销售[3]。在面条制品网络销售和快递送达过程中,线上销售对面条煮熟后的货架期、耐泡性、黏性[4-5],鲜面条的耐冷藏性[6]以及再加热后的弹性和黏性等提出了新要求。这些要求涉及到制作面条面粉的理化特性,特别是满足面条制作和消费场景需求;这些要求还涉及磨制原料(小麦品种)的质量性状[7-10]。同时,工业化生产还必须根据市场需求、生产现状、原料质量和制作工艺,制定产品标准体系和制作过程规范[11-13]。这些生产要求成为面条产业在工业化升级、市场化运作、网络化销售过程中,为线上或餐饮外卖产品保质供应、促进餐桌消费遇到的新挑战。

关于面条用粉小麦的籽粒质量性状,学者们在小麦品种、专用面粉及二者关系方面已做过较多的研究,并筛选出部分适宜制作面条的小麦品种[14-18],制定出了面条小麦粉行业标准[19]。进一步分析发现,目前的研究主要集中在大宗主食或工业化水平较高的面条制品方面,对具有传统特色、消费面大、原来只在家庭消费的鲜面条,餐饮业已经在探索连锁经营鲜面条的质量构成要素,特别是耐泡性、冷藏性、再加工复原性,以及面条制作过程的易操作性和适宜性,但目前这一方面报道甚少。另外,对新选育小麦品种面条制作适宜性的客观评价,区域、年份及气候对适宜制作面条小麦品种籽粒特性的影响程度,进而对面条质量的影响大小,还需要常年跟踪分析和调查评估[20-21]。通过种植合作社和种植大户的品种选择,进一步满足食品制造和餐饮业对鲜面条小麦粉的需求。

本研究选用关中平原生产上大面积种植的小麦品种籽粒作为原料,分析小麦品种籽粒的质量性状,并通过训练的专业感官评价人员对以其为原料由面点师实验室制作的鲜面条的烹饪特性进行评价;同时,统计分析小麦籽粒性状、面粉理化特性和面条感官评价结果之间的关系,筛选影响鲜面条质量的要素参数,分析其影响程度和作用方向,以期为制定鲜面条专用粉质量标准、判定鲜面条专用小麦品种的质量要求提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料来源

(1)小麦品种:2021年秋播前,从种子市场上购买有一定播种面积的小麦良种12个,每个品种籽粒5 kg,清理除杂后备用。用瑞士(无锡)布勒实验磨粉机(型号:MLU-202)自制面粉。

(2)面粉样本:从某企业面粉生产车间取20F、30F、50F面粉样品3份,每份样品5 kg,装袋密封备用。

1.2 分析方法

1.2.1 籽粒性状测定

(1)籽粒水分含量:参照《粮油检验 小麦水分含量测定 近红外法GB/T24898-2010》,采用瑞典Perten IM9500型近红外(NIR)谷物品质分析仪测定。

(2)千粒重:参照《谷物与豆类千粒重的测定GB/T 5519-2018》。

(3)籽粒容重:采用瑞典Perten IM9500型近红外(NIR)谷物品质分析仪测定。

(4)籽粒粗蛋白含量:参照《粮油检验 小麦粗蛋白质含量测定 近红外法GB/T 24899-2010》,采用瑞典Perten IM9500型近红外(NIR)谷物品质分析仪测定。

(5)籽粒硬度:参照《小麦硬度测定硬度指数法GB/T 21304-2007》,采用JYDB100×40 型小麦硬度指数测定仪(无锡锡粮机械制造有限公司)测定。

1.2.2 面粉理化特性测定

(1)出粉率:用瑞士(无锡)布勒实验磨粉机(型号:MLU-202)制粉,计算出粉率。出粉率=面粉/(面粉+麸皮)×100%。

(2)灰分含量:参照《粮油检验 小麦粉灰分含量测定 近红外法GB/T 24872-2010》,采用瑞典Perten IM9500型近红外(NIR)谷物品质分析仪测定。

(3)破损淀粉含量:参照《粮油检验 小麦粉损伤淀粉测定 安培计法GB/T 31577-2015》,采用肖邦破损淀粉仪(Sdmaric SD matic)测定。

(4)降落数值:参照《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GB/T 10361-2008》,采用瑞典Perten降落数值仪(Perten FN1000)测定。

(5)蛋白质含量:参照《粮油检验 小麦粉粗蛋白质含量测定 近红外法GB/T 24871-2010》,采用瑞典Perten IM9500型近红外(NIR)谷物品质分析仪测定。

(6)湿面筋含量:参照《小麦和小麦粉 面筋含量 第2部分:仪器法测定湿面筋GB/T 5506.2-2008》,采用面筋仪(Perten GM220)测定。

(7)面筋指数:参照《小麦粉湿面筋质量测定法面筋指数法LS/T 6102-1995》,采用面筋指数仪(Perten GM2015)测定。

1.2.3 面粉流变学特性分析

(1)黏度参数:参照《小麦、黑麦及其粉类和淀粉糊化特性测定 快速黏度仪法GB/T 24853-2010》,采用德国布拉本德黏度仪(Brabender Viscograph-E)测定。

(2)粉质参数: 参照《粮油检验 小麦粉面团流变学特性测试 粉质仪法(GB/T 14614-2019)》,采用德国布拉本德粉质仪(Brabender FarinographR-TS 816100)测定面粉的粉质参数。

(3)拉伸参数:参照《小麦粉面团的物理特性流变学特性的测定拉伸仪法(GB/T 14615-2006)》,采用德国布拉本德拉伸仪(Brabender Extensograph-E)测定面粉的拉伸参数。

1.2.4 鲜面条制作与感官评价

(1)鲜面条制作:参照《粮油检验 小麦粉面条加工品质评价GB/T 35875-2018》,由企业面点师傅负责实验室机制鲜面条;每个面粉样品称取200 g,加1%食用盐,面团含水率统一为33.0%。

(2)鲜面条感官评价:由专业感官评价小组做煮熟面条的感官评价,剔除评价偏离度最大的人员结果。

1.3 数据处理

利用Excel表格整理数据,绘制图表;用SPSS 24软件对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 小麦品种籽粒性状

12个小麦品种的千粒重变化范围为43.58～57.31 g,变异系数为7.99%,其中有10个品种的千粒重等于或大于45 g。以容重定级,除小偃6号和武农988为二级小麦外,其余品种均为一级小麦。粗蛋白含量变化范围为11.90%～ 15.63%,变异系数为8.82%。籽粒硬度变化范围为61.48%～71.00%,均为硬麦(表1)。方差分析结果表明,以上4种性状在品种间均存在显著差异。

表1 小麦品种籽粒性状Table 1 Kernel characteristics of wheat varieties

2.2 小麦品种磨制面粉的理化特性

12个小麦品种出粉率的变化范围为 57.79%～71.32%,变异系数为13.53%,其中武农986的出粉率较低(表2)。面粉灰分含量的变化范围为0.43%～0.53%。伟隆169、武农988、陕农138、武农986的破损淀粉含量较高。降落数值的变化范围为352.75～502.25 s,符合制粉小麦标准要求。面粉蛋白质含量的平均值为 12.54%± 1.23%,变异系数为9.82%。湿面筋含量的平均值为31.81%±4.31%,变异系数为13.54%,其中小偃6号和开麦18的湿面筋含量分别为39.40%和41.23%,属于特高型品种。面筋指数在品种间表现出较大的变异范围,变异系数为31.66%,其中伟隆169达到98.34%,而小偃22仅为29.17%。这说明灰分、破损淀粉、降落数值、蛋白质含量、湿面筋含量和面筋指数在品种间存在明显的差异。

表2 小麦品种磨制面粉理化特性Table 2 Physico-chemical properties of flours milled from wheat varieties

2.3 小麦品种磨制面粉的流变学特性

在小麦面粉的黏度参数中,峰值黏度为 647～1 566 BU,变异系数为26.27%;崩解值为262～535 BU,变异系数为27.41%;回升值为 610～1 043 BU,变异系数为14.01%(表3)。可见在小麦品种和面粉样品中,峰值黏度和崩解值变异范围较大。

表3 小麦品种磨制面粉的黏度参数Table 3 Viscosity parameters of flours milled from wheat varieties

小麦面粉样品的粉质参数表现出较大的变异。如,稳定时间、粉质质量指数和弱化度的变异系数分别达到了96.83%、94.23%和71.29%。其中,稳定时间大于或等于9 min的样品占 8/15;大于或等于7 min、而小于9 min的样品占2/15;小麦品种西农583和伟隆169的稳定时间大于30 min,而小偃22的稳定时间仅为1.8 min(表4)。

表4 小麦品种磨制面粉的粉质参数Table 4 Farinograph parameters of flours milled from wheat varieties

小麦面粉样品的拉伸参数的变异系数均较高(34.14%～49.88%)。最大拉伸阻力的变化范围为102.0～780.0 EU,其中大于500 EU的样品占6/15,大于 400 EU的样品占9/15;拉伸长度大于150 mm的样品占8/15,其中小偃6号和开麦18的拉伸长度大于200 mm,表现出较强的延展性(表5)。

表5 小麦品种磨制面粉的拉伸参数Table 5 Extensograph parameters of flours milled from wheat varieties

2.4 鲜面条制作与感官评价

通过鲜面条煮熟后的感官评价发现,总评分在样品间有显著差异。15份样品被分为5类:百农207为第一类,评分最高;50F为第二类;20F、中麦578、西农583、郑麦366为第三类;30F、武农986、开麦18、陕农138、武农988、小偃6号、伟隆169为第四类;小偃22为第五类,评分最低(表6)。面条质量评价要素样品间有显著差异的指标为色泽、光滑性,其次为弹性,其中色泽差异最明显;而表观、硬度、黏性和食味在样品间无显著差异(表6、图1)。

表6 小麦面粉制作鲜面条质量感官评价Table 6 Sensory evaluation of fresh noodles made from wheat flours

图1 小麦面粉制作鲜面条感官质量评价Fig.1 Sensory evaluation of fresh noodles node frea wheat flours

2.5 鲜面条感官评价要素与籽粒及面粉理化性状的关系

面条感官评价总分与峰值黏度呈显著正相关,与籽粒硬度、破损淀粉含量、吸水率呈显著或极显著负相关(表7)。在面条感官质量要素中,硬度与容重、出粉率、面筋指数、峰值黏度、回升值、面团形成时间、拉伸面积、最大拉伸阻力呈显著正相关,与吸水率、弱化度呈极显著负相关。面条色泽与容重、降落数值、峰值黏度、崩解值呈显著正相关,与籽粒硬度、破损淀粉、灰分、吸水率呈显著或极显著负相关。煮熟面条的黏性与破损淀粉含量、吸水率呈极显著负相关,与峰值黏度呈现显著正相关。面条表观与出粉率呈极显著正相关。面粉理化特性和流变特性中,峰值黏度、吸水率与面条感官评价质量要素的关系最为密切;其次为破损淀粉含量;仅有一项相关的指标有灰分、降落数值、面筋指数、崩解值、回升值、形成时间、弱化度、拉伸面积和最大拉伸阻力。籽粒性状中,容重和出粉率与面条色泽及硬度关系密切;较高的籽粒硬度对面条总评分和色泽有负面影响。

表7 面条感官评价结果与籽粒及面粉理化性状的相关性Table 7 Co-relationships of sensory evaluation of fresh noodles and physico-chemical properties of kernels as well as flours

3 讨 论

3.1 关中平原小麦品种籽粒的质量特点

与曾在黄淮冬麦区,特别是在陕西省关中平原,大面积、长时间种植的小麦品种小偃6号、小偃22相比较,通过40年的小麦品种改良和栽培技术优化,小麦的籽粒性状得到了显著的改善。在正常气候条件下,生产上很难看到三级以下的小麦(容重小于770 g·L-1)。关中平原小麦生产面粉的降落数值和湿面筋含量均较高;近年来,强筋小麦的比例显著增加,达到60%[22-23]。生产上出现了一批中强筋、拉伸阻力较高、延展性突出的品种。用这些品种磨制面粉,可为关中面条产业的发展提供优质原料。

3.2 鲜面条感官质量特性与黏度参数

澳大利亚学者Graham Crosbie等在研究面条小麦标准时发现,黏度参数是选择适宜制作面条小麦品种的有效指标,特别是对日本乌冬面面粉原料的选择效果十分明显[24-25]。本研究再次证实,面粉的黏度参数,特别是峰值黏度,对面条的感官评价总分、面条质量要素指标(色泽、硬度和黏性)有较大影响。这是因为黏度仪的面粉测定过程完全模仿了面粉糊的熟化过程,与鲜面的煮面过程基本一致;只是鲜面条是条形面团流变体,面粉是分散性很好的粉粒体[26]。另外,黏度仪恒温起始和终止阶段的黏度差异,表示在最大糊化温度保持时间内面粉黏性的稳定性,烹饪时希望这一值越小越好。回升值表示面条煮好后,冷却达到可食温度时面条的硬度,涉及咀嚼感和口腔享受,与面条硬度和弹性有关。

3.3 鲜面条感官评价与籽粒及面粉质量性状

相关分析发现,面条感官总评分与峰值黏度呈现显著正相关,与籽粒硬度、破损淀粉含量和面粉吸水率呈现显著或极显著负相关。这说明小麦籽粒过硬会导致研磨应力增大,增加破损淀粉含量[27]。由于破损淀粉含量增加,表面积会扩大,淀粉酶活性会随之提高,进而降低面粉的峰值黏度等表示流变体剪切应力的参数,使稠度、弹性或硬度下降,对鲜面条烹饪特性产生不利影响。破损淀粉含量增高会使面粉吸水率有所增加,但这种吸附水的保持力与面筋蛋白质有本质不同,其能力较差;随着时间推移,吸附水的能力会因淀粉酶的分解作用而丧失,导致面条出现反水现象。吸水率与面条的感官总评分呈显著的负相关。其原因在于制作面条时,使用了统一的加水量 (33.0%);由于样品粉质仪的吸水率有较大差异 (58.3%～68.3%),统一加水量会导致高吸水率样品的面团过硬,低吸水率的样品面团较软,结果会表现为吸水率高的样品总评分较低。理想的状态是再次以吸水率为基数按比例加水,使面团处于同一硬度状态,再制作面条,做感官评价,验证其结果。在面条的感官评价质量要素中,硬度和色泽较为敏感,其次为黏性和表观特性;而面条食味、光滑性和弹性与籽粒和面粉质量性状的关系不密切,或不易被感官评价人员感知。

4 小 结

关中平原小麦千粒重、容重和硬度较高,面粉湿面筋含量高,面团延展性能良好,优质强筋品种的比例明显提高。面粉的黏度参数,特别是峰值黏度,对面条的感官评价总分,面条质量要素中的色泽、硬度和黏性有较大影响;是评价鲜面条专用粉的重要参考指标。面条感官评价总分与峰值黏度呈显著正相关,与籽粒硬度、破损淀粉含量和面粉吸水率呈显著或极显著负相关。小麦品种(面粉)如百农207、50F、20F、中麦578、西农583和郑麦366适宜制作优质鲜面条。