王美芳 雷振生 吴政卿 杨会民 林作楫 杨 攀何 宁 徐福新 何盛莲 李 巍
面包面条兼用型强筋小麦品种郑麦366品质评价
王美芳 雷振生 吴政卿 杨会民 林作楫 杨 攀何 宁 徐福新 何盛莲 李 巍
(河南省农业科学院小麦研究中心小麦国家工程实验室农业部黄淮中部小麦生物学与遗传育种重点实验室河南省小麦生物学重点实验室,郑州 450002)
通过分析郑麦366品质特性,为粮食生产、食品加工利用、品种选育等提供参考。研究结果表明,郑麦366的HMW-GS和LMW-GS组成为1、7+8、5+10和Glu-A3a、Glu-B3d,不含1B/1R,表现蛋白质含量高,面筋强度大,面包烘焙品质优异;同时郑麦366为Wx-B1基因缺失类型,具有较好的淀粉糊化特性;控制郑麦366多酚氧化酶(PPO)活性的2个主效基因PPO-2Ab、PPO-2Da均为隐性,表现很低的PPO活性,面条品质优良。郑麦366的品质在多个地区、多个年份表现稳定,为品质稳定的优质强筋小麦新品种。郑麦366集优质、高产、抗病、矮秆、农艺性状好于一体,在河南大面积种植的产量都在7 500 kg/hm2以上,百亩超高产攻关田的产量在9 750 kg/hm2以上,在周边省份进行大面积示范推广,表现突出。
郑麦366 强筋 面包面条兼用
分析优质小麦市场供求状况可知,国内市场对优质专用小麦的需求量将越来越大,面包、饼干、挂面、方便面的优质专用型小麦的发展前景广阔,潜力很大;但现有品种品质指标不够过硬,达到优质小麦标准的商品小麦仍缺乏。面条是我国城乡居民的主食,也是生产规模最大的工业食品。为了抢占我国小麦市场,以面包为主食的澳大利亚、美国和加拿大等国自20世纪80年代开始致力于面条品质的研究,强调面包/面条兼用型品种的选育[1-2];我国小麦品质改良的重点是培育适合制作优质面包的强筋小麦品种,对面条小麦品质改良重视不够,缺乏面包/面条兼用型品种。因而,一方面需要不断培育出高产、优质、多抗、广适的优质小麦新品种,另一方面还需要挖掘优质小麦品种的品质特性,为生产出达到优质小麦标准的商品小麦满足国内市场需求和参与国际竞争提供品质保证。
郑麦366为优质强筋、高产、抗病、半冬性、矮秆小麦新品种,由河南省农科院小麦研究中心丰优育种室育成[3]。本研究挖掘郑麦366的品质特性以便为粮食生产、食品加工利用、品种选育等提供参考。
据农业部农产品质量监督检验测试中心(北京)对2004年度河南省高肥冬水组区试混合样、2004及2005两个年度国家黄淮南片区试混合样进行品质测定,结果见表1。综合评价两个年度的品质测定结果表明,郑麦366的各项品质指标均达到国标一级强筋麦标准,各项品质指标均较河南省当时大面积优质麦生产对照品种豫麦34为优。国家小麦改良中心郑州分中心实验室多年多点检测,一般籽粒粗蛋白质质量分数(干基)为15.0%~15.5%、湿面筋质量分数为34.8%~36.2%、稳定时间12.0~18.6 min、最大抗延阻力500 E.U.左右,拉伸面积152~188 cm2,面包烘烤评分为91~94分,均达到和超过国标一级强筋麦标准。
分析2006~2008年度农业部发布的全国小麦质量报告中各个地点的郑麦366品质结果可知,各个地点抽取的郑麦366样品均为面包烘焙品质优良的小麦,89%地点的郑麦366品质达到国标强筋小麦品质标准及郑商所优质强筋二等以上小麦品质标准。其中2008年度,12个地点的郑麦366均为面包烘焙品质优良的强筋小麦,8个地点的品质达到国标强筋一等小麦品质标准,3个地点的品质达到国标强筋二等小麦品质标准;5个地点的品质达到郑商所强筋一等小麦品质标准,6个地点的品质达到郑商所强筋二等小麦品质标准;只有1个地点由于穗发芽(降落数值212 s)影响了达标。农业部近3年发布的全国小麦品质鉴评结果,郑麦366为面包烘焙品质优良的强筋小麦,其小麦品质达到国标及郑州商品交易所强筋小麦主要指标,其面包烘烤品质可与美麦DNS相媲美。
表1 郑麦366区试混合样品质分析结果
表2 2006~2008年度中国小麦质量报告郑麦366品质结果
进一步分析郑麦366年际间的品质结果表明(表2),郑麦366的主要品质指标稳定,多数品质指标变幅不大,变异系数小;差异性分析也表明年际间差异不显著,为年际间地点间品质稳定的优质强筋小麦品种。
小麦研究中心实验室采用SDS-PAGE等的分析结果表明,郑麦366的HMW-GS、LMW-GS组成分别为1、7+8、5+10、Glu-A3a、Glu-B3d。许多研究结果表明,高低分子质量麦谷蛋白亚基(HMW-,LMW-GS)是决定小麦面包和面条加工品质的重要因素。HMW-,LMW-GS组成均较好,是小麦品种蛋白质数量和质量均较好的重要内在原因[4]。刘丽等[4]的研究结果表明,蛋白亚基组合为N或1、7+8、5+10、Glu-A3d、Glu-B3d的面团品质优良,为优质亚基组合;低分子质量谷蛋白亚基Glu-B3d对面条品质也有正向作用。因此,无论是高分子质量还是低分子质量麦谷蛋白亚基组合均优良,是郑麦366面筋强度高、面包和面条加工品质优良的重要遗传基础。
淀粉糊化特性是反映淀粉质量的一个重要指标,糊化特性无论是对日本式面条还是中国式面条品质均有重要作用,淀粉糊化峰值黏度对熟面条的外观、质地(主要是黏弹性)和口感均有显著的正向作用。具备较高的峰值黏度和稀懈值、较低的反弹值和最终黏度等特性的小麦粉能加工优质日本白盐面条[5-7]。刘建军等[8]研究表明,峰值黏度与稀懈值对中国干面条的正向作用较大,二者不仅影响面条外观品质,而且影响面条质地和口感,优质面条要求峰值黏度≥2 900 cP。阎俊等[9]和张勇等[10]研究认为,峰值黏度是衡量淀粉糊化特性的最重要指标。万映秀[11]等对淀粉糊化特性的研究结果表明,郑麦366为Wx-B1基因缺失类型,直链淀粉含量较低;淀粉膨胀势、峰值黏度、稀懈值最高,回升值最低,具有较好的糊化特性,是制作面条的理想原料。乔玉强等[12]的研究结果也表明,郑366的黄色素含量、膨胀势、峰值黏度、稀懈值最高,PPO活性、回升值最低;具有较好的糊化特性,是制作面条的理想材料(表3)。
表3 不同小麦品质性状的平均值(M)及变异系数(CV)
小麦籽粒中多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性与面条等面制品颜色褐变密切相关,是影响面条等食品加工品质的重要指标之一。在面条等面制品加工和储藏过程中经常出现颜色加深的现象即褐变。褐变不仅影响面制品外观质量,而且还影响食品的营养价值,使食品品质变劣。降低籽粒PPO活性是小麦品质改良的重要目标[13-15]。肖永贵等[16]对我国各麦区314份冬小麦品种的PPO基因类型及其活性的研究表明,中国冬麦区品种(系)PPO活性相差很大,最大值57.3 A475/(min·g·103),最小值7.3 A475/(min·g·103)[黄淮麦区9.2 A475/(min·g·103)],变异系数0.43(黄淮麦区0.44),仅有3个品种比郑麦366[9.4 A475/(min·g·103)]的PPO活性低。控制郑麦366多酚氧化酶(PPO)活性的2个主效基因PPO-2Ab、PPO-2Da均为隐性,表现很低的PPO活性。
籽粒硬度是国内外小麦品质分类的主要依据之一,它与磨粉品质和食品加工品质关系密切。国外一般根据硬度将小麦分为硬质和软质两大类。硬质、高蛋白、强筋小麦适于制作面包和机制面条,而软质、低蛋白、弱筋小麦适于制作饼干和糕点。硬度影响磨粉能耗、润麦加水量、出粉率、小麦粉颗粒大小及破损淀粉粒数量,最终决定小麦磨粉及其他加工品质[17]。赵新等[18]的研究结果表明,小麦籽粒硬度对磨粉品质、淀粉品质、蛋白质品质和加工品质都有显著的影响。随着硬度指数值的增加,小麦粉的出粉率逐渐升高,小麦粉中蛋白质含量呈增加趋势,淀粉含量呈下降趋势,面包面条的加工品质逐渐得到改善,随硬度指数值的增加面包品质改良效果更为明显。赵新等[18]采用GB/T 21304—2007《小麦硬度测定硬度指数法》测定郑麦366小麦籽粒硬度,郑麦366的硬度指数为75.9%,较对照美麦高3.8%(表4),具有良好的加工品质。
表4 不同硬度小麦品种的硬度指数
郑麦366的籽粒硬度和蛋白质含量高,面筋质量好,淀粉特性优异,多酚氧化酶(PPO)活性低,面包烘烤品质好,面条加工品质佳。虽然其品质会受到环境的影响,但具有内在的优质遗传基因(含有1Dx5+1Dy10优质基因),能够保证其品质基本稳定不会有很大变动,表现年际间、地点间品质稳定;为制作面包、面条均表现较好的优质强筋小麦品种。
郑麦366在示范推广过程中,采用良方良法配套栽培技术措施,表现出较好的抗逆性、抗病性和高产潜力,从测产结果看,郑麦366万亩示范的产量都在8 250 kg/hm2以上,千亩高产示范的产量在9 000 kg/hm2以上,百亩超高产攻关田的产量在9 750 kg/hm2以上;在相邻省份如安徽、陕西、山东、河北、江苏以及湖北等地进行示范推广,其中在安徽省种子管理站安排的2008~2009年度品种展示中,郑麦366的产量名列第一,为良种补贴品种,受到种子企业的青睐。
该品种与粮食企业合作,用于期货交割和加工生产优质面包、面条专用粉,郑麦366优质商品小麦全部达到国家优质强筋小麦标准,粮食加工企业竞相加价收购;收购的郑麦366优质商品小麦用于强筋麦的期货交割,期货交割价每公斤高于市场普通小麦0.5~0.6元,为企业创造了可观的经济效益。
因此,在当前国际金融危机导致农产品价格包括小麦价格大幅下降的形势下,国外优质麦进口将成为市场竞争中需密切关注的问题,培育和发展我国自产优质麦是应对手段之一。另外,通过深入研究郑麦366的分子生物学特性,再运用基因工程手段将该品种的优良基因转移到相应的目标植物中,或者定向改良该品种中的不良特性,对作物育种也具有重大意义。
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Quality Evaluation of Strong-Gluten Wheat Cultivar Zhengmai 366 that Both Bread and Noodle Can Be Used
Wang Meifang Lei Zhensheng Wu Zhengqing Yang Huimin Lin Zuoji Yang Pan He Ning Xu Fuxin He Shenglian Li Wei
(Wheat Research Center,Henan Academy of Agricultural Sciences National Laboratory of Wheat Engineering Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Breeding in Central Huang-huai Region,Ministry of Agriculture Henan Key Laboratory of Wheat Biology,Zhengzhou 450002)
This paper aims to analyse the quality of Zhengmai 366,and to provide the theoretical evidence for food production,food processing and utilization,breeding,and so on.The results show that the components of HMW-GS and LMW-GSin Zhengmai 366 are 1,7+8,5+10 and Glu -A3a,Glu-B3d,respectively.There is null 1B/1R.It appears high protein content,strong gluten strength,excellent bread baking properties.Zhengmai 366 is the null Wx -B1 type and associated with good starch paste property.The two primary polyphenol oxidase(PPO)genes are PPO-2Ab,PPO-2Da associated with low PPO activity,therefore,the quality of noodles is good.Zhengmai 366 havs stable quality in many places in several years,so it is a new high-quality Strong-gluten wheat cultivar with stable quality.Superior quality,high yield,disease resistance,dwarf,good agronomic behavior appear simultaneously on Zhengmai 366.Its average yield is over 7 500 kg/hm2in large area,and over 9 750 kg/hm2in a hundred-acre super high yield field in Henan.It is also planted in large area in neighbouring provinces with excellent expression.
zhengmai 366,strong gluten,both bread and noodles can be used
S3
A
1003-0174(2012)08-0001-05
国家自然科学基金 ( 30771339),河南省重大科技专项(081100110300),转基因生物新品种培育重大专项(2009ZX08002-002B)
2011-10-27
王美芳,女,1968年出生,副研究员,小麦品质及遗传育种
雷振生,男,1962年出生,研究员,硕士生导师,小麦遗传育种