混料试验设计优化馒头专用粉配方

班进福，刘彦军，张国丛，高振贤，赵彦坤，郭家宝

（石家庄市农林科学研究院/河北省小麦工程技术研究中心，河北 石家庄 050041）

馒头在北方面食结构中约占2/3，在全国面制品中约占46%[1]。主食品质与小麦粉品质具有一定的相关性，国内学者将适合制作主食馒头的小麦粉品质研究作为重点课题[2～5]。班进福等[6]通过混料试验设计优化面包专用粉配方，得到面包专用粉最优配方的各小麦配比为m（藁优 9415） ∶m （冀师 02-1） ∶m（石优20） ∶m（石优 17） =0.263 60 ∶0.000 05 ∶0.236 35 ∶0.500 00。杨二妹等[7]测定了8 种市售小麦粉的糊化特性和北方馒头的质构特性，结果显示，小麦粉糊化后峰值粘度、最终粘度和崩解值与馒头弹性呈显著正相关。刘孟宜等[8]分析了10 种小麦对馒头品质的影响，并利用线性规划法研究馒头专用粉，筛选出得分较高的5 个品种分别为辐照6002、轮选45、金麦66、石优20 和石优17，其配麦比例依次为18.22%、19.59%、22.88%、20.33%和18.98%。为了充分利用河北省主栽小麦品种制作馒头专用粉，以该省主栽的4 个中低筋小麦品种为试材，对其小麦子粒品质指标进行测定，并采用混料试验设计优化馒头专用粉配方，通过实验室馒头制作和评分以及质构特性指标测定，结合感官评分和质构仪分析2种评价方法研究馒头专用粉配方，旨为提高小麦专用加工品质和产后经济效益，满足人们优质消费和市场专用加工需求。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为河北省主推的4 个中低筋小麦品种石优20、石麦19、石麦15 和石新828，均由赵县农场提供。收获后储存3 个月，根据NY/T 1094—2006，用MLU202 实验磨（无锡布勒机械制造有限公司）磨粉，备用。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 采用有约束单纯形格子法混料试验设计。由于试验面粉由4 种小麦面粉（组分）组成，故本研究中选择四顶点正规单纯形（正四面体）的三阶格子点试验设计（｛4，3｝单纯形格子点试验设计）（图1）进行试验方案设计（表1）。

图1 ｛4，3｝单纯形格子点试验设计Fig.1 ｛4，3｝ Simplex lattice method mixture experimental design

表1 ｛4，3｝单纯形格子法混料试验设计表Table 1 Mixture experimental design of｛4，3｝ simplex lattice method

试验面粉由4 种组分组成，各自所占的质量比例分别为 X1、X2、X3、X4，有如下约束条件：X1≥ （a1=0），X2≥ （a2=0），X3≥ （a3=0），X4≥ （a4=0.5），则：

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 子粒品质（小麦原料品质）。对4 种小麦面粉样品进行品质指标测定。

（1）蛋白质含量。根据GB/T 24899—2010，采用Perten9100 近红外（NIR）谷物品质分析仪测定。

（2） 沉淀值。根据 GB/T 15685—1995，采用880508 沉降值测定仪测定。

（3） 湿面筋含量。根据 GB/T 5506.2—2008，采用2200 型面筋指数仪测定。

（4） 粉质参数。根据 GB/T 14614—2006，采用810110 型粉质仪测定。指标包括稳定时间和粉质质量指数。

（5） 拉伸参数。根据 GB/T 14615—2006，采用8600.33.002 型拉伸仪测定。指标包括拉伸曲线面积、拉伸阻力和延伸度。

1.2.2.2 馒头品质（小麦加工品质）。

（1）馒头制作和评分。参照GB/T 35991—2018 进行。

（2）馒头质构特性。馒头出笼后，在室温下冷却20 min，测定体积并称重；冷却1 h 后，装入塑料袋并密封，在室温下放置12 h 后，采用TA-XT2i 型物性测定仪（英国Stable Micro System 公司生产）测定质构特性，指标包括硬度、弹性、回复性和坚实度。物性测定仪参数为压缩模式P/35 铝探头，测定前、中、后速度均为2.0 mm/s，应变位移75%，引发力5.00 g，引发类型为自动，获取数据20 g。

1.2.3 数据处理 采用DPS 17.10 Duncan 新复极差法对数据进行多重比较分析，建立馒头质构参数和感官评分与配方的回归方程分析。

2 结果与分析

2.1 小麦子粒品质性状

参试小麦品种子粒品质性状的变异系数为4.40%～90.10%，其中蛋白质含量的变异系数最低，而其他指标的变异系数均＞10%（表2）。表明参试小麦品种子粒品质性状的遗传多样性比较丰富，除蛋白质含量比较稳定外，其他指标均差异较大。

表2 小麦品种的子粒品质性状Table 2 Grain quality traits of wheat varieties

2.2 小麦加工品质性状

参试小麦品种的馒头硬度顺序为石麦15＞石新828＞石麦19＞石优20，弹性顺序为石新828＞石优20＞石麦15＞石麦19，不同品种间差异均达到了显著水平；馒头回复性顺序为石新828＞石优20＞石麦15＞石麦19，除石麦19 与石麦15 差异不显著外，其他处理之间差异均达到了显著水平；坚实度顺序为石麦15＞石麦19＞石新828＞石优20，除石优20 与石新828 差异不显著外，其他处理之间差异均达到了显著水平；评分为70.7～85.2 分，指标值顺序为石新828＞石麦19＞石优20＞石麦15，不同品种间差异均达到了显著水平（表3）。表明参试小麦品种的馒头质构特性参数和评分差异明显，加工品质性状差异较大。

表3 小麦品种的馒头加工品质性状Table 3 Steamed bread processing quality traits of wheat varieties

2.3 原料配比对馒头品质性状的影响

利用Scheffe 混料回归分析，分别以馒头硬度（y1）、弹性 （y2）、回复性 （y3）、坚实度 （y4） 和评分（y5）为目标参数，得到原料成分（Z）对馒头品质性状（表4）的回归方程：

表4 不同配料比面粉的馒头品质性状Table 4 Steamed bread quality traits with different ingredients

3 结论与讨论

目前，已有较多关于馒头品质评价和影响馒头质量的小麦品质性状的研究[9～14]。吴澎等[15]指出，小麦面粉中蛋白质的含量和质量、淀粉黏度性状以及磨粉质量等因素对馒头品质有较大影响。穆培源等[16]研究表明，馒头外观与子粒蛋白含量、面粉蛋白含量和湿面筋含量呈极显著负相关；馒头黏性与子粒蛋白含量、面粉蛋白含量、湿面筋含量和吸水率呈显著或极显著负相关。班进福等[17]研究结果表明，馒头评分与馒头坚实度呈极显著负相关，与馒头硬度呈显著负相关，馒头坚实度对馒头感官品质影响较大。孙辉等[18]研究了183 个小麦品种的小麦粉特性对馒头品质的影响，得出拉伸面积、吸水率与馒头体积和综合评分呈极显著正相关，馒头评分与降落数值呈正相关，与吹泡P/L、小麦粉b*值则呈负相关。Yue 等[19]研究了16 个小麦品种的小麦粉特性、发酵后的面团以及馒头的品质（包括比容和质地），结果表明，硬度、回复性、内聚性和咀嚼性与破损淀粉呈正相关，与弱化度呈负相关；混合面团和静置面团的双轴拉伸黏度与硬度和耐嚼性呈正相关；范玉顶等[20]研究表明，要提高馒头评分，必须协调好馒头体积、比容与外观、结构和弹韧性之间的关系。苏静静等[21]研究了128 个小麦品种品质对馒头品质的影响，得出硬度与内聚性和咀嚼性分别呈极显著负相关和正相关，馒头的黏附性、弹性、硬度和咀嚼性与馒头感官品质的相关指标显著相关，并筛选出Kn3106、川麦107、新春9 号和新麦19 适合制作优质手工馒头。张剑等[22]研究表明，主食馒头专用小麦粉最佳品质指标范围分别为蛋白质含量13.2%～15.8%、面筋指数51.1%～81.5%、稳定时间4.5～7.1 min、弱化度66.5～92.1 FU、拉伸面积 80.8 ～91.5 cm2、拉伸阻力218.6～300.6 EU、延伸度 167.2～201.3 mm。

本研究采用单纯形格子法混料试验设计，结合感官评价和质构仪分析，得到馒头质构特性硬度、弹性、回复性、坚实度和评分与4 种小麦添加比例的回归模型；据此得出馒头专用粉的最优配方为m（石麦19） ∶m （石麦 15） ∶m （石新 828） ∶m （石优 20） =0.333 35 ∶0 ∶0.166 65 ∶0.500 00。