劉 慧 王朝輝李富翠 李可懿 楊 寧 楊月娥

西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院/農(nóng)業(yè)部西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 陜西楊凌712100

?

不同麥區(qū)小麥籽粒蛋白質(zhì)與氨基酸含量及評(píng)價(jià)

劉 慧 王朝輝*李富翠 李可懿 楊 寧 楊月娥

西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院/農(nóng)業(yè)部西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 陜西楊凌712100

摘 要：為了解我國小麥品種氨基酸營養(yǎng)狀況， 收集了2009—2011年22個(gè)省655份小麥籽粒樣品， 分析其蛋白質(zhì)以及18種氨基酸含量。樣品中春小麥和冬小麥籽粒蛋白質(zhì)平均含量分別為 13.7%和 12.7%。春小麥符合強(qiáng)、中、弱筋蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的樣品分別占45%、22%和33%， 而冬小麥樣品的比例分別為18%、24%和58%。除酪氨酸外， 春小麥各測定氨基酸組分的含量均高于冬小麥， 但必需氨基酸占總氨基酸的比例二者均為 28.8%。小麥籽粒蛋白質(zhì)含量呈現(xiàn)出北高南低、東高西低的趨勢， 必需氨基酸含量和總量則呈現(xiàn)出東高西低的趨勢。有 98%的樣品以賴氨酸、2%的樣品以色氨酸為限制性氨基酸。春、冬小麥氨基酸評(píng)分平均值分別為53和56， 年度間有差異。在本研究取樣區(qū)域內(nèi)， 小麥籽粒蛋白質(zhì)水平整體較低， 尤其是必需氨基酸賴氨酸含量和必需氨基酸占比低， 限制了小麥蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：小麥籽粒； 蛋白質(zhì)； 氨基酸； 區(qū)域分布

本研究由國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-3-1-31）， 國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303104， 201103003）和國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)人才支撐計(jì)劃項(xiàng)目資助。

This study was supported by the China Agricultural Research System （CARS-3-1-31）， the Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest （201303104， 201103003）， and the Agricultural Scientific Research Talent and Team Program.

第一作者聯(lián)系方式∶ E-mail∶ liuhui952515@163.com

URL∶ http∶//www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160119.1327.004.html

Abbreviations： Asp， Aspartic； Thr， Threonine； Ser， Serine； Glu， Glutamic； Pro， Proline； Gly， Glycine； Ala， Alanine； Cys， Cysteine；Val， Valine； Met， Methionine； Ile， Isoleucine； Leu， Leucine； Tyr， Tyrosine； Phe， Phenylalanine； His， Histidine； Lys， Lysine； Arg，Argnine； Trp， Tryptophane.

小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾墓阮愖魑镏唬?約占我國糧食作物總播種面積的22%［1］。在發(fā)達(dá)國家， 膳食蛋白質(zhì)可以從肉類、豆類和谷類等方面多種食物源獲得； 而在欠發(fā)達(dá)國家， 膳食蛋白質(zhì)主要由谷物提供［2-3］。膳食蛋白質(zhì)提供的氨基酸對(duì)機(jī)體生長和組織更新有重要作用［4］， 攝入高水平氨基酸也能在一定程度上預(yù)防克山病、大骨節(jié)病［5］，還可提高膳食中微量元素的生物有效性［6-8］。長期以來，高蛋白質(zhì)含量一直是小麥育種的主要目標(biāo)［9］， 同時(shí)改善必需氨基酸的比例， 尤其是賴氨酸［4］， 也是生物營養(yǎng)強(qiáng)化研究的熱點(diǎn)之一。

對(duì)來自 70多個(gè)國家和地區(qū)的小麥樣品分析表明， 籽粒蛋白質(zhì)含量為10.9%～19.2%， 平均變幅為13.0%～16.4%［10-13］，且在不同年代和地點(diǎn)之間差異較大［11］。我國從20世紀(jì)50年代開始關(guān)注小麥蛋白質(zhì)含量［14-15］。2003—2007年收集的2571份小麥， 其蛋白質(zhì)含量在4個(gè)麥區(qū)之間差異顯著，平均值變幅為12.4%～15.1%［16］； 2008年和2009年收集河北冀中、河南豫北、陜西關(guān)中485份農(nóng)戶的主栽小麥品種，其蛋白質(zhì)含量介于11.1%～16.7%之間， 平均14.0%［17］。目前， 對(duì)小麥不同氨基酸組分含量的研究較少， 已有報(bào)道一致認(rèn)為， 谷氨酸、脯氨酸、亮氨酸含量較高， 組氨酸、胱氨酸、蛋氨酸含量較低， 但不同研究報(bào)道的某種特定氨基酸的含量差異較大［5，18-19］。

國際上多采用氨基酸評(píng)分法來評(píng)價(jià)氨基酸組成及含量對(duì)蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的影響［20］， 而這一方面在國內(nèi)應(yīng)用并不廣泛［21-22］。對(duì)于蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)， 已有研究多采用較早的標(biāo)準(zhǔn)， 如FAO （聯(lián)合國糧農(nóng)組織）/WHO （世界衛(wèi)生組織） 1973年的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)［23］、FAO/WHO/UNU （聯(lián)合國大學(xué)） 1985年的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)［24］。2007年FAO/WHO/UNU出版了新的小麥蛋白質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)［25］。另外， 隨著品種不斷更新?lián)Q代， 需要對(duì)我國小麥籽粒蛋白質(zhì)含量及其營養(yǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行資料更新。

本研究以2009—2011連續(xù)3年（按收獲年份統(tǒng)計(jì)）收集的不同麥區(qū)655份田間小麥樣品為材料， 旨在明確不同麥區(qū)小麥蛋白質(zhì)及氨基酸含量及其在不同區(qū)域間的變化，用 FAO/WHO/UNU評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（2007）評(píng)價(jià)不同麥區(qū)小麥蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值， 為提高小麥蛋白質(zhì)含量、改善必需氨基酸比例提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品收集及處理

樣品來自全國22個(gè)小麥生產(chǎn)省（自治區(qū)、直轄市）， 覆蓋 8個(gè)麥區(qū)， 包括春小麥 73份（40個(gè)品種）、冬小麥 582份（261個(gè)品種）［26］（表1）。由于青藏春冬麥區(qū)僅有5個(gè)春小麥樣點(diǎn)， 且其分布靠近西北春麥區(qū)， 在分析時(shí)將其歸在了西北春麥區(qū)。

首先去除樣品中的雜質(zhì)、穎殼和蟲咬籽粒， 然后每份樣品稱取約100 g， 裝入網(wǎng)袋內(nèi)用自來水清洗3遍、蒸餾水清洗2遍， 再將清洗干凈的樣品帶網(wǎng)袋一起于室外干凈塑料布上風(fēng)干， 至含水量約為6.5%時(shí)取樣分析。

1.2 蛋白質(zhì)含量及其組分測定方法

每樣品取部分籽粒， 粉碎后采用直接水解法測定除色氨酸、胱氨酸和蛋氨酸以外的氨基酸含量， 用堿解法測定色氨酸含量， 用氧化酸解法測定胱氨酸和蛋氨酸含量（GB/T18246-2000）。剩余風(fēng)干籽粒于65℃烘至恒重， 立即粉碎， 采用濃硫酸加雙氧水消煮， 用連續(xù)流動(dòng)分析儀測定消解液中的氮素。籽粒蛋白質(zhì)含量=籽粒全氮含量×5.7［27］。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17320-1998、17892-1999、GB/T 17893-1999中小麥品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)， 強(qiáng)、中、弱筋小麥蛋白質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)分別為≥14%、≥13%、＜13%， 其中優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋和優(yōu)質(zhì)弱筋小麥的蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)分別為≥15%和≤11.5%。

用Microsoft Excel 2007計(jì)算數(shù)據(jù)， 用SigmaPlot 12.0作頻率分布圖， 用ArcGIS10.2作區(qū)域分布圖。

1.3 氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

采用FAO/WHO/UNU模式（2007）計(jì)算氨基酸評(píng)分值［25］（表2）。氨基酸得分指待測蛋白質(zhì)中某種必需氨基酸與“理想”蛋白質(zhì)中相應(yīng)必需氨基酸的比值， “理想”蛋白質(zhì)含有各種必需氨基酸， 且各必需氨基酸含量完全能滿足人體的需求。得分最低的氨基酸為第一限制性氨基酸， 由于限制性氨基酸含量相對(duì)較低， 導(dǎo)致其他必需氨基酸在體內(nèi)不能被充分利用而浪費(fèi)， 因此第一限制性氨基酸的得分即為該待測樣品的氨基酸評(píng)分值［24］。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥籽粒蛋白質(zhì)含量

春小麥籽粒蛋白質(zhì)含量平均值為 13.7% （8.7%～19.6%），變異系數(shù)為15%， 2009、2010、2011年分別為14.2%、13.5% 和13.8%。3年共有45%的樣品達(dá)到強(qiáng)筋小麥蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中 25%達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)； 33%達(dá)到弱筋小麥蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中 14%達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（圖 1-a）。冬小麥蛋白質(zhì)含量平均值為12.7% （7.9%～19.2%）， 變異系數(shù)為12%， 2009、2010 和2011年分別為13.1%、12.9%和12.3%。3年共有18%的樣品達(dá)到強(qiáng)筋小麥蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)， 其中有 8%達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)； 58%達(dá)到弱筋小麥蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)， 其中 19%達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（圖1-b）。

小麥籽粒蛋白質(zhì)含量在不同區(qū)域間差異較大（圖2）。春小麥蛋白質(zhì)含量在東北春麥區(qū)最高， 平均值為 14.9%，接近優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋小麥蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)； 其次為北部和西北春麥區(qū)， 平均值為 13.2%， 符合中筋小麥蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)； 新疆冬春麥區(qū)最低， 平均值為 12.4%， 符合弱筋小麥蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。冬小麥蛋白質(zhì)含量在黃淮和北部冬麥區(qū)最高， 平均值為 13.1%， 符合中筋小麥蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)； 其次為長江中下游冬麥區(qū)， 平均值為 12.2%， 符合弱筋小麥蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)； 西南冬麥區(qū)和新疆冬春麥區(qū)最低， 平均值為 11.7%， 接近優(yōu)質(zhì)弱筋小麥蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由此可見， 小麥蛋白質(zhì)含量在不同麥區(qū)呈現(xiàn)出明顯的北高南低、東高西低的趨勢。

2.2 小麥籽粒氨基酸含量

春、冬小麥在各年份氨基酸含量排序一致， 且占氨基酸總量的比例也基本一致， 表現(xiàn)為谷、脯、亮氨酸含量較高， 占氨基酸總量的將近50%； 酪、組、蛋、色氨酸含量較低， 約占8% （表3和表4）。必需氨基酸中， 亮、苯丙、纈氨酸含量較高， 蛋氨酸、色氨酸較低， 與人體健康最密切的賴氨酸占氨基酸總量不足3%。各氨基酸含量變幅均較大， 極值相差2倍以上。除了酪氨酸， 春小麥各氨基酸含量均高于冬小麥。除2009年冬小麥必需氨基酸含量均較低， 各氨基酸含量沒有明顯的年際間變化。春小麥必需氨基酸含量略高于冬小麥， 但必需氨基酸占氨基酸總量的百分比， 冬、春小麥均為28.8%。

表1 本試驗(yàn)小麥樣品來源Table 1 Sources of wheat samples used in this study

表2 2007年FAO/WHO/UNU氨基酸評(píng)分模式中“理想”蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量Table 2 Essential amino acid contents in “ideal” protein in amino acid scoring patterns in the 2007 FAO/WHO/UNU reports

除了色氨酸， 各必需氨基酸含量在不同區(qū)域差異均較明顯。必需氨基酸各組分及總量在不同春小麥區(qū)域均表現(xiàn)為東北春麥區(qū)＞西北春麥區(qū)＞北部春麥區(qū)和新疆冬春麥區(qū)， 而在冬小麥生長區(qū)表現(xiàn)為黃淮和北部冬麥區(qū)＞長江中下游冬麥區(qū)＞西南冬麥區(qū)和新疆冬春麥區(qū)?？梢?， 春、冬小麥各必需氨基酸含量以及必需氨基酸總量在不同麥區(qū)間整體呈現(xiàn)出東高西低的趨勢（圖3）。

圖1 不同麥區(qū)春小麥（a）和冬小麥（b）樣品蛋白質(zhì)含量Fig.1 Protein content of spring wheat （a） and winter wheat （b） samples from different wheat production regions

圖2 2009-2011年不同麥區(qū)小麥蛋白質(zhì)含量區(qū)域分布Fig.2 Regional distribution of wheat protein content in different wheat production regions from 2009 to 2011

必需氨基酸中， 賴氨酸平均得分值最低， 春、冬小麥平均分別為53、56， 且在不同年份均表現(xiàn)為春小麥低于冬小麥（表5）。除了賴氨酸， 其他必需氨基酸3年平均得分值均高于 100， 表明這些氨基酸含量基本能滿足人體需求。但是綜合3年春、冬小麥， 色氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸分別有 9%、12%、13%、18%和 24%的樣品得分值低于100。

春、冬小麥中， 約2%的樣品色氨酸為限制性氨基酸，且均為冬小麥， 其他樣品均以賴氨酸為限制性氨基酸。春、冬小麥氨基酸平均評(píng)分值分別為53和56， 且在不同年份差異較大。由于賴氨酸（2%的樣品為色氨酸）含量較低，使其他必需氨基酸不能被人體充分利用而浪費(fèi)， 會(huì)降低蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值。

表3 2009-2011年不同麥區(qū)春小麥籽粒各氨基酸含量Table 3 Grain amino acid content of spring wheat in different wheat production regions from 2009 to 2011

（圖3）

圖3 2009-2011年不同麥區(qū)小麥籽粒必需氨基酸含量區(qū)域分布Fig.3 Regional distribution of essential amino acid contents of wheat grain in different wheat production regions from 2009 to 2011

表5 不同麥區(qū)春、冬小麥籽粒必需氨基酸得分Table 5 Scores of components and total essential amino acids in spring and winter wheat from different regions

3 討論

3.1 不同麥區(qū)小麥籽粒蛋白質(zhì)、氨基酸含量總體評(píng)價(jià)

2009—2011年不同麥區(qū)收集的655份春小麥和冬小麥分別有45%和18%、22%和24%、33%和58%的樣品達(dá)到強(qiáng)、中、弱筋小麥蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)， 平均值分別為13.7%和12.7%。冬小麥蛋白質(zhì)含量低于春小麥， 可能是由于冬小麥較高的產(chǎn)量對(duì)蛋白質(zhì)含量的稀釋作用引起的［28］， 在本研究中，小麥蛋白質(zhì)含量隨著產(chǎn)量的增加呈現(xiàn)出降低的趨勢， 且冬小麥平均產(chǎn)量（6.6 t hm-2）高于春小麥（5.4 t hm-2）。此外，開花（抽穗）至成熟期的日均氣溫是影響籽粒蛋白質(zhì)含量的關(guān)鍵氣候因素， 二者極顯著正相關(guān)， 在此期間北方平均氣溫較高， 南方較低， 從南到北日均氣溫每增加 l℃， 蛋白質(zhì)含量約提高0.4～0.5個(gè)百分單位［29-30］。春、冬小麥蛋白質(zhì)含量平均為12.8%， 低于俄羅斯西伯利亞（平均16.4%）［12］和芬蘭（95%的含量高于13.0%）［13］， 可能是這2個(gè)地區(qū)較低的產(chǎn)量對(duì)蛋白質(zhì)的濃縮效應(yīng)引起的， 產(chǎn)量分別為1.9～4.2 t hm-2和3.3～4.7 t hm-2。

春、冬小麥氨基酸含量在各年份均表現(xiàn)為谷、脯、亮氨酸含量較高， 胱、組、蛋氨酸含量較低， 這與國內(nèi)外其他研究一致［5，18-19，31-32］， 但是不同研究之間差異很大， 且國內(nèi)小麥各氨基酸含量基本都低于國外。氨基酸含量差異受遺傳組成、環(huán)境因素以及試驗(yàn)?zāi)攴葑蚜３墒鞎r(shí)的天氣條件影響［4］， 此外， 施氮量、病蟲害等也會(huì)對(duì)其造成影響［18］。除酪氨酸外， 春小麥各氨基酸含量均高于冬小麥， 但必需氨基酸占比均為28.8%， 低于匈牙利冬小麥（29.6%）［18］。本研究中春冬小麥必需氨基酸總量略高于、非必需氨基酸總量遠(yuǎn)高于匈牙利小麥， 導(dǎo)致必需氨基酸占比較低， 推測主要是由于基因差異造成的。

3.2 不同麥區(qū)小麥籽粒蛋白質(zhì)、必需氨基酸區(qū)域差異

蛋白質(zhì)含量在不同區(qū)域間差異較大， 無論春小麥還是冬小麥， 籽粒蛋白質(zhì)含量均呈現(xiàn)北高南低、東高西低的趨勢。受基因和環(huán)境條件的共同影響， 小麥蛋白質(zhì)含量存在顯著區(qū)域間差異， 其中環(huán)境因素約占三分之二［2］。Triboi等［33］認(rèn)為， 蛋白質(zhì)含量主要受地點(diǎn)和施氮量的影響， 占總變異的 63%， 品種因素只占 4%。我國地域遼闊， 緯度不同導(dǎo)致了我國氣候、氣象、土壤、水文等由北向南、由東到西產(chǎn)生差異， 這可能是不同麥區(qū)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量差異較大的主要原因。

除了色氨酸， 小麥各必需氨基酸含量及必需氨基酸總量在不同區(qū)域間呈現(xiàn)出東高西低的趨勢， 與蛋白質(zhì)的變化規(guī)律相似。春小麥表現(xiàn)為東北春麥區(qū)＞西北春麥區(qū)＞北部春麥區(qū)和新疆冬春麥區(qū)， 冬小麥與蛋白質(zhì)的區(qū)域變化規(guī)律一致。本研究發(fā)現(xiàn)， 各必需氨基酸與蛋白質(zhì)含量均極顯著正相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)在 0.3～0.9之間。對(duì)我國不同省份的72份小麥的研究表明， 必需氨基酸總量在中部最高，東南部次之， 西北部最低［5］。

綜上所述， 東北春麥區(qū)春小麥蛋白質(zhì)和氨基酸含量較高， 適合發(fā)展強(qiáng)筋小麥； 北部和新疆冬春麥區(qū)春小麥蛋白質(zhì)和氨基酸含量較低， 適合發(fā)展弱筋小麥。長江中下游冬麥區(qū)和西南冬麥區(qū)小麥的蛋白質(zhì)含量整體較低， 氨基酸含量也較低， 是我國最具優(yōu)勢的低蛋白含量區(qū)， 適合發(fā)展弱筋和優(yōu)質(zhì)弱筋小麥； 黃淮冬麥區(qū)是我國最重要的小麥產(chǎn)區(qū)， 其播種面積和總產(chǎn)量均居首位， 適合發(fā)展中筋小麥。根據(jù)氣候、土壤等環(huán)境條件， 以穩(wěn)定和提高產(chǎn)量為前提， 結(jié)合小麥蛋白質(zhì)與氨基酸在不同區(qū)域間差異特點(diǎn)， 將傳統(tǒng)育種技術(shù)和分子標(biāo)記輔助選擇等技術(shù)相結(jié)合選育適合各區(qū)域種植的優(yōu)質(zhì)品種［34］， 同時(shí)加強(qiáng)小麥栽培技術(shù)的研究和推廣， 特別是加強(qiáng)肥料管理， 在優(yōu)化氮磷鉀投入的基礎(chǔ)上， 注重微量元素的施用， 以有效提高蛋白質(zhì)、必需氨基酸總量和相對(duì)占比［35］， 在整體上提高和優(yōu)化我國目前小麥的蛋白質(zhì)與氨基酸的數(shù)量和質(zhì)量。

3.3 不同麥區(qū)小麥籽粒蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)

2009—2011年收集的655份小麥有98%的樣品限制性氨基酸為賴氨酸， 這與前人研究一致［3，36-37］， 2%的樣品為色氨酸， 春、冬小麥籽粒氨基酸評(píng)分值平均為53、56。張林生［22］以 FAO/WHO1973提出的氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為參考， 發(fā)現(xiàn)小麥賴氨酸（52）、蘇氨酸（73）得分值最低， 分別為第一、第二限制性氨基酸， 異亮氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、纈氨酸得分值均小于100。在本研究中， 以2007年的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)判， 除了賴氨酸得分值較低（春、冬小麥平均56）， 其他必需氨基酸得分值均大于100。春、冬小麥氨基酸評(píng)分值在不同種植年份之間差異較大， 2010年（55、58） ≈ 2011年（53、59） ＞ 2009年（49、50）。氨基酸評(píng)分值的年際變化在巴基斯坦已有報(bào)道， 44個(gè)春小麥品種氨基酸評(píng)分值在1995—1996年低于1996—1997年， 分別為44和47［4］。

蛋白質(zhì)和必需氨基酸缺乏是發(fā)展中國家和欠發(fā)達(dá)國家人體營養(yǎng)的主要問題之一。小麥的營養(yǎng)品質(zhì)可通過增加其蛋白質(zhì)含量和限制性氨基酸尤其是賴氨酸的含量得到改善。但2009—2011年對(duì)不同麥區(qū)春、冬小麥的研究發(fā)現(xiàn)， 賴氨酸的變異較小， 約為 11%， 這可能使提高賴氨酸含量較為困難。

致謝： 感謝國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系小麥體系功能研究室和綜合試驗(yàn)站的科研人員， 以及西北農(nóng)林科技大學(xué)133位同學(xué)在小麥樣品收集中給予的支持與幫助。

References

［1］National Bureau of Statistics of China.China Statistical Yearbook.［2015-03-12］http∶//www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2014/indexeh.htm

［2］Shewry P R.Improving the protein content and composition of cereal grain.J Cereal Sci， 2007， 46∶ 239-250

［3］Millward D J.The nutritional value of plant-based diets in relation to human amino acid and protein requirements.Proc Nutr Soc， 1999， 58∶ 249-260

［4］Anjum F M， Ahmad I， Butt M S， Sheikh M A， Pasha I.Amino acid composition of spring wheats and losses of lysine during chapati baking.J Food Compos Anal， 2005， 18∶ 523-532

［5］王五一， 譚見安， 朱文郁， 李日邦， 侯少范， 王衛(wèi)中， 畢世華.我國糧食中氨基酸與克山病.地方病通報(bào)， 1994， 9（3）∶ 14-18 Wang W Y， Tan J A， Zhu W Y， Li R B， Hou S F， Wang W Z， Bi S H.Keshan disease and amino-acid in grain in China.Endemic Dis Bull， 1994， 9（3）∶ 14-18 （in Chinese）

［6］Lonnerdal B.Dietary factors influencing zinc absorption.J Nutr，2000， 130∶ 1378S-1383S

［7］Ghasemi S， Khoshgoftarmanesh A H， Afyuni M， Hadadzadeh H.The effectiveness of foliar applications of synthesized zinc-amino acid chelates in comparison with zinc sulfate to increase yield and grain nutritional quality of wheat.Eur J Agron， 2013， 45∶68-74

［8］Graham R D， Welch R M， Bouis H E.Addressing micronutrient malnutrition through enhancing the nutritional quality of staple foods∶ principles， perspectives and knowledge gaps.Adv Agron，2001， 70∶ 77-142

［9］Barneix A J.Physiology and biochemistry of source-regulated protein accumulation in the wheat grain.J Plant Physiol， 2007，164∶ 581-590

［10］Bordes J， Branlard G， Oury F X， Charmet G， Balfourier F.Agronomic characteristics， grain quality and flour rheology of 372 bread wheats in a worldwide core collection.J Cereal Sci，2008， 48∶ 569-579

［11］Morgounov A， Abugalieva A， Martynov S.Effect of climate change and variety on long-term variation of grain yield and quality in winter wheat in Kazakhstan.Cereal Res Commun， 2014，42∶ 163-172

［12］Morgounov A I， Belan I， Zelenskiy Y， Roseeva L， Tomoskozi S，Bekes F， Abugalieve A， Cakmak I， Vargas M， Crossa J.Historical changes in grain yield and quality of spring wheat varieties cultivated in Siberia from 1900 to 2010.Can J Plant Sci， 2013，93∶ 425-433

［13］Peltonen-Sainio P， Jauhiainen L， Nissila E.Improving cereal protein yields for high latitude conditions.Eur J Agron， 2012， 39∶1-8

［14］樑趙家， 慜郭庭， 區(qū)美馨， 張啟福， 王作誠， 洪元發(fā)， 彭偉堂.江西省幾種主要糧食蛋白質(zhì)含量的分析.江西醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，1958， （1）∶ 16 Zhao J L， Guo T M， Qu M X， Zhang Q F， Wang Z C， Hong Y F，Peng W T.The analysis of protein content of several staple food in Jiangxi province.Acta Acad Med Jiangxi， 1958， （1）∶ 16 （in Chinese）

［15］宋健民， 戴雙， 李豪圣， 程敦公， 劉愛峰， 曹新有， 劉建軍， 趙振東.山東省近年來審定小麥品種農(nóng)藝和品質(zhì)性狀演變分析.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2013， 46∶ 1114-1126 Song J M， Dai S， Li H S， Cheng D G， Liu A F， Cao X Y， Liu J J，Zhao Z D.Evolution of agronomic and quality traits of wheat cultivars released in Shandong province recently.Sci Agric Sin，2013， 46∶ 1114-1126 （in Chinese with English abstract）

［16］胡學(xué)旭， 周桂英， 吳麗娜， 陸偉， 武力， 李靜梅， 王爽， 宋敬可，楊秀蘭， 王步軍.中國主產(chǎn)區(qū)小麥在品質(zhì)區(qū)域間的差異.作物學(xué)報(bào)， 2009， 35∶ 1167-1172 Hu X X， Zhou G Y， Wu L N， Lu W， Wu L， Li J M， Wang S， Song J K， Yang X L， Wang B J.Variation of wheat quality in main wheat-producing regions in China.Acta Agron Sin， 2009， 35∶1167-1172 （in Chinese with English abstract）

［17］關(guān)二旗， 魏益民， 張波， 郭進(jìn)考， 張國權(quán)， 劉彥軍， 羅勤貴， 班進(jìn)福.黃淮冬麥區(qū)部分區(qū)域小麥品種構(gòu)成及品質(zhì)性狀分析.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2012， 45∶ 1159-1168 Guan E Q， Wei Y M， Zhang B， Guo J K， Zhang G Q， Liu Y J，Luo Q G， Ban J F.Analysis of the variety composition and quality properties of wheat in a part of the Yellow-Huai River Zone.Sci Agric Sin， 2012， 45∶ 1159-1168 （in Chinese with English abstract）

［18］Pepo P， Gyrori Z.Amino acid compositions in wheat species with different genomes.Cereal Res Commun， 2007， 35∶ 1685-1699

［19］王曉燕， 榮廣哲.對(duì)48個(gè)小麥品種營養(yǎng)品質(zhì)的研究.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 1996， 19（2）∶ 14-18 Wang X Y， Rong G Z.A study on the nutritional quality of 48 wheat （Triticum aestivum） varieties.J Agric Univ Hebei， 1996，19（2）∶ 14-18 （in Chinese with English abstract）

［20］Caire-Juvera G， Vazquez-Ortiz F A， Grijalva-Haro M I.Amino acid composition， score and in vitro protein digestibility of foods commonly consumed in Norhwest Mexico.Nutr Hosp， 2013， 28∶365-371

［21］蔡艷， 郝明德.長期輪作對(duì)黃土高原旱地小麥籽粒蛋白質(zhì)營養(yǎng)品質(zhì)的影響.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2013， 24∶ 1354-1360 Cai Y， Hao M D.Efffects of long-term rotation on the nutritional quality of wheat grain protein on dryland of Loesplateau，Northwest China.Chin J Appl Ecol， 2013， 24∶ 1354-1360 （in Chinese with English abstract）

［22］張林生.小麥種子氨基酸的評(píng)價(jià).麥類作物學(xué)報(bào)， 1996， （3）∶28-30 Zhang L S.Evaluation on wheat seed amino acid.J Triticeae Crops， 1996， （3）∶ 28-30 （in Chinese）

［23］FAO/WHO.Energy and protein requirements.Report of a joint FAO/WHO Ad Hoc Expert Committee.WHO technical report series No.522， 118 S.， Genf 1973

［24］FAO/WHO/UNU.Energy and protein requirements.Report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation， WHO technical report series No.724， Geneva， Switzerland， 1985

［25］FAO/WHO/UNU.Protein and amino acid requirements in human nutrition.Report of a joint WHO/FAO/UNU expert consultation，WHO technical report series No.935， Geneva， Switzerland.2007

［26］Liu H， Wang Z H H， Li F C， Li K Y， Yang N， Yang Y E， Huang D L， Liang D L， Zhao H B， Mao H， Liu J S， Qiu W H.Grain iron and zinc concentrations of wheat and their relationships to yield in major wheat production areas in China.Field Crops Res， 2014，156∶ 151-160

［27］朱新開， 周君良， 封超年， 郭文善， 彭永欣.不同類型專用小麥籽粒蛋白質(zhì)及其組分含量變化動(dòng)態(tài)差異分析.作物學(xué)報(bào)，2005， 31∶ 342-347 Zhu X K， Zhou J L， Feng C N， Guo W S， Peng Y X.Differences of protein and its component accumulation in wheat for different end uses.Acta Agron Sin， 2005， 31∶ 342-347 （in Chinese with English abstract）

［28］Oury F X， Godin C.Yield and grain protein concentration in bread wheat∶ how to use the negative relationship between the two characters to identify favourable genotypes？ Euphytica， 2007，157∶ 45-57

［29］劉淑貞， 曹廣才， 吳東兵.冬型小麥品種開花后的前條件對(duì)子粒蛋白質(zhì)含量的影響.華北農(nóng)學(xué)報(bào)， 1989， （增刊1）∶ 97-102 Liu S Z， Cao G C， Wu D B.The effect of climatic conditions from florescence to maturation on the protein contents in the grains of winterness wheat.Acta Agric Boreali-Sin， 1989，（suppl-1）∶ 97-102 （in Chinese with English abstract）

［30］秦武發(fā)， 李宗智.生態(tài)因素對(duì)小麥品質(zhì)的影響.北京農(nóng)業(yè)科學(xué)，1989， （4）∶ 21-25 Qin W F， Li Z Z.The effect of ecological factors on wheat quality.Beijing Agric Sci， 1989， （4）∶ 21-25 （in Chinese）

［31］Boila R J， Stothers S C， Campbell L D.The relationships between the concentrations of individual amino acids and protein in wheat and balley grain grown at selected locations throughout Manitoba.Can J Anim Sci， 1995， 76∶163-169

［32］魏益民， 李志西， 王立宏， Sietz W.小麥品種籽粒蛋白質(zhì)品質(zhì)的研究.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 1992， 20（4）∶18-23 Wei Y M， Li Z X， Wang L H， Sietz W.Studies on grain protein qualities of wheat varieties.J Northwest Sci-Tech Univ Agric For （Nat Sci Edn）， 1992， 20（4）∶ 18-23 （in Chinese with English abstract）

［33］Triboi E， Abad A， Michelena A， Lloveras J， Ollier J L， Daniel C.Environmental effects on the quality of two wheat genotypes∶ 1.Quantitative and qualitative variation of storage proteins.Eur J Agron， 2000， 13∶ 47-64

［34］Kumar J， Jaiswal V， Kumar A， Kumar N， Mir R R， Kumar S，Dhariwal R， Tyagi S， Khandelwal M， Prabhu K V， Prasad R，Balyan H S， Gupta P K.Introgression of a major gene for high grain protein content in some Indian bread wheat cultivars.Field Crops Res， 2011， 123∶ 226-233

［35］石孝均， 毛知耘， 周則芳.鋅、錳與含氯氮肥配施對(duì)冬小麥子粒營養(yǎng)品質(zhì)的影響.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 1997， 3∶ 160-168 Shi X J， Mao Z Y， Zhou Z F.Effect of combined application on zinc， manganese and contain chlorine nitrogen fertilizer on nutrition quality of winter wheat grain.Plant Nutr Fert Sci， 1997，3∶ 160-168 （in Chinese with English abstract）

［36］Jood S， Kapoor A C， Singh R.Amino acid composition and chemical evaluation of protein quality of cereals as affected by insect infestation.Plant Food Hum Nutr， 1995， 48∶ 159-167

［37］Young V R， Pellett P L.Plant proteins in relation to human protein and amino acid nutrition.Am J Clin Nutr， 1994， 59∶1203S-1212S

DOI：10.3724/SP.J.1006.2016.00768

*通訊作者（

Corresponding author）∶ 王朝輝， E-mail∶ w-zhaohui@263.net， Tel∶ 029-87082234

收稿日期Received（）∶ 2015-10-15； Accepted（接受日期）∶ 2016-01-11； Published online（網(wǎng)絡(luò)出版日期）∶ 2016-01-19.

Contents of Protein and Amino Acids of Wheat Grain in Different Wheat Production Regions and Their Evaluation

LIU Hui， WANG Zhao-Hui*， LI Fu-Cui， LI Ke-Yi， YANG Ning， and YANG Yue-E
College of Natural Resources and Environment， Northwest A&F University/Key Laboratory of Plant Nutrition and Agro-environment in Northwest China， Ministry of Agriculture/State Key Laboratory of Crop Stress Biology in Arid Areas， Yangling 712100， China

Abstract：In order to understand the nutritional status of amino acids of China's wheat varieties， we collected 655 grain samples of wheat growing in 22 provinces from 2009 to 2011 and analyzed the content of total protein and 18 amino acids.The average grain protein contents of spring and winter wheat were 13.7% and 12.7%， respectively.In spring wheat， 45%， 22%， and 33% of samples met the protein standard for strong， medium， and weak gluten wheat， while the portion was 18%， 24%， and 58% in winter wheat，respectively.Spring wheat had higher contents in all amino acids except for tyrosine than winter wheat， but their ratios of essential to total amino acids were both 28.8%.Protein content decreased in the trend of from the north to the south， and from the east to the west.In addition， the single and the total essential amino acid content decreased from the east to the west.Lysine and tryptophan were the limiting amino acids in 98% and 2% of the wheat samples， respectively.The amino acid score varied across years， with an average of 53 in spring wheat and 56 in winter wheat.In conclusion， the overall protein content level of wheat grain was low in the sampling area.Particularly， the low contents and proportions of lysine and essential amino acids are limited factors in wheat protein nutrition.

Keywords：Wheat grain； Protein； Amino acid； Regional distribution