郭憲峰 鄧紅成 馬棟 申浩 巨偉 王燦國(guó) 訾妍
摘要:面食在食品工業(yè)中占有重要地位,面包和面條主要由小麥粉制成,因其感官吸引力、適口性、低成本和儲(chǔ)存穩(wěn)定性而在世界各地廣受歡迎。淀粉在決定小麥的理化性質(zhì)和蒸煮品質(zhì)方面起著非常重要的作用,其含量及積累動(dòng)態(tài)對(duì)小麥的加工品質(zhì)有重要影響。以6類12個(gè)不同面包和面條品質(zhì)的小麥為試驗(yàn)材料,測(cè)定不同時(shí)期各品種籽粒中的總淀粉含量、直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量的變化,對(duì)11個(gè)淀粉合成酶相關(guān)基因進(jìn)行表達(dá)量的測(cè)定。結(jié)果表明,開(kāi)花24d后優(yōu)質(zhì)品種的直鏈淀粉含量明顯低于劣質(zhì)品種;面條優(yōu)質(zhì)小麥花后24d支鏈淀粉含量迅速增加,開(kāi)花后36d優(yōu)質(zhì)品種的支鏈淀粉較高;開(kāi)花24d后面包劣質(zhì)小麥總淀粉含量最高,面包優(yōu)質(zhì)品種最低,其他類型品種的平均總淀粉含量差異不大;面包優(yōu)質(zhì)和面包面條兼優(yōu)小麥的SBEI在灌漿后期表達(dá)量較高,面包優(yōu)質(zhì)小麥SBEIIb在灌漿中期的表達(dá)量較高,與優(yōu)質(zhì)小麥支鏈淀粉含量較高相吻合;直鏈淀粉含量及直支比低的小麥品種面粉的面包、面條品質(zhì)較好。在面包、面條加工過(guò)程中,通過(guò)降低淀粉中直鏈淀粉的含量能有效提高加工品質(zhì),直鏈淀粉含量/支鏈淀粉含量比值可以作為評(píng)價(jià)面包、面條品質(zhì)的指標(biāo),為今后的品質(zhì)改良提供參考。
關(guān)鍵詞:小麥;面包;面條;品質(zhì);淀粉含量;淀粉合成基因;直支比
Study on the Starch Accumulation Dynamics in Wheat of Different Quality Types and the Processing Quality of Bread and Noodles
GUO Xianfeng1,DENG Hongcheng2,MA Dong1,SHEN Hao3,JU Wei4,WANG Canguo4,ZI Yan4
(1Mudan District Development and Protection Center of Seed Resources,Heze 274000,Shandong;2College of Agronomy,Qingdao Agricultural University,Qingdao 266109,Shandong;3Shandong Medicine Technician College,Tai?an 271000,Shandong; 4Crop Research Institute,Shandong Academy of Agricultural Sciences/National Engineering Research Center for Wheat and Maize/
Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Breeding in Northern Huang-Huai Region,Ministry of
Agriculture and Rural Affairs/Shandong Wheat Technology Innovation Center,Jinan 250100)
小麥?zhǔn)鞘澜绲谝淮蠹Z食作物,是人類重要的糧食資源,其種植面積廣泛。亞洲是主要的小麥產(chǎn)區(qū),而中國(guó)是種植面積較大的國(guó)家之一[1]。近年來(lái),隨著人口的不斷增長(zhǎng)和人民生活水平的提高,食品安全愈加受到人們的重視。面條作為我國(guó)的傳統(tǒng)面食制品,是我國(guó)不可缺少的主食,面包因其獨(dú)特的口感與便捷的食用方式被越來(lái)越多的年輕人所接受。面包、面條等面食需求量隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐漸增加,不僅加大了小麥的消費(fèi)需求,同時(shí)也對(duì)其品質(zhì)提出了更高的要求。
蛋白質(zhì)和淀粉是小麥籽粒的主要成分,是影響面粉理化性質(zhì)和食品品質(zhì)的主要因素。淀粉占小麥籽粒干重的65%~70%,對(duì)加工品質(zhì)具有顯著的影響。淀粉由直鏈淀粉(20%~30%)和支鏈淀粉(70%~80%)組成,直鏈淀粉的相對(duì)含量、支鏈淀粉的相對(duì)含量和直鏈淀粉與支鏈淀粉含量的比值(直支比)影響淀粉糊化特性、熱力學(xué)特性、凝膠特性和蒸煮品質(zhì)[2-3]。直鏈淀粉含量較低的面粉,面條和饅頭品質(zhì)更好[4-5],支鏈淀粉能有效延長(zhǎng)面包和面條的貨架壽命[6]。直鏈淀粉含量越高,面包品質(zhì)越差,口感較差,老化速度更快[7-9],面條與水的結(jié)合能力降低,使其失去彈性并硬化,直鏈淀粉含量最少的糯小麥粉制作出的面條在口感、色澤及品質(zhì)上較優(yōu)越。
淀粉的生物合成是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,需要一系列合成酶作用才能完成,主要包括腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、結(jié)合態(tài)淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE),其編碼基因的表達(dá)量在一定程度上可以反映淀粉合成情況。AGPase合成基因包括SSUI、SSUII、LSUII,GBSS合成基因包括GBSSI、GBSSII,SSS合成基因包括SSSI、SSSII、SSSIII,SBE合成基因包括SBEI、SBEIIa、SBEIIb。小麥灌漿期不同時(shí)間淀粉合成酶基因的表達(dá)量不同,對(duì)其進(jìn)行研究可以進(jìn)一步明確小麥淀粉合成的主要過(guò)程及對(duì)品質(zhì)形成產(chǎn)生影響的主要生長(zhǎng)階段,為小麥品種的品質(zhì)改良奠定基礎(chǔ)。
開(kāi)展小麥品質(zhì)研究,發(fā)展優(yōu)質(zhì)專用、優(yōu)質(zhì)兼用小麥的生產(chǎn)是我國(guó)優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的主要研究?jī)?nèi)容之一[10]。前人對(duì)淀粉含量的積累、淀粉合成酶基因表達(dá)量的變化及對(duì)面包、面條加工品質(zhì)影響的系統(tǒng)研究較少,因此本試驗(yàn)選取6類12個(gè)不同面包、面條特性的小麥品種進(jìn)行研究,分析了不同品質(zhì)類型的小麥淀粉含量及積累特征,以及淀粉合成酶在不同時(shí)期的基因表達(dá)量,并探討這些特性與面條和面包加工品質(zhì)之間的關(guān)系,為小麥品質(zhì)育種及改良提供參考依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料 供試品種為6類12個(gè)小麥品種,分別是面包優(yōu)質(zhì)小麥[濟(jì)麥4072(JM4072)、淄麥12(ZM12)],面條優(yōu)質(zhì)小麥[濟(jì)麥19(JM19)、周麥18(ZM18)],面包劣質(zhì)小麥[泰農(nóng)18(TN18)、青豐1號(hào)(QF1)],面條劣質(zhì)小麥[魯麥1號(hào)(LM1)、魯麥19(LM19)],面包面條均優(yōu)小麥(包條兼優(yōu))[濟(jì)麥20(JM20)、鄭麥366(ZM366)],面包面條均劣小麥(包條均劣)[魯麥14(LM14)、新麥18(XM18)]。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2017-2018年在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)站(36°42′N,117°05′E)進(jìn)行。土壤為壤土,大田土壤有機(jī)質(zhì)含量為10.9g/kg,全氮含量1.33g/kg,速效氮含量80.5mg/kg,速效磷含量33.4mg/kg,速效鉀含量118.9mg/kg。
試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)品種播種密度均為300萬(wàn)/hm2,行距25cm,小區(qū)面積6.0m2(4.0m×1.5m),3次重復(fù)。2017年10月播種,開(kāi)花后灌漿期間取籽粒進(jìn)行淀粉含量及淀粉酶合成基因表達(dá)量測(cè)定,2018年6月全田收獲,將籽粒晾曬、儲(chǔ)存、磨粉并制作成面包、面條后測(cè)定加工品質(zhì)指標(biāo),田間水肥管理及病蟲(chóng)害防治均按高產(chǎn)田常規(guī)管理措施進(jìn)行。
1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法
1.3.1 籽粒總淀粉含量、直鏈淀粉含量及支鏈淀粉含量的測(cè)定 開(kāi)花期標(biāo)記同一天開(kāi)花的麥穗,花后每隔6d每個(gè)小區(qū)取30~50個(gè)麥穗進(jìn)行籽粒取樣,共取5次。將籽粒105℃殺青40min,80℃恒溫烘干,過(guò)60目篩后精確稱量0.1000g裝入小試管。利用雙波長(zhǎng)法測(cè)定小麥籽??偟矸酆?、直鏈淀粉含量及支鏈淀粉含量[11-12]。淀粉含量積累速率用2次測(cè)定的淀粉含量差除以天數(shù)表示。
1.3.2 小麥淀粉合成酶相關(guān)基因表達(dá)量的測(cè)定 取上述花后同一時(shí)期的籽粒作為樣品,參照天根總RNA提取試劑盒(RNAsimple Total RNA Kit)操作方法,提取小麥灌漿期各個(gè)階段籽粒的總RNA。采用Dnase I(RNase-free)消化所得RNA樣本中的殘余DNA,方法參照寶生物工程(大連)有限公司的試劑使用說(shuō)明。參照寶生物工程(大連)有限公司(TaKaRa)的反轉(zhuǎn)錄試劑盒(RNA LA PCRTM Kit(AMV)Ver.1.1)操作方法進(jìn)行RNA的反轉(zhuǎn)錄。熒光定量PCR引物設(shè)計(jì)利用Beacon Designer 7軟件(表1),目的基因序列來(lái)自NCBI中小麥EST數(shù)據(jù)庫(kù),Actin基因?yàn)閮?nèi)參基因,引物設(shè)計(jì)擴(kuò)增區(qū)段通過(guò)NCBI中Blast同源比對(duì)功能進(jìn)行選擇,并對(duì)設(shè)計(jì)的引物特異性進(jìn)行評(píng)價(jià),委托北京六合華大基因科技股份有限公司合成引物。熒光定量PCR反應(yīng)參照TaKaRa試劑盒(SYBYR Premix Ex TaqTM)操作方法。
1.3.3 面包、面條的制作與品質(zhì)評(píng)價(jià) 收獲的小麥籽粒放置2個(gè)月后制粉。根據(jù)AACC26-10的方法進(jìn)行潤(rùn)麥(15%含水量),潤(rùn)麥24h。籽粒磨粉采用Quadrumat Junior試驗(yàn)?zāi)シ蹤C(jī)(Brabender公司,德國(guó))(AACC26-21A),面粉熟化2周后用于指標(biāo)的測(cè)定。
面包的制作(100g面粉,14%含水量)和品質(zhì)評(píng)估按照田紀(jì)春[11]的方法略有改進(jìn)。5名經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的小組成員品嘗后進(jìn)行綜合評(píng)分,總分為100分,品質(zhì)指標(biāo)包括面包體積(45分)、外觀(5分)、面包芯色澤(5分)、面包芯質(zhì)地(10分)、面包芯紋理結(jié)構(gòu)(35分),評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。
面條的制作和品質(zhì)評(píng)價(jià)按照田紀(jì)春[11]的方法略有改進(jìn)。5名經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的小組成員品嘗后進(jìn)行綜合評(píng)分,總分為100分,品質(zhì)指標(biāo)包括色澤(20分),表觀狀況(10分),適口性(20分),粘彈性(30分),光滑性(15分),食味(5分)。稱取50g干面條于500mL沸水中煮3min后,每間隔0.5min品嘗一次,面條保持微沸狀態(tài)7min后,觀察面條是否斷條、是否耐煮,并按照標(biāo)準(zhǔn)逐項(xiàng)打分,同時(shí)取出一部分熟面條于白瓷盆中,與對(duì)照樣品進(jìn)行色澤和表觀評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。
1.4 數(shù)據(jù)處理與分析 采用Microsoft Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,差異顯著性用LSD法表示。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同品質(zhì)類型小麥淀粉含量積累動(dòng)態(tài)分析 由圖1可以看出,不同品種小麥開(kāi)花后籽粒直鏈淀粉、支鏈淀粉以及總淀粉含量積累均呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì),但不同品種相同時(shí)期的直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量積累存在明顯差異,青豐1號(hào)開(kāi)花后36d直鏈淀粉含量和總淀粉含量在所有品種中最高。
直鏈淀粉含量在開(kāi)花后24d之前增長(zhǎng)較快,24d以后基本上呈緩慢上升趨勢(shì);在開(kāi)花6d后,鄭麥366的直鏈淀粉含量在所有品種中最高,達(dá)到3.404%,最低的為濟(jì)麥19,僅為1.016%;開(kāi)花后36d直鏈淀粉含量最高的是青豐1號(hào)和魯麥1號(hào),達(dá)24.600%,周麥18含量最低,為18.500%。支鏈淀粉的增長(zhǎng)曲線與直鏈淀粉相比略微平緩,增長(zhǎng)速率較穩(wěn)定,在整個(gè)積累過(guò)程中品種間差異不明顯;開(kāi)花后6d支鏈淀粉含量最高的為魯麥19(18.227%),最低的是泰農(nóng)18(5.413%),而開(kāi)花后36d支鏈淀粉含量最高的是周麥18和濟(jì)麥20,達(dá)48.500%,最低的是魯麥1號(hào),為43.800%。從總淀粉含量的變化來(lái)看,開(kāi)花后18d以前品種之間的差異較明顯,18d之后差異變小,24d前快速積累,24d后緩慢上升;開(kāi)花后6d總淀粉含量最高的是魯麥19,達(dá)到20.521%,最低的泰農(nóng)18只有6.438%;開(kāi)花后36d總淀粉含量最高的品種是泰農(nóng)18,高達(dá)69.700%,最低的周麥18為67.000%。
根據(jù)不同面包、面條品質(zhì)類型小麥總淀粉及其組成成分的含量,6種品質(zhì)類型的小麥又可以分為2個(gè)大組,即優(yōu)質(zhì)品種(面包優(yōu)質(zhì)、面條優(yōu)質(zhì)、包條兼優(yōu))和劣質(zhì)品種(面包劣質(zhì)、面條劣質(zhì)、包條均劣)。對(duì)6個(gè)品質(zhì)類型小麥的淀粉含量積累研究表明,各類型間開(kāi)花后24d之前淀粉及其組分含量差異不明顯,24d后優(yōu)質(zhì)品種的直鏈淀粉含量明顯低于劣質(zhì)品種;面條優(yōu)質(zhì)小麥花后24d以后支鏈淀粉含量迅速增加,花后36d時(shí)成為所有類型中支鏈淀粉含量最高的,包條均劣小麥灌漿中期(花后18~24d)支鏈淀粉含量最低,開(kāi)花后36d面條劣質(zhì)小麥和包條均劣小麥的支鏈淀粉含量較低;開(kāi)花后24d面包劣質(zhì)小麥總淀粉含量最高,最低的是面包優(yōu)質(zhì)小麥,其他類型小麥的總淀粉含量差異不大(圖2)。
對(duì)6個(gè)品質(zhì)類型小麥的淀粉含量積累速率分析(圖3),花后12d前,所有類型小麥的直鏈淀粉含量積累速率均明顯上升,之后除面條優(yōu)質(zhì)和面包劣質(zhì)小麥下降,其他類型均繼續(xù)增加,面包劣質(zhì)小麥在花后24d達(dá)到峰值;支鏈淀粉含量積累速率差異較大,面包優(yōu)質(zhì)、包條均劣及面條劣質(zhì)小麥先降低后升高再降低,其他類型為先升高后降低;總淀粉含量積累速率除面包優(yōu)質(zhì)小麥,其他類型呈先上升后下降趨勢(shì),面條優(yōu)質(zhì)與包條兼優(yōu)小麥在花后12d總淀粉積累速率最大,之后迅速下降。
從不同品質(zhì)類型小麥直鏈淀粉含量與支鏈淀粉含量比值(直支比)可知,花后6d包條兼優(yōu)小麥直支比最高,包條均劣小麥直支比最低;開(kāi)花24d后,優(yōu)質(zhì)品種直支比比劣質(zhì)品種低;成熟期(花后36d)面條優(yōu)質(zhì)小麥直支比最低,面條劣質(zhì)小麥直支比最高(圖4)。
2.2 不同品質(zhì)類型小麥淀粉合成關(guān)鍵酶基因表達(dá)的動(dòng)態(tài)分析 對(duì)6個(gè)類型小麥的淀粉合成酶基因表達(dá)量的分析表明,籽粒灌漿過(guò)程中3種AGPase合成基因(SSUI、SSUII、LUSII)相對(duì)表達(dá)量均呈單峰變化模式,基本上約在花后18d達(dá)到峰值(圖5)。SSUI基因在不同品質(zhì)類型小麥中均呈單峰曲線變化,在花后18d達(dá)到最高峰;包條兼優(yōu)小麥在灌漿前期表達(dá)量(花后18d)居6個(gè)類型中最高,但花后18d之后呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì);與其他幾類小麥品種不同的是,面條劣質(zhì)小麥在花后24d表達(dá)量最低,之后略有增加。SSUII基因在6類小麥中的表達(dá)量均先上升后下降,面包優(yōu)質(zhì)小麥在灌漿前期表達(dá)量明顯高于其他5類小麥品種。LSUII基因除面條劣質(zhì)小麥峰值在花后24d,其他5類小麥均在花后18d達(dá)到峰值,包條均劣小麥表達(dá)量在花后12d略有下降。
2種GBSS合成基因中GBSSI基因的表達(dá)情況呈波動(dòng)變化模式,在花后18d達(dá)到高峰,但6個(gè)類型小麥的GBSSI基因的表達(dá)明顯不同,有的類型峰值非常明顯,如面包劣質(zhì)小麥,有的類型峰值不明顯,如包條均劣小麥;GBSSII基因在花后18d達(dá)到高峰,包條均劣小麥在花后12d出現(xiàn)低峰,面條優(yōu)質(zhì)小麥峰值不明顯。
從整體來(lái)看,3種SSS合成基因(SSSI、SSSII、SSSIII)在籽粒灌漿過(guò)程中的變化趨勢(shì)明顯不同。SSSI基因呈單峰變化模式,包條均劣小麥在花后12d達(dá)到峰值,其他類型小麥在花后18d達(dá)到峰值;SSSII基因有的類型峰值非常明顯,面包劣質(zhì)小麥在花后18d表達(dá)量明顯高于其他類型,但有的類型峰值不明顯,如面條劣質(zhì)小麥和包條均劣小麥;SSSIII基因表達(dá)量在不同類型小麥籽粒灌漿過(guò)程中呈下降或平緩的趨勢(shì),基本上在花后12d達(dá)到峰值,隨后表達(dá)量下降或略有上升。
3種SBE基因(SBEI、SBEIIa、SBEIIb)在籽粒灌漿過(guò)程中呈單峰變化趨勢(shì),并均在花后18d達(dá)到峰值。面包優(yōu)質(zhì)和包條兼優(yōu)小麥的SBEI基因在灌漿后期表達(dá)量較高,包條均劣和面條劣質(zhì)小麥表達(dá)量較低;包條均劣小麥在花后24d之前SBEIIa的表達(dá)量低于其他5種類型;包條兼優(yōu)小麥在灌漿前期SBEIIb表達(dá)量最低,在花后30d增至最高。
2.3 不同品質(zhì)類型小麥面包、面條加工品質(zhì)分析
2.3.1 不同面包、面條品質(zhì)小麥品種面包品質(zhì)評(píng)價(jià) 不同類型品種小麥的面包品質(zhì)評(píng)價(jià)得分如表4所示,不同品種小麥在面包品質(zhì)上的表現(xiàn)差異明顯,面包優(yōu)質(zhì)小麥與包條兼優(yōu)小麥在面包品質(zhì)的評(píng)分上都處于90分以上,面包優(yōu)質(zhì)小麥的評(píng)分最高;面包劣質(zhì)小麥與包條均劣小麥面包品質(zhì)評(píng)分均低于60分,面包劣質(zhì)小麥評(píng)分最低;而面條優(yōu)質(zhì)/劣質(zhì)的品種在面包品質(zhì)中的表現(xiàn)也相對(duì)較好,低于面包優(yōu)質(zhì)和包條兼優(yōu)的品種,但優(yōu)于面包劣質(zhì)和包條均劣品種。
12個(gè)品種中,面包體積最大的是濟(jì)麥20,外觀較好的是濟(jì)麥4072,面包芯色澤最好的是濟(jì)麥4072和淄麥12,面包芯質(zhì)地最好的是濟(jì)麥20,面包芯紋理結(jié)構(gòu)得分最高的是淄麥12,面包品質(zhì)綜合表現(xiàn)最好的是淄麥12,總分在95.00分,其次是濟(jì)麥4072,總分為93.67分,均為面包優(yōu)質(zhì)小麥。該類型品種在花后36d的總淀粉含量最低,直鏈淀粉含量較低。
2.3.2 不同面包、面條品質(zhì)小麥品種面條品質(zhì)評(píng)價(jià) 由表5可知不同類型品種小麥的面條品質(zhì)表現(xiàn),面條優(yōu)質(zhì)小麥與包條兼優(yōu)小麥的面條品質(zhì)評(píng)分都在90分以上,面條優(yōu)質(zhì)小麥在色澤、表觀狀況和適口性方面優(yōu)于包條兼優(yōu)小麥;面條劣質(zhì)和包條均劣小麥面條品質(zhì)評(píng)分都低于70分,差異不明顯;面包優(yōu)質(zhì)與面包劣質(zhì)兩種類型小麥面條評(píng)分均在70分以上,面包優(yōu)質(zhì)小麥的食味較好。
12個(gè)品種中,面條色澤最好的是周麥18,表觀狀況較好的是新麥18,適口性最好的是周麥18,粘彈性最好的是濟(jì)麥20,光滑性得分最高的是濟(jì)麥20,食味較好的是濟(jì)麥4072、周麥18和濟(jì)麥20,面條品質(zhì)綜合表現(xiàn)最好的是包條兼優(yōu)小麥濟(jì)麥20,總分在92.00分,其次是周麥18,總分為91.67分。周麥18在花后36d的直鏈淀粉含量及直支比最低,其次為濟(jì)麥20,由此可以看出,直鏈淀粉含量及直支比低的小麥品種面粉的面條品質(zhì)較好。
3 討論與結(jié)論
淀粉作為小麥的重要組分之一,其含量與積累特性對(duì)面包、面條品質(zhì)的影響尤為明顯,本文通過(guò)對(duì)不同小麥中的直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量積累動(dòng)態(tài)及淀粉合成酶基因表達(dá)量的研究,分析了淀粉含量及積累動(dòng)態(tài)對(duì)不同類型小麥面包、面條品質(zhì)的影響。
小麥淀粉的含量對(duì)面包面條的品質(zhì)具有較大影響,其中直鏈淀粉和支鏈淀粉的不同比例對(duì)面包面條品質(zhì)指標(biāo)影響較大。直鏈淀粉含量過(guò)低,面團(tuán)發(fā)粘,對(duì)面包的體積和質(zhì)地有較大影響,一定程度上能增加面包體積,但會(huì)引起氣泡不均勻和結(jié)構(gòu)差等問(wèn)題[13-14]。直鏈淀粉含量較低的面粉制成的面包在放置一段時(shí)間后仍然保持松軟,加熱后食用口感較好[15]。降低直鏈淀粉的含量可以提高面團(tuán)膨脹能力,在面條制作過(guò)程中降低糊化凝膠的硬度、增強(qiáng)形變能力,使面條柔軟并充滿彈性[16],進(jìn)一步影響面條的色澤、表觀狀況、適口性、粘彈性、光滑性和食味品質(zhì),同時(shí)也對(duì)面包體積、外觀、色澤、質(zhì)地、紋理結(jié)構(gòu)等具有一定的影響[12,17-18]。支鏈淀粉含量升高可以提高淀粉膨脹勢(shì),進(jìn)一步使面條質(zhì)地更松
軟[19]。本研究通過(guò)對(duì)比不同品種小麥的淀粉含量及積累過(guò)程,發(fā)現(xiàn)不同品種小麥在直鏈淀粉含量上的差異大于支鏈淀粉含量,而總淀粉含量差異較小,直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例差異較大;同時(shí)通過(guò)觀察不同類型小麥在直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量上的差異可以看出,直鏈淀粉的含量在面包、面條品質(zhì)中的影響最明顯,優(yōu)質(zhì)品種的直鏈淀粉含量遠(yuǎn)低于劣質(zhì)品種中的含量,直支比低;而支鏈淀粉的積累在各類品種中相差不大,因此在面包、面條加工過(guò)程中,通過(guò)降低淀粉中直鏈淀粉的含量能有效提高加工品質(zhì)。直鏈淀粉含量/支鏈淀粉含量的比值可以作為評(píng)價(jià)面包、面條加工品質(zhì)的指標(biāo),為今后的品質(zhì)改良提供參考。
基因調(diào)控淀粉酶合成淀粉是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,合成底物的多少、調(diào)控基因表達(dá)量的多少、淀粉酶的多少均會(huì)對(duì)淀粉的合成產(chǎn)生影響,從而進(jìn)一步影響小麥品質(zhì)。本研究中除SSSIII相對(duì)表達(dá)量花后12d以后呈持續(xù)下降或略有上升的趨勢(shì)外,其余的淀粉合成相關(guān)酶基因表達(dá)量基本上呈單峰曲線,與前人研究結(jié)果一致[20]。研究表明,抑制SBE合成基因表達(dá),會(huì)降低支鏈淀粉的合成能力,直鏈淀粉的相對(duì)含量增加[21]。本試驗(yàn)中面包優(yōu)質(zhì)和面包面條兼優(yōu)小麥的SBEI在灌漿后期表達(dá)量較高,面包優(yōu)質(zhì)小麥SBEIIb在灌漿中期的表達(dá)量較高,與優(yōu)質(zhì)小麥支鏈淀粉含量較高相吻合。但是僅僅從基因表達(dá)量仍無(wú)法直接分析小麥品質(zhì)的優(yōu)劣,仍需進(jìn)一步結(jié)合品質(zhì)數(shù)據(jù),這也可能與試驗(yàn)樣本過(guò)少有關(guān),仍需進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)
[1]趙廣才,常旭虹,王德梅,陶志強(qiáng),王艷杰,楊玉雙,朱英杰.小麥生產(chǎn)概況及其發(fā)展.作物雜志,2018(4):1-7
[2] Blazek J,Copeland L.Pasting and swelling properties of wheat flour and starch in relation to amylose content.Carbohydrate Polymers,2008,71(3):380-387
[3] Kaur A,Shevkani K,Katyal M,Singh N,Ahlawat A K,Singh A M.Physicochemical and rheological properties of starch and flour from different durum wheat varieties and their relationships with noodle quality.Journal of Food Science and Technology,2016,53(4):2127-2138
[4] Guo Q,He Z,Xia X,Qu Y,Zhang Y.Effects of wheat starch granule size distribution on qualities of Chinese steamed bread and raw white noodles.Cereal Chemistry,2014,91(6):623-630
[5] Singh S,Singh N,Isono N,Noda T.Relationship of granule size distribution and amylopectin structure with pasting,thermal,and retrogradation properties in wheat starch.Journal of Agricultural and Food Chemistry,2010,58(2):1180-1188
[6]劉愛(ài)峰,宋建民,趙振東,劉建軍,吳祥云,李豪圣,劉廣田.糯小麥配粉對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性和面包烘烤品質(zhì)的影響.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2004,37(6):902-907
[7]盛婧,郭文善,朱新開(kāi),封超年,彭永欣.不同類型專用小麥籽粒淀粉及其組分積累動(dòng)態(tài).揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào):農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版,2006,27(2):31-35
[8] Li C Y,Zhang R Q,F(xiàn)u K Y,Li C,Li C.Effects of high temperature on starch morphology and the expression of genes related to starch biosynthesis and degradation.Journal of Cereal Science,2017,73(8):25-32
[9] Wang Z B,Li W H,Qi J C,Shi P C,Yin Y G.Starch accumulation,activities of key enzyme and gene expression in starch synthesis of wheat endosperm with different starch contents.Journal of Food Science and Technology,2014,51(3):419-429
[10]紀(jì)建海,王彥霞.我國(guó)傳統(tǒng)食品面條研究進(jìn)展.糧食加工,2013,38(1):9
[11]田紀(jì)春.谷物品質(zhì)測(cè)試?yán)碚撆c方法.北京:科學(xué)出版社,2006
[12]何照范.糧油籽粒品質(zhì)及其分析技術(shù).北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1985
[13]付蕾,田紀(jì)春,高吉?jiǎng)?,孫華.抗性淀粉與小麥粉配粉對(duì)面包加工品質(zhì)的影響.中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2010,25(12):6-9,23
[14]付蕾,田紀(jì)春,盛鋒,李長(zhǎng)城.抗性淀粉對(duì)面條加工品質(zhì)的影響.中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2011,26(1):20-24,34
[15] Morita N,Maeda T,Miyazaki M,Yamamori M,Miura H,Ohtsuka I.Dough and baking properties of high-amylose and waxy wheat flours.Cereal Chemistry,2002,79(4):491-495
[16]王紅日,王利民,戴雙,劉愛(ài)峰,曹新有,宋健民.小麥淀粉理化特性遺傳改良研究進(jìn)展.山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,45(8):137-140
[17]申浩.小麥面包面條優(yōu)質(zhì)兼用的淀粉理化特性研究.泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2017
[18]劉銳,魏益民,邢亞楠,張波,張影全.小麥淀粉與面條質(zhì)量關(guān)系的研究進(jìn)展.麥類作物學(xué)報(bào),2013,33(5):1058-1063
[19] Baik B K,Lee M R.Effects of starch amylose content of wheat on textural properties of white salted noodles.Cereal Chemistry,2003,80(3):304-309
[20] Stamova B.S,Laudencia-Chingcuanco D,Beckles D M.Transcriptomic analysis of starch biosynthesis in the developing grain of hexaploid wheat.International Journal of Plant Genomics,2009:407-426
[21] Jobling S A,Jarman C,Teh M M,Holmberg N,Blake C,Verhoeyen M E.Immunomodulation of enzyme function in plants by single-domain antibody fragments.Nature Biotechnology,2003,21:77-80
(收稿日期:2024-04-08)