雍雅萍 高翠霞 王艷茹 李云玲 朱效兵 蘇 靖

(1. 河套學(xué)院農(nóng)學(xué)系，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000； 2. 內(nèi)蒙古兆豐河套面業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000)

河套小麥粉具有優(yōu)越的蒸煮特性，烘烤品質(zhì)上乘是面制品生產(chǎn)工業(yè)的上佳原料，主要品質(zhì)指標(biāo)已達(dá)到了國標(biāo)一級優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋麥標(biāo)準(zhǔn)。面筋儀、粉質(zhì)儀、拉伸儀、吹泡儀是評價小麥粉品質(zhì)國際公認(rèn)的檢測儀器，可獲得較多的小麥粉品質(zhì)評價指標(biāo)[1-2]；利用物性儀對饅頭質(zhì)構(gòu)評價可以最大限度地減少感官誤差，提高評價的準(zhǔn)確性和可靠性，是一個重要的輔助手段[3-5]。眾多學(xué)者[6-8]研究表明小麥粉品質(zhì)指標(biāo)間既獨(dú)立存在又密切相關(guān)，且小麥粉品質(zhì)特性對饅頭質(zhì)構(gòu)具有重要影響。利用小麥粉多指標(biāo)評價面粉品質(zhì)時，由于指標(biāo)數(shù)量級有較大的差異和不同程度的相關(guān)性，采用主成分降維思想將多個存在一定相關(guān)關(guān)系的變量減少為幾個彼此互不相關(guān)又能反映原變量信息的新的綜合變量，從而簡化數(shù)據(jù)，便于尋求變量間的線性關(guān)系[9-10],避免了人為選擇評價指標(biāo)的主觀性。近年來，大量研究者將主成分分析法應(yīng)用于梨酒品質(zhì)[11]、小米淀粉理化特性分析[12]、大米品質(zhì)[13]、大豆品質(zhì)[14]、花生品質(zhì)[15]、小麥品質(zhì)[16]等的綜合分析。

研究擬通過測定14種河套小麥粉的粉質(zhì)指標(biāo)、拉伸指標(biāo)、吹泡指標(biāo)、饅頭體積、比容、質(zhì)構(gòu)指標(biāo)，采用主成分分析和聚類分析的統(tǒng)計學(xué)方法評價小麥粉品質(zhì)指標(biāo)與饅頭品質(zhì)之間的關(guān)系，旨在為河套小麥粉加工提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雞鹿塞兆豐十年粉系列(N1、N2、N3)：內(nèi)蒙古兆豐河套面業(yè)有限公司；

雞鹿塞兆豐有機(jī)粉系列(X1、X2、X3)：內(nèi)蒙古兆豐河套面業(yè)有限公司；

雞鹿塞兆豐富硒小麥粉系列(FX1、FX2)：內(nèi)蒙古兆豐河套面業(yè)有限公司；

烏拉特中旗石哈河大小紅麥粉(H1、H2)：河套學(xué)院小麥育種中心；

農(nóng)大3753(Z2)：河套學(xué)院小麥育種中心；

烏拉特中旗黑小麥高筋粉(Z1)：烏拉特中旗好聯(lián)豐有機(jī)農(nóng)牧業(yè)專業(yè)合作社；

弘盛石磨粉(H3)：內(nèi)蒙古亨得利食品工業(yè)有限責(zé)任公司；

套外香農(nóng)家面(H4)：巴彥淖爾市飛宏兄弟食品有限公司；

法國樂思?；钚愿山湍福簶匪垢?明光)有限公司；

粉質(zhì)儀：NHS99046型，德國布拉班德公司；

拉伸儀：NHS02001型，德國布拉班德公司；

吹泡儀：NG型，法國肖邦公司；

質(zhì)構(gòu)儀：TA.XT.Pluse型，英國Stable Micro System公司；

谷物近紅外分析儀：9500型，瑞典波通儀器公司；

面筋儀：JZSM型，上海嘉定糧油儀器公司；

體積測定儀：BVM6630型，瑞典波通公司；

醒發(fā)箱：JXFD 7型，北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；

切片機(jī)：SM-302型，新麥機(jī)械(無錫) 有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 小麥粉品質(zhì)指標(biāo)測定

(1) 小麥粉吹泡指標(biāo)：按GB/T 14614.4—2005執(zhí)行。

(2) 面團(tuán)粉質(zhì)指標(biāo)：按GB/T 14614—2006執(zhí)行。

(3) 面團(tuán)拉伸指標(biāo)：按GB/T 14615—2006執(zhí)行。

(4) 濕面筋含量：按GB/T 5506.2—2008執(zhí)行。

(5) 蛋白質(zhì)含量：采用谷物近紅外分析儀測定。

1.2.2 饅頭的制作 取面粉200 g，水96 g，酵母1.6 g，將酵母用水溶解按上述比例和面，將和好的面團(tuán)置于壓片機(jī)上對折壓10次，將壓好的面片分割成質(zhì)量相同的2個面團(tuán)，搓圓成型，放置在38 ℃、相對濕度85%的醒發(fā)室40 min，蒸25 min，取出后室溫冷卻。

1.2.3 饅頭比容和體積的測定 取冷卻后的待測饅頭樣品3個，分別置于體積測定儀進(jìn)行測定，取平均值。

1.2.4 饅頭質(zhì)構(gòu)的測定 取冷卻1 h后的待測饅頭樣品各2個，用切片機(jī)分別將饅頭樣品切成饅頭片，每個樣品取中間3片，共 6片，用質(zhì)構(gòu)儀測定饅頭片的質(zhì)構(gòu)參數(shù)，取其平均值。測前速度3.0 mm/s，測試速度1.0 mm/s，測后速度1.0 mm/s，時間2 s，感應(yīng)力5 g。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SAS 9.3對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。

2 結(jié)果分析

2.1 小麥粉品質(zhì)指標(biāo)與饅頭品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性分析

測定了14種不同小麥粉的粉質(zhì)指標(biāo)、拉伸指標(biāo)及吹泡指標(biāo)等19個品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)量綱不一致，將數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)注化處理后獲得小麥粉品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)矩陣，結(jié)果見表1。

由表1可知，小麥粉品質(zhì)指標(biāo)間具有良好的相關(guān)性，蛋白質(zhì)與濕面筋之間呈顯著相關(guān)性，面團(tuán)拉伸能量和延伸度與蛋白質(zhì)和面筋呈極顯著正相關(guān)；弱化度與形成時間、穩(wěn)定時間呈極顯著負(fù)相關(guān)；面團(tuán)吹泡指標(biāo)P值、W值與小麥粉中破損淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明破損淀粉含量增加會導(dǎo)致面團(tuán)延伸性降低，所制產(chǎn)品組織變軟且支撐力減小[17-18]。W值與形成時間、穩(wěn)定時間、拉伸能量、延伸度呈顯著正相關(guān)，且與小麥粉濕面筋和蛋白質(zhì)呈顯著正相關(guān)。

小麥粉品質(zhì)指標(biāo)與饅頭質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間的相關(guān)性分析見表2。饅頭的彈性、回復(fù)性與小麥粉的蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量呈顯著正相關(guān)；而饅頭體積與蛋白質(zhì)含量相關(guān)但不顯著，與Hou 等[19]的結(jié)果一致。饅頭體積與吸水率、吹泡指標(biāo)Ie值呈顯著正相關(guān)。有研究[20]指出吸水率通過影響?zhàn)z頭的質(zhì)量和孔隙度，與饅頭體積呈正比。饅頭硬度與P/L值呈顯著正相關(guān)；饅頭的黏著性與蛋白質(zhì)、吸水率、最大拉伸阻力、P/L值呈顯著負(fù)相關(guān)；弱化度顯著影響?zhàn)z頭內(nèi)聚性(呈顯著負(fù)相關(guān))。面團(tuán)拉伸阻力、拉伸比、P值、W值、Ie值顯著影響?zhàn)z頭的比容(呈正相關(guān))。李樹高等[22-24]研究發(fā)現(xiàn)饅頭比容與蛋白質(zhì)含量、面團(tuán)筋力高度相關(guān)，麥谷蛋白對饅頭醒發(fā)過程中保持面團(tuán)高度具有相關(guān)性。饅頭內(nèi)聚性與弱化度呈顯著負(fù)相關(guān)，與拉伸阻力、拉伸比、最大拉伸比呈顯著正相關(guān)。

由表3可知，饅頭質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間具有密切的相關(guān)性，饅頭硬度與比容、饅頭體積、黏著性、回復(fù)性呈極顯著負(fù)相關(guān)，與咀嚼性性呈極顯著正相關(guān)。說明饅頭硬度越小，咀嚼性越好；咀嚼性與饅頭體積、饅頭比容、黏著性呈極顯著負(fù)相關(guān)；回復(fù)性與內(nèi)聚性呈極顯著正相關(guān)關(guān)系；饅頭彈性與黏著性呈極顯著正相關(guān)。

2.2 小麥粉品質(zhì)指標(biāo)主成分分析

從上述結(jié)果可以看出，小麥粉19個品質(zhì)指標(biāo)間既有獨(dú)立性也有密切相關(guān)性，采用變量相關(guān)系數(shù)矩陣對小麥粉的19個品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，以提高小麥粉品質(zhì)評價效率。

對小麥粉品質(zhì)19個指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，由表4可知，前5個主成分特征值均大于1且特征值最大，前5個主成分方差貢獻(xiàn)率分別為41.7%，17.3%，14.2%，13.5%，11.2%且累計貢獻(xiàn)率達(dá)97.9%，故前5個主成分可以較好地解釋19個品質(zhì)指標(biāo)所包含的大部分信息，因此提取前5個主成分對14種小麥粉品質(zhì)進(jìn)行概括。

表1 小麥粉品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)矩陣?

表2 小麥粉品質(zhì)指標(biāo)與饅頭質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間相關(guān)性?

表3 饅頭質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間相關(guān)矩陣?

表5為主成分載荷矩陣，可以揭示主成分與變量之間的線性組合關(guān)系。由表5可知，第1主成分形成時間、穩(wěn)定時間、拉伸能量、拉伸阻力、最大拉伸阻力、最大拉伸比的系數(shù)絕對值較大，反映小麥粉粉質(zhì)拉伸特性；第2主成分L值、G值系數(shù)絕對值較大；第5主成分中P值和拉

表4 相關(guān)矩陣特征根及累積貢獻(xiàn)率

表5 主成分載荷矩陣

伸比系數(shù)絕對值最大，故第2和第5主成分反映面團(tuán)延展性；第3主成分中濕面筋、蛋白質(zhì)含量、延伸度、W值系數(shù)絕對值較大，反映小麥蛋白質(zhì)特性；第4主成分中破損淀粉、弱化度、P/L值系數(shù)絕對值較大，反映面團(tuán)機(jī)械承受能力。由此可見，5個主成分可以較全面地反映小麥粉品質(zhì)信息。

2.3 不同品種小麥粉的聚類分析

結(jié)合主成分分析結(jié)果，使用Ward法對小麥粉樣品進(jìn)行系統(tǒng)聚類，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，在類間距離為20時，14種樣品可分為4類，第1類聚集3個樣品(N1、N2、N3)；第2類聚集5個樣品(X1、X2、H1、H4、Z2)；第3類聚集5個樣品(FX1、FX2、H2、H3、Z1)；第4類1個樣品(X3)。

由表6可知，第1、第4類與第2、第3類的小麥粉的吸水率、穩(wěn)定時間有顯著差異(P<0.05)；第1、第2類與第3、第4類小麥粉的弱化度、延伸度、拉伸阻力、最大拉伸阻力、拉伸比之間存在顯著差異；饅頭內(nèi)聚性與弱化度呈顯著負(fù)相關(guān)；而第4類小麥粉的最大拉伸比與其他3類有顯著差異；小麥粉吹泡指標(biāo)中第4類面粉中的P值、L值、P/L值、Ie值與其他類之間具有顯著差異；第1類小麥粉的G值與其他3類的G值具有顯著差異，而4類小麥粉的W值之間具有顯著差異。對比4類小麥粉的饅頭質(zhì)構(gòu)指標(biāo)可知，饅頭比容具有顯著差異，第4類小麥粉

圖1 聚類分析群集圖

饅頭的黏著性、內(nèi)聚性、咀嚼性與第1類之間具有顯著差異。與其他3類相比，第4類面粉的形成時間、穩(wěn)定時間、最大拉伸阻力、最大拉伸比、L值、G值、W值、Ie值較小，弱化度較大，制作的饅頭硬度最大。說明第4類小麥粉筋力較弱，面團(tuán)在攪拌過程中易流變，其中的麥谷蛋白二硫鍵結(jié)合不牢固，面團(tuán)在發(fā)酵過程中保持二氧化碳?xì)怏w能力較弱，蒸制的饅頭品質(zhì)較差[25]。

3 結(jié)論

通過對19個小麥粉品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析、聚類分析，評價饅頭品質(zhì)。結(jié)果表明，綜合反映面團(tuán)筋力指標(biāo)的蛋白質(zhì)、濕面筋、形成時間、穩(wěn)定時間、P值、L值、W值、弱化度顯著影響?zhàn)z頭品質(zhì)，弱化度較大的小麥粉制作的饅頭內(nèi)聚性較差，硬度也較大，咀嚼性較差，說明面團(tuán)筋力可以顯著影響?zhàn)z頭品質(zhì)，是評價饅頭品質(zhì)最重要的因素。后續(xù)可采用感官評價和質(zhì)構(gòu)相結(jié)合綜合評價小麥粉品質(zhì)對饅頭品質(zhì)的影響，為饅頭品質(zhì)改良提供理論支撐。

表6 小麥粉聚類分析和饅頭質(zhì)構(gòu)指標(biāo)統(tǒng)計值?