171份小麥種質面粉糊化特性及其與品質性狀的相關性分析

李 淦，姜小苓，吳曉軍，李小軍，茹振鋼，王躍東，張 雙

(河南科技學院小麥中心/河南省現代生物育種協同創新中心/河南省高校作物分子育種重點開放實驗室，河南新鄉 453003)

蛋白質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。目前，國內外學者對小麥蛋白質進行了深入的研究，但對淀粉的研究相對較少[1]。糊化特性是淀粉品質最重要的指標之一，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等的影響[3-4]。研究表明，淀粉糊化特性對面條、饅頭等面制品品質有重要影響，特別是與面條品質密切相關[5]。Huang等[6]研究認為，峰值黏度與饅頭體積、比容、結構和評分間的相關系數達到顯著或極顯著水平。黏度性狀不僅影響面條外觀品質，對面條的質地和口感也有影響，峰值黏度與面條的色澤、光滑性、食味、總評分呈顯著或極顯著正相關，是評價面條品質的重要因素[4,7]。

迄今，國內外學者對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]等食品加工品質的關系做了大量研究，而有關淀粉糊化特性變異特點及優質資源篩選方面的報道較少。本研究以不同區域的171個小麥品種(系)為材料，研究小麥面粉糊化特性的變異及其與品質性狀的相關關系，旨在篩選小麥淀粉優異種質材料，為小麥品質育種提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為來源于不同區域的171個小麥品種(系)，其中國外引進品種26個，北方冬麥區11個，黃淮冬麥區103個，長江中下游冬麥區20個，西南冬麥區11個。試驗材料于2014-2015年度種植于河南科技學院試驗基地(河南省輝縣市)。每份材料種植2行，行距25 cm，行長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，室溫儲藏備用。

1.2 試驗方法

采用實驗磨粉機(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)測定；面粉白度，用數顯白度儀(SBDY-1)測定；面粉色澤分別用L*、a*和b*值表示，用色彩色差計(CR-400，日本)測定；面粉粗蛋白質含量，采用全自動凱氏定氮儀(UDK159，意大利)測定；面粉粗淀粉含量參照GB 5006-1985方法用旋光儀(WZZ-2S/2SS，上海)測定；面團粉質特性，參照GB/T14614-06方法用粉質儀(Brabender 810101，德國)測定；面筋含量及面筋指數參照SB/T10249-95方法，用面筋儀(Perten 2200，瑞典)測定并計算。

1.3 數據分析

用DPS 7.05和Excel進行數據處理和分析。

2 結果與分析

2.1 參試材料的面粉糊化特性

由表1可知，除糊化時間外，面粉糊化特征參數的變異系數均大于10%，其中稀懈值的變異系數最大，為22.33%。品種對被測面粉糊化特征參數的影響均達到極顯著水平(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，變異系數為12.63%，高于平均值的有97個小麥品種(系)，占材料總數的56.7%；稀懈值平均為871 cP，變化范圍為370～1 561 cP，變異系數為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，變異系數為12.35%，有100個小麥品種(系)高于平均值，占總數的58.5%；糊化時間平均為6.34 min，變化范圍為5.64～6.67 min，變異系數為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 ℃，變異系數為11.97%。

由圖1可看出，171份參試材料的面粉被測糊化特征參數基本呈正態分布，存在含量極高和極低的材料，可作為培育優質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個品種(系)，分別為貴州的豐優7號、山東的優麥3號、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7號；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(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，占總數的74.3%(127個)；回生值高于1 600 cP的僅有4個品種(系)，分別為來自河南的洛麥23和溫麥6號、江蘇的生選5號及意大利的Ciava(最高，為1 730.0 cP)；回生值低于1 000cP的有4個材料，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計分析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(表2)可看出，不同糊化參數在不同來源材料間的差異程度不同。其中，長江中下游冬麥區的峰值黏度、低谷黏度和最終黏度均最高，西南冬麥區的低谷黏度、最終黏度、回生值和糊化時間均較低。長江中下游冬麥區的峰值黏度(2 692 cP)顯著高于北方冬麥區(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。西南冬麥區的稀懈值最高(1 047 cP)，顯著高于黃淮冬麥區(825 cP)和北方冬麥區(842 cP)；國外引進材料的回生值最高(1 344 cP)，顯著高于西南冬麥區(1 259 cP)。黃淮冬麥區的糊化時間最高(6.37 min)，顯著高于西南冬麥區(6.25 min)。而西南冬麥區的糊化溫度最高(81.32 ℃)，其次是黃淮冬麥區(78.81 ℃)和北方冬麥區(77.77 ℃)，均顯著高于國外引進材料(72.08 ℃)。

2.3 面粉糊化參數間的相關性

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

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

同列數據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 面粉糊化參數間的相關性分析Table 3 Correlation analysis among flour pasting parameters

2.4 面粉糊化參數與小麥主要品質性狀的相關性分析

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

表4 面粉糊化參數與小麥主要品質性狀的相關性Table 4 Correlation between flour pasting parameters with main quality traits in wheat

3 討論與結論

峰值黏度和稀懈值是反映面粉糊化特性最重要的參數[14-15],其中峰值黏度與面條評分極顯著正相關[5]，密切影響面條質量，可作為預測面條質量的關鍵指標[16-18]；稀懈值可作為有效改善面條外觀、質地和口感等品質的指標[19]。

本研究中，171份參試材料的面粉糊化參數的變異系數均大于10%(糊化時間除外)，稀懈值的變異系數最大(22.33%)，這與劉建軍等[18]的研究結果基本一致。品種對所有糊化參數均存在極顯著影響(P<0.01)，說明糊化參數主要受基因型控制，可通過育種途徑對其改良。171份參試材料面粉糊化參數基本呈正態分布，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個品種(系)，分別為豐優7號、優麥3號、L661、鄭麥08H286-47和鄭麥366，這些優異材料可用于小麥品質育種。

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

相關分析表明，峰值黏度與其他所有糊化參數均呈極顯著正相關，與張 勇等[1]的研究結果一致。這說明峰值黏度可整體反映面粉的糊化特性，是評價糊化特性最重要的參數。峰值黏度與面粉白度、L*、穩定時間和粉質質量指數均呈顯著正相關，說明面條品質優良的小麥粉還可能具有面粉色澤亮白和面團筋力強等特點。