豫南地区不同品种小麦面粉吸水率和蛋白质质量分数的相关性研究

仝胜利， 李 猛， 郝紫瑞， 孙君艳， 楚宗丽， 张天海， 雷 玲

(1. 信阳农林学院 农学院， 河南 信阳 464000； 2. 信阳师范学院 音乐与舞蹈学院， 河南 信阳 464000)

0 引言

小麦(Triticumaestivum)是我国重要的粮食农作物，其品质在小麦栽培育种和食品加工中具有重要的作用。小麦吸水率和蛋白质质量分数等品质高低直接决定这些食品的质量及价格[1]。研究显示，2009年中国小麦质量报告显示小麦籽粒中蛋白质质量分数的变化范围为9.19%～17.52%，平均值为13.58%[2]。2013年中国小麦质量报告显示小麦蛋白质质量分数的变化范围为7.86%～19.77%，平均值13.87%。2006—2015年中国小麦质量年度变化显示小麦蛋白质质量分数总均值13.94%，年度平均值13.60%～14.02%[3]，小麦籽粒蛋白质质量分数逐步提高，对小麦加工制成品的品质也有很大的影响，也越来越被人们所重视[4]。面粉吸水率是检验面粉烘焙质量的重要指标，2009中国小麦选育品种的面粉流变学特性分析显示小麦的面粉吸水率的变化范围为53.9%～66.2%，平均值为59.1%[5]。2013年中国小麦质量报告显示豫南地区小麦的面粉吸水率变化范围在54.2%～63.0%，平均值为59.2%。小麦面粉吸水率高可以提高馒头、面包的生产率，使面包的内芯变得柔嫩[6]。豫南地区是河南省重要的农业生产地区，对河南南部小麦生产和加工影响巨大，小麦品种对该地区的种植空间优化和有效保障粮食安全具有重要意义[7]。小麦品质性状中蛋白质质量分数和面粉吸水率及相关性鲜有研究,本试验选用豫南地区主栽的17个不同品种的小麦作为试验对象，测定小麦面粉吸水率以及蛋白质质量分数指标,并进行相关性研究，以期为小麦栽培育种和食品加工提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试小麦样品材料见表1。

表1 小麦品种Tab. 1 Wheat varieties

1.2 试验仪器

分析天平，感量为0.01 g；近红外分析仪；瑞典Perten DA7250；粉质仪。

1.3 试验方法

样品进行预处理。粗蛋白质质量分数按照GB/T 24899—2010《粮油检验 小麦粗蛋白质含量测定 近红外法》[8]，采用Perten DA7250近红外分析仪测定计算，3次数据取平均值。小麦面粉吸水率，按照GB/T 14614—2019《粮油检验 小麦粉面团流变学特性测试 粉质仪法》[9],采用粉质仪进行测定计算，3次数据取平均值。

1.4 数据处理

试验所得数据使用Excel 2019软件进行数据初步整理及图表制作,利用SPSS 22.0统计分析软件对数据进行相关分析。

2 结果与分析

2.1 小麦蛋白质质量分数

由表2可知，17种小麦品种的蛋白质质量分数中，郑麦0856最高(14.74%)，西农585位于第二(14.34%)，西农979(金)位于第三(14.10%)，新麦208位于第四位(14.01%)，17个小麦品种中有10个样品的小麦蛋白质质量分数低于平均值，占样品总数的59%，其中金麦8号(2)的小麦蛋白质质量分数最低(13.12%)，其中蛋白质质量分数大于14.00%的小麦品种有4个，参试样品中有16个样品的蛋白质质量分数在13.5%～14.0%之间。

表2 17个小麦品种蛋白质质量分数平均值Tab. 2 Average crude protein content of 17 wheat varieties

小麦品种蛋白质质量分数在12.50%～13.00%中的是中筋小麦；在13.00%～14.00%中的是中强筋小麦；大于14.0%的为强筋小麦。17个参试的小麦样品中，属于强筋小麦品种的有4个，占24%，分别是郑麦0856(14.74%)、西农585(14.34%)、西农979(金)(14.10%)、新麦208(14.01%)，剩余的13个参试样品蛋白质质量分数介于13.00%～14.00%，占参试样品总数的76%，这13个参试小麦样品都符合国家中强筋小麦标准，参试品种中蛋白质质量分数没有低于12.50%的品种。

由表3可得，17个参试小麦样品蛋白质质量分数的变化范围为13.12%～14.74%，均值为13.82%，极差为1.62，方差为0.35，说明17个参试小麦样品的蛋白质质量分数的变化趋势小。

表3 小麦蛋白质质量分数平均值及其变异Tab. 3 Mean value and variation of wheat protein

2.2 小麦面粉吸水率

由表4可知，17个参试样品中，金麦8号(2)的面粉吸水率最高(为67.33%)，新麦208的面粉吸水率第二(为64.97%)，西农979的面粉吸水率第三(为64.87%)，淮麦29的面粉吸水率第四(为64.47%)，郑麦0856的面粉吸水率(为52.77%)，是17个品种中最低的。小麦面粉吸水率通常在60%～70%为适宜，中国小麦面粉吸水率在50.2%～70.5%之内，平均为57%，17个参试样品中16个小麦样品均符合国家强筋小麦面粉吸水率(≥60%)，面粉吸水率在60%～65%左右浮动，上下浮动范围较小，变化范围在国家标准之间。

表4 17个参试样品小麦面粉吸水率平均值Tab. 4 Average water absorption rate of wheat flour of 17 samples

由表5可得，小麦面粉吸水率的变幅为52.77%～67.33%，平均值为63.04%，极差为14.56，方差为2.98，变异系数为0.05%。总体来看，本次参试的17个小麦样品中面粉吸水率的变化趋势小。

表5 小麦面粉吸水率平均值及其变异Tab. 5 Average water absorption of wheat and its variation

2.3 小麦蛋白质质量分数和面粉吸水率相关性分析

用Pearson函数对17个参试小麦样品蛋白质质量分数和面粉吸水率两个变量进行相关分析。结果如表6所示，17个参试小麦样品蛋白质质量分数与面粉吸水率的显著性为0.001(P<0.05)，相关系数为-0.733。由此可以得出，小麦品质中的蛋白质质量分数和面粉吸水率二者具有显著的负相关。

表6 相关性分析Tab. 6 Correlation analysis

由表7可得，17个小麦品种的蛋白质质量分数和面粉吸水率的相关系数大约为-0.732 9，相关系数在-1≤|r|<1，二者为高度相关；结合表7和表8可知，测定系数为0.537 1，校正测定系数为0.506 2，说明模型拟合度良好，F值为17.404 4，显著性系数大约为0.000 8，远远小于0.05，所以二者关系显著，且相关性极高。

表7 回归统计Tab. 7 Regression statistics

表8 方差分析Tab. 8 Analysis of variance

17个参试小麦样品的蛋白质质量分数与小麦面粉吸水率的直线关系显著(见图1)，所以可进一步进行蛋白质质量分数和小麦面粉吸水率的回归分析。回归分析结果表明蛋白质质量分数和小麦面粉吸水率存在一定的函数关系，得出一元二次方程

图1 蛋白质质量分数与小麦面粉吸水率的关系Fig. 1 Relationship between crude protein content and water absorption of wheat flour

y=-6.172 7x+148.37,

拟合优度R2为0.537 1，表明此回归直线模型的拟合效果良好。

综上可知，这次试验的17个小麦样品中的蛋白质质量分数和面粉吸水率的关系为显著的负相关。本试验选中的17个豫南地区主栽的小麦品种中有两个小麦品种面粉吸水率和蛋白质质量分数在17个品种中都相对较高，分别是新麦208和西农585。表示这两个品种品质优于其他参试小麦品种，可结合其他品质性状进一步分析。

3 讨论

通过对17个参试小麦样品进行蛋白质质量分数和面粉吸水率两项品质性状指标分析，结果显示，符合强筋小麦标准[10](蛋白质质量分数≥14%，面粉吸水率≥60%)的样品小麦有3个，占样品小麦的18%，分别是新麦208、西农585、西农979(金)；符合中强筋小麦标准[11](蛋白质质量分数≥13%，面粉吸水率含量≥58%)的参试样品有13个，分别是西农979、淮麦29、丰抗38、西农889、郑麦379、郑麦98、豫麦9908、山农优麦2号、豫农035、郑麦113、金麦8号(1)、鲁农116、金麦8号(2)、占样品小麦的76%。

有研究表明，小麦品种中面粉吸水率和蛋白质质量分数呈线性关系[12]。小麦品质性状表现受田间管理、环境、年份、地区以及遗传基因等因素的影响较大，蛋白质质量分数和面粉吸水率等品质性状测定值具有差异性[13-14]。本次试验所选的17个豫南地区主栽的小麦样品，蛋白质质量分数的变异系数为0.03%，变幅为13.12%～14.74%，平均为13.82%；面粉吸水率的变异系数为0.05%，变幅为52.77%～67.33%，平均为63.04%。由此可以看出，选择的这17个小麦样品蛋白质质量分数变化较小，但小麦面粉吸水率变化较大。面粉水分含量越高，面粉吸水率相对越大，面团过度搅拌后面筋变弱或筋性下降的程度越严重，17个参试小麦样品蛋白质质量分数和面粉吸水率二者具有显著的负相关，此与滕晓焕、章银良结果一致[15]。

4 结论

选取的豫南地区小麦品种中有3个参试样品符合强筋小麦标准，有13个参试样品符合中强筋小麦标准。蛋白质质量分数与面粉吸水率是显著性为0.001(P<0.05)，相关系数为-0.733，小麦品质中蛋白质质量分数和面粉吸水率二者具有显著的负相关。在对蛋白质质量分数和小麦面粉吸水率的回归分析的结果也表明，蛋白质质量分数和小麦面粉吸水率存在一定的函数关系，拟合优度R2为0.537 1，回归直线模型的拟合效果良好。

小麦品质有多种性状指标，蛋白质质量分数和面粉吸水率对小麦品质有很大影响，蛋白质质量分数和面粉吸水率结合其他品质性状，结合遗传基因进一步综合分析，能更加客观地为小麦粉后期加工品质进行预测参考，为小麦品质性状的有效改良及优质小麦品种栽培选育提供理论基础和参考依据。