混料试验设计优化面条专用粉配方

班进福，郭家宝，张国丛，郄子强，刘彦军*

（1.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；2.石家庄市农业综合执法支队，河北 石家庄050041）

面条起源于我国，距今已有2 000 a以上的历史，是我国的传统主食，深受我国尤其是北方小麦主产区大众的喜爱，面条加工用粉占小麦粉消耗总量的35%左右[1～3]。随着人们生活水平的不断提高，消费者对面条的品质要求越来越高，不仅要求面条色、香、味和营养俱佳，还要求面条有弹性、光滑，因此，优质面条更受人们的喜爱[4]。优质面条要求煮后颜色白亮、口感细滑、有韧性，且不易断折[5]。生产优质面条需要有质量稳定的专用面粉来作为保障，而专用面粉的来源是优质专用小麦。生产专用粉的途径之一是在粉路中进行分级提取，也就是将不同系统的面粉依据专用粉的要求配制成某种专用面粉——在线配粉；另一途径是配麦、配粉（后处理）生产专用粉[6]。为了充分利用河北省主栽小麦品种制作面条专用粉，以该省4个主栽小麦品种为试材，采用混料试验设计优化面条专用粉配方，通过对实验室制作面条的感官评分和质构仪分析对面条专用粉配方进行评价与分析，旨为提高小麦专用加工品质和产后经济效益，满足人们优质面条消费和市场专用加工的需求。

1 材料与方法

1.1 试验材料

小麦试材为河北省主推品种石优20、石麦15、石新828和良星66，均由石家庄市农林科学研究院赵县农场提供。子粒收获后储存3个月，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 试验设计参照班进福等[7]的有约束单纯形格子法混料试验设计。试验面粉由4种小麦面粉（组分）组成，故选择｛4，3｝单纯形格子点试验设计。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 小麦面粉原料品质。测定4种小麦样品的面粉品质，指标包括蛋白质含量、沉淀值、湿面筋含量、面筋指数、粉质参数、拉伸参数和淀粉糊化特性。

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

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

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

（4）粉质参数。根据GB/T 14614—2006，利用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，利用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。

（6）淀粉糊化特性。根据LS/T 6101—2002，采用SUPER3型RVA快速粘度分析仪测定。指标包括峰值黏度、低谷黏度、衰减度、最终黏度和回升值。

1.2.2.2 小麦面条加工品质。

（1）面条制作。参照农业农村部谷物检测中心的面条制作方法进行。称取面粉200 g于和面机（上海早苗食品有限公司）中，启动和面机低速（132 r/min）转动，在30 s内均匀加入计算好的水量，使面粉（以14%湿基计）含水量为30%±2%；继续搅拌30 s，然后高速（290 r/min）搅拌2 min，再低速搅拌2 min。把和好的颗粒粉团倒入保湿盒或保湿袋中，室温下醒面30 min。压面机轧距为2 mm，直轧粉团1次、三折2次、对折1次；轧距为3.5 mm，对折直轧1次；轧距为3.0、2.5、2.0和1.5 mm，分别直轧1次；最后调节轧距，使切成的面条宽为2.0 mm，厚度（1.25±0.02）mm。将面条切成长220 mm，待用。

（2）面条熟制。取鲜切面条10根，放入1 500 mL沸水中并开始计时。从4 min开始，每隔30 s捞出1次，观察面条有无白芯，白芯刚好消失的时间即为面条的最佳蒸煮时间。按其最佳蒸煮时间，用1 500 mL沸水煮面条10根，过凉水，淋干，待用。

（3）熟面条的感官评分。参照张国丛等[8]面条感官评价方法进行。

（4）熟面条的质构参数（TPA）。利用TA-XT2i型物性测试仪（英国Stable Micro System公司）测定。

采用HDP/PFS矩形探头，测定面条的硬度、黏着性、弹性、咀嚼度和回复性。测定模式为：在压缩的条件下测力；测试前探头移动速度为2.0 mm/s；测试过程中探头移动速度为1.0 mm/s；测试后探头返回移动速度为1.0 mm/s；探头移走的最大距离为75 mm。

采用A/SPR铝探头，测定面条的拉伸力和拉伸长度。测定模式为：在拉伸的条件下测力；测试前探头移动速度为2.0 mm/s；测试过程中探头移动速度为3.0 mm/s；测试后探头返回移动速度为10.0 mm/s；探头移走的最大距离为100 mm。

1.2.3 数据处理利用DPS 17.10软件采用Duncan新复极差法对数据进行多重比较分析，分别建立面条质构参数和感官评分与原料配比的回归方程分析。

2 结果与分析

2.1 小麦面粉原料品质性状

参试小麦品种面粉原料品质性状的变异系数为4.18%～94.18%，除蛋白质含量和衰减度的变异系数＜10%外，其他指标的变异系数均＞10%，其中蛋白质含量的变异系数最小、稳定时间的变异系数最大（表1）。表明参试小麦品种面粉原料品质性状的遗传多样性比较丰富，除蛋白质含量和衰减度比较稳定外，其他品质指标均差异较大，其中蛋白质含量最为稳定、稳定时间差异最大。

表1 参试小麦品种的面粉原料品质性状Table 1 Quality characters of flour raw materials of tested wheat varieties

2.2 小麦面条加工品质性状

参试小麦品种的面条硬度顺序为良星66＞石新828＞石优20＞石麦15，黏着性顺序为石麦15＞石优20＞石新828＞良星66，不同品种间差异均达到了显著水平；弹性顺序为石新828＞石优20＞良星66＞石麦15，其中石新828与石优20差异不显著，但二者均与其他2个品种差异达到了显著水平；咀嚼度顺序为石新828＞良星66＞石优20＞石麦15，其中石新828与良星66差异不显著，但二者均与其他2个品种差异达到了显著水平；回复性顺序为石麦15＞石新828＞石优20＞良星66，除良星66显著较低外，其他品种差异均不显著；拉伸力顺序为良星66＞石优20＞石新828＞石麦15，不同品种间差异均达到了显著水平；拉伸长度顺序为良星66＞石优20＞石新828＞石麦15，其中良星66与石优20差异不显著，但二者均与其他2个处理差异达到了显著水平（表2）。表明参试小麦品种的面条质构参数差异明显。

表2 参试小麦品种的面条加工品质性状Table 2 Noodle processing quality characters of tested wheat varieties

参试小麦品种的面条评分为80.0～86.0分，指标值顺序为石优20＞良星66＞石新828＞石麦15，除石麦15显著较低外，其他品种差异均不显著。总体来看，参试小麦品种面粉加工的面条评分均较高，其中石优20、良星66和石新828的面条评分基本相当。

2.3 原料配比对面条品质性状的影响

石麦15（Z1）、石新828（Z2）、良星66（Z3）和石优20（Z4）面粉配比不同，面条TPA参数和感官评分差异较大（表3）。利用Scheffe混料回归分析，分别以面条硬度（y1）、黏着性（y2）、弹性（y3）、咀嚼度（y4）、回复性（y5）、拉伸力（y6）、拉伸长度（y7）和面条评分（y8）为目标参数，得到原料成分（Z）对面条品质性状的回归方程：

表3 不同原料配比的面条TPA参数和感官评分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。根据上述回归方程和有关约束条件，得到该回归方程在Z1=0、Z2=0、Z3=0、Z4=1.000时，面条TPA硬度最小值为3 820。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5，所以有当X1=0、X2=0、X3=0、X4=1.000时，该面条TPA硬度达最小。将上述编码计算式代入面条硬度方程y与规范变量的关系回归方程，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 黏着性（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。根据上述回归方程和有关约束条件，得到该回归方程在Z1=0、Z2=0.613 6、Z3=0.386 4、Z4=0时，面条TPA黏性最大值为-76.620 5。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5，所 以有 当X1=0、X2=0.306 8、X3=0.193 2、X4=0.500 0时，该面条TPA黏度达最大。将上述编码计算式代入面条黏着性方程y与规范变量的关系回归方程，得到：

2.3.3 弹性（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。根据上述回归方程和有关约束条件，得到该回归方程在Z1=0、Z2=0、Z3=0.673 5、Z4=0.326 4时，面条TPA弹性最大值为0.880 1。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5，所以有当X1=0、X2=0、X3=0.336 75、X4=0.663 25时，该面条TPA弹性最大。将上述编码计算式代入面条弹性方程y与规范变量的关系回归方程，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。根据上述回归方程和有关约束条件，得到该回归方程在Z1=0、Z2=0、Z3=0.620 2、Z4=0.379 8时，面条TPA咀嚼度最大值为2 945。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5，所以有当X1=0、X2=0、X3=0.310 1、X4=0.689 9时，该面条TPA咀嚼度达最大。将上述编码计算式代入面条咀嚼度方程y与规范变量的关系回归方程，得到：

2.3.5 回复性（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。根据上述回归方程和有关约束条件，得到该回归方程在Z1=0.033 7、Z2=0、Z3=0.403 7、Z4=0.562 6时，面条TPA回复性最大值为0.365 7。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5，所以有当X1=0.016 85、X2=0、X3=0.201 85、X4=0.781 30时，该面条TPA回复性达最大。将上述编码计算式代入面条回复性方程y与规范变量的关系回归方程，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。根据上述回归方程和有关约束条件，得到该回归方程在Z1=0、Z2=0.557 0、Z3=0.443 0、Z4=0时，面条TPA拉伸力最大值为23.523 3。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5，所以有当X1=0、X2=0.278 5、X3=0.221 5、X4=0.500 0时，该面条TPA拉伸力达最大。将上述编码计算式代入面条拉伸力方程y与规范变量的关系回归方程，得到：

2.3.7 拉伸长度（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。根据上述回归方程和有关约束条件，得到该回归方程在Z1=0.000 3、Z2=0.499 0、Z3=0.500 7、Z4=0时，面条TPA拉伸长度最大值为121.354 5。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5，所以有当X1=0.000 15、X2=0.249 50、X3=0.250 35、X4=0.500 00时，该面条TPA拉伸长度达最大。将上述编码计算式代入面条拉伸长度方程y与规范变量的关系回归方程，得到：

2.3.8 面条评分（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。根据上述回归方程和有关约束条件，得到该回归方程在Z1=0.269 0、Z2=0.731 0、Z3=0、Z4=0时，面条感官评分最大值为87.117 4。由于X1=0.5Z1、X2=0.5Z2、X3=0.5Z3、X4=0.5Z4+0.5，所以有当X1=0.134 5、X2=0.365 5、X3=0、X4=0.500 0时，该面条感官评分达最高。将上述编码计算式代入面条总分方程y与规范变量的关系回归方程，得到：

面条感官评分最大（87.117 4）时对应的原料配方为X1（石麦15）∶X2（石新828）∶X3（良星66）∶X4（石优20）=0.263 60∶0.000 05∶0.236 35∶0.500 00，即：石麦15、石新828、良星66、石优20质量配比为0.263 60∶0.000 05∶0.236 35∶0.500 00，面条感官评分最高，达到87.117 4。

3 结论与讨论

面条品质是面条专用粉多个品质特性指标综合作用的结果，不同的品质特性对面条外观和质地的作用方向及程度不同。陈玉峰[9]研究表明，随着小麦粉中淀粉含量的增加（蛋白质含量降低），面条的质构特性、拉伸性能和剪切性能均显著降低，蒸煮损失显著增加。此外，面条的感官评价与质构参数分析结果一致。小麦粉中的蛋白质含量和组分影响着面条的机械强度，包括硬度、断裂强度、切断力以及煮面后的黏弹性和咀嚼性等。此外，小麦粉中的淀粉含量和糊化特性等对面条品质有影响，其主要影响着小麦粉的口感、吸水力、抗拉强度和延伸性等[10]。人们日常食用较多的面条原料为小麦粉，已有研究主要是针对不同品种小麦粉中的蛋白质和淀粉总量及组分[11]。刘建军等[12]认为，蛋白质质量主要影响面条质地，而淀粉糊化特性影响面条的质地和外观。Ross等[13]对25份澳大利亚小麦粉进行研究后发现，RVA的衰落值和最终黏度与碱黄面条的硬度、弹性和表面光滑性相关显著。张国丛等[14]研究了蒸煮类面制品加工过程中色泽的变化，结果表明，面粉色泽是其L*值、a*值和b*值综合影响的结果，其中面粉的L*值和b*值对面条色泽影响较大，理想的色白面制品要选用较高L*值、较低b*值的面粉，而色黄的面制品可选用较高L*值和b*值的面粉。张智勇等[15]研究结果表明，RVA快速黏度仪参数和降落数值与面条的感官评价相关显著。对数据进行通径分析，研究各指标对面条总分评价的直接和间接影响。根据所测数据建立多元线性回归方程，面条评价总分y=53.855 80+5.322 09X1（峰值时间）-0.120 06X2（面筋含量）-0.009 11X3（回生值）+0.003 93X4（最低黏度），表明淀粉性状特征指标和面筋含量均对面条评分有显著贡献。面条品质主要通过感官评价进行评判，用仪器方法代替部分感官评价可减少人为因素的影响[16]。张国丛等[8]研究发现，面条感官总分与中筋小麦面粉的湿面筋含量呈极显著正相关、与拉伸长度呈显著正相关、与弱化度呈显著负相关，与面条质构参数的黏聚性和回复性均呈极显著正相关，与面条TPA的弹性、胶着性、咀嚼度和拉伸距离均呈显著正相关，面条TPA指标参数可间接反映面条的感官品质。雷激等[17]研究发现，TPA硬度和胶着性可以表征面条的表观状态和韧性，TPA弹性和回复性可以表征面条的黏性和光滑性。李武平等[18]研究了面条评分与部分面团流变性特性的相关性，认为面条评分与面团吸水率、稳定时间和评价值相关显著。

本研究采用混料试验设计，结合感官评价和质构仪参数分析，得到面条质构特性硬度、黏着性、弹性、咀嚼度、回复性、拉伸力、拉伸长度和面条感官评价与4种小麦品种添加比例的回归模型，据此得出面条感官评分最大（87.117 4）时的原料配方为X1（石麦15）∶X2（石新828）∶X3（良星66）∶X4（石优20）=0.263 60∶0.000 05∶0.236 35∶0.500 00，即面条专用粉最优配方的石麦15、石新828、良星66、石优20质量比为0.263 60∶0.000 05∶0.236 35∶0.500 00。