小麦品种扬麦16品质及其稳定性分析

2017-04-05 14:28张晓李曼江伟张勇张伯桥
江苏农业科学 2016年12期
关键词:小麦

张晓++李曼++江伟+++张勇++张伯桥++别同德++高德荣

摘要:对长江中下游麦区主要中筋小麦品种品质进行研究,重点解析了扬麦16的优异品质特性,以期为小麦品质育种提供理论指导。与其他推广中筋小麦品种相比,扬麦16磨粉品质优异,出粉率高、灰分含量低,硬质,容重和千粒质量高,籽粒直径大、圆度和整齐度高;理化加工品质好,蛋白质质量和数量协同提高,面团强度适中,加工性能好,耐揉性强,弹性和延展性协调;面条蒸煮品质优良,评分高于商业雪花粉,色泽鲜亮,口感和黏弹性好;同时各个品质指标的稳定性优于其他品种。通过籽粒硬度、粒重和整齐度的同步改良提高了扬麦16的磨粉品质,蛋白质质量和数量的[JP3]同步改良提高了理化品质、食品加工品质和品质稳定性,实现了品质的综合提高,进而实现了红皮中筋小麦的品质突破。

关键词:小麦;磨粉品质;理化品质;面条品质;优质中筋

中图分类号:S512.103;S330文献标志码:A

文章编号:1002-1302(2016)12-0138-04

收稿日期:2016-10-13

基金项目:江苏省科技支撑计划(编号:BE2014351);江苏省农业科技自主创新资金[编号:CX(14)2002];国家现代农业产业技术体系建设专项(编号:CARS-3-2-11);江苏省扬州市科技计划(编号:YZ2014167)。

作者简介:张晓(1981—),女,山东平阴人,硕士,副研究员,主要从事小麦遗传育种研究。E-mail:zx@wheat.org.cn。

通信作者:高德荣,博士,研究员,主要从事小麦遗传育种研究。E-mail:gdr@wheat.org.cn。

中筋小麦是我国小麦消费的主体,馒头、面条、水饺等传统面制主食消耗占小麦总产量的80%,全国每年馒头用的面粉占面粉总用量的30%、面条占35%、饼类占10%、饺子占8%。我国小麦育种长期以产量为首要目标,品质育种起步较晚。20世纪70年代在庄巧生先生等倡导下起步,最初对小麦品质的鉴定筛选主要针对面包烘烤品质进行[1-4]。直到20世纪90年代初,部分单位开始进行软质小麦及其制品饼干、蛋糕等产品品质的研究,我国的弱筋小麦育种也开始起步发展[5-7]。与弱筋和强筋小麦品质改良相比,中筋小麦品质改良没有得到应有的重视。1999年颁布的优质小麦国家标准中没有中筋小麦标准,生产上通常是将品质既达不到强筋标准又达不到弱筋标准的小麦作为中筋小麦。长江中下游麦区的气候生态特点不利于小麦籽粒蛋白质的形成和积累,弱筋、中筋小麦品质遗传改良成为该麦区小麦品质改良的主要方向[8]。2003年农业部发布了《专用小麦优势区域发展规划(2003—2007)》,确定长江下游专用小麦优势产业带为中筋和弱筋优势产业带。随着人们认识的深入,长江中下游麦区的红皮小麦越来越受到人们的欢迎,该区小麦品种蛋白质、面筋含量适中,延展性和弹性好,制作的食品色泽鲜亮,受到市场和消费者的欢迎。

长江中下游麦区种植面积最大的小麦新品种扬麦16于2004年育成并通过审定。审定以来,迅速取代扬麦158和扬麦11号,成为长江中下游麦区的新一代主栽品种。2009—2015年连续7年被农业部列为全国主导小麦品种,是目前我国第二大麦区长江中下游麦区种植面积最大的小麦品种。扬麦16为优质中筋品种,是地理标志农产品兴化红皮小麦最具代表性的优质品种。本研究拟将扬麦16和本麦区其他推广品种的磨粉品质、理化品质和面条蒸煮品质进行全面对比分析,解析扬麦16的优异品质特性,以期为面粉和食品加工企业进一步开发利用扬麦16和小麦品质育种工作提供理论参考。

1材料与方法

1.1供试材料

供试材料包括强筋小麦郑麦9023、镇麦168和淮麦20;中筋小麦扬麦16、扬麦158、扬麦11号、宁麦14、扬麦20、扬辐麦4号和淮麦22。供试材料于2012—2014年分别在扬州、宝应和宿迁连续2年3点种植。采用随机区组设计,2次重复。分别于10月底播种,小区面积6.7 m2,机械条播。试验田区四周设置1 m保护行。试验田施纯氮210 kg/hm2,基追比 5 ∶[KG-*3]1 ∶[KG-*3]4,磷、钾肥均是105 kg/hm2,全部基施。

1.2测试方法

1.2.1籽粒蛋白质含量采用瑞典Perten公司生产的DA7200整粒型近红外分析仪测定。

1.2.2籽粒硬度和千粒质量采用瑞典Perten公司生产的SKCS-4100型单粒谷物特性测定仪测定。硬度指数是无量纲单位,大于60为硬质,小于40为软质,40~60之间为混合麦。

1.2.3用MLU-202型Buhler磨制粉根据籽粒硬度,将水分分别调至14%~15%,润麦18~20 h,参照AACC26-20方法进行磨粉。

1.2.4湿面筋含量和面筋指数采用Perten 2200型面筋洗涤仪,按GB/T 14606—1993测定湿面筋含量,用Perten 2020型烘炉测定干面筋含量,用Perten Centrifuge 2015离心机的面筋筛测定面筋指数。

1.2.5粉质仪参数的测定采用德国Brabender公司生产的810104型电子粉质仪,按AACC54-21方法测定,按50 g揉面钵,结果由系统软件自动分析。

1.2.6揉混儀参数采用美国National公司生产的10 g揉混仪系统,按AACC54-40方法测定,结果采用计算机软件自动处理获得。

1.2.7[JP2]面条加工品质测定参照张艳等的方法[9],有所改进。

1.3统计方法

采用SPSS统计软件进行数据统计分析,采用Excel 2003进行表格制作。

2结果与分析

2.1磨粉品质

表1表明,供试材料出粉率扬麦16最高,为72.91%,宁麦14最低,为62.18%,扬麦16出粉率与淮麦20、扬麦158无显著差异,显著高于其他品种。灰分含量扬麦158和郑麦9023最高,为0.66%,宁麦14最低,为0.51%,扬麦16为055%,与扬辐麦4号、扬麦11号、宁麦14、扬麦20和淮麦22无显著差异(灰分含量均低于0.60%),显著低于其他品种。籽粒硬度郑麦9023最高,为62.91,其次是扬麦16,为60.22,宁麦14最低,为17.96,扬麦16与扬麦158、镇麦168无显著差异。籽粒容重扬麦20最高,为792 g/L,其次是扬麦16,为791 g/L,[JP2]淮麦22最低,为778 g/L,扬麦16与扬麦20、镇麦168、扬辐麦4号无显著差异,显著高于其他品种。千粒质量郑麦9023最高,为 44.71 g,其次是扬麦16,为44.38 g,扬麦20最低,为41.36 g,扬麦16与郑麦9023、扬麦158、扬麦11号、宁麦14、淮麦22和镇麦168无显著差异,显著高于其他品种。扬麦16种皮百分比高于郑麦9023,但低于其他品种。

表2表明,籽粒长度郑麦9023最高,为81.76 mm,扬麦20最低,为73.80 mm,扬麦16籽粒长度显著低于郑麦9023、淮麦22、扬麦11号、镇麦168和淮麦20,与扬麦158无显著差异,显著高于其他品种。籽粒宽度扬麦16最高,为 39.23 mm,淮麦20最低,为37.41 mm。籽粒直径扬麦16最高,为3.13 mm,淮麦22最低,为2.92 mm,扬麦16与扬麦158、镇麦168、郑麦9023、宁麦14无显著差异,显著高于其他品种。籽粒长宽比淮麦20最高,为2.16,扬辐麦4号最低,为1.92,扬麦16长宽比显著低于淮麦20、淮麦22、扬麦11号、郑麦9023和镇麦168,圆度值显著高于这几个品种。扬麦16宽度标准差和长度标准差最小,说明扬麦16籽粒均匀整齐度最高。

2.2理化品质

表3表明,镇麦168蛋白质含量最高,为14.74%,其次是扬麦16,为14%,淮麦22最低,为12.33%;扬麦16蛋白质含量显著低于镇麦168,显著高于淮麦22,与其他品种无显著差异。湿面筋含量差异很小,淮麦22最低,为27.37%,显著低于其他品种,其他品种间均无显著差异。面筋指数郑麦9023最高,为89.14%,淮麦20最低,为73.92%,扬麦16为 87.51%;扬麦16与扬麦158、郑麦9023和镇麦168无显著差异,显著高于其他品种。SDS沉淀值镇麦168最高,为 42.18 mL,其次是扬麦16,为38.23 mL,淮麦22最低,为 24.36 mL,扬麦16显著低于镇麦168,与扬麦158、扬麦11号和郑麦9023无显著差异,显著高于其他品种。粉质仪检测吸水率镇麦168最高,为65.32%,淮麦22最低,为56.94%,扬麦16与扬麦158、郑麦9023无显著差异,显著高于其他品种。面团形成时间镇麦168最高,为6.16 min,扬麦20最低,为 2.25 min,扬麦16为3.93 min,扬麦16与扬麦158、扬麦11号、宁麦14无显著差异,与其他品种差异显著。面团稳定时间镇麦168最高,为8.99 min,扬麦20最低,为3.56 min,扬麦16为6.18 min,与郑麦9023、淮麦20、淮麦22、扬麦158间无显著差异,显著低于镇麦168,显著高于其他品种。面团弱化度扬辐麦4号最高,镇麦168最低,扬麦16为38.50 FU,显著低于扬辐麦4号、宁麦14、扬麦20和淮麦22,与郑麦9023、扬麦158、扬麦11号、淮麦20无显著差异,显著高于镇麦168。揉混仪中线峰值高度镇麦168最高,淮麦22最低,扬麦16为49.96,显著低于郑麦9023和镇麦168,与扬麦158、扬麦11号、宁麦14和扬辐麦4号无显著差异,显著高于淮麦20、扬麦20和淮麦22。揉混仪中线峰值面积镇麦168最高,淮麦22最低,扬麦16为342.62,与镇麦168、郑麦9023和扬麦158差异不显著,显著高于其他品种。

2.3面条品质

表4表明,供试品种面条表面状况和食味差异很小,差异主要体现在面条色泽、软硬度、黏弹性和光滑性上。面条评分扬麦16为81.03,与淮麦20、扬辐麦4号、淮麦22无显著差异,显著高于其他品种。与其他品种相比,扬麦16优异的面条评分主要体现在鲜亮的色泽、较好的软硬度和黏弹性。与商业雪花粉比,扬麦16优异的面条评分主要体现在较好的软硬度和黏弹性。

2.4品质稳定性

表5表明,供试品种硬度在多年多点间变异系数扬麦16最小,为2.37%,宁麦14号最高,为45.08%。出粉率变异系数扬麦16最小,为2.62%,宁麦14最高,为6.43%。蛋白质含量变异系数宁麦14最低,为7.87%,镇麦168最高,为1221%,扬麦16为8.80%,仅高于宁麦14。湿面筋含量变异系数宁麦14最低,为8.65%,扬麦11号最高,为17.79%,扬麦16变异系数为9.34%,仅高于宁麦14和淮麦20。SDS沉淀值变异系数淮麦20最低,为11.36%,宁麦14最高,为30.62%,扬麦16为17.15%,仅高于淮麦20和镇麦168。吸水率变异系数扬麦16最低,为1.57%,扬麦20最高,为474%。稳定时间变异系数郑麦9023最低,为26.99%,淮麦22最高,为72.96%,扬麦16为29.35%,仅高于郑麦9023。弱化度变异系数扬麦16最低,为23.33%,镇麦168最高,为73.97%。揉混仪中线峰值高度扬麦158最低,为511%,扬辐麦4号最高,为8.23%,扬麦16为5.60%,与扬麦158相差不大。揉混仪中线峰值面积变异系数扬麦158最低,为4.83%,扬辐麦4号最高,为9.01%,扬麦16为485%,与扬麦158相当。

3讨论

出粉率是衡量磨粉品質最重要的指标,与面粉企业的经济效益直接相关。出粉率与籽粒形状、皮层厚度、腹沟深浅、籽粒硬度、千粒质量、容重等籽粒物理品质密切相关[10-11]。Marshall等用简单几何模型分析表明,长籽粒出粉率低,圆籽粒出粉率高[12]。千粒质量越小,出粉率越低。籽粒硬度是衡量磨粉品质和烘焙品质的一个重要指标,籽粒硬度与出粉率呈[CM(25]正相关。容重是衡量小麦籽粒特性的一个综合性状,容重高,出粉率高[10-11]。本研究中扬麦16出粉率最高,灰分含量低,《中国小麦质量报告》(2006—2014)表明扬麦16比原主推品种扬麦158和扬麦11号分别高2.6、3.7百分点。与扬麦11号、淮麦20、宁麦14、扬辐麦4号、扬麦20和淮麦22相比,扬麦16硬度高,携有Pinb-D1b高硬度基因[13],硬度是出粉率高的主要原因。与扬麦158、郑麦9023和镇麦168相比,均为硬质,千粒质量相当,但容重高、籽粒直径大、圆度和整齐度高,种皮百分比较低,是出粉率高的主要原因。经中国农业科学院分子标记检测,扬麦16具有8个与高粒重相关优异单元型区段。扬麦16出粉率不仅高于其他红皮中筋品种,也高于淮麦20和郑麦9023等白皮强筋品种,主要通过高硬度基因、高粒重基因的导入和籽粒过筛选择,实现了红皮小麦磨粉品质的突破。扬麦16籽粒硬度高,粒大、粒宽、粒圆,容重和千粒质量高,籽粒整齐一致,成为面粉加工企业竞相采购的优质原料小麦。

蛋白質含量是衡量蛋白质数量的基本指标,与湿面筋含量具有很好的相关性;沉淀值是蛋白质数量与质量的综合反映;吸水率是衡量面粉品质的重要指标,吸水率高的面粉不仅品质好,而且制品产出率也高;形成时间和稳定时间是衡量小麦粉筋力强度的重要指标;弱化度表示面团在过度揉混后面筋变弱的程度,程度越大,面团越不易加工;揉混仪参数也反映了面团的耐揉性[14-15]。本研究表明扬麦16面团强度仅次于强筋小麦郑麦9023、镇麦168和淮麦20,各项品质指标均优于其他中筋小麦品种;面条加工品质优于商业雪花粉,显著高于强筋小麦品种郑麦9023、镇麦168和其他中筋小麦品种。由此可见,扬麦16蛋白质数量和质量综合表现好,面团耐揉性强,面条品质优良,适口性和黏弹性好。分子标记检测表明高分子谷蛋白亚基为Null、7+9和2+12,低分子量谷蛋白亚基为Glu-A3c和Glu-B3g[13],携有对磨粉品质和面条加工品质均有显著正向效应的Pinb-D1b高硬度基因[13,16],是面筋强度适中、弹性和延展性好的主要原因。

同一品种在不同地点与年份的商品粮质量稳定性已成为影响优质小麦发展的重要限制因素,品种品质稳定性差则难以保证工业化商品同一和优质的要求[17]。硬度、出粉率和沉淀值等性状受环境影响较小,而蛋白质含量受环境影响较大[18-19]。本研究表明扬麦16品质稳定性好,这与其蛋白质质量高、面筋指数和沉淀值高、面团筋力好有关。今后培育中筋小麦品种要注重蛋白质质量的提高,以提高品种品质和品质稳定性。

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