小麥品質快速檢測體系的應用研究

摘要：小麥品質的優劣決定其最終用途，最終用途的多樣化也使小麥品質的檢測技術和方法不斷多樣化。本文概括綜述了快速檢測小麥品質的技術方法，并利用這些技術方法對試驗樣品的籽粒硬度、籽粒蛋白含量、濕面筋含量、沉降值、面粉揉混特性、淀粉品質特性等進行檢測分析，認為單籽粒谷物特性測定儀(sKCS)、近紅外光譜技術(NIR)、面筋儀、Zeleny沉降值、揉混儀、快速粘度分析儀(Rapid Visco Analyzer，RVA)等形成了一套快速檢測小麥籽粒品質、面粉品質和面粉淀粉品質的體系。該體系對于小麥品質育種早代的品質檢測評價及快速、準確檢測大批量商品小麥品質具有重要意義。

關鍵詞：品質；快速檢測；小麥

中圖分類號：S512.1：S132 文獻標識號：A 文章編號：1001—4942(2010)11—0093—04

小麥品質是一個綜合的相對概念，由于小麥使用的目的不同，其含義也不同，主要包括營養品質和加工品質。衡量小麥品質好壞的標準主要取決于籽粒或面粉的最終用途。蛋白質中氨基酸的含量和小麥的蛋白質含量是衡量小麥營養品質的標準，籽粒飽滿度、硬度、整齊度、容重、千粒重、出粉率、面粉色澤等是影響小麥磨粉品質的主要性狀，面粉蛋白質特性、面筋含量和質量、淀粉特性等是評判小麥食品加工品質的主要性狀指標。這些性狀指標均可以在一定程度上反映小麥品質的優劣，但其檢測技術和方法各不相同，有些檢測的步驟和過程比較繁瑣，不適合大批量、快速檢測小麥品質的需求。本文從測定分析籽粒硬度、籽粒蛋白含量、濕面筋含量、揉混儀特性、Zeleny沉降值、RVA糊化特性等方面，對快速檢測小麥品質的技術和方法進行了綜述概括，并利用這些方法和技術對現有的一批小麥樣品進行檢測分析，以探討建立一套快速檢測小麥品質的體系，用于大批量商品小麥品質的快速檢測。

1 籽粒品質的快速檢測

小麥籽粒硬度和蛋白質含量是評價小麥籽粒品質的重要指標，硬度是不同小麥品種間籽粒質地變異的量化指標，籽粒蛋白質含量與小麥的營養品質和加工品質關系密切。

1.1 籽粒硬度的檢測

籽粒硬度是評價小麥磨粉品質和食品加工品質的重要參數，也是小麥分級和貿易定價的重要指標。前人對其做了大量研究工作，僅測定方法就有十多種，其中常用的有研磨體積法、顆粒指數法(PSI)、近紅外法(NIR)、角質率法，但這些方法的共同缺陷是不能區分樣品是否混雜。單籽粒谷物特性測定儀(sKCS)可以準確地測定樣本群體和群體內各個單粒的硬度值，具有重復性好、穩定性好的特點，同時具有樣品用量少(一般300粒)、測定速度快(3min左右)的優點，不僅可以測定出樣品間的硬度差異，而且還可以反映樣品內的一致性。

山東省小麥育種一直非常注重籽粒硬度的篩選，并以SKCS作為主要鑒定手段和技術。我們利用SKCS對493份近幾年山東省大面積推廣品種及課題組的部分高代品系和常用親本材料的籽粒硬度進行了分析，籽粒硬度最大值為101，平均為71。這些小麥品種(系)的籽粒硬度普遍提高，高籽粒硬度品種的比例大。按國標GB／T17320《小麥品種品質分類》硬度標準劃分，有80，5％的小麥樣品的籽粒硬度屬于強筋類型。從中篩選出的20個高籽粒硬度(籽粒硬度在90以上)材料被廣泛地應用于小麥品質育種中。實踐證明，通過SKCS手段可以快速、大批量地篩選高籽粒硬度的材料，并在一定程度上改善了小麥的籽粒特性。

1.2 籽粒蛋白的檢測

籽粒蛋白是評價小麥籽粒品質的指標之一，其含量一直是小麥品質育種和商品小麥收購的主要品質量化指標。國標GB／T17320《小麥品種品質分類》中指定籽粒蛋白含量的測定方法是半微量凱氏法。這種方法準確性高，但費時且工作量大，不適合小麥品質的快速檢測。快速發展起來的近紅外光譜技術(NIR)是一種非破壞性的籽粒品質快速鑒定方法，非常適合于小麥育種早期樣品籽粒量較少、樣品個數多以及商品小麥批量大的特點，對加快小麥品質育種進程將是一個巨大的推動。

在對493份山東省大面積推廣品種及課題組的高代品系和常用親本材料的NIR分析中發現，這些材料的籽粒蛋白質含量(干基)普遍較高，均在13.49％以上，按國標GB／T17320《小麥品種品質分類》蛋白質含量標準劃分，這些材料的籽粒蛋白質含量分別屬于中筋或強筋水平。這與農業部2001年5月制定和頒發的《中國小麥品質區劃方案》中劃定的山東省小麥主產區屬于黃淮強筋、中筋麥區是一致的，從而說明NIR技術可以快速準確地用于小麥籽粒品質的測定分析。同時也說明在小麥育種早代利用NIR技術進行籽粒蛋白質含量的鑒定篩選在一定程度上提高了籽粒品質。

2 面粉品質的快速檢測

2.1 濕面筋含量的檢測

面粉中的濕面筋值是鑒定面粉品質優劣的重要指標之一，其測定方法有手洗法和機洗法。手洗法比較費時，且試驗結果會因人而異。而機洗(面筋儀)法采用規范化的標準方法，快速且結果準確性高，已被廣泛用于小麥面筋含量的測定以及時了解小麥的蛋白品質特性和掌控商品小麥的儲存品質。

我們利用面筋儀對390份山東省大面積推廣品種及課題組的高代品系和常用親本材料的濕面筋含量進行了檢測分析，這些材料的平均濕面筋含量為35.57％，比1990年我國北方冬麥區小麥品種濕面筋含量平均值(30％)明顯提高，其中有203個材料的濕面筋含量(≥35.0％)達到優質面包小麥的要求。這說明將面筋儀測定濕面筋含量的方法和技術應用到小麥育種過程中，可以在一定程度上對小麥蛋白品質特性進行定向快速篩選，培育不同蛋白質特性的新品種(系)。

2.2 沉降值的測定應用

沉降值是測定小麥品質的綜合指標。沉降速度和體積反映了面筋含量和質量，測定值越大，表明面筋強度越大，面粉的烘烤品質就越好。沉降值自1947年Zeleny提出后，經過了一系列的改良，現主要測定方法分為Zeleny與SDS兩種類型。SDS沉降值與粉質儀參數的變化一致，并與饅頭體積存在密切的正相關性。由于Zeleny方法系統誤差小，結果準確可靠，而且受溫度影響也較SDS小，與蛋白質含量和品質的關系更為密切，已經被定為美國谷物化學家協會(AACC)方法。Zeleny沉降值也是小麥品質分類中的重要指標之一，我國對小麥品質進行強、中、弱筋分類標準中都采用Zeleny沉降值作為指標，其中國標GB／T17320《小麥品種品質分類》中規定黃淮麥區強筋、中強筋、中筋小麥的Zeleny沉降值指標分別為≥40、≥t35和≥30ml。根據此規定，514份山東省地方小麥品種和近期育成及常用親本材料被分為4類，其中強筋、中強筋、中筋類型分別有364、166和58份，其它類型有26份。在小麥育種中有目的地選用和篩選沉降值高的材料，可以有效地改善后代材料的蛋白質質量。同時沉降值也是小麥育種早期世代篩選的重要指標。

2.3 揉混儀特性參數的檢測應用

揉混儀在小麥粉品質測試中具有測析速度快和樣品使用劑量小的優點，非常適合于小麥育種早代材料及大批量商品小麥樣品的品質檢測。1990年我國小麥品種的揉面形成時間平均為2.3min，變幅為1.0－4.5min，峰高平均6.8(595BU)，變幅4.0(360BU)－9.8(850BU)。山東省的小麥品質育種工作開始于20世紀80年代，揉混儀特性參數也隨之被應用于小麥品質的篩選和評價中。最近對山東省小麥地方品種和近幾年育成及常用親本材料的揉混儀特性分析發現，揉面平均形成時間分別為2.1和2.9min，變幅分別為1.2—5.5min和1.3—6.5min，峰高平均分別為603、524BU，其中，形成時間大于3.0min的材料有118份，峰高在500BU以上的材料有620份。可以看出近幾年育成及常用親本材料的揉面特性比20世紀90年代小麥品種有明顯改善，同時也進一步說明了小麥品質育種中利用揉混儀特性指標進行選擇的效果。

3 小麥淀粉品質特性的檢測

淀粉是小麥粉的主要成分，占小麥籽粒干重的65％—70％。淀粉結構和理化特性與小麥加工品質尤其是面條加工品質關系密切。而淀粉糊化特性是反映淀粉品質的重要指標，對面條等食品的食用品質有重要影響。在面條品質性狀中，粘度參數與加鹽面條、干白面條的品質參數及評分間存在顯著相關。淀粉糊化特性的測定方法多種多樣，最早用于淀粉和含淀粉制品糊化特性測定的是稠度計，其后陸續出現了其它類型的粘度計。20世紀80年代，澳大利亞CSIRO小麥研究機構和面包研究所為了測定小麥芽損傷，開發研制了快速粘度分析儀(Rapid Visco Analy—zer，RVA)，其在對發芽小麥損失的篩選工作中起了很重要的作用。由RVA測得的全麥粉峰值粘度可以作為日本面條專用小麥育種過程中進行早代品質選擇和預測面條品質的一種快速而簡便的篩選方法。該方法操作簡單、快速，能在很短時間內完成一條標準糊化特性曲線的測試。目前，美國的谷物化學家協會(AACC)、歐洲的國際谷物科學與技術協會(ICC)和澳大利亞的皇家化學會(RACI)的部分標準已經采用了RVA。

我們對993份山東省地方小麥品種、近幾年大面積推廣品種和常用親本材料進行了RVA峰值粘度分析，平均峰值粘度為2605cP，變幅為545—4099cP，峰值粘度在3000cP以上、2900—3000、2600—2900、2000—2600、2000以下的材料分別有100、67、353、426和47份。其中對46個山東省近幾年大面積推廣品種面條品質研究發現，面條評分在80分以上品種的平均峰值粘度為2021cP。根據國標GB／T17320《小麥品種品質分類》中規定的黃淮麥區食品評價的指標，面條評分在80分以上的小麥屬于中強筋類型。因此，在993份材料中大約有97.6％的材料的峰值粘度在2021cP以上，屬于中強筋小麥類型。在小麥品質育種及品質評價中可以根據峰值粘度的大小推測小麥淀粉品質及其面條制作品質的優劣。

綜上所述，籽粒硬度、籽粒蛋白、濕面筋含量、沉降值、揉混儀特性參數、淀粉糊化特性等品質指標可以在不同層面上從不同角度綜合反映小麥品質，可對小麥品質進行綜合評價。而用于測定和衡量這些品質指標的技術方法包括SKCS、NIR、面筋儀、Zeleny沉降值、揉混儀、RVA等則形成了一套比較系統全面的快速檢測小麥品質的體系。該體系具有以下三個特點，一是涉及品質指標多，包括籽粒品質、面粉品質和淀粉品質，可綜合檢測評價小麥品質；二是各測定技術方法均具有儀器化操作準確、怏速、簡便的特點，可快速檢測大批量商品小麥的品質，為小麥磨粉企業及小麥的收購和分類儲藏及時提供準確性高的品質參考依據；三是各個測定指標需要的小麥樣品量很少，面粉量在10g以內或籽粒為300粒，這對于小麥品質育種早代收獲量有限的株行或單株的品質檢測評價具有實際性意義。