李 淦，姜小苓，吳曉軍，李小軍，茹振鋼，王躍東，張 雙

(河南科技學(xué)院小麥中心/河南省現(xiàn)代生物育種協(xié)同創(chuàng)新中心/河南省高校作物分子育種重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，河南新鄉(xiāng) 453003)

蛋白質(zhì)和淀粉是小麥的主要組成成分，兩者共同決定小麥粉及面制品的品質(zhì)。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)小麥蛋白質(zhì)進(jìn)行了深入的研究，但對(duì)淀粉的研究相對(duì)較少[1]。糊化特性是淀粉品質(zhì)最重要的指標(biāo)之一，主要由淀粉粒大小和比例、直鏈淀粉含量、直/支鏈淀粉比例等決定[2]，還受到淀粉酶活性以及糊化體系中糖分和蛋白質(zhì)等的影響[3-4]。研究表明，淀粉糊化特性對(duì)面條、饅頭等面制品品質(zhì)有重要影響，特別是與面條品質(zhì)密切相關(guān)[5]。Huang等[6]研究認(rèn)為，峰值黏度與饅頭體積、比容、結(jié)構(gòu)和評(píng)分間的相關(guān)系數(shù)達(dá)到顯著或極顯著水平。黏度性狀不僅影響面條外觀品質(zhì)，對(duì)面條的質(zhì)地和口感也有影響，峰值黏度與面條的色澤、光滑性、食味、總評(píng)分呈顯著或極顯著正相關(guān)，是評(píng)價(jià)面條品質(zhì)的重要因素[4,7]。

迄今，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)淀粉糊化特性的影響因素[8-10]及其與面條[11]、饅頭[12]、面包[13]等食品加工品質(zhì)的關(guān)系做了大量研究，而有關(guān)淀粉糊化特性變異特點(diǎn)及優(yōu)質(zhì)資源篩選方面的報(bào)道較少。本研究以不同區(qū)域的171個(gè)小麥品種(系)為材料，研究小麥面粉糊化特性的變異及其與品質(zhì)性狀的相關(guān)關(guān)系，旨在篩選小麥淀粉優(yōu)異種質(zhì)材料，為小麥品質(zhì)育種提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為來源于不同區(qū)域的171個(gè)小麥品種(系)，其中國(guó)外引進(jìn)品種26個(gè)，北方冬麥區(qū)11個(gè)，黃淮冬麥區(qū)103個(gè)，長(zhǎng)江中下游冬麥區(qū)20個(gè)，西南冬麥區(qū)11個(gè)。試驗(yàn)材料于2014-2015年度種植于河南科技學(xué)院試驗(yàn)基地(河南省輝縣市)。每份材料種植2行，行距25 cm，行長(zhǎng)4 m，每行播種80粒，田間管理同一般大田。成熟后，分行收獲，脫粒，晾曬，室溫儲(chǔ)藏備用。

1.2 試驗(yàn)方法

采用實(shí)驗(yàn)?zāi)シ蹤C(jī)(LRMM8040-3-D，江蘇)磨粉，出粉率65%左右；面粉含水量參照GB50093-85方法測(cè)定；面粉糊化特性參照AACC76-21方法，用快速黏度分析儀(RVA4500，瑞典Perten公司)測(cè)定；面粉白度，用數(shù)顯白度儀(SBDY-1)測(cè)定；面粉色澤分別用L*、a*和b*值表示，用色彩色差計(jì)(CR-400，日本)測(cè)定；面粉粗蛋白質(zhì)含量，采用全自動(dòng)凱氏定氮儀(UDK159，意大利)測(cè)定；面粉粗淀粉含量參照GB 5006-1985方法用旋光儀(WZZ-2S/2SS，上海)測(cè)定；面團(tuán)粉質(zhì)特性，參照GB/T14614-06方法用粉質(zhì)儀(Brabender 810101，德國(guó))測(cè)定；面筋含量及面筋指數(shù)參照SB/T10249-95方法，用面筋儀(Perten 2200，瑞典)測(cè)定并計(jì)算。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用DPS 7.05和Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試材料的面粉糊化特性

由表1可知，除糊化時(shí)間外，面粉糊化特征參數(shù)的變異系數(shù)均大于10%，其中稀懈值的變異系數(shù)最大，為22.33%。品種對(duì)被測(cè)面粉糊化特征參數(shù)的影響均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。171份參試材料的峰值黏度平均為2 632 cP，變化范圍為1 374 ～3 352 cP，變異系數(shù)為12.63%，高于平均值的有97個(gè)小麥品種(系)，占材料總數(shù)的56.7%；稀懈值平均為871 cP，變化范圍為370～1 561 cP，變異系數(shù)為22.33%，49.7%的材料高于平均值；最終黏度平均為3 088 cP，變化范圍為1 464～3 770 cP，變異系數(shù)為12.35%，有100個(gè)小麥品種(系)高于平均值，占總數(shù)的58.5%；糊化時(shí)間平均為6.34 min，變化范圍為5.64～6.67 min，變異系數(shù)為2.62%，50.9%的品種(系)高于平均值；糊化溫度平均為77.57 ℃，變化范圍為65.95～88.80 ℃，變異系數(shù)為11.97%。

由圖1可看出，171份參試材料的面粉被測(cè)糊化特征參數(shù)基本呈正態(tài)分布，存在含量極高和極低的材料，可作為培育優(yōu)質(zhì)專用小麥品種的首選親本。其中，有81.9%的材料峰值黏度集中在2 250～3 000 cP；高于3 200 cP的僅有6個(gè)品種(系)，分別為貴州的豐優(yōu)7號(hào)、山東的優(yōu)麥3號(hào)、四川的L661及河南的鄭麥08H286-47和鄭麥366；低于1 800 cP的有河南的TMF2、北京的CP20-3-1-2-1-1F13和河北的冀師20103。73.7%的材料稀懈值集中在600～1 000 cP；高于1 400 cP的材料有四川的MR168、云南的云麥53和貴州的豐優(yōu)7號(hào)；低于400 cP的材料為四川的L658(369.5 cP)和河南的洛麥29(398.0 cP)。77.8%的材料最終黏度集中在2700～3500cP；高于3 700 cP的有河南的矮抗58(3 712.5 cP)、豐德存1號(hào)(3 770.0 cP)及意大利的Ciava(3 726.5 cP)；河南的TMF2(1 463.5 cP)和鄭州8 960(1 867.5 cP)及北京的CP20-3-1-2-1-1F13(1 723.0 cP)最終黏度較低?；厣抵饕杏? 200～1 500 cP，占總數(shù)的74.3%(127個(gè))；回生值高于1 600 cP的僅有4個(gè)品種(系)，分別為來自河南的洛麥23和溫麥6號(hào)、江蘇的生選5號(hào)及意大利的Ciava(最高，為1 730.0 cP)；回生值低于1 000cP的有4個(gè)材料，分別為來自河南的TMF2(最低)和鄭州8960、四川的MR168及北京的CP20-3-1-2-1-1F13。

表1 171份參試材料面粉糊化特性的統(tǒng)計(jì)分析Table 1 Statistical analysis of flour pasting characteristics in 171 wheat varieties(lines)

*：P<0.05；**：P<0.01。下表同。

*：P<0.05；**：P<0.01,respectively. The same in tables 3 and 4.

圖1 171份參試材料面粉糊化參數(shù)分布圖Fig.1 Distribution of flour pasting characteristics in 171 varieties(lines)

2.2 不同來源小麥品種(系)面粉糊化特性的 差異

由不同來源小麥品種(系)的面粉糊化參數(shù)(表2)可看出，不同糊化參數(shù)在不同來源材料間的差異程度不同。其中，長(zhǎng)江中下游冬麥區(qū)的峰值黏度、低谷黏度和最終黏度均最高，西南冬麥區(qū)的低谷黏度、最終黏度、回生值和糊化時(shí)間均較低。長(zhǎng)江中下游冬麥區(qū)的峰值黏度(2 692 cP)顯著高于北方冬麥區(qū)(2 505 cP)，其低谷黏度(1 832 cP)和最終黏度(3 170 cP)顯著高于西南冬麥區(qū)。西南冬麥區(qū)的稀懈值最高(1 047 cP)，顯著高于黃淮冬麥區(qū)(825 cP)和北方冬麥區(qū)(842 cP)；國(guó)外引進(jìn)材料的回生值最高(1 344 cP)，顯著高于西南冬麥區(qū)(1 259 cP)。黃淮冬麥區(qū)的糊化時(shí)間最高(6.37 min)，顯著高于西南冬麥區(qū)(6.25 min)。而西南冬麥區(qū)的糊化溫度最高(81.32 ℃)，其次是黃淮冬麥區(qū)(78.81 ℃)和北方冬麥區(qū)(77.77 ℃)，均顯著高于國(guó)外引進(jìn)材料(72.08 ℃)。

2.3 面粉糊化參數(shù)間的相關(guān)性

由面粉糊化參數(shù)間的相關(guān)性分析(表3)可知，除稀懈值外，面粉糊化參數(shù)間的相關(guān)性均呈正相關(guān)。其中，峰值黏度與其他所有糊化參數(shù)均呈極顯著正相關(guān)；低谷黏度與最終黏度、回生值、糊化時(shí)間和糊化溫度呈極顯著正相關(guān)；稀懈值與糊化時(shí)間呈極顯著負(fù)相關(guān)；最終黏度與回生值、糊化時(shí)間和糊化溫度呈極顯著正相關(guān)；回生值與糊化時(shí)間和糊化溫度呈極顯著正相關(guān)；糊化時(shí)間與糊化溫度呈顯著正相關(guān)。

表2 不同來源參試材料面粉糊化參數(shù)比較分析Table 2 Flour pasting characteristics of wheat varieties(lines) from different regions

同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

Different letters following data within same column mean significant difference at 0.05 level.

表3 面粉糊化參數(shù)間的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis among flour pasting parameters

2.4 面粉糊化參數(shù)與小麥主要品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

由面粉糊化參數(shù)與小麥主要品質(zhì)性狀的相關(guān)性(表4)可知，峰值黏度與面粉白度、L*、a*、穩(wěn)定時(shí)間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)，與b*和吸水率呈極顯著負(fù)相關(guān)；低谷黏度與白度、L*、穩(wěn)定時(shí)間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)呈顯著或極顯著正相關(guān)；稀懈值與白度、L*、a*、粗淀粉含量和穩(wěn)定時(shí)間呈顯著或極顯著正相關(guān)，與b*和吸水率呈極顯著負(fù)相關(guān)；最終黏度與白度、L*和穩(wěn)定時(shí)間呈顯著或極顯著正相關(guān)，與吸水率呈顯著負(fù)相關(guān)；回生值與白度和L*呈顯著正相關(guān)，與吸水率呈極顯著負(fù)相關(guān)；糊化時(shí)間與粗蛋白含量、粉質(zhì)質(zhì)量參數(shù)和濕面筋含量呈顯著或極顯著正相關(guān)，與粗淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；糊化溫度與白度和L*呈極顯著正相關(guān)，與b*、粗蛋白含量、粉質(zhì)質(zhì)量參數(shù)和面筋參數(shù)均呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；其他參數(shù)間相關(guān)性均不顯著。

表4 面粉糊化參數(shù)與小麥主要品質(zhì)性狀的相關(guān)性Table 4 Correlation between flour pasting parameters with main quality traits in wheat

3 討論與結(jié)論

峰值黏度和稀懈值是反映面粉糊化特性最重要的參數(shù)[14-15],其中峰值黏度與面條評(píng)分極顯著正相關(guān)[5]，密切影響面條質(zhì)量，可作為預(yù)測(cè)面條質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)[16-18]；稀懈值可作為有效改善面條外觀、質(zhì)地和口感等品質(zhì)的指標(biāo)[19]。

本研究中，171份參試材料的面粉糊化參數(shù)的變異系數(shù)均大于10%(糊化時(shí)間除外)，稀懈值的變異系數(shù)最大(22.33%)，這與劉建軍等[18]的研究結(jié)果基本一致。品種對(duì)所有糊化參數(shù)均存在極顯著影響(P<0.01)，說明糊化參數(shù)主要受基因型控制，可通過育種途徑對(duì)其改良。171份參試材料面粉糊化參數(shù)基本呈正態(tài)分布，81.9%的材料峰值黏度主要集中在2 250～3 000 cP，篩選出峰值黏度高于3 200 cP的6個(gè)品種(系)，分別為豐優(yōu)7號(hào)、優(yōu)麥3號(hào)、L661、鄭麥08H286-47和鄭麥366，這些優(yōu)異材料可用于小麥品質(zhì)育種。

不同糊化參數(shù)在不同來源材料間的差異程度不同，其中，長(zhǎng)江中下游冬麥區(qū)品種(系)的峰值黏度、低谷黏度和最終黏度均最高，而西南冬麥區(qū)的多數(shù)指標(biāo)普遍較低。長(zhǎng)江中下游冬麥區(qū)的峰值黏度與西南冬麥區(qū)、黃淮冬麥區(qū)和國(guó)外引進(jìn)材料間差異不顯著，但顯著高于北方冬麥區(qū)。因此，小麥品質(zhì)育種家今后可以重點(diǎn)考慮在南方麥區(qū)選育優(yōu)良面條小麥品種材料。

相關(guān)分析表明，峰值黏度與其他所有糊化參數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，與張 勇等[1]的研究結(jié)果一致。這說明峰值黏度可整體反映面粉的糊化特性，是評(píng)價(jià)糊化特性最重要的參數(shù)。峰值黏度與面粉白度、L*、穩(wěn)定時(shí)間和粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)均呈顯著正相關(guān)，說明面條品質(zhì)優(yōu)良的小麥粉還可能具有面粉色澤亮白和面團(tuán)筋力強(qiáng)等特點(diǎn)。