不同黑小麦品种面粉及馒头品质分析

郝紫瑞，贾玉库，葛子菲，毕新铜，张 剑，谢迎新，王晨阳，马冬云

（1.河南农业大学农学院∕国家小麦技术创新中心，河南 郑州 450046；2.河南农业大学河南省小麦技术创新中心，河南 郑州 450046；3.河南农业大学食品科学技术学院，河南 郑州 450046）

小麦是我国主要粮食作物，2022 年全国小麦产量1.38×108t。其中40%左右的面粉用于制作馒头等食品[1]。馒头是我国北方人的传统主食。随着人民生活水平的提高及市场经济的进一步完善，馒头加工的商业化程度日益提高，人们对馒头的品质要求也越来越高，不仅要求好看好吃，更要求营养健康。

黑小麦是指含有天然黑色素，籽粒颜色呈蓝色、紫色、深褐色或接近于黑色的小麦，具有独特的营养和保健功能，被称为营养麦[2]。黑小麦籽粒中含有丰富的天然色素，色素含量通常比普通小麦高3～5倍[3]。普通小麦的蛋白质含量一般在15%以下，而黑小麦的蛋白质含量高达17%以上[4]。更为重要的是，黑小麦中的蛋白质质量优良、氨基酸种类齐全，且氨基酸总量和必需氨基酸含量均比普通小麦高[5]。黑小麦富含不饱和脂肪酸[6-7]、膳食纤维[8]，以及锌、硒等微量元素[9]。对黑小麦面粉加工品质的研究表明，黑小麦含面筋蛋白，营养价值高，在蒸煮食品加工方面具有很大潜能[10]。

由于小麦籽粒中的营养成分分布不均匀，很多营养物质存在于种皮、糊粉层及胚芽中，在将小麦皮层和胚芽去除的制粉过程中将会造成营养组分的流失[11]。郭赛琴等[12]认为剥皮处理可提高黑小麦全粉的营养品质，但相对降低其加工品质。王晓曦等[13]对不同出粉率的小麦粉进行粉质特性和营养组分测定，表明微量营养元素和粉质特性在面粉出粉率80%左右达到最佳状态，但是灰分含量偏高。有关黑小麦营养价值报道较多，而关于黑小麦制粉后加工品质的研究鲜见报道。为此，开展不同研磨方式下不同黑小麦品种面粉及馒头品质分析，旨在为黑小麦的利用提供参考。

1 材料和方法

1.1 主要试验材料

供试黑宝石1 号（HBS1）、冀紫439（JZ439）、山东紫麦1号（SDZM1）黑小麦分别由黑龙江农业科学院、河北省农林科学院、山东农业大学选育。对照品种为白粒小麦品种豫麦49-198（YM49-198）。

1.2 试验方法

1.2.1 黑小麦的3 种研磨方式 全粉：将小麦籽粒用旋风磨直接研磨成粉；麦仁粉：将小麦籽粒用脱皮机脱皮（总质量的5%），将得到的麦仁用旋风磨磨粉；精粉：将小麦籽粒润麦后，用德国Brabender公司Junior 磨粉机磨粉（图1）。为保证所用面粉粒度水平相同，所用研磨后的面粉统一过0.2 mm筛。

图1 不同小麦品种籽粒及面粉Fig.1 Grain and flour of different wheat varieties

1.2.2 蛋白质含量及沉降值的测定 面粉蛋白质含量用Kjeltec2300 分析仪（Kjelttec2300，瑞典福斯）测定。SDS 沉降值根据AACC 56-70 中的方法测定。

1.2.3 馒头的制作方法 馒头的制作参考文献[14-15]的方法，200 g 面粉（水分为14%）中，添加4%干酵母，按粉质仪吸水率80%加水，在针式搅拌器中以90 r∕min 的速度将面团和至最佳状态。将所得面团发酵1 h（38 ℃，85%相对湿度），然后压片、分割、成型、醒发（38 ℃、85%相对湿度），醒发结束后把蒸屉放在电磁炉上已沸的蒸锅中蒸20 min。关火3 min后揭盖，迅速转入筐内冷却。

1.2.4 面粉和馒头L*值、a*值和b*值测定 采用Minolta CR-400 色差仪进行面粉和馒头色泽测定。L*值称为明度指数，L*=0，表示黑色；L*=100，表示白色。a*表示红-绿方向，b*表示黄-蓝方向。在测定过程中，将MinoltaCR-400 色差仪校准后选取面粉和馒头的3个不同位置进行测定。

1.2.5 馒头质地测定 馒头冷却后，将馒头放在切片机上切成12.5 mm 的薄片。采用TPA 测定馒头的硬度、黏附性、弹性、黏结性、黏合性、咀嚼性和回复性。采用P35柱型压头，测试参数设置：测试前速度为2.0 mm∕s，测试速度为1.0 mm∕s，测试后速度为2.0 mm∕s；测试距离为95%样品厚度；感应力Auto-5 g，压缩率为40%。

1.2.6 馒头感官及品尝评分项目指标测定 出锅l h 后称质量，测定馒头高度及体积[16-17]。馒头的评分标准采用GB∕T 17320-1998 中的方法，满分100。其中比容15分、高度5分、表皮色泽10分（主要以光亮度为主）、表面结构10 分、外观形状10 分、纹理结构15分、弹性10 分、韧性10 分、黏性10 分、气味5分。馒头体积用油菜籽取代法测定。

1.3 数据分析

利用统计软件SPSS 22 对试验数据进行分析，采用Duncan’s 多重比较法对数据进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同研磨方式下不同品种黑小麦粉蛋白质含量及沉降值分析

不同研磨方式下小麦粉蛋白质含量表现为麦仁粉＞全粉＞精粉，而沉降值则表现为精粉＞麦仁粉＞全粉（图2）。可见，麦仁粉中尽管蛋白质含量最高，但蛋白质质量却以靠近麦心部分的精粉较好。从图2可看出，冀紫439和山东紫麦1号蛋白质含量较高，达14.25%～16.50%；但普通白粒小麦豫麦49-198 蛋白质含量高于黑小麦品种黑宝石1 号。同时，冀紫439 的沉降值和蛋白质含量均高于其他3个小麦品种。

图2 不同研磨方式下不同品种黑小麦粉蛋白质含量及沉降值Fig.2 Protein content and sedimentation value of different varieties of black wheat flour under different milling methods

2.2 不同研磨方式下不同品种黑小麦粉及馒头表皮色泽分析

从表1 可以看出，不同研磨方式下不同品种黑小麦粉和馒头表皮的平均亮度L*值均表现为精粉＞麦仁粉＞全粉，其中全粉L*值较精粉平均下降9.20%，而全粉制作馒头表皮L*值较精粉制作馒头下降39.11%。对于不同的小麦品种，白小麦品种面粉的亮度（精粉、麦仁粉和全粉的亮度分别为94.16、90.94 和87.29）高于相应的黑小麦品种面粉。同时发现，黑宝石1 号的精粉表现出较高的L*值（91.99），而在麦仁粉和全粉中其L*值较低。冀紫439 全粉及麦仁粉L*值高于其他黑小麦品种，且差异达到显著水平。

表1 不同研磨方式下不同品种黑小麦粉及馒头表皮色泽分析Tab.1 Color of different varieties of black wheat flour and steamed bread under different milling methods

面粉和馒头的a*值与亮度L*值变化趋势相反，表现为精粉＜麦仁粉＜全粉。精粉、麦仁粉和全粉的a*值平均值分别为-0.22、1.46和1.84，相应馒头表皮a*值分别为0.63、7.99 和9.62，表明所有样本颜色向绿色方向偏移。对于不同的小麦品种，豫麦49-198的a*值最低（精粉除外），而冀紫439和山东紫麦1号a*值较高。同时可以看出，蒸煮后馒头表皮的a*值较面粉显著向绿方向偏移，3种研磨方式下分别较面粉a*值平均增加0.85、6.53和7.78。

b*值提供黄蓝色空间的变化。在精粉、麦仁粉和全粉3 种研磨方式下，所有品种面粉的b*值平均为11.45、9.00 和9.16。蒸煮后馒头表皮b*值增加，3种研磨方式下，分别增加5.71、12.00 和8.74。馒头表皮b*值以黑宝石1 号最低，分别为15.66、15.11 和10.68。

2.3 不同研磨方式下不同品种黑小麦粉制作馒头质构特性分析

从表2中看出，在不同研磨方式下馒头的硬度、黏合性、咀嚼性表现为全粉＞麦仁粉＞精粉，馒头的黏附性则表现为精粉＞麦仁粉＞全粉，而馒头的弹性相差不大，结果表明，馒头的硬度、黏合性、咀嚼性随面粉出粉率的增加而增加，而馒头的黏附性与面粉出粉率呈负相关。黑小麦中冀紫439的馒头硬度比平均硬度高；不同黑小麦品种中山东紫麦1 号的弹性值最高，其中精粉、麦仁粉和全粉制作馒头的弹性分别为0.87、0.89 和0.86；而黑宝石1 号的咀嚼性值最低，分别为8.09、12.87和15.06。

表2 不同研磨方式下不同品种黑小麦粉制作馒头质构分析Tab.2 Texture analysis of steamed bread made by different varieties of black wheat flour under different milling methods

2.4 不同研磨方式下不同品种黑小麦粉制作馒头感官评价

从表3 可以看出，不同研磨方式下馒头的感官评价表现为精粉＞麦仁粉＞全粉，这表明面粉的研磨精度越大，馒头的品质越好，面粉出粉率越大，馒头品质越差。从表3还可以看出，不同研磨方式下，山东紫麦1 号比容值和高度值均大于其他品种（精粉中与白粒小麦相当）。不同黑小麦品种中黑宝石1号的感官评价总分最高，其中精粉、麦仁粉和全粉制作馒头的感官总评分分别为86.60、81.80 和76.80，分别较平均值高2.91%、5.82%和5.67%。黑小麦营养成分主要分布在种皮和糊粉层，从营养角度考虑，麦仁粉要比精粉营养价值高；从馒头感官评价可以看出，黑小麦精粉馒头和麦仁粉馒头在总分评价中差异不大。表明在营养价值损失较少的条件下，麦仁粉馒头的品质较好。

表3 不同研磨方式下不同品种黑小麦馒头感官评价Tab.3 Sensory evaluation of different varieties of black wheat steamed bread under different milling methods

2.5 面粉品质与馒头品质指标的相关性分析

由表4 可知，面粉亮度L*值和馒头感官评价中表面色泽呈显著正相关（r=0.690，P＜0.013），表明面粉亮度L*值的增加有利于提高馒头的表面色泽。而面粉a*值则和表面色泽、韧性呈显著负相关，同时面粉品质中蛋白质含量和馒头外观形状呈显著负相关。面粉b*值和韧性呈显著正相关。

表4 不同品种黑小麦粉品质与馒头感官评分的相关分析Tab.4 Correlation analysis between the quality of different varieties of black wheat flour and the sensory evaluation of steamed bread

由表5 可知，馒头硬度与除了馒头比容和高度以外的其他感官评价指标均呈显著负相关，其中与表面色泽、韧性、黏性的相关系数分别为-0.854、-0.821 和-0.725，这也表明硬度较高不利于馒头质地的感官评价。黏附性与表面色泽（r=0.650）、表面结构（r=0.590）、结构（r=0.634）呈显著正相关。黏合性与表面色泽（r=-0.747）、韧性（r=-0.773）呈极显著负相关，与表面结构（r=-0.579）呈显著负相关。

表5 馒头质构与馒头感官评分的相关分析Tab.5 Correlation analysis between texture structure and sensory evaluation of steamed bread

3 结论与讨论

黑小麦籽粒具有较高的蛋白质、微量元素含量及抗氧化活性，具有更高的营养价值[18-19]。因此，利用黑小麦品种改善馒头的营养和食用品质对于满足人民逐渐增加的营养健康要求具有重要作用。馒头色泽是其感官评价的一个关键指标，本研究表明，随着麸皮保留程度的增加，面粉中L*值呈下降趋势，而a*值呈增加趋势。这主要由于麸皮富含灰分和抗氧化物质[20]，同时籽粒中蛋白质含量也与面粉亮度有关[21]。在蒸煮后馒头表皮的色泽亮度下降，而a*值和b*值较相应面粉中升高，这与赵吉顺等[22]的研究结果相似。蒸煮后馒头表皮亮度下降可能与馒头在蒸熟过程中蛋白质、淀粉以及一些与面粉色泽有关酶活性的变化有关。尽管研磨精度越高，面粉及馒头色泽亮度越高，但糊粉层是小麦籽粒中营养价值较高的部分，随着糊粉层的去除程度加大，营养元素的损失程度加大[12]。尤其对于黑小麦而言，富含抗氧化物质的色素主要集中在种皮部分，因此，最大程度保留这部分与保留籽粒的抗氧化能力紧密相关[23]。前期小麦品质生理课题组研究也表明，面粉中的抗氧化活性显著低于全粉[24]。从营养学角度说，全麦粉或最大程度保留糊粉层的剥皮制粉最佳。不同黑小麦面粉颜色存在差异，这可能与不同黑小麦种皮中色素含量及组分差异有关[25]。本研究中，冀紫439 全粉L*值显著高于其他黑小麦品种，而黑宝石1 号精粉的L*值则高于其他黑小麦品种，这可能是由于黑宝石1 号种皮色素含量高于冀紫439，因此，研磨制粉中剥取种皮后的面粉L*值较高。随着人们对食品营养价值的重视和对黑色食品的逐渐接受，黑小麦馒头的外观色泽已不是影响馒头品质的关键因素。

全粉馒头的硬度、黏合性和咀嚼性均高于精粉制作的馒头，这可能是由于全粉中蛋白质含量较高。张剑等[26]研究表明，蛋白质含量对馒头的加工品质有显著影响。SUN 等[27]研究表明，剥皮制粉的效果因小麦品种而异。山东紫麦1 号和黑宝石1 号脱皮麦仁粉制作的馒头评分均较相应全粉制作的馒头评分高，而冀紫439 的麦仁粉和全粉制作馒头的评分相当，同时黑宝石1 号制作馒头的各项质构指标表现出最低值，这可能主要与其蛋白质含量较低有关。冀紫439制作的馒头感官总评分较低主要由于其外观形状和内部结构得分较低，这可能与其蛋白质含量较高有关。提高馒头品质须协调好馒头体积与外观、结构、弹韧性之间的矛盾；高蛋白质含量有利于馒头体积的增加，但对馒头外观、结构的影响不明显[27]。馒头总评分随着皮层剥刮程度下降呈下降趋势，但山东紫麦1号和黑宝石1 号的麦仁粉馒头与精粉馒头感官评分差异并不显著，表明这2 个品种比较适宜制作馒头。本研究表明，在不降低食品感官质量的前提下，采用浅剥皮层的制粉方式既可以保留营养成分，同时对馒头感官品质影响较小。