小麦DH群体馒头主要品质性状之间的相关分析

吴 澎陈建省白云俊田纪春

(国家作物生物学重点实验室 国家小麦品质育种研究室1,泰安 271018)

(山东农业大学食品科学与工程学院2,泰安 271018)

小麦DH群体馒头主要品质性状之间的相关分析

吴 澎1,2陈建省1白云俊1田纪春1

(国家作物生物学重点实验室 国家小麦品质育种研究室1,泰安 271018)

(山东农业大学食品科学与工程学院2,泰安 271018)

依照行业标准 SB/T 10139—1993制作馒头,采用感官评定、色彩色差计测定、质构分析相结合的方法测定分析馒头主要品质性状之间的相关性。分析结果表明:对馒头评分影响最主要的因素分别为硬度、体积、L3值、A3值和B3值,其中与评分呈极显著正相关的为体积和 L3值,呈极显著负相关的为硬度、A3值和B3值;馒头主要品质性状间的相关性分析表明:硬度与黏着性、弹性、黏聚性、回复性均呈极显著负相关水平,而与胶着性和咀嚼度的相关性为极显著正相关;L3值与A3值、B3值、l3值、a3值的相关性均为极显著正相关,并且,L3值与 l3值,A3值与 a3值,B3值与 b3值之间均存在极显著正相关关系;体积与弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼度以及回复性间的相关性均为极显著负相关。

DH群体 馒头 品质性状 相关性分析

馒头是我国东北、华北地区及黄河流域人民的传统主食。随着国内物质生活水平的提高,人们对馒头的要求已从最初的满足温饱上升到对优质品质的关注。到目前为止,国内学者对馒头的研究与对面包研究的深度相比差距较大。20世纪 50年代以来,国内学者围绕馒头开展了一定的研究工作,但也仅主要集中在原料品质、制作工艺改进、加工设备研发等几个方面[1-4],技术应用研究多于基础研究,主要目的是服务于实际生产,多局限于某个或某些方面,基本上还未形成稳定有效的科学研究平台和规范,各自的研究结果或结论往往互相矛盾,彼此之间经常难以相互比较,尚未形成系统的理论体系和方法。国外对馒头的研究起步于20世纪80年代,主要集中在美国、加拿大和澳大利亚等几个主要小麦出口国家。他们的研究主要集中在其本国小麦品种品质对中国馒头品质的适应性方面,主要目的是为本国小麦提供更多的商业机会[5-6]。在国外,与面包等西方主食食品研究相比,中国馒头的研究课题不多,研究成果数量很有限。

近两年来,食品中存在丙烯酰胺的问题引起了全球的关注,科学家发现在大部分的油炸、焙烤食品中都含有丙烯酰胺。研究表明,谷物食品由于熟化方式和熟化温度以及水分含量等条件的不同,对其安全特性影响不同。科学家进一步研究了丙烯酰胺产生的机理,发现可能是在美拉德反应过程中由还原糖和游离氨基酸生成了丙烯酰胺[7-8]。也就是说,当加热超过一定温度而发生美拉德反应时,就有可能生成丙烯酞胺。因为馒头的熟化温度及水分不会发生美拉德反应,所以可以推断,馒头中不应当含有丙烯酰胺,说明采用汽蒸方法熟化的中国馒头,是一种更为安全、健康的食品,更加有益于健康和安全。

国内外科学家对小麦粉品质与馒头品质相关性的研究较多[9-17]。不同学者给出了不同的看法。比如,对于评价方法,刘爱华等[10]认为较高的硬度不利于馒头色泽的改善,适当降低硬度,提高面粉白度有利于提高馒头的表观色泽。范玉顶等[11]通过对小麦品质性状与馒头指标相关分析表明,高蛋白质含量有利于增加馒头的体积和比容,但不利于馒头优良外观、结构和弹韧性的改善,最终明显降低馒头的总分;要提高馒头的总分,必须协调好馒头体积、比容与外观、结构和弹韧性的矛盾,并注重外观、结构、弹韧性以及黏性的改良。朱帆等[12]评价馒头的主要主观指标为外观形状、弹韧性和气味;主要客观指标中,断裂性和黏附性可合为一个指标,咀嚼性、硬度和胶着性可合为一个指标,回复性作为一个重要的指标;回复性、硬度、咀嚼性、弹性和黏聚性由于与主观评价参数相关性高,故作为客观评价参数参考。一般认为,蛋白质的数量与质量是影响馒头品质的主要因素。研究表明,馒头要求中等强度、适度弹性和适度延伸性(平衡型)小麦粉,强度太高或太低皆不利于加工高质量馒头。

关于淀粉性状对馒头品质的影响国内外报道不多。直链淀粉含量高的小麦粉制成的馒头食用品质差,具体表现为馒头体积小、弹韧性差、较黏牙;而直链淀粉含量偏低或中等的小麦粉制成的馒头食用品质好,具体表现为体积大,弹韧性好,不黏牙[13]。淀粉特性对馒头品质有影响,支链淀粉含量影响馒头食用品质,以支/直链淀粉比例较大者为好。

对于其他籽粒性状,研究结果表明角质率对馒头品质的影响较大,容重与慢头品质呈正相关,角质率较高,质地为中 -硬类型的小麦适于制作优质馒头。至于千粒重、出粉率和容重对馒头品质的影响尚难定论[14]。从对馒头品质及其对小麦品质的要求作的研究来看,在众多影响馒头品质的因素中,蛋白质的含量和质量、淀粉黏度性状和磨粉品质性状等因素对馒头品质的贡献较大[15-17]。

在探索馒头小麦品质指标的研究中发现[19-21]:馒头制作工艺不同,会导致研究结果有很大差异。制作工艺中的和面过程尤为重要,包括和面方法与和面时间的长短,手工和面较适于中筋、弱筋小麦粉,和面机和面适于中筋、强筋小麦粉。中、强筋小麦粉用和面机和面蒸出的馒头表现为体积大、弹韧性较好、有咬劲。弱筋小麦粉无论用机器和面还是用手工和面,蒸出的馒头体积都比较小,但外观均可接受。从对小麦品质与馒头品质关系的探索中可以看出,不同制作工艺的馒头对小麦品质有不同的要求[17]。因此,不能简单地说,何种品质的小麦适于做馒头,必须说明所用的制作方法。

目前,国内有关馒头品质评价的指标与方法还处于初期探索阶段,馒头品质评价大多借鉴面包的评价指标和方法进行品质评价[18]。尚未见到比较系统的研究成果或结论。当前,馒头品质评价的主要方法是感官品质评定方法,同时,有少部分研究以流变仪、质构仪和色彩色差仪为工具,开展客观评定方法研究。

在馒头评分过程中体积测量比较客观,外观评价较为直观、具体和明确,容易操作。但色泽、结构、弹韧性、黏性的评分,则易受人为主观因素(性别、嗜好、年龄)的影响,难以判断得分界限,其中气味一项更加难以准确判定。因此,馒头的评价方法有待进一步完善[19-22]。而且,对于馒头品质之间的相关性研究至今尚未见报道。

中国馒头通常分为北方和南方两类,两者的外观、质地、配方及加工方法均不同,小麦粉品质要求也有很大差异,一般而言,北方馒头要求色泽较白、表面光滑、体积较大、结构细密均匀,质地富有弹性,咬劲较强有韧性,爽口且不粘牙[23-25]。本试验主要研究北方馒头。材料采用小麦DH群体,DH群体即加倍单倍体(Doubled Haploid),是单倍体通过染色体加倍形成的。因此,品系内个体是完全同质的,而且个体的基因型是完全纯合的。DH群体是永久性群体,可以进行多年多点的重复试验,是研究基因型和环境互作的理想材料,但重组只来自形成花粉时的一次减数分裂,故重组信息量相对较少[26]。

通过对馒头主要品质性状 (体积、直径、色泽、硬度、黏着性、弹性、回复性等)之间的相关性分析,为探讨影响馒头品质的主要参数,进而为制定完善的馒头品质评价方法提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

采用小麦 DH群体磨粉所制馒头为试验材料。小麦 DH群体的父母亲本分别为花培 3号和豫麦57。花培 3号和豫麦 57是我国黄淮麦区大面积推广的栽培小麦品种,并为许多杂交组合的亲本材料[27-28]。花培 3号和豫麦 57杂交,经染色体加倍获得 68个双单倍体 (DH)系,该群体及亲本于 2006～2007年度和 2007～2008年度种植在山东农业大学试验农场。

1.2 试验仪器

BUHLER 880200磨粉机:德国 Brabender公司; TA.XT plus型物性测定仪:英国 Stable Micro Systems公司;Minolta CR-400型色彩色差计:日本美能达公司。

1.3 试验方法

1.3.1 馒头制作

按照中华人民共和国商业行业标准 (SB/T 10139—1993)进行馒头的蒸制:称取 100 g小麦粉,加入含有 1 g干酵母的温水 (38℃)约 48 mL(按粉质仪吸水率的 75%计算加水量),用玻璃棒混合成面团后,手工和面 3 min,置于恒温箱中 (38℃,85% RH)发酵 60 min。取出,手工和面3 min,成型。室温醒发 15 min后,放入已煮沸并垫有纱布的蒸车上蒸20 min,取出,盖上干纱布,冷却 40 min后,用电子天平称重,用油菜籽替代法测体积,测量馒头高度,计算比容。

1.3.2 馒头评分方法和标准

测量后的馒头切成数块,按表 1内容逐项品尝打分。

1.3.3 馒头制品的物性指标检测

将制作好的馒头从竖直方向将馒头切成厚度为25 mm的均匀薄片,用质构仪 P/35压盘式探头运行TPA压缩模式测定。测前速度为 2.0 mm/s;测试速度为 1.0 mm/s;测后速度为 1.0 mm/s;测试距离为15 mm(样品厚度的 60%);触发力为 5 g;两次压缩间隔时间为 5 s;数据采集速率为 200 point/s。测定指标包括硬度 (Hardness,H)、黏着性 (Adhesiveness, AD)、弹性 (Springiness,SP)、黏聚性 (Cohesiveness, CO)、咀嚼性 (Chewiness,CH)、回复性 (Resilience, RE)、胶着性(Gumminess,GU)。

1.3.4 馒头色泽测定

馒头的表面和内部色度用差计测定,以L3、A3、B3色空间表示,L3称为亮度,L3=0表示黑色,L3= 100表示白色,中间共有100等级。A3和B3表示不同的色彩方向。A3表示红 -绿方向,B3表示黄 -蓝方向,+A3表示偏红,-A3表示偏绿;+B3表示偏黄, -B3表示偏蓝。其中L3、A3、B3表示馒头表皮色空间值,l3、a3、b3表示馒头内部色空间值。

1.3.5 统计分析

利用DPS6.50软件对数据进行统计分析。

2 结果分析

2.1 馒头质构参数间以及与评分的相关性分析

馒头质构参数间以及与评分的相关系数见表 2。

表 2 馒头质构参数间以及与评分的相关系数

由表 2可得:①硬度与黏着性、弹性、黏聚性、回弹性以及评分间的相关系数分别为:-0.22、-0.37、-0.56、-0.54、-0.20,存在极显著负相关关系,说明馒头硬度越大,其他指标值就越低,尤其与评分一项,可见适当降低硬度有助于评分的提高;硬度与胶着性、咀嚼度的相关性为极显著正相关,相关系数分别为:0.92、0.85,并且胶着性、咀嚼度与评分的相关性也达显著负相关水平,因此,在质构参数对馒头评分进行衡量时,硬度与胶着性、咀嚼度可合并为一个指标,这与朱帆等[12]在对馒头品质相关性研究和钱平[22]对馒头的评价结果部分一致。②黏着性与弹性、黏聚性、回复性间的相关系数分别为0.59、0.55、0.55,达极显著正相关水平,说明馒头内部黏聚力越大,弹性、回复性越小,黏着性与黏聚性的正相关关系可能由实验误差所造成,有待进一步研究。同时,黏着性与评分间的不显著相关性也进一步证实了弹性、黏聚性、回复性与评分无显著相关性的关系。③弹性与黏聚性、回复性间的相关系数均为 0.86,为极显著正相关水平,说明了弹性越大的馒头,黏聚性也越大。④黏聚性与胶着性间的相关系数为 -0.21,达极显著负相关水平;与回复性的相关系数为 0.98,达极显著正相关水平,因此两者可合并为一格指标。⑤胶着性与咀嚼度的相关系数为0.99,达极显著正相关水平,并且两者与评分的相关系数为 -0.18、-0.16,均达显著负相关水平。

2.2 馒头色度参数、体积等指标与评分的相关性分析

馒头色度参数、体积等指标与评分的相关系数见表3。

表 3 馒头色度参数、体积等指标与评分的相关系数

由表 3可知:①影响馒头评分的主要因素为体积、L3值、A3值、B3值,其与评分间的相关系数分别为 0.37、0.40、-0.24、-0.31,均达到极显著相关水平。②高度与体积、B3值间的相关系数分别为0.26、0.21,均达极显著正相关水平,与 b3值达显著正相关水平,说明高度越大的馒头体积越大,高度为影响体积的一个重要因素。另外,高度也与B3值存在正相关的关系。体积与评分间的相关系数为 0.37,达极显著正相关水平,说明体积作为馒头评分的一个重要指标,影响确实非常大。另外,体积除了与 A3值存在正相关性外,与其他色度参数间几乎不存在相关性。③L3值与 A3值、B3值间的相关系数分别为0.35、0.37,均达极显著正相关水平,这与胡瑞波等[22]的研究结果一致。L3值与 l3、a3值间的相关系数分别为 0.30、0.32,达极显著正相关水平,并且 L3值与评分间为极显著正相关关系,说明了馒头亮度越大,色彩方向越偏向绿、蓝色,馒头的感官评分越高,尤其是亮度对评分的影响最大。④A3值与 l3值间的相关系数为 -0.23,为极显著负相关水平,说明馒头表皮颜色越偏向红色,内部亮度越低。A3值与a3值间的相关系数为 0.89,为极显著正相关水平,说明馒头表皮与内部色彩方向在红 -绿方向上一致。但A3值与评分间为极显著负相关关系,说明馒头表皮的色彩越偏向红色,其评分越低,这与人眼的感觉系统有关。⑤B3值与 b3值也达极显著正相关水平,但对评分的影响却出现了不同,B3值与评分的相关系数为 -0.31,达极显著负相关水平,而 b3值与评分间的相关系数为 -0.19,为显著负相关水平,这可能是由于感官评价仅以表皮为依据。a3、b3与评分间的相关系数分别为 -0.20、-0.19,均为显著负相关水平,说明馒头内部色彩方向越偏向红、黄色,馒头得分越低。

2.3 馒头色度参数、体积等指标与质构参数间的相关性分析

馒头色度参数、体积等指标与质构参数间的相关见表4。

表 4 馒头色度参数、体积等指标和质构参数间的相关系数

由表 4可得:①高度与硬度间的相关系数为0.22,为极显著正相关水平,而与弹性、黏聚性、回复性均达极显著负相关水平,另外,高度与胶着性、咀嚼度间的相关性不显著;胶着性、咀嚼度却与直径间存在极显著负相关关系,说明馒头的高度与内在品质没有相关性。②体积作为影响馒头评分的一个重要因素,与弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼性、回复性间的相关系数分别为 -0.21、-0.24、-0.33、-0.37、-0.25,为极显著负相关水平,进一步证实了咀嚼度、回复性与评分间的显著负相关水平。③L3值与弹性为极显著正相关关系,而与回复性却不存在显著相关性;l3值与色度参数间都不存在显著相关性; A3值与弹性、黏聚性、回复性间的相关系数分别为-0.51、-0.47、-0.45,均为极显著负相关水平,这与 a3值与这三项的相关性基本一致;B3值与质构参数间的相关性均不显著,但是 b3值却与硬度、胶着性、咀嚼度存在极显著正相关关系。

3 讨论与结论

在馒头色度参数间的相关性分析中,L3值与A3值、a3值间存在极显著正相关关系,L3值与总分间相关性为极显著正相关,说明馒头的色泽对评分高低有较大影响。但是,A3值、a3值却与总分相关性为极显著负相关;另外,难以解释的为 l3值与 a3间存在极显著负相关,而 L3值与 A3值却为极显著正相关。

在色度参数与质构参数相关性分析中,L3值与弹性间的相关系数为 0.21,为极显著正相关水平,而l3值与弹性间的相关系数则为 -0.06,不具显著相关性。另外,B3值与质构参数各项间均不具显著相关水平,但 b3却与硬度、胶着性、咀嚼度为极显著正相关关系,分析原因可能是人为误差、仪器误差造成的。这些问题需要进一步试验论证探讨解决。

本试验设计的质构参数包括:硬度、黏聚性、弹性、黏着性、咀嚼度、胶着性、回复性七项指标。硬度是影响馒头评分的最主要参数,与评分间的相关性为极显著负相关,但硬度与胶着性、回复性、弹性黏聚性间的相关性为极显著负相关,因此要提高馒头得分必须协调好这几项指标间的关系。另外,对馒头评分影响较显著的还有胶着性和咀嚼度两项指标,适当降低胶着性和咀嚼度有利于馒头得分。硬度与胶着性、黏聚性与回复性、胶着性与咀嚼度三对指标间的相关系数分别为 0.92、0.98、0.99,因此,在参与影响馒头评分的质构指标分析中,这三对指标可合并为三个单项指标参与分析。咀嚼度与黏着性、黏聚性的相关系数分别为 0.07、-0.07,相关性均未达到显著水平。

通过对馒头色度参数等指标的分析可得:影响馒头评分的主要因素为体积、L3值、A3值、B3值,其中与得分的相关性为极显著正相关的是体积、L3值,极显著负相关的为A3值、B3值,说明表皮亮度越高,色彩方向越偏向绿色、蓝色,馒头得分越高。因此,在馒头的制作和面粉的选择方面应综合考虑这几个因素。体积与L3值、A3值、B3值相关性均不显著,并且馒头重量对评分的影响微小。L3值与 A3值、B3值、l3值、a3值均为极显著正相关关系,而与 b3值相关性却很小。另外,A3值与 a3值,B3值与 b3值相关性均为极显著正相关,说明馒头表面和内部色彩方向基本一致。

通过对馒头色度参数等指标和质构参数间的相关性分析可得:①对影响馒头评分最主要的因素硬度与高度、a3值、b3值均存在极显著正相关关系,而硬度与评分为极显著负相关关系,说明适当降低馒头高度可提高馒头得分,当然,制作工艺也会影响馒头高度。与馒头评分成极显著正相关的体积指标,与弹性、回复性、黏聚性、胶着性和咀嚼度均存在极显著正相关关系,说明要提高馒头评分需要协调好这几项指标之间的关系。②A3值和 B3值与质构参数间的相关性存在明显不同:A3值与黏着性、弹性、黏聚性、回复性之间为极显著相关关系,而 B3值与这几项的相关性很小,说明不同的色彩方向与质构性质的相关程度不同。另外,a3值与硬度、黏着性存在极显著正相关的关系,而与弹性、黏聚性则存在极显著负相关的关系;b3值与胶着性、咀嚼度存在极显著正相关关系。

通过对馒头主要品质性状之间的相关性分析,确定影响馒头品质的主要参数为硬度、体积、L3值、A3值和 B3值,旨在为制定完善的馒头品质评价方法提供理论基础,但要提高馒头的品质,还需协调好相应指标间的关系,提高有利指标的影响度,降低不利指标的影响度,以取得良好的馒头的感官评价。

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Correlations bet weenMain Quality Characters of Steamed Bread

Wu Peng1,2Chen Jiansheng1Bai Yunjun1Tian Jichun1
(Group ofQualityWheatBreeding of State KeyLaboratory of Crop Biology of ShandongAgriculturalUniversity1,Tai′an 271018)
(College of Food Science and Engineering,ShandongAgriculturalUniversity2,Tai′an 271018)

The correlations bet ween the main quality characters of steamed bread were analyzed by applying sen2 sory evaluation,chromatic aberration measurement and nature construction analysis,with steamed breadsmade accord2 ing to profession standard SB/T 10139—1993.Results:There are five most important indices affecting the grade of a steamed bread,namely,hardness,volume,L3value,A3value and B3value.Volume and L3value are significantly and positively correlative with steamed bread grade,whereas hardness,A3value and B3value are significantly and negatively correlative with steamed bread grade.Hardness is significantly and negatively correlative with adhesiveness, springiness,cohesiveness and resilience,and is significantly and positively correlative with gumminess and chewiness. L3value is significantly and positively correlativewithA3value,B3value,l3value,and a3value.Significantly pos2 itive correlations exist betweenL3and l3,A3and a3,B3and b3.The correlations bet ween volume and other charac2 ters,namely springiness,cohesiveness,gumminess,chewiness and resilience,are significantly negative.

DH lines,steamed bread,quality character,correlation analysis

S512 文献标识码:A 文章编号:1003-0174(2010)06-0009-06

863计划(2006AA100101),973计划(2009CB118301)

2009-07-04

吴澎,女,1972年出生,讲师,博士,农产品品质检测

田纪春,男,1954年出生,教授,博士生导师,谷物生理