全麥粉面筋指數法在小麥育種中應用條件的研究

宋 昱， 謝三剛， 于章龍， 謝颯英， 任文斌， 宋 虹

(山西省農業科學院棉花研究所，山西運城 044000)

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全麥粉面筋指數法在小麥育種中應用條件的研究

宋 昱， 謝三剛， 于章龍， 謝颯英， 任文斌， 宋 虹

(山西省農業科學院棉花研究所，山西運城 044000)

[目的]為了更加靈活、方便地對小樣本小麥品種進行品質測定，采用全麥粉面筋指數法代替面粉面筋指數法進行研究。[方法]選用適合山西省南部小麥種植的高、中、低筋型10個小麥品種(系)為試驗材料，對不同溫度、濕度條件下小麥全麥粉面筋指數(簡稱小麥面筋指數)與面粉的沉降值、穩定時間的相關性，小麥面筋指數與面粉面筋指數的相關性進行分析研究。[結果]通過試驗可以得出，小麥面筋指數測定條件以溫度20 ℃，濕度50%左右最適宜，且小麥面筋指數與面粉面筋指數高度相關，小麥濕面筋含量與面粉濕面筋含量高度相關，相關系數均在0.9以上。[結論] 利用小麥面筋指數法可以代替面粉面筋指數法指導小麥育種、倉儲及面粉和食品加工等。

全麥粉；面筋指數；穩定時間；沉降值；小麥育種

小麥是人類重要的糧食之一，小麥籽粒含9%～14%的蛋白質，是由麥清蛋白、麥球蛋白、麥醇溶蛋白和麥谷蛋白組成[1]。小麥制粉后，保留在小麥粉中的蛋白質主要是麥醇溶蛋白和麥谷蛋白，前者的黏性和延伸性與后者的黏結性和彈性構成了小麥粉獨有的面筋特性[2]。我國小麥優質育種進展迅速,而小麥品質鑒定又是優質育種不可缺少的重要手段。目前小麥品質鑒定的方法主要有國標方法(其中蛋白質含量測定為GB/T17320-1998，濕面筋含量測定為GB/T 14608-1993，沉降值測定為GB/T15685-1995)和近紅外谷物子粒品質分析法。國標方法主要進行子粒容重、蛋白質含量及面粉濕面筋含量、沉降值、吸水率、穩定時間、最大抗延阻力、拉伸面積等品質指標的測定。該方法測定結果準確、可靠，但是費時費力，操作程序繁瑣，測定價格昂貴，不適合大批量測定樣品。此方法需樣品量較大(測定1次大約需2.5 kg小麥子粒)，不適合育種早代材料的品質測定。

近年來，近紅外品質測定是結合了計算機技術、光譜技術、化學計量學等多個學科的最新研究成果,在谷物子粒檢測方面具有快速、簡便、無損、無污染等優點[3]。段國輝等利用近紅外光譜分析法和國標法對小麥新品種進行品質測定，對2種方法測定結果進行對比，表明近紅外小麥品質測定結果與國標法測定結果相關達極顯著水平[4]。但由于它是一項間接測量技術,被測小麥子粒粒質等諸多自身因素會對測定結果造成影響，且設備成本較高[5]。王仙菊等用黏度計法測定小麥粉中濕面筋，不需要制備和洗滌面團，克服了制備和洗滌面團過程中存在的缺陷，有較好的重復性和再現性，可提高檢測的準確度，但對小樣本小麥品種仍有一定的局限性[6]。楊路加等對不同品種的小麥進行了粗蛋白質含量和濕面筋含量測定，通過對檢測結果的分析，可以看出小麥中粗蛋白質含量和濕面筋含量存在明顯的相關性，但此方法依然比較繁瑣[7]。筆者利用面筋指數測定儀分析和測試當前山西省南部主要品種中的10個不同品種的小麥面筋指數，并與傳統的分析方法[8]進行比較，研究小麥全麥粉與面粉面筋指數及濕面筋含量的相關性，以小麥面筋指數代替面粉面筋指數，以小麥濕面筋含量代替面粉濕面筋含量，可簡化分析程序，降低分析成本，為小麥面筋指數法在小麥育種、倉儲及面粉和食品加工等方面的應用提供依據和經驗。

1 材料與方法

1.1 材料試驗選用以山西省南部生產主干品種為主的高、中、低筋型小麥品種(系)10個為試驗對象，其中有：運旱618、A6、204W38、22-33、06觀264、運麥218、運麥3101、煙農19等。

主要儀器及設備：3100型小麥粉碎儀， 2200型面筋指數測定儀，均由瑞典波通公司生產；BAO-A型沉淀值測定儀，中國農業大學儀器修配室；810108型粉質儀，德國Brabender公司；0.2 mm標準篩，浙江上虞市道墟張興紗篩廠。

1.2 試驗設計與方法取各樣品50 g，用3100型小麥粉碎儀粉碎得到全麥粉備用；取各樣品5 kg，用傳統磨粉機制取面粉備用。

1.2.1不同溫度條件下小麥面筋指數與穩定時間和沉降值相關性的研究。在不同溫度(RH=50%,T=10、20、30 ℃)條件下測定小麥面筋指數。稱取所需面粉倒入粉質儀揉面缽中，蓋上蓋子預攪1 min后注入一定量的水，待粉質儀運行結束得粉質圖，從而獲得穩定時間指數。按照GB/T21119-2007[9]方法測定小麥沉降值。

1.2.2不同濕度條件下小麥面筋指數與沉降值和穩定時間相關性的研究。在不同濕度(T=20 ℃,RH=20%、50%、90%)條件下測定小麥面筋指數。稱取所需面粉倒入粉質儀揉面缽中，蓋上蓋子預攪1 min后注入一定量的水，待粉質儀運行結束得粉質圖，從而獲得穩定時間指數。按照GB/T21119-2007[9]方法測定小麥沉降值。

1.2.3最佳溫度、濕度條件下小麥面筋指數與面粉面筋指數相關性的研究。把小麥粉、面粉樣品用氯化鈉緩沖液制成面團，再用氯化鈉緩沖液洗滌并分離出面團中的淀粉、糖、纖維素及可溶性蛋白質等，再除去多余的洗滌液，剩余膠狀物即為濕面筋。將面筋儀離心機上的篩片改為篩盒, 篩盒中有一定孔徑的篩板, 把洗出的面筋球放在篩盒中離心1 min，在高速旋轉產生的離心力作用下面筋會部分穿過篩板, 面筋筋力越強穿過篩板的數量越少, 面筋筋力越弱穿過篩板的數量越多, 分別收集篩板前后濕面筋加以稱量, 計算出面筋指數值和濕面筋含量。面筋指數越大, 表示面筋筋力越強, 反之, 面筋指數越小表示面筋筋力越弱。

面筋指數%=[留存在篩板上的濕面筋重量(g)/全部濕面筋重量(g)]×100%

1.2.4最佳溫度、濕度條件下小麥濕面筋含量與面粉濕面筋含量相關性的研究。試驗方法同“1.2.3”。

2 結果與分析

2.1 不同溫度條件下小麥面筋指數與穩定時間和沉降值相關性的影響分析

2.1.1不同溫度條件下小麥面筋指數與穩定時間相關性分析。從表1、2數據可以看出，在相對濕度為50%條件下，10、20、30 ℃時，小麥面筋指數與面粉穩定時間高度相關，相關系數分別達0.887 200、0.889 412和0.839 537，在不同溫度下，各樣品面筋指數變化無規律，但從顯著水平考慮，RH=50%，T=20 ℃時小麥面筋指數與穩定時間相關性最高且也極顯著。

表1 不同溫度條件下小麥面筋指數與穩定時間

表2 不同溫度條件下小麥面筋指數與穩定時間相關性分析

2.1.2不同溫度條件下小麥面筋指數與沉降值相關性分析。經分析可知(表3、4)，在10、20、30 ℃條件下，小麥面筋指數與沉降值的相關系數分別為0.877 388、0.851 774、0.820 778，以10 ℃相關性最高。

2.1.3 不同溫度條件下小麥面筋指數方差分析。方差分析顯示，F區組間=118.446,F處理間=3.776。LSD法多重比較結果見表5。由此表明，10、20 ℃兩處理間在5%水平差異不顯著，10、20和30 ℃在5%水平達顯著差異但達不到1%極顯著水平。再結合表1～4分析結果，測量小麥面筋指數時應將溫度控制為20 ℃左右，此時，小麥面筋指數與穩定時間高度相關，與沉降值高度相關，且顯著水平都為極顯著。

表3 不同溫度條件下小麥面筋指數與沉降值

表4 不同溫度條件下小麥面筋指數與沉降值相關分析

表5 LSD法多重比較

2.2 不同濕度條件下小麥面筋指數與穩定時間和沉降值相關性的影響分析

2.2.1不同濕度條件下小麥面筋指數與穩定時間相關性分析。由表6、表7可見，在溫度為20 ℃，相對濕度分別為20%、50%、90%下，小麥面筋指數與面粉穩定時間高度相關，且相關系數分別為0.906 902、0.923 895、0.912 968。由數據可知，相對濕度控制在50%時，小麥面筋指數與面粉穩定時間極相關。

表6 不同濕度條件下小麥面筋指數與穩定時間

表7 不同濕度條件下小麥面筋指數與穩定時間相關性分析

2.2.2不同濕度條件下小麥面筋指數與沉降值相關性分析。由表8、9可知，小麥面筋指數與沉降值高度相關，且相關系數分別為0.839 841、0.846 442、0.853 100。相對濕度90%時相關系數最高。

2.2.3不同濕度條件下小麥面筋指數方差分析。方差分析顯示，F區組間=146.018,F處理間=0.482。LSD法多重比較處理見表10。由此可知，不同濕度條件下小麥面筋指數之間無顯著差別，說明相對濕度對其分析結果影響均不顯著。

2.3 最佳溫度、濕度條件下小麥面筋指數與面粉面筋指數相關性分析通過分析，在最佳測定條件下，小麥面筋指數與面粉面筋指數相關系數高達0.952 509，達到極顯著水平(表11)。由此可知，在此測定條件下，小麥面筋指數可以代替面粉面筋指數來確定小麥質量。

表8 不同濕度條件下小麥面筋指數與沉降值

表9 不同濕度條件下小麥面筋指數與沉降值相關性分析

表10 LSD法多重比較

2.4 最佳溫度、濕度條件下小麥濕面筋含量與面粉濕面筋含量相關性分析由表12可知，在最佳測定條件下，小麥濕面筋含量與面粉濕面筋含量相關系數為0.902 325，也達到極顯著水平。結果進一步說明，在此測定條件下小麥濕面筋含量與面粉濕面筋含量基本相同，也從側面證明了小麥面筋指數可以代替面粉面筋指數。

3 結論

通過數據分析可以看出, 環境條件以溫度20 ℃，相對濕度50%時，小麥面筋指數與穩定時間和沉降值高度相關，且在此條件下，全麥粉面筋指數與面粉面筋指數高度相關，小麥濕面筋含量與面粉濕面筋含量高度相關，相關系數均在0.9以上。由LSD法多重比較可知，溫度在20 ℃時既接近于室溫能節省能源又最有利于試驗；而濕度間的差別并不顯著，這說明利用小麥面筋指數法鑒定小麥質量具有微量、快速、準確、廉價，對環境條件要求不嚴等特點，不僅對小麥育種起到指導作用并在小麥收購和倉儲中可快速區分面筋特性的強弱，便于分倉儲存，避免不同品質小麥互混，以滿足面粉加工對不同質量和特性小麥的需求，提高小麥食用價值和經濟價值。

表12 小麥濕面筋含量與面粉濕面筋含量相關性分析

[1] 況偉，趙仁勇，王金水.小麥蛋白質與面包烘焙[J].鄭州工程學院學報,2002,23(3):95-99.

[2] 馬濤.糧油食品檢驗[M].北京：化學工業出版社,2009.

[3] WILLAMS P C，STEVENSON S G，STARKEY P M.The application of nearinfrared reflectance spectroscopy to protein-testing in puls breedingprogrammes[J].Journal of Science Food Agriculture, 1978,29:285-292.

[4] 段國輝，張園，高海濤，等.利用近紅外光譜技術分析不同類型小麥品質[J].江蘇農業科學，2011，3(5):422-424.

[5] 陸婉珍，袁洪福，徐廣通，等.現代近紅外光譜分析技術[M].北京:中國石化出版社，2000.

[6] 王仙菊，盧亭.黏度計法測定小麥粉中濕面筋含量初探[J].糧食與飼料工業, 2013(2): 55-58.

[7] 楊路加，孫麗華，柏祿乾.小麥中粗蛋白質含量和濕面筋含量相關性[J].糧油倉儲科技通訊, 2014(4): 50-51.

[8] 孫輝，姜薇莉，王立坤，等.手洗法測定濕面筋GB/T5506.1-2008[S].北京：中國標準出版社,2009.

[9] 國家糧食局科學研究院.小麥沉降指數測定GB/T21119-2007[S].北京：中國標準出版社，2008.

The Application Conditions of Whole Wheat Flour Gluten Index in Wheat Breeding

SONG Yu, XIE San-gang, YU Zhang-long et al

(Cotton Research Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Yuncheng, Shanxi 044000)

[Objective] In order to determine the qualities of small samples of wheat varieties more flexibly and conveniently, this research replaced the flour gluten index by whole wheat flour gluten index.[Method] This study selected ten experimental materials of high, medium and low gluten type wheat varieties which suitable for growing in the south of Shanxi Province.The correlations between the whole wheat flour gluten index (wheat gluten index) and the flour sedimentation value, as well as the stability time under different temperatures and humidities were observed.And the correlation between wheat gluten index and flour gluten index was also analyzed.[Result] The results showed that the wheat gluten index determination was optimal at 20 ℃ and humidity around 50%.Under this conditions, the wheat gluten index and flour gluten index were highly correlated, as well as the wheat wet gluten content and flour wet gluten content, both correlation coefficients were above 0.9.[Conclusion] So the wheat gluten index method was feasible in the application of wheat breeding, storage and food processing, etc.

Whole wheat flour; Wheat gluten index; Stability time; Sedimentation value; Wheat breeding

宋昱(1966- )，女，山西運城人，副高級研究員，從事麥料作物研究。

2015-01-26

S 511

A

0517-6611(2015)08-248-04