环境与品种对小麦淀粉理化特性和面条品质的影响

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1 环境与品种对小麦淀粉理化特性和面条品质的影响 Effects of Environment and Genotype on Wheat Starch Physiochemical Properties and Noodle Quality 宋建民刘爱峰刘建军李豪圣吴祥云赵振东刘广田 (1 山东省农业科学院作物研究所, 山东济南 ;2 中国农业大学农学与生物技术学院, 北京 ) 摘要 : 测定了 13 个小麦品种在 3 个地点的淀粉理化特性和面条品质, 结果表明直链淀粉含量膨胀势和面条品质主要受遗传因素的控制, 品种间变异平方和分别占总变异平方和的 57.5% 52.3% 和 58.6%, 但环境因素也有重要影响 RVA 主要黏度指标则有所不同, 低谷黏度和最终黏度主要受品种的影响, 其变异分别占总变异的 40.2% 和 48.0%, 而峰值黏度主要受地点的影响, 其变异达总变异的 48.7%, 品种影响只占总变异的 30.5% 不同环境条件下, 淀粉理化特性与面条品质极显著相关, 说明应用直链淀粉含量膨胀势和 RVA 峰值黏度等参数可以在不同的环境条件下选育出品质优良的面条小麦品种关键词 : 小麦 ; 品种 ; 环境 ; 淀粉理化特性 ; 面条品质中图分类号 :S512 EffectsofEnvironmentandGenotypeonWheatStarchPhysiochemicalPropertiesan dnoodlequality SONGJian-Min1,2,LIUAi-Feng1,LIUJian-Jun1,LIHao-Sheng1,WUXiang-Yun1,ZH AOZhen-Dong1,LIUGuang- Tian2

2 (1CropResearchInstitute,ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan ,Shandong;2Collegeof AgronomyandBiotechnology,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100094,China) Abstract:Starchphysiochemicalpropertiesareveryimportantfornoodlequality,an dwhicharecontrolled bygeneticalandenvironmentalfactors.starchphysiochemicalpropertiesandnoodl equalityof13wheatcultivar satthreelocationswerestudiedtoimprovecultivationandbreedingofnoodlewheat. Theresultsshowedthatflour amylosecontent,swellingpowerandnoodlescoreweremainlyaffectedbycultivars,i nwhichtheirvariancewere 57.5%,52.3%and58.6%ofthetotal,respectively.Theinteractionbetweencultivar andlocationaffectedthesep arameterssecondly,fromwhichthevariancewas22.2%,30.8%,and31.6%ofthetot al,respectively.however, theseparameterswerealsoinfluencedbylocationssignificantly.holdtroughandfina lviscosityamongrvapast ingparametersweremainlycontrolledbygeneticalfactors,whichresultedin40.2%a nd48.0%oftotalvariation, andtheinteractionbetweencultivarandlocationresultedin35.3%and38.4%oftotal variation,respectively. However,peakviscositywasaffectedmainlybylocation,whichresultedin48.7%ofto talvariation,whilecul tivars30.5%.flouramylosecontent,swellingpowerandpeakviscositywerecorrelat edtonoodlescoreatdifferent

3 locations,whichsuggestedthatwheatcultivarswithgoodnoodlequalitycouldbebre dusingthestarchphysioche micalparametersaboveatdifferentenvironments. Keywords:Commonwheat;Cultivar;Environment;Starchphysiochemicalproperti es;noodlequality 淀粉理化特性受基因型和环境的综合影响, 遗传因素对淀粉品质性状起决定作用, 有关环境因素对淀粉品质的影响, 主要集中在地点灌浆期温度 CO2 浓度等方面 [1~5] 对 68 个硬粒小麦和 123 个软白冬麦面粉的测定表明, 品种差异和生长环境对面粉和淀粉特性影响较大 [6] 环境条件影响淀粉粒的分布, 但品种间变异幅度不同, 如先锋 2555 比较稳定, 而先锋 2550 和 Geneva 变化较大 [7] 淀粉膨胀势依赖于品种生长地点和季节[8] 对 8 个品种在 31 个地点连续 4 年的研究表明, 在面粉膨胀势的变异中, 品种占 36.1%~ 93.3%, 环境 ( 地点和年份 ) 占 1.7%~61.7%, 品种环境 ( 地点或年份 ) 的互作变异不超过 10% 面粉膨胀体积(FSV) 主要受品种的影响, 其次为环境, 年份间的影响大于同一年份内不同地点 [2] 环境条件对淀粉理化特性和面条品质的影响, 尤其是后者国外研究报道很少, 但最近呈明显上升的趋势我国也对不同品种在不同环境条件下的面条品质和某些淀粉特性指标进行了初步研究 [9,10] 本文以 13 个小麦品种 ( 系 ) 为试材, 对其在 3 种环境条件下的淀粉理化特性和面条品质进行了测定, 以期对面条小麦的优质栽培和育种提供一定依据 1 材料与方法 1.1 材料种植与试验设计选用 13 个小麦品种 ( 系 )( 表 1), 分别在济南烟台和济宁种植小区面积 13.34m2,6 行区, 行距 19cm, 基本苗 150 万 m2, 随机区组设计,4 次重复常规田间管理

4 1.2 测定指标与方法小麦籽粒收获后放置 2 个月制粉, 润麦根据 AACC26-10 方法, 硬麦水分调节到 15%, 软麦水分调节到 14%, 润麦 18h 采用 BrabenderQuadrumatJunior 实验磨制粉, 出粉率 60% 左右面粉熟化 1 个月后用于测定直支链淀粉含量测定采用双波长法 [11], 面粉样品的脱脂和处理参考 GB , 以作图法确定, 直链淀粉测定波长为 630nm, 参比波长为 486nm, 支链淀粉测定波长为 550nm, 参比波长为 743nm 根据标准曲线计算面粉直支链淀粉含量, 两者相加为总淀粉含量 2 次重复膨胀特性测定参考 McCormick 等的方法 [12] 糊化特性测定 RVA 参数采用澳大利亚产 Newport 型快速黏度仪测定 [13] 面条制作与评价参照 Liu 等 [14] 和国家内贸部 SB 面条制作与评分标准 2 结果与分析 2.1 地点对不同品种淀粉理化特性的影响

5 2.1.1 对淀粉含量的影响从总体上看, 不同小麦品种直链淀粉和总淀粉含量的变异幅度较小, 尤其是总淀粉含量面粉中直链淀粉含量变异幅度为 13.6%~16.3%, 最高与最低值相差比例不到 20% 但面粉中直支链淀粉含量比例变异幅度明显较大, 济麦 20 直链淀粉含量最低, 支链淀粉含量最高, 支链淀粉含量最高, 而鲁麦 14 该比例最高,2 个品种相差比例达 27%( 表 1) 3 个地点中, 济宁试点直链淀粉含量最低, 济南试点各项指标与济宁差异不显著 ( 表 2) 烟台试点直链淀粉含量及其与支链淀粉含量的比例显著较高从方差分析结果看, 面粉中直直支链淀粉含量品种存显著差异 ( 表 3), 其变异主要源于品种差异, 品种间变异平方和达总变异平方和的 56.8%, 地点变异占 20.6%, 互作引起的变异占 22.2% 对膨胀势的影响 13 个品种 ( 系 ) 间膨胀势变异幅度明显较大 ( 表 1), 济麦 20 膨胀势最高, 泰山 241 最低, 两者相差达到 27.7% 不同地点间以济宁试点最高, 济宁和济南试点显著高于烟台试点 ( 表 2) 品种和地点对膨胀势均有显著影响( 表 3), 其中品种变异占总变异的 52.3%, 地点变异占 16.8%, 两者交互作用和其他变异占 30.8% 对面粉糊化特性的影响

6 13 个品种面粉糊化特性的不同指标变异幅度有一定的区别 ( 表 1), 其中峰值黏度最大值与最小值相差 13.9%, 低谷黏度相差 15.3%, 最终黏度相差 18.6% 济麦 20 各项指标最高, 其中包括与面条品质相关密切的峰值黏度从 RVA 参数看 ( 表 2), 峰值黏度和低谷黏度济宁试点最高, 其次是济南试点, 烟台试点最低方差分析显示 ( 表 3),3 项 RVA 糊化主要黏度指标品种间存在显著差异, 不同地点的影响也达到显著或极显著水平从各项变异平方和占总变异平方和的比例看, 峰值黏度变异的 48.7% 来自地点, 品种差异占 30.5% 而其他两项 RVA 参数主要受品种的影响, 其变异平方和分别占总变异的 40.2% 和 48.0%, 其次是品种与地点互作的影响, 分别占总变异的 35.3% 和 38.4%, 而地点的影响相对较小 2.2 地点和品种对面条品质的影响 13 个品种面条评分各项指标的变化幅度明显小于淀粉理化特性 ( 表 1), 最高值和最低值相差仅为 7.7% 济麦 20 除色泽表现稍差外, 其他各项指标均较好, 总分显著较高, 临面条评分最低 3 个试点面条评分差异也明显较小 ( 表 2), 烟台试点显著较低, 济宁和济南两试点间差异均不显著方差分析表明 ( 表 3), 品种和地点对面条评分的影响均达到 5% 的显著性水平从方差的来源看, 品种影响最大, 占总变异的 58.6%, 其次是品种与地点互作, 占总变异的 31.6%, 地点对面条评分的影响最小, 不到 10% 2.3 淀粉理化特性和面条品质性状的相关性分析对 13 个品种在 3 个地点的面粉淀粉理化特性主要指标及其与面条总分进行了相关性分析 ( 表 4), 直链淀粉含量与膨胀势 RVA 主要黏度参数以及面条评分均呈极显著负相关膨胀势与面条总分和几项主要 RVA 黏度参数均极显著正相关 3 项主要 RVA 黏度参数均与面

7 条评分极显著正相关, 其中以峰值黏度与其他指标的相关系数最高说明尽管品种和地点及其互作都影响小麦淀粉理化特性和面条品质, 可能应用以上 3 种指标, 选育出品质优良的面条小麦品种 3 讨论淀粉理化特性和面条品质受基因型和环境的综合影响, 从本研究结果看, 不论是对直链淀粉含量膨胀势和 RVA 参数等理化特性, 还是面条品质, 品种均起主导作用但环境因素也有重要影响, 地点对直支链淀粉含量的比值, 必然影响到淀粉粒的大小数目和分布, 从而影响淀粉粒的吸水膨胀和糊化特性, 最终影响面条品质但淀粉膨胀和糊化特性与直链淀粉含量的变化并不完全一致, 说明其相互关系的复杂性 [1] 从目前的研究看, 环境因素对淀粉特性的影响主要集中在高温和 CO2 浓度上, 但不同报道差异较大 [1,4,5,15], 可能是品种间差异较大所致 [7] 从 3 个试点灌浆期的温度看, 烟台试点平均温度低于济南和济宁试点, 但 3 点均没有出现超过 35 的极端高温, 超过 30 的时间也很少, 基本排除了温度对淀粉特性的影响, 因此可能是其他尚待研究的因素影响了淀粉特性面条评分与直链淀粉含量淀粉膨胀和糊化特性均存在一定差异, 主要原因可能是面条评分是面粉各组分的综合反映, 而淀粉只是其中一种重要成分, 其他成分如蛋白质脂类色素等对面条品质也有重要作用 [14] 大量研究表明, 蛋白质对面条品质的影响并不次于淀粉特性, 而环境条件和栽培措施对蛋白质含量和质量的影响远远超过对淀粉的影响, 甚至超过品种本身的遗传因素 [16] References [1]charactersinwheat.Ⅰ.Starch.AustJAgricRes,1998,49(5): [2]environmentalvariationforflourswellingvolumeinwheat.CerealChem,1997,74 (1):16-21

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