不同品种小麦粉品质特性及应用

何小东，苏丽，袁倩倩，岳晓禹，邹建，许文涛，李长滨*

（1.河南省第一地质矿产调查院有限公司，河南 洛阳 471023；2.河南牧业经济学院，河南 郑州 450046）

小麦是小麦属植物的统称，是一种在世界各地广泛种植的谷类作物，将其磨成面粉后可制作面条、饼干、馒头、面包等食物，若发酵，可得各种酒类（如啤酒和白酒）或生物质燃料。受生长环境、种类等因素影响，不同品种的小麦所含的营养成分以及含量可能会有很大的差异，使得应用范围各不相同。

面团流变学特性指小麦粉加水混揉时面团表现的黏弹性和流动性，它是小麦面团耐揉性、黏弹性的综合性表现。面团流变学特性与各种面制品（面包、面条、馒头）加工的品质关系密切，既决定了面制品加工时面团的性能，又在很大程度上影响产品的质量，是判断小麦面粉品质及用途的主要指标。评价小麦粉的品质优劣一般通过测定其面团流变学特性。目前，面团流变学特性主要通过面筋仪、拉伸仪、粉质仪等进行测定，测定的主要参数包括拉伸特性（延伸度、最大拉伸阻力、拉伸面积等）和粉质特性（吸水率、面团稳定时间、面团形成时间等）[1-3]。

本文通过对29 个不同品种小麦样品的品质特性指标和流变学特性指标进行测定，分析不同品种小麦中各项品质特性指标之间以及品质特性指标与流变学特性指标间的关系[4-6]，为不同小麦品种分类、培育生产以及应用提供参考，为小麦产品深加工提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

29 个不同地区不同品种的136 份小麦样品[恒进麦8 号、淮麦44、烟农19（刘桥）、柳麦618（刘桥）、烟农21、烟农19（徽神商贸）、淮麦21、新研3-1、烟农19（五铺农场）、烟农19（百善双收公司）、濉麦1309、金地828、大地2018、阜麦9 号、烟农999、徽研22、烟农19（百善鲁王）、烟农19、金禾9123、瑞华518、柳麦618（百善柳丰种业）、徐麦33、柳麦716、烟农19（五沟）、新麦26、济麦44、伟隆168、中麦578、安科1401]：市售；盐酸、硫酸铜、硫酸钾、硫酸、硼酸、氢氧化钠、95%乙醇、碘化钾溶液、氯化钠溶液（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；海砂：赛恩科实验器材（济南）有限公司；甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂、亚甲基蓝指示剂、溴酚蓝溶液（均为分析纯）：天津市北辰区方正试剂厂。

1.2 仪器与设备

快速卤素水分测定仪（GAC2500INTL）：江苏维科特仪器仪表有限公司；自动凯氏定氮仪（K9860）：上海赫冠仪器有限公司；降落数值测定仪（ST006）、实验磨（LM3100）、谷物计数器（AM 520）：铂金埃尔默企业管理有限公司；小麦硬度指数测定仪（ST120C）：无锡锡粮机械制造有限公司；面筋分析仪（GC-4085）：北京东西分析仪器有限公司；粉质仪（HZF-150）：浙江托普云农科技股份有限公司；沉降值测定仪（16120-2）：杰比科技（北京）有限公司；小麦品质分析仪（JLWT150）：北京东孚久恒仪器技术有限公司；面粉麸星检测仪（SCX0）：杭州万深检测科技有限公司；电子式拉伸仪（HJFZD）：北京恒奥德仪器仪表有限公司；自动加液器（ASF-02）：成都赛莱恩科技有限公司；检验筛（JYS-200）：上海嘉定粮油仪器有限公司。

1.3 指标检测方法

小麦粉水分含量参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中第一法直接测定法，使用快速卤素水分测定仪进行测定；小麦粉蛋白质含量参考GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》，采用自动凯氏定氮仪进行测定；小麦面粉降落数值参照GB/T 10361—2008《小麦、黑麦及其面粉，杜伦麦及其粗粒粉降落数值的测定Hagberg-Perten 法》中的方法，通过降落数值测定仪进行测定；小麦硬度参照GB/T 21304—2007《小麦硬度测定硬度指数法》进行测定；参照GB/T 5506.1—2008《小麦和小麦粉面筋含量第1 部分：手洗法测定湿面筋》测定小麦粉湿面筋含量及面筋指数，并采用面筋分析仪测定；小麦粉粉质质量参照GB/T 14614—2019《粮油检验小麦粉面团流变学特性测试粉质仪法》，使用粉质仪进行测定；小麦粉沉降值参照GB/T 21119—2007《小麦沉淀指数测定法Zeleny 试验》中的方法，采用麦粉沉降值测定仪进行测定；小麦粉千粒重参照GB/T 5519—2018《谷物与豆类千粒重的测定》中的方法，采用小麦品质分析和面粉麸星检测仪进行测定；拉伸参数参照GB/T 14615—2019《粮油检验小麦粉面团流变学特性测试拉伸仪法》中的方法，使用拉伸仪进行测定。

1.4 数据处理

小麦品质指标与面团流变学特性指标之间的内部关系以SPSS 软件采用Pearson 相关系数法进行分析，所得结果以|r|为准，|r|＜0.3 表明两者之间线性不相关，0.3≤|r|≤0.5 表明两者之间相关性显著，|r|＞0.5 表明两者之间相关性极显著。

面团稳定时间和形成时间与小麦品质指标之间的关系以SPSS 软件采用多元回归分析方法进行分析，所得结果以方差分析为准，P＜0.05 表明相关性显著，P＜0.01 表明相关性极显著。

2 结果与分析

2.1 小麦样品品质指标和面团流变学特性指标

小麦样品的品质指标和面团流变学特性指标见表1。

表1 小麦样品品质指标与面团流变学特性指标Table 1 Wheat sample quality index and dough rheological characteristic index

由表1 可以看出，小麦样品的品质指标和面团流变学特性指标变幅较大，说明小麦样品具有很好的参考性。其中，面筋指数、形成时间、稳定时间和延伸度的变异系数较大，均在30%以上；千粒重、沉降值、50 mm拉伸阻力和拉伸面积的变异系数在10%～30%；其他的变异系数较小，均在10%以下，为相对稳定性状。面团稳定时间的平均值为8.74 min，达到二等强筋小麦的要求，但湿面筋含量的平均值为29.11%，未达二等强筋小麦湿面筋含量≥32.0%的要求。

2.2 小麦样品面团流变学特性指标与品质指标的相关性分析

样品品质指标（湿面筋含量、硬度指数、降落数值、水分含量、面筋指数、千粒重、蛋白质含量、沉降值）与面团流变学特性指标（拉伸特性：50 mm 拉伸阻力、拉伸面积、最大拉伸阻力、延伸度；粉质特性：形成时间、弱化度、稳定时间、质量指数、吸水率）的相关系数见表2。

表2 小麦品质指标与面团流变学特性指标的相关系数Table 2 Correlation coefficients between wheat quality index and dough rheological characteristic index

由表2 可知，硬度指数与面团吸水率、延伸度、50 mm 拉伸阻力、形成时间和最大拉伸阻力为极显著正相关关系，与弱化度和质量指数相关性不显著，与面团的稳定时间和拉伸面积呈显著正相关。小麦硬度与小麦后期加工品质密切相关，硬度大的小麦品种出粉率高，而且磨粉品质佳，其面团吸水率高，面粉流动性也好[7]。

降落数值是面粉中α-淀粉酶活性的重要指标。降落数值与吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度、50 mm拉伸阻力、最大拉伸阻力、延伸度、拉伸面积呈显著或极显著相关性，其中与弱化度呈极显著负相关，与稳定时间显著相关，与其他指标呈极显著正相关，而与质量指数相关性不显著[8-9]。

水分含量与吸水率、最大拉伸阻力、延伸度和拉伸面积为极显著正相关关系，与稳定时间和弱化度为显著正相关关系，而与形成时间、质量指数和50 mm拉伸阻力未达显著关系。小麦粉稳定时间不同，对馒头品质的评价则不同[10-13]。综上，可以用小麦粉质吸水率、最大拉伸阻力、延伸度和拉伸面积指标对小麦粉馒头的加工品质进行评价，强筋优质小麦中，主要以小麦粉粉质特性的稳定时间来判断小麦粉面包的烘焙品质是否可行。

千粒重除与吸水率、50 mm 拉伸阻力、最大拉伸阻力、延伸度相关性不显著，与粉质特性和拉伸面积均呈极显著相关，其中，与稳定时间、形成时间、质量指数呈极显著负相关，与拉伸面积、弱化度呈极显著正相关。

面筋可判定小麦品质好坏，面筋的质量和含量是评价小麦食品加工品质的主要指标。面筋指数反映面筋质量，由表2 可知，面筋指数除与最大拉伸阻力、延伸度、拉伸面积相关性不显著外，与其他拉伸特性和粉质特性指标均呈极显著或显著相关。湿面筋含量除与弱化度、延伸度和拉伸面积不相关外，与其他指标均显现相关性。面筋指数和湿面筋含量的大小为小麦的种类评定和生产加工用途提供了科学、准确的依据[14-15]。

蛋白质含量是小麦籽粒营养品质性状的主要指标，对小麦面粉加工品质有重要的影响，不仅与加工品质直接相关，又与营养品质有关[16-17]。小麦蛋白质含量与质量指数、吸水率和拉伸特性均呈极显著正相关，与其他指标相关性均不显著。可从质量指数、面团吸水率和拉伸特性3 个方面控制小麦粉蛋白质含量。

蛋白质质量与含量的综合表现是沉降值，与小麦的烘烤品质方面有密切相关性，是小麦品质的一级评价指标[18-19]。早代育种方法中，将沉降值和蛋白质含量作为选择指标。由表2 可知，沉降值与面团拉伸特性指标和粉质特性指标的相关性均达到极显著水平，其中，与50 mm 拉伸阻力呈负相关关系。

2.3 小麦品质指标与面团流变学特性指标的多元回归分析

2.3.1 面团稳定时间与小麦品质指标多元回归分析

选择硬度指数（X硬）、降落数值（X降）、湿面筋含量（X面）、千粒重（Y千）、水分含量（X水）、面筋指数（X筋）、蛋白质含量（X蛋）、沉降值（X沉）为自变量，因变量为面团稳定时间（Y稳），进行多元回归分析，结果见表3～表5。

表3 回归统计Table 3 Regression statistics

由表3 和表4 可知，判定系数为0.231 7，多元回归系数为0.725 6，F 值为0.753 9，显著性系数为2.38×10-42，小于0.01，达极显著水平。

表4 多元回归方差分析Table 4 Multiple regression variance analysis

由表5 可知，P 值小于0.05 的指标有面筋指数和蛋白质含量，达显著水平，P 值小于0.01 的指标有降落数值、湿面筋含量和沉降值，达极显著水平，而其他品质指标均大于0.05，没有达到显著水平。将偏相关性不显著的自变量剔除，对剩余的自变量再次进行回归分析，结果见表6～表8。

表5 多元回归系数显著性检验Table 5 Significance tests for multiple regression coefficients

表6 回归统计Table 6 Regression statistics

由表6 和表7 可知，多元回归系数为0.4543，判定系数为0.206 4，F 值为1.196 2，显著性系数为2.61×10-48。由表8 可知，稳定时间与蛋白质含量和面筋指数线性相关性显著，与湿面筋含量、沉降值和降落数值线性相关性极显著，并得多元回归方程为Y稳=-39.687 2-0.0088X面＋0.9787X沉-0.0454X降-0.0025X筋-0.1531X蛋。

表7 多元回归方差分析Table 7 Multiple regression variance analysis

表8 多元回归系数的显著性检验Table 8 Significance tests for multiple regression coefficients

综上可得，面团稳定时间与湿面筋含量、沉降值、降落数值呈极显著相关，可作为小麦的一级评价指标。而面团稳定时间是评价面制品（如馒头和面包）质量极重要的指标。因此，可以用小麦粉沉降值和面团稳定时间对小麦粉的馒头加工品质进行评价[20-23]。

2.3.2 面团最大拉伸阻力与小麦品质指标的多元回归分析

选择水分含量（X水）、硬度指数（X硬）、降落数值（X降）、湿面筋含量（X面）、千粒重（Y千）、面筋指数（X筋）、蛋白质含量（X蛋）、沉降值（X沉）为自变量，面团最大拉伸阻力（Y阻）为因变量，进行多元回归分析，结果见表9～表11。

表9 回归统计Table 9 Regression statistics

由表9 和表10 可知，多元回归系数为0.613 1，判定系数为0.375 9，F 值为1.506 0，显著性系数为3.48×10-42，小于0.01，达极显著水平。

表10 多元回归方差分析Table 10 Multiple regression variance analysis

由表11 可知，面筋指数和蛋白质含量的P 值小于0.01，达极显著水平，而其他品质指标均大于0.05，未达显著水平。说明水分含量、硬度指数、降落数值、湿面筋含量、千粒重、沉降值的偏相关性不显著。将偏相关性不显著的自变量剔除，对其他自变量再次进行回归分析，得表12～表14。

表11 多元回归系数的显著性检验Table 11 Significance tests for multiple regression coefficients

表12 回归统计Table 12 Regression statistics

由表12、表13 可知，多元回归系数为0.377 0，判定系数为0.142 1，F 值为2.153 6，显著性系数为3.17×10-45，为极显著水平。由表14 可知，面团最大拉伸阻力与面筋指数线性相关性极显著，与蛋白质含量相关性显著，所得回归方程为Y阻=1426.8414+0.5897X筋-36.4226X蛋。

表13 多元回归方差分析Table 13 Multiple regression variance analysis

表14 多元回归系数的显著性检验Table 14 Significance tests for multiple regression coefficients

3 结论

本研究分别以稳定时间（Y稳）、最大拉伸阻力（Y阻）为因变量，以水分含量（X水）、硬度指数（X硬）、降落数值（X降）、湿面筋含量（X面）、千粒重（Y千）、面筋指数（X筋）、蛋白质含量（X蛋）、沉降值（X沉）为自变量，进行多元回归分析，得出了多元回归方程：Y稳=-39.6872-0.0088X面+0.9787X沉-0.0454X降-0.0025X筋-0.153 1X蛋、Y阻=1 426.841 4+0.589 7X筋-36.422 6X蛋。各因素内部的关系如下：硬度指数除与弱化度和质量指数相关性不显著外，与其他因素均有显著或极显著相关性；降落数值和水分含量均与质量指数相关性不显著，降落数值与弱化度呈负相关；千粒重与稳定时间、形成时间、质量指数呈显著负相关；面筋指数除与延伸度、拉伸面积和弱化度相关性不显著外，与其他指标均显现相关性；湿面筋含量除与延伸度和拉伸面积相关性不显著外，与其他指标均显现相关性；蛋白质含量与面团吸水率、质量指数和拉伸特性呈极显著正相关，与其他指标相关性均不显著；沉降值与面团拉伸特性和粉质特性各指标的偏相关性全部达到极显著水平，但与拉伸特性中的50 mm 拉伸阻力呈负相关。

本研究结果表明，稳定时间可反映小麦粉的耐搅拌特性，即显示出该品种小麦粉的筋度值，普通强筋小麦粉更适用于生产具有筋力的面条、面包等产品。面筋值高的小麦加工出的烘焙食品感官品质更佳。而对于不同种植地的同一类型小麦，面筋值相差不大，但水分含量、降落数值、稳定时间等各方面均存在显著差异，也是衡量小麦品质的重要指标。评价面包烘焙品质的最适宜指标是粉质稳定时间，因此，可以用稳定时间对面包进行质量评价。

综上所述，同一小麦样品的粉质特性、面筋指数指标间存在相关性，而即使同一类型的小麦在粉质特性、流变学特性等方面也存在显著差异，在进行食品生产和加工时，应妥善选择。利用沉降值指标和蛋白质含量间接反映小麦的流变学特性，此方法为小麦改良品种提供依据。粉质仪、面筋仪等流变学特性检测仪器的综合应用也将为制粉、烘焙、加工等行业提供科学指导和依据。