班進福,郭家寶,張國叢,郄子強,劉彥軍*
(1.石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院/河北省小麥工程技術(shù)研究中心,河北 石家莊050041;2.石家莊市農(nóng)業(yè)綜合執(zhí)法支隊,河北 石家莊050041)
面條起源于我國,距今已有2 000 a以上的歷史,是我國的傳統(tǒng)主食,深受我國尤其是北方小麥主產(chǎn)區(qū)大眾的喜愛,面條加工用粉占小麥粉消耗總量的35%左右[1~3]。隨著人們生活水平的不斷提高,消費者對面條的品質(zhì)要求越來越高,不僅要求面條色、香、味和營養(yǎng)俱佳,還要求面條有彈性、光滑,因此,優(yōu)質(zhì)面條更受人們的喜愛[4]。優(yōu)質(zhì)面條要求煮后顏色白亮、口感細(xì)滑、有韌性,且不易斷折[5]。生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)面條需要有質(zhì)量穩(wěn)定的專用面粉來作為保障,而專用面粉的來源是優(yōu)質(zhì)專用小麥。生產(chǎn)專用粉的途徑之一是在粉路中進行分級提取,也就是將不同系統(tǒng)的面粉依據(jù)專用粉的要求配制成某種專用面粉——在線配粉;另一途徑是配麥、配粉(后處理)生產(chǎn)專用粉[6]。為了充分利用河北省主栽小麥品種制作面條專用粉,以該省4個主栽小麥品種為試材,采用混料試驗設(shè)計優(yōu)化面條專用粉配方,通過對實驗室制作面條的感官評分和質(zhì)構(gòu)儀分析對面條專用粉配方進行評價與分析,旨為提高小麥專用加工品質(zhì)和產(chǎn)后經(jīng)濟效益,滿足人們優(yōu)質(zhì)面條消費和市場專用加工的需求。
小麥試材為河北省主推品種石優(yōu)20、石麥15、石新828和良星66,均由石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院趙縣農(nóng)場提供。子粒收獲后儲存3個月,用MLU202實驗?zāi)ィo錫布勒機械制造有限公司)磨粉,備用。
1.2.1 試驗設(shè)計參照班進福等[7]的有約束單純形格子法混料試驗設(shè)計。試驗面粉由4種小麥面粉(組分)組成,故選擇{4,3}單純形格子點試驗設(shè)計。
1.2.2 測定項目與方法
1.2.2.1 小麥面粉原料品質(zhì)。測定4種小麥樣品的面粉品質(zhì),指標(biāo)包括蛋白質(zhì)含量、沉淀值、濕面筋含量、面筋指數(shù)、粉質(zhì)參數(shù)、拉伸參數(shù)和淀粉糊化特性。
(1)蛋白質(zhì)含量。根據(jù)GB/T 24899—2010,利用Perten9100近紅外(NIR)谷物品質(zhì)分析儀測定。
(2)沉降值。根據(jù)GB/T 15685—1995,利用880508沉降值測定儀測定。
(3)濕面筋含量和面筋指數(shù)。根據(jù)GB/T 5506.2—2008,利用2200型面筋指數(shù)儀測定。
(4)粉質(zhì)參數(shù)。根據(jù)GB/T 14614—2006,利用810110型粉質(zhì)儀測定。指標(biāo)包括穩(wěn)定時間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)。
(5)拉伸參數(shù)。根據(jù)GB/T 14615—2006,利用8600.33.002 型拉伸儀測定。指標(biāo)包括拉伸曲線面積、拉伸阻力和延伸度。
(6)淀粉糊化特性。根據(jù)LS/T 6101—2002,采用SUPER3型RVA快速粘度分析儀測定。指標(biāo)包括峰值黏度、低谷黏度、衰減度、最終黏度和回升值。
1.2.2.2 小麥面條加工品質(zhì)。
(1)面條制作。參照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部谷物檢測中心的面條制作方法進行。稱取面粉200 g于和面機(上海早苗食品有限公司)中,啟動和面機低速(132 r/min)轉(zhuǎn)動,在30 s內(nèi)均勻加入計算好的水量,使面粉(以14%濕基計)含水量為30%±2%;繼續(xù)攪拌30 s,然后高速(290 r/min)攪拌2 min,再低速攪拌2 min。把和好的顆粒粉團倒入保濕盒或保濕袋中,室溫下醒面30 min。壓面機軋距為2 mm,直軋粉團1次、三折2次、對折1次;軋距為3.5 mm,對折直軋1次;軋距為3.0、2.5、2.0和1.5 mm,分別直軋1次;最后調(diào)節(jié)軋距,使切成的面條寬為2.0 mm,厚度(1.25±0.02)mm。將面條切成長220 mm,待用。
(2)面條熟制。取鮮切面條10根,放入1 500 mL沸水中并開始計時。從4 min開始,每隔30 s撈出1次,觀察面條有無白芯,白芯剛好消失的時間即為面條的最佳蒸煮時間。按其最佳蒸煮時間,用1 500 mL沸水煮面條10根,過涼水,淋干,待用。
(3)熟面條的感官評分。參照張國叢等[8]面條感官評價方法進行。
(4)熟面條的質(zhì)構(gòu)參數(shù)(TPA)。利用TA-XT2i型物性測試儀(英國Stable Micro System公司)測定。
采用HDP/PFS矩形探頭,測定面條的硬度、黏著性、彈性、咀嚼度和回復(fù)性。測定模式為:在壓縮的條件下測力;測試前探頭移動速度為2.0 mm/s;測試過程中探頭移動速度為1.0 mm/s;測試后探頭返回移動速度為1.0 mm/s;探頭移走的最大距離為75 mm。
采用A/SPR鋁探頭,測定面條的拉伸力和拉伸長度。測定模式為:在拉伸的條件下測力;測試前探頭移動速度為2.0 mm/s;測試過程中探頭移動速度為3.0 mm/s;測試后探頭返回移動速度為10.0 mm/s;探頭移走的最大距離為100 mm。
1.2.3 數(shù)據(jù)處理利用DPS 17.10軟件采用Duncan新復(fù)極差法對數(shù)據(jù)進行多重比較分析,分別建立面條質(zhì)構(gòu)參數(shù)和感官評分與原料配比的回歸方程分析。
參試小麥品種面粉原料品質(zhì)性狀的變異系數(shù)為4.18%~94.18%,除蛋白質(zhì)含量和衰減度的變異系數(shù)<10%外,其他指標(biāo)的變異系數(shù)均>10%,其中蛋白質(zhì)含量的變異系數(shù)最小、穩(wěn)定時間的變異系數(shù)最大(表1)。表明參試小麥品種面粉原料品質(zhì)性狀的遺傳多樣性比較豐富,除蛋白質(zhì)含量和衰減度比較穩(wěn)定外,其他品質(zhì)指標(biāo)均差異較大,其中蛋白質(zhì)含量最為穩(wěn)定、穩(wěn)定時間差異最大。
表1 參試小麥品種的面粉原料品質(zhì)性狀Table 1 Quality characters of flour raw materials of tested wheat varieties
參試小麥品種的面條硬度順序為良星66>石新828>石優(yōu)20>石麥15,黏著性順序為石麥15>石優(yōu)20>石新828>良星66,不同品種間差異均達到了顯著水平;彈性順序為石新828>石優(yōu)20>良星66>石麥15,其中石新828與石優(yōu)20差異不顯著,但二者均與其他2個品種差異達到了顯著水平;咀嚼度順序為石新828>良星66>石優(yōu)20>石麥15,其中石新828與良星66差異不顯著,但二者均與其他2個品種差異達到了顯著水平;回復(fù)性順序為石麥15>石新828>石優(yōu)20>良星66,除良星66顯著較低外,其他品種差異均不顯著;拉伸力順序為良星66>石優(yōu)20>石新828>石麥15,不同品種間差異均達到了顯著水平;拉伸長度順序為良星66>石優(yōu)20>石新828>石麥15,其中良星66與石優(yōu)20差異不顯著,但二者均與其他2個處理差異達到了顯著水平(表2)。表明參試小麥品種的面條質(zhì)構(gòu)參數(shù)差異明顯。
表2 參試小麥品種的面條加工品質(zhì)性狀Table 2 Noodle processing quality characters of tested wheat varieties
參試小麥品種的面條評分為80.0~86.0分,指標(biāo)值順序為石優(yōu)20>良星66>石新828>石麥15,除石麥15顯著較低外,其他品種差異均不顯著??傮w來看,參試小麥品種面粉加工的面條評分均較高,其中石優(yōu)20、良星66和石新828的面條評分基本相當(dāng)。
石麥15(Z1)、石新828(Z2)、良星66(Z3)和石優(yōu)20(Z4)面粉配比不同,面條TPA參數(shù)和感官評分差異較大(表3)。利用Scheffe混料回歸分析,分別以面條硬度(y1)、黏著性(y2)、彈性(y3)、咀嚼度(y4)、回復(fù)性(y5)、拉伸力(y6)、拉伸長度(y7)和面條評分(y8)為目標(biāo)參數(shù),得到原料成分(Z)對面條品質(zhì)性狀的回歸方程:
表3 不同原料配比的面條TPA參數(shù)和感官評分Table 3 TPA parameters and sensory scores of noodles with different raw material ratios
2.3.1 硬度(最小值)y1=4 168.714Z1+4 606.000Z2+4 644.722Z3+3 819.564Z4-1 086.640Z1Z2-527.481Z1Z3+1 252.624Z1Z4-755.583Z2Z3+2 440.726Z3Z4,R2=0.838 9。根據(jù)上述回歸方程和有關(guān)約束條件,得到該回歸方程在Z1=0、Z2=0、Z3=0、Z4=1.000時,面條TPA硬度最小值為3 820。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5,所以有當(dāng)X1=0、X2=0、X3=0、X4=1.000時,該面條TPA硬度達最小。將上述編碼計算式代入面條硬度方程y與規(guī)范變量的關(guān)系回歸方程,得到:
y1=-3819.564+5832.181X1+9212.000X2+4 407.993X3+7639.128X4-4346.570X1X2-2109.920X1X3+5010.496X1X4-3 022.330X2X3+9 762.902X3X4
2.3.2 黏著性(最大值)y2=-87.538 1Z1-90.1Z2-109.734 0Z3-86.428 3Z4-80.135 7Z1Z2+13.211 3Z1Z3-53.625 6Z1Z4+88.850 4Z2Z3-2.714 7Z3Z4,R2=0.788 7。根據(jù)上述回歸方程和有關(guān)約束條件,得到該回歸方程在Z1=0、Z2=0.613 6、Z3=0.386 4、Z4=0時,面條TPA黏性最大值為-76.620 5。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5,所 以有 當(dāng)X1=0、X2=0.306 8、X3=0.193 2、X4=0.500 0時,該面條TPA黏度達最大。將上述編碼計算式代入面條黏著性方程y與規(guī)范變量的關(guān)系回歸方程,得到:
2.3.3 彈性(最大值)y3=0.8700Z1+0.8520Z2+0.8716Z3+0.844 4Z4-0.040 5Z1Z2-0.039 6Z1Z3+0.039 6Z1Z4+0.047 1Z2Z3+0.078 9Z3Z4,R2=0.822 2。根據(jù)上述回歸方程和有關(guān)約束條件,得到該回歸方程在Z1=0、Z2=0、Z3=0.673 5、Z4=0.326 4時,面條TPA彈性最大值為0.880 1。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5,所以有當(dāng)X1=0、X2=0、X3=0.336 75、X4=0.663 25時,該面條TPA彈性最大。將上述編碼計算式代入面條彈性方程y與規(guī)范變量的關(guān)系回歸方程,得到:
y3=-0.8444+1.6608X1+1.7040X2+1.5854X3+1.6888X4-0.162 0X1X2-0.158 4X1X3+0.158 4X1X4+0.188 4X2X3+0.315 6X3X4
2.3.4 咀嚼度(最大值)y4=2 430.952 0Z1+2 537Z2+2 679.366 0Z3+2 208.682 0Z4-779.857 0Z1Z2-412.466 0Z1Z3+761.323 3Z1Z4+753.951 1Z2Z3+1 887.406 0Z3Z4,R2=0.697 7。根據(jù)上述回歸方程和有關(guān)約束條件,得到該回歸方程在Z1=0、Z2=0、Z3=0.620 2、Z4=0.379 8時,面條TPA咀嚼度最大值為2 945。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5,所以有當(dāng)X1=0、X2=0、X3=0.310 1、X4=0.689 9時,該面條TPA咀嚼度達最大。將上述編碼計算式代入面條咀嚼度方程y與規(guī)范變量的關(guān)系回歸方程,得到:
2.3.5 回復(fù)性(最大值)y5=0.353 4Z1+0.348 0Z2+0.328 5Z3+0.347 0Z4-0.034 3Z1Z2+0.065 3Z1Z3+0.021 5Z1Z4+0.065 2Z2Z3+0.108 6Z3Z4,R2=0.993 4。根據(jù)上述回歸方程和有關(guān)約束條件,得到該回歸方程在Z1=0.033 7、Z2=0、Z3=0.403 7、Z4=0.562 6時,面條TPA回復(fù)性最大值為0.365 7。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5,所以有當(dāng)X1=0.016 85、X2=0、X3=0.201 85、X4=0.781 30時,該面條TPA回復(fù)性達最大。將上述編碼計算式代入面條回復(fù)性方程y與規(guī)范變量的關(guān)系回歸方程,得到:
2.3.6 拉伸力(最大值)y6=14.071 9Z1+21.190 0Z2+19.838 0Z3+16.080 1Z4+5.424 3Z1Z2+8.280 2Z1Z3+15.025 5Z1Z4+11.883 0Z2Z3+14.747 7Z3Z4,R2=0.874 7。根據(jù)上述回歸方程和有關(guān)約束條件,得到該回歸方程在Z1=0、Z2=0.557 0、Z3=0.443 0、Z4=0時,面條TPA拉伸力最大值為23.523 3。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5,所以有當(dāng)X1=0、X2=0.278 5、X3=0.221 5、X4=0.500 0時,該面條TPA拉伸力達最大。將上述編碼計算式代入面條拉伸力方程y與規(guī)范變量的關(guān)系回歸方程,得到:
2.3.7 拉伸長度(最大值)y7=57.931 4Z1+82.490 0Z2+83.824 8Z3+64.223 8Z4+29.440 7Z1Z2+72.998 5Z1Z3+67.915 8Z1Z4+152.842 8Z2Z3+106.076 5Z3Z4,R2=0.808 6。根據(jù)上述回歸方程和有關(guān)約束條件,得到該回歸方程在Z1=0.000 3、Z2=0.499 0、Z3=0.500 7、Z4=0時,面條TPA拉伸長度最大值為121.354 5。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5,所以有當(dāng)X1=0.000 15、X2=0.249 50、X3=0.250 35、X4=0.500 00時,該面條TPA拉伸長度達最大。將上述編碼計算式代入面條拉伸長度方程y與規(guī)范變量的關(guān)系回歸方程,得到:
2.3.8 面條評分(最大值)y8=84.447 6Z1+86.750 0Z2+84.418 3Z3+83.474 1Z4+5.017 1Z1Z2+0.661 7Z1Z3+3.551 2Z1Z4-0.237 4Z2Z3-2.784 7Z3Z4,R2=0.748 7。根據(jù)上述回歸方程和有關(guān)約束條件,得到該回歸方程在Z1=0.269 0、Z2=0.731 0、Z3=0、Z4=0時,面條感官評分最大值為87.117 4。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5,所以有當(dāng)X1=0.134 5、X2=0.365 5、X3=0、X4=0.500 0時,該面條感官評分達最高。將上述編碼計算式代入面條總分方程y與規(guī)范變量的關(guān)系回歸方程,得到:
面條感官評分最大(87.117 4)時對應(yīng)的原料配方為X1(石麥15)∶X2(石新828)∶X3(良星66)∶X4(石優(yōu)20)=0.263 60∶0.000 05∶0.236 35∶0.500 00,即:石麥15、石新828、良星66、石優(yōu)20質(zhì)量配比為0.263 60∶0.000 05∶0.236 35∶0.500 00,面條感官評分最高,達到87.117 4。
面條品質(zhì)是面條專用粉多個品質(zhì)特性指標(biāo)綜合作用的結(jié)果,不同的品質(zhì)特性對面條外觀和質(zhì)地的作用方向及程度不同。陳玉峰[9]研究表明,隨著小麥粉中淀粉含量的增加(蛋白質(zhì)含量降低),面條的質(zhì)構(gòu)特性、拉伸性能和剪切性能均顯著降低,蒸煮損失顯著增加。此外,面條的感官評價與質(zhì)構(gòu)參數(shù)分析結(jié)果一致。小麥粉中的蛋白質(zhì)含量和組分影響著面條的機械強度,包括硬度、斷裂強度、切斷力以及煮面后的黏彈性和咀嚼性等。此外,小麥粉中的淀粉含量和糊化特性等對面條品質(zhì)有影響,其主要影響著小麥粉的口感、吸水力、抗拉強度和延伸性等[10]。人們?nèi)粘J秤幂^多的面條原料為小麥粉,已有研究主要是針對不同品種小麥粉中的蛋白質(zhì)和淀粉總量及組分[11]。劉建軍等[12]認(rèn)為,蛋白質(zhì)質(zhì)量主要影響面條質(zhì)地,而淀粉糊化特性影響面條的質(zhì)地和外觀。Ross等[13]對25份澳大利亞小麥粉進行研究后發(fā)現(xiàn),RVA的衰落值和最終黏度與堿黃面條的硬度、彈性和表面光滑性相關(guān)顯著。張國叢等[14]研究了蒸煮類面制品加工過程中色澤的變化,結(jié)果表明,面粉色澤是其L*值、a*值和b*值綜合影響的結(jié)果,其中面粉的L*值和b*值對面條色澤影響較大,理想的色白面制品要選用較高L*值、較低b*值的面粉,而色黃的面制品可選用較高L*值和b*值的面粉。張智勇等[15]研究結(jié)果表明,RVA快速黏度儀參數(shù)和降落數(shù)值與面條的感官評價相關(guān)顯著。對數(shù)據(jù)進行通徑分析,研究各指標(biāo)對面條總分評價的直接和間接影響。根據(jù)所測數(shù)據(jù)建立多元線性回歸方程,面條評價總分y=53.855 80+5.322 09X1(峰值時間)-0.120 06X2(面筋含量)-0.009 11X3(回生值)+0.003 93X4(最低黏度),表明淀粉性狀特征指標(biāo)和面筋含量均對面條評分有顯著貢獻。面條品質(zhì)主要通過感官評價進行評判,用儀器方法代替部分感官評價可減少人為因素的影響[16]。張國叢等[8]研究發(fā)現(xiàn),面條感官總分與中筋小麥面粉的濕面筋含量呈極顯著正相關(guān)、與拉伸長度呈顯著正相關(guān)、與弱化度呈顯著負(fù)相關(guān),與面條質(zhì)構(gòu)參數(shù)的黏聚性和回復(fù)性均呈極顯著正相關(guān),與面條TPA的彈性、膠著性、咀嚼度和拉伸距離均呈顯著正相關(guān),面條TPA指標(biāo)參數(shù)可間接反映面條的感官品質(zhì)。雷激等[17]研究發(fā)現(xiàn),TPA硬度和膠著性可以表征面條的表觀狀態(tài)和韌性,TPA彈性和回復(fù)性可以表征面條的黏性和光滑性。李武平等[18]研究了面條評分與部分面團流變性特性的相關(guān)性,認(rèn)為面條評分與面團吸水率、穩(wěn)定時間和評價值相關(guān)顯著。
本研究采用混料試驗設(shè)計,結(jié)合感官評價和質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)分析,得到面條質(zhì)構(gòu)特性硬度、黏著性、彈性、咀嚼度、回復(fù)性、拉伸力、拉伸長度和面條感官評價與4種小麥品種添加比例的回歸模型,據(jù)此得出面條感官評分最大(87.117 4)時的原料配方為X1(石麥15)∶X2(石新828)∶X3(良星66)∶X4(石優(yōu)20)=0.263 60∶0.000 05∶0.236 35∶0.500 00,即面條專用粉最優(yōu)配方的石麥15、石新828、良星66、石優(yōu)20質(zhì)量比為0.263 60∶0.000 05∶0.236 35∶0.500 00。