高營養黑小麥新種質冀資麥14 號的選育及品質分析

劉玉平，孟雅寧 ，蘭素缺，張業倫，李杏普*

（1.河北省農林科學院糧油作物研究所，河北省作物遺傳育種實驗室，河北省現代農業產業技術體系小麥創新團隊，河北 石家莊 050035；2.河北省農林科學院經濟作物研究所，河北 石家莊 050051）

當今，人類食品逐步向營養型、功能型和天然型方向發展，回歸自然是飲食發展不可逆轉的時代潮流[1]。眾多研究證明，黑小麥富含多種微量元素和氨基酸，是集營養、保健和天然于一體的食品原料[1～8]。河北省農林科學院糧油作物研究所利用系統選育培育出蛋白質、膳食纖維、礦質元素含量高的黑小麥新種質冀資麥14 號，2019 年獲得國家植物新品種保護權申請號（20191005538）。在面包小麥和高營養黑小麥的基礎上創新黑小麥種質資源，以期為小麥高附加值育種以及優質品種早日服務于社會奠定物質基礎。

1 材料與方法

1.1 親本來源

母本濟南17 是山東省農業科學院作物研究所以臨汾5064 為母本、魯麥13 號為父本雜交，經系統選育而成的強筋面包專用型優質小麥品種。該品種分蘗力強，成穗率高，株高適宜，抗干熱風，中早熟，中感條銹病、葉銹病和白粉病[9]。

父本黑小麥2 號引自陜西商洛學院，組合是偃師86（117） /黔豐1 號/山前//偃師9 號/小偃5 號。該品種子粒深紫色，面粉直鏈淀粉含量占淀粉總量的27%，株高63 cm 左右，穗長8.1 cm 左右，抗寒性3 級。

冀紫439 是河北省農林科學院糧油作物研究所培育的具有高附加值的特色黑小麥新品種，2009 年通過河北省農作物品種審定委員會審定。該品種富含鉻、硒、鋅、花青苷、膳食纖維和蛋白質等多種營養成分，具有食、藥、保健功效[4]。

1.2 選育過程

2006 年以濟南17 為母本、黑小麥2 號為父本進行雜交；2007 年以F1代為母本、冀紫439 為父本進行復交；2011 年從復交F4代中選出整齊度好、大穗、紫粒株系（Z4-31），定名為冀資麥14 號（圖1）。該品種子粒深紫色、飽滿度好，株高80～83 cm，分蘗能力強、穗數中等（圖2），綜合農藝性狀好。

圖1 冀資麥14 號系譜圖Fig.1 Pedigree of Jizimai No.14

圖2 冀資麥14 號的子粒和單株Fig.2 Grains and single plant of Jizimai No.14

1.3 品質測定

營養品質由上海英格爾認證檢測集團測定；氨基酸含量和加工品質由河北省作物品種品質檢測中心測定。

2 選育結果

2.1 豐產性

冀資麥14 號2012 年參加河北省農林科學院糧油作物研究所組織的黑粒小麥初級產量比較試驗，產量為6 577.35 kg/hm2，較黑粒小麥對照冀紫439 增產5.3%；2013 年、2014 年分別參加河北省農林科學院糧油作物研究所組織的黑粒小麥大區試驗，產量分別為6 015.0 和6 085.5 kg/hm2，較黑粒小麥對照冀紫439 分別增產5.8%和10.5%；2019 年參加河北省農林科學院糧油作物研究所組織的黑粒小麥生產試驗，較黑粒小麥對照冀紫439 增產18.8%。冀資麥14 號屬高稈、抗倒伏、生物產量高、高產類型，穩產性好。

2.2 品質性狀

2.2.1 營養成分 測定結果（表1） 顯示，冀資麥14號淀粉、還原糖含量分別為562 和14 g/kg；蛋白質、脂肪、膳食纖維含量分別較普通小麥增加31、2 和136 g/kg，其中膳食纖維含量是普通小麥的18 倍；微量元素鋅、鐵、鈣、鎂、硒含量分別較普通小麥增加22 mg/kg、22 mg/kg、173 mg/kg、810 mg/kg、34 μg/kg，其中鋅、鐵、鎂含量分別是普通小麥的4.1 倍、2.6倍和2.5 倍。說明冀資麥14 號是一個富含膳食纖維、鋅、鎂、鐵、硒、蛋白質、脂肪、還原糖的黑小麥種質。

表1 冀資麥14 號的營養成分含量Table 1 Nutrient content of Jizimai No.14

2.2.2 氨基酸構成 蛋白質和氨基酸含量是衡量小麥營養價值的重要指標[3，13，14]，谷物類蛋白質的第一限制氨基酸為賴氨酸[15]。測定結果（表2） 顯示，冀資麥14 號必需氨基酸總量為52.0 g/kg，氨基酸總量為152.0 g/kg，分別較黑小麥漯珍一號（CK1） 高10.5 和17.2 g/kg，較白粒小麥冀5265 （CK2） 高18.7 和44.9 g/kg。必需氨基酸中，冀資麥14 號賴氨酸含量為4.7 g/kg，分別較CK1、CK2高0.4 和1.1 g/kg；亮氨酸含量為18.2 g/kg，分別較CK1、CK2高7.1 和9.3 g/kg；纈氨酸含量為11.1 g/kg，分別較CK1、CK2高3.9 和6.2 g/kg。組氨酸是兒童必需氨基酸，冀資麥14 號組氨酸含量為3.9g/kg，分別較CK1、CK2高0.3 和0.7 g/kg。冀資麥14 號丙氨酸含量為22.1 g/kg，分別較CK1、CK2高16.0 和16.6 g/kg。說明冀資麥14 號富含賴氨酸、亮氨酸、丙氨酸、組氨酸等種類。

2.2.3 加工品質 測定結果（表3） 顯示，冀資麥14號除最大拉伸阻力未達標外，其他品質指標均達到了國家中筋麥標準，其中蛋白質含量、濕面筋含量和吸水率指標達到了強筋麥標準[16，17]。說明冀資麥14 號具有較好的面粉加工性能。冀資麥14 號濕面筋含量、穩定時間和降落數值均達到了國家精制面條標準。

表2 冀資麥14 號的氨基酸構成與含量Table 2 Amino acids composition and contents of Jizimai No.14 （g/kg）

表3 冀資麥14 號的加工品質Table 3 Processing quality of Jizimai No.14

3 結論與討論

冀資麥14 號親本中含有濟南17 和黑小麥冀紫439。其中，濟南17 是強筋面包小麥品種；冀紫439富含鉻、硒、鋅、花青苷、膳食纖維、蛋白質等多種營養成分，具有食、藥、保健功效。

全谷物攝入對慢性疾病的預防作用主要歸功于膳食纖維及其與之共價連接的酚酸類物質[18]，近代營養學已將食物纖維列為人體必需營養素之一，規定正常膳食纖維攝入量為4～12 g/d。食物纖維在人體中具有重要生理功能，如有利于腸胃蠕動，防治便秘，防止脂肪、膽固醇的吸收等[17]。鋅參與機體免疫防御、骨骼發育、性激素功能調節等，一直被看作抗衰老因子。鐵參與有氧代謝和能量代謝，維持血紅蛋白含量，減緩貧血癥狀的發生[20～22]。硒對維持胰島正常功能，預防糖尿病具有重要作用[23]。臨床研究證明，硒對人體健康有重要作用，中國營養學會推薦正常人體硒攝入量為60～400 μg/d[24]，但是中國人均攝硒量普遍不足[25]。蛋白質是維持人體器官正常生長發育所必需的物質之一，成人每公斤體重需蛋白質1 g/d，以維持生命活力[3]。冀資麥14 號膳食纖維含量是普通小麥的18 倍，鋅含量是普通小麥的4.1 倍，鐵含量是普通小麥的2.6倍，鎂含量是普通小麥的2.5 倍，可以作為高膳食纖維且富含鎂、鐵、鋅等微量元素和硒的天然優質黑色食品新原料，用于加工制成黑粒小麥面粉、麥片、面包等一系列全新的營養保健功能食品，食用由其制作的主食是一種高效、安全、經濟的營養保健方式。冀資麥14 號蛋白質含量15.8%、濕面筋含量37.0%、吸水率66.6%，3 項指標都很高，面粉加工性能強；降落數值、濕面筋含量和穩定時間都達到了國家精制面條標準。因此，可以用冀資麥14 號面粉加工成營養保健面條。