不同燕麦品种用于加工燕麦片的适宜性评价

顾军强 钟 葵 王 立 佟立涛 刘丽娅 周闲容 周素梅

(农业部农产品加工综合性重点实验室 中国农业科学院农产品加工研究所1，北京 100193)

(江南大学食品学院2，无锡 214036)

不同燕麦品种用于加工燕麦片的适宜性评价

顾军强1,2钟 葵1王 立2佟立涛1刘丽娅1周闲容1周素梅1

(农业部农产品加工综合性重点实验室 中国农业科学院农产品加工研究所1，北京 100193)

(江南大学食品学院2，无锡 214036)

为研究不同燕麦品种加工燕麦片的适宜性，以2012年国内燕麦主产区31个燕麦品种为研究对象，通过相关性分析、逐步回归分析、快速聚类分析等建立感官评价方法、筛选燕麦片评价指标并建立评价标准、筛选适宜加工燕麦片的品种。结果表明燕麦片感官评价新权重为形状大小20分、色泽15分、燕麦片口感35分、汤汁口感30分。加工适宜性评价标准为燕麦白度43～50、峰值黏度50～90 cm·g、总酚150～250 mg/100 g、β-葡聚糖4.50%～6.00%，燕麦片汤汁相对黏度2.00～4.00、容重300～350 g/L。根据聚类结果和适宜性评价标准，筛选出适宜加工燕麦片的品种为山西右玉的坝莜3号、晋燕8号，甘肃定莜2号，新疆白燕2号。

燕麦片 品种 感官评价 评价标准 适宜性

燕麦属禾本科亚科燕麦属，分为裸燕麦和皮燕麦2类。我国以裸燕麦为主，产量约占燕麦总产量95%[1]，主要分布在内蒙古、山西、河北、吉林、陕西、甘肃等地。燕麦营养价值高，富含β-葡聚糖、蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质以及植物营养素等物质，具有增强免疫力、降低血液中低密度胆固醇、降血糖、抗疲劳等功能，是备受人们喜爱的一类谷物食品[2-4]。国外燕麦初、深加工品种和类型较多，主要有早餐食品、婴儿食品、饮料、燕麦焙烤产品等，我国燕麦产业发展还处于初级阶段，主要以燕麦粉、燕麦片为主[5]。

我国裸燕麦品种资源丰富，但由于我国燕麦种植区域广、品种多样化，基因、气候环境条件各异，燕麦品质可能存在较大差异性[6]。适宜的燕麦品种是生产优质燕麦片的物质基础。目前燕麦品种品质评价多局限于原料本身的农艺性状、产量性状和营养成分等方面[7-9]，缺乏对于原料与产品品质间关系和加工专用品种的研究。袁建等[10]研究表明小麦粉品质显著地影响制成品馒头的质量，确定了评价馒头加工适宜性的小麦粉主要品质指标。李菡等[11]研究小麦加工品质性状对馒头质量的适宜性评价，筛选出山东省适宜高质量馒头制作的小麦品种。燕麦片是燕麦的主要加工制品，国内外鲜见燕麦片食用和营养品质综合评价的权威标准或方法等相关研究报道。因此建立燕麦片整体品质的评价和筛选适宜加工燕麦片的燕麦品种，对于燕麦品种的选育和燕麦片产业的发展有积极意义。

本试验以来自全国各燕麦主产区的31个燕麦品种为对象，进行了31种燕麦片制作和感官评价，并优化初步感官评价方法，以期建立起一种方便、可行的燕麦片品质评价体系或方法；在对燕麦基本品质指标和燕麦片物理性质指标进行测定的基础上，通过相关性分析，逐步回归分析筛选对燕麦片感官品质影响较大的重要指标。通过快速聚类法，将不同品种的燕麦片品质分成3类，筛选出适宜加工燕麦片的燕麦品种。

1 材料与方法

1.1 试验材料

从全国10个燕麦主产区收集2012年的31个裸燕麦品种，磨粉过100目筛，待用。

1.2 燕麦籽粒品质指标测定

表1 试验所用燕麦产地和品种

1.3 燕麦片加工工艺

裸燕麦→去杂筛选→水洗除尘→灭酶→烘至水分15%→压片→烘至水分10%以下→冷却→包装

1.4 燕麦片物理指标测定

1.4.1 燕麦片容重

将燕麦片样品倒入120 mL量筒，用平板刮去量筒表面多余的燕麦片，使量筒口的燕麦片与玻璃杯口相平，称量玻璃杯内燕麦片的质量，结果以g/L表示。每个样品重复测定5次[14]。

1.4.2 燕麦片高温吸水率

准确称量30.0 g 燕麦片(W1)，放入300 mL已知质量的离心杯中(W2)，加入200 g沸腾的蒸馏水，搅匀，25 ℃下静置10 min，以转速3 000 r/min离心15 min，收集上清液备用，称量离心杯质量(W3)。计算燕麦片高温下的吸水率，每个样品重复3次。高温吸水率=(W3-W2)/W1×100%。

1.4.3 燕麦片汤汁黏度

收集测定燕麦片高温吸水率时的上清液，过200目筛网滤除去上层悬浮物，立即在25 ℃下取5 mL滤液于乌式黏度计中，测量蒸馏水及样品滤液的流动时间(t0，t)。计算样品的相对黏度，每个样品重复测定3次。相对黏度=t/t0。

1.4.4 汤汁可溶性固形物含量测定

收集测定燕麦片高温吸水率时的上清液，参考SB/T 10009—1992，采用烘箱干燥法测定上清液中可溶性固形物含量。

1.4.5 燕麦片吸水膨胀率的测定

准确称量20.0 g燕麦片，放入250 mL量筒，加入沸腾的蒸馏水200 mL，10 min后记录燕麦片吸水膨胀后的体积，每个样品重复测定3次。燕麦片吸水膨胀率=燕麦片吸水膨胀后体积/20 g燕麦片的体积×100%。

1.5 燕麦片感官品质评价

燕麦片感官评价参照面条、米饭、馒头等常见食品感官评价方法并结合燕麦片食用品质加以修改，分为冲泡前燕麦片色泽、形状大小，冲泡后燕麦片香气、燕麦片口感、汤汁口感、汤汁色泽2部分，共计100分，具体分值见表2。挑选经训练的研究生共计8人组成评价小组，每6种燕麦片1组，安排1～2个重复，防止组间偏差出现。

冲泡样品准备：准确称取30.0 g燕麦片于250 mL烧杯中，加200 g沸腾热水冲泡，用小勺搅匀，沸水浴中静置10 min，让燕麦片充分糊化。

表2 冲泡前后燕麦片感官评价方法

1.6 统计分析

采用Microsoft Excel进行数据整理，SPSS软件进行相关性分析、方差分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 燕麦籽粒基本品质指标统计分析

由表3可知，燕麦品种品质指标存在不同程度的变异。白度、总淀粉和灰分的变异系数较小，分别为4.57%、6.50%和10.26%，蛋白质、粗脂肪、β-葡聚糖、直链淀粉变异系数较大，均在15%以上。糊化特性指标中，糊化温度变异系数较小，仅2.56%，峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、崩解值及回生值变异系数均在15%以上，其中崩解值差异最大，变异系数达65.77%。研究结果与路威[6]、王燕等[15]一致，说明不同地区、不同品种对燕麦品质影响较大。

表3 燕麦品种品质统计结果分析

2.2 燕麦片物理指标统计分析

表4为燕麦片物理指标统计结果，燕麦片汤汁相对黏度变异系数最大(28.13%)，可溶性固形物变异系数较大(14.73%)，其他指标变异系数较小(<10%)，与路长喜等[15]研究结果一致。高温吸水率变异系数仅5.19%，受品种差异影响较小，这可能是因为食品的吸水率主要受大分子物质的影响，燕麦中主要大分子成分为淀粉，而燕麦淀粉的变异系数较小(表3)，这可能是造成不同品种燕麦片高温吸水率差异较小的原因[16]。

表4 燕麦片物理指标统计结果分析

2.3 燕麦片感官评价统计结果及评价方法的优化

表5为燕麦片感官评价结果，感官评价各项指标中色泽和汤汁口感变异系数较高，分别为20.19%和20.16%，燕麦片口感、香气变异系数较小，分别为12.67%和12.68%。色泽、汤汁口感对总分影响较大，这可能是因为色泽和汤汁口感等品质的差异更容易区分所造成。

表5 燕麦片感官评价结果统计分析

对燕麦片感官评价各指标及燕麦片总得分进行相关性分析(表6)。除香气外的其他5项指标均与总分呈极显著正相关(P<0.01)，相关系数在0.48～0.83之间。色泽与汤汁色泽呈现极显著正相关(P<0.01)，说明燕麦片色泽与汤汁色泽得分趋于一致。香气与其他指标均没有显著相关性，可能是由于燕麦籽粒蒸煮后产生香味物质较少，风味较为平淡，差异不易分辨。燕麦片口感与汤汁口感、总分呈极显著正相关(P<0.01)，相关系数为0.70和0.83，这可能是受评价者主观因素的影响，对口感黏滑的燕麦片赋予较高分数的原因。

表6 燕麦片感官评价各指标间的相关性分析

注：* 和**分别表示在0.05 和0.01 水平上显著。

燕麦片感官评价各指标与总分间存在大量的极显著相关关系，可以用部分指标代替全部指标，达到简化评价标准的目的。用逐步回归的方法对燕麦片总分和各项指标构建回归方程，共得到6个模型。

模型1：总分=21.00+2.83×燕麦片口感(R2=0.675)

模型2：总分=14.84+2.10×燕麦片口感+2.65×色泽(R2=0.889)

模型3：总分=16.43+1.29×燕麦片口感+2.59×色泽+0.76×汤汁口感(R2=0.952)

模型4：总分=8.48+1.17×燕麦片口感+1.53×色泽+1.00×汤汁口感+0.95×形状(R2=0.975)

模型5：总分=2.24+1.19×燕麦片口感+1.40×色泽+0.96×汤汁口感+1.02×形状+0.88×香气(R2=0.989)

模型6：总分=1.00×燕麦片口感+1.00×色泽+1.00×汤汁口感+1.00×形状+1.00×香气+1.00×汤汁色泽(R2=1.000)

模型1到模型3，决定系数从0.675达到0.952，说明燕麦片口感、色泽、汤汁口感可以很好表达出燕麦粥的总得分，且3个指标均对燕麦粥总分影响较大。形状、大小是感官评价时人对燕麦片的第一感受，其差异容易被评价者分辨，且其与总分呈极显著的正相关，进入模型4方程，决定系数达到0.975。香气和汤汁色泽进入方程对模型的决定系数贡献不大，气味与总分也无显著相关性，汤汁色泽与燕麦片色泽得分趋于一致，所以剔除香气与汤汁色泽2个指标。

根据模型4，最终确定筛选出燕麦粥感官评价指标为：燕麦片口感、色泽、汤汁口感、形状，系数比为117∶153∶100∶95，初始燕麦片品质评价方法中，各指标权重比值为25∶10∶25∶10。因此，筛选出各项指标的新权重，可以按照公式：新权重i=(回归系数i×初始权重i)/∑(回归系数i×初始权重i)，其中初始权重i= 初始满分i/总分。新权重乘以总分(100)即为各指标的新满分值(表7)。

表7 燕麦片感官评价指标权重

2.4 燕麦及燕麦片重要品质指标的筛选

表8为燕麦片感官评价各指标与燕麦、燕麦片品质间相关性分析结果。燕麦白度与除香气、汤汁口感外其他各项感官指标均呈极显著正相关(P<0.01)，且与总分相关系数较高(0.70)，因此白度是影响燕麦片感官得分的一个重要指标。总酚与色泽、总分呈显著负相关(P<0.05)，因此对燕麦色泽、燕麦片总得分具有一定的负效应。糊化温度和黏度参数均与燕麦片形状、口感及总分呈显著相关性(P<0.05)，糊化温度越低，黏度参数越大，燕麦片口感越好，总得分越高。燕麦片物理指标中，除可溶性固形物以外，均与汤汁口感呈显著性相关(P<0.05)，燕麦片容重、吸水膨胀率对汤汁口感起显著负效应，高温吸水率、汤汁相对黏度对其起极显著正效应。

表8 燕麦片感官评价各指标与燕麦、燕麦片指标间的相关性分析

注：* 和**分别表示在0.05 和0.01 水平上显著。

根据相关性分析结果，筛选对燕麦片品质影响较大的重要指标，将表9中各燕麦品质指标、燕麦片物理指标与燕麦粥感官评价各指标的相关系数的绝对值求和，定义为∑，并根据∑进行排名，如表9所示。按照∑大于1.500对20个指标进行筛选，筛选出白度、峰值黏度、糊化温度、最终黏度、低谷黏度、回生值、总酚、崩解值、燕麦片容重、吸水膨胀率、汤汁相对黏度、高温吸水率等12个指标。

表9 燕麦和燕麦片品质指标相关系数绝对值求和排名

用回归分析的方法对影响燕麦片品质较大的燕麦品质指标及燕麦片物理指标进行筛选。以感官评价中总分、汤汁口感、燕麦片口感、形状、燕麦片色泽、香气、汤汁色泽7项指标得分为因变量，建立逐步回归方程，为每个燕麦片感官指标筛选1个模型。

总分=-18.45+2.13×白度+3.64×汤汁相对黏度+0.20×峰值黏度-0.07×容重(R2=0.784)

汤汁口感=24.29-0.06×容重+2.49×汤汁相对黏度+0.12×低谷黏度(R2=0.618)

燕麦片口感=-10.62+0.48×白度+1.30×汤汁相对黏度+0.07×峰值黏度(R2=0.591)

形状、大小=-12.64+0.53×白度+0.03×总酚(R2=0.508)

燕麦片色泽=-16.86+0.56×白度(R2=0.581)

香气=12.09-2.24×吸水膨胀率(R2=0.143)

汤汁色泽=6.89+0.07×峰值黏度-0.17×低谷黏度(R2=0.448)

由获得的各燕麦片感官指标回归方程可知，对燕麦片品质有较大影响的指标为白度、汤汁相对黏度、峰值黏度、容重、低谷黏度、总酚、吸水膨胀率等。对比2种方法筛选的燕麦品质指标及燕麦片物理指标，发现2组指标基本一致，说明了筛选出的指标有较强的可靠性。因此，将2种方法同时筛选出的指标作为初步用于评价燕麦片加工适宜性的重要指标，包括白度、汤汁相对黏度、峰值黏度、容重、低谷黏度、总酚、吸水膨胀率等7项指标。峰值黏度与低谷黏度均为燕麦粉糊化特性指标，其相互间相关性达到极显著水平(P<0.01)，且相关系数较高(0.87)，峰值黏度∑较大且同时进入了总分、燕麦片口感、汤汁色泽等3个指标的回归方程，对燕麦粥品质影响较为显著，容重与吸水膨胀率相关性达到极显著水平(P<0.01)，且吸水膨胀率仅进入香气的回归方程，所以将低谷黏度、吸水膨胀率剔除。燕麦中蛋白质、β-葡聚糖等指标为降脂因子营养指标，须对营养因子进行考虑，总酚与蛋白质呈显著性正相关，所以将β-葡聚糖纳入考虑对象。从而最终确定白度、峰值黏度、汤汁相对黏度、容重、总酚、β-葡聚糖等6项指标为评价燕麦片加工适宜性的重要指标。

2.5 燕麦片加工适宜性评价

根据燕麦片感官评价新方法中色泽、形状大小、汤汁口感和燕麦片口感得分，采用快速聚类法，将不同品种燕麦片品质分成3类，如表10。3类燕麦片总得分界限明显，分别为77.3～90.0、68.8～78.1、54.1～72.6。虽然各指标得分在3类中均有一定交叉，但第一类与第三类平均值在色泽、汤汁口感、燕麦片口感和总分都有显著性差异。

表10 燕麦片品质聚类结果

注：任意组间比较，无相同大写字母表示差异显著(P<0.05)，无字母或有相同大写字母表示差异不显著。

根据快速聚类分析结果将燕麦片等级分成适宜、基本适宜、不适宜3类(表11)。其中适宜加工燕麦片品种共6个，基本适宜的15个，不适宜的10个，适宜加工燕麦片的燕麦品种有山西右玉的坝莜3号、晋燕8号，内蒙古内燕5号，甘肃定莜1号、定莜2号，新疆白燕2号。

表11 不同品种燕麦片品质等级划分

由表12可知，不同等级燕麦片及其燕麦重要指标中，优良与中等品种所有指标均无显著性差异(P<0.05)，但优良品种与品质差品种在白度、峰值黏度、容重等均值间呈现显著性差异。品质越差，白度、峰值黏度、汤汁相对黏度值越低，容重值越高。品质较差品种总酚与β-葡聚糖均值含量最高，这可能是因为燕麦籽粒营养成分(蛋白质、脂肪、膳食纤维等)对燕麦制品食用品质有负面影响，如蛋白质含量高可能导致燕麦汤汁色泽变暗[15]。

表12 不同等级燕麦片及其燕麦籽粒重要指标性状

注：任意组间比较，无相同大写字母表示差异显著(P<0.05)，无字母或有相同大写字母表示差异不显著。

参考小麦馒头加工适宜性评价标准，以“均值±标准差”为基础，并兼顾燕麦籽粒营养品质，确定各项重要指标要求的临界值。建立燕麦片加工适宜性评价标准，如表13所示，适宜燕麦片加工的燕麦品种具有白度较大，峰值黏度、汤汁相对黏度较高，容重较小，并且含有较高的营养成分等特点。因此最终筛选出适宜加工燕麦片的燕麦品种为山西右玉的坝莜3号、晋燕8号，甘肃定莜2号，新疆白燕2号。

表13 燕麦片加工适宜性评价标准

3 结论

3.1 通过逐步回归分析的方法优化评价指标，得到回归方程：总分=8.48+1.17×燕麦片口感+1.53×色泽+1.00×汤汁口感+0.95×形状，R2=0.975。筛选出燕麦片口感、色泽、汤汁口感、形状4项，确定评价指标新权重为形状、大小20%、色泽15%、燕麦片口感35%、汤汁口感30%。

3.2 根据相关系数的绝对值求和和回归分析的方法，最终确定白度、峰值黏度、汤汁相对黏度、容重、总酚、β-葡聚糖等6项指标为评价燕麦片加工适宜性的重要指标。

3.3 31个燕麦品种中，适宜燕麦片加工的品种为山西右玉的坝莜3号、晋燕8号，甘肃定莜2号，新疆白燕2号。

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Suitability Evaluation of Oat Varieties Used for Oatmeal Processing

Gu Junqiang1,2Zhong Kui1Wang Li2Tong Litao1Liu Liya1Zhou Xianrong1Zhou Sumei1

(Comprehensive Key Laboratory of Agro-products Processing，Institute of Agro-products Processing Science and Technology Chinese Academy of Agricultural Sciences1，Beijing 100193)(Food College，Jiangnan University2，Wuxi 214036)

31 oat samples from the major production areas in China were collected for suitability evaluation of oat varieties used for oatmeal processing.By correlation analysis，K-means clustering and stepwise regression method，sensory evaluation system was established；important indexes of oat and oatmeal were selected for the evaluation standard of suitable oat varieties.The sensory evaluation system contained shape and size(20%)，colour(15%)，oatmeal taste(35%)，soup taste(30%).Standard for suitability evaluation of oat varieties was comprised of oat whiteness(43～50)，peak viscosity(50～90 cm·g)，total phenols(150～250 mg/100 g)，β-glucan(4.50%～6.00%)，relative viscosity of oatmeal soup(2.00～4.00)，oatmeal bulk density(300～350 g/L).According to the clustering result and evaluation standard of suitable oat varieties，Bayou-3，Jinyan-8 from Youyu，Shanxi，Dingyou-2 from Gansu，Baiyan-2 from Xinjiang were selected suited for oatmeal processing.

oatmeal，varieties，sensory evaluation，evaluation standard，suitability

TS236

A

1003-0174(2016)03-0018-07

“十二五”科技支撑计划(2012BAD34B08)，农业部公益性行业(农业)科研专项(201403063-03)

2014-08-05

顾军强，男，1988年出生，硕士，粮油深加工与功能食品

周素梅，女，1971年出生，研究员，粮油深加工与功能食品