全麦粉面筋指数法在小麦育种中应用条件的研究

宋 昱， 谢三刚， 于章龙， 谢飒英， 任文斌， 宋 虹

(山西省农业科学院棉花研究所，山西运城 044000)



全麦粉面筋指数法在小麦育种中应用条件的研究

宋 昱， 谢三刚， 于章龙， 谢飒英， 任文斌， 宋 虹

(山西省农业科学院棉花研究所，山西运城 044000)

[目的]为了更加灵活、方便地对小样本小麦品种进行品质测定，采用全麦粉面筋指数法代替面粉面筋指数法进行研究。[方法]选用适合山西省南部小麦种植的高、中、低筋型10个小麦品种(系)为试验材料，对不同温度、湿度条件下小麦全麦粉面筋指数(简称小麦面筋指数)与面粉的沉降值、稳定时间的相关性，小麦面筋指数与面粉面筋指数的相关性进行分析研究。[结果]通过试验可以得出，小麦面筋指数测定条件以温度20 ℃，湿度50%左右最适宜，且小麦面筋指数与面粉面筋指数高度相关，小麦湿面筋含量与面粉湿面筋含量高度相关，相关系数均在0.9以上。[结论] 利用小麦面筋指数法可以代替面粉面筋指数法指导小麦育种、仓储及面粉和食品加工等。

全麦粉；面筋指数；稳定时间；沉降值；小麦育种

小麦是人类重要的粮食之一，小麦籽粒含9%～14%的蛋白质，是由麦清蛋白、麦球蛋白、麦醇溶蛋白和麦谷蛋白组成[1]。小麦制粉后，保留在小麦粉中的蛋白质主要是麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，前者的黏性和延伸性与后者的黏结性和弹性构成了小麦粉独有的面筋特性[2]。我国小麦优质育种进展迅速,而小麦品质鉴定又是优质育种不可缺少的重要手段。目前小麦品质鉴定的方法主要有国标方法(其中蛋白质含量测定为GB/T17320-1998，湿面筋含量测定为GB/T 14608-1993，沉降值测定为GB/T15685-1995)和近红外谷物子粒品质分析法。国标方法主要进行子粒容重、蛋白质含量及面粉湿面筋含量、沉降值、吸水率、稳定时间、最大抗延阻力、拉伸面积等品质指标的测定。该方法测定结果准确、可靠，但是费时费力，操作程序繁琐，测定价格昂贵，不适合大批量测定样品。此方法需样品量较大(测定1次大约需2.5 kg小麦子粒)，不适合育种早代材料的品质测定。

近年来，近红外品质测定是结合了计算机技术、光谱技术、化学计量学等多个学科的最新研究成果,在谷物子粒检测方面具有快速、简便、无损、无污染等优点[3]。段国辉等利用近红外光谱分析法和国标法对小麦新品种进行品质测定，对2种方法测定结果进行对比，表明近红外小麦品质测定结果与国标法测定结果相关达极显著水平[4]。但由于它是一项间接测量技术,被测小麦子粒粒质等诸多自身因素会对测定结果造成影响，且设备成本较高[5]。王仙菊等用黏度计法测定小麦粉中湿面筋，不需要制备和洗涤面团，克服了制备和洗涤面团过程中存在的缺陷，有较好的重复性和再现性，可提高检测的准确度，但对小样本小麦品种仍有一定的局限性[6]。杨路加等对不同品种的小麦进行了粗蛋白质含量和湿面筋含量测定，通过对检测结果的分析，可以看出小麦中粗蛋白质含量和湿面筋含量存在明显的相关性，但此方法依然比较繁琐[7]。笔者利用面筋指数测定仪分析和测试当前山西省南部主要品种中的10个不同品种的小麦面筋指数，并与传统的分析方法[8]进行比较，研究小麦全麦粉与面粉面筋指数及湿面筋含量的相关性，以小麦面筋指数代替面粉面筋指数，以小麦湿面筋含量代替面粉湿面筋含量，可简化分析程序，降低分析成本，为小麦面筋指数法在小麦育种、仓储及面粉和食品加工等方面的应用提供依据和经验。

1 材料与方法

1.1 材料试验选用以山西省南部生产主干品种为主的高、中、低筋型小麦品种(系)10个为试验对象，其中有：运旱618、A6、204W38、22-33、06观264、运麦218、运麦3101、烟农19等。

主要仪器及设备：3100型小麦粉碎仪， 2200型面筋指数测定仪，均由瑞典波通公司生产；BAO-A型沉淀值测定仪，中国农业大学仪器修配室；810108型粉质仪，德国Brabender公司；0.2 mm标准筛，浙江上虞市道墟张兴纱筛厂。

1.2 试验设计与方法取各样品50 g，用3100型小麦粉碎仪粉碎得到全麦粉备用；取各样品5 kg，用传统磨粉机制取面粉备用。

1.2.1不同温度条件下小麦面筋指数与稳定时间和沉降值相关性的研究。在不同温度(RH=50%,T=10、20、30 ℃)条件下测定小麦面筋指数。称取所需面粉倒入粉质仪揉面钵中，盖上盖子预搅1 min后注入一定量的水，待粉质仪运行结束得粉质图，从而获得稳定时间指数。按照GB/T21119-2007[9]方法测定小麦沉降值。

1.2.2不同湿度条件下小麦面筋指数与沉降值和稳定时间相关性的研究。在不同湿度(T=20 ℃,RH=20%、50%、90%)条件下测定小麦面筋指数。称取所需面粉倒入粉质仪揉面钵中，盖上盖子预搅1 min后注入一定量的水，待粉质仪运行结束得粉质图，从而获得稳定时间指数。按照GB/T21119-2007[9]方法测定小麦沉降值。

1.2.3最佳温度、湿度条件下小麦面筋指数与面粉面筋指数相关性的研究。把小麦粉、面粉样品用氯化钠缓冲液制成面团，再用氯化钠缓冲液洗涤并分离出面团中的淀粉、糖、纤维素及可溶性蛋白质等，再除去多余的洗涤液，剩余胶状物即为湿面筋。将面筋仪离心机上的筛片改为筛盒, 筛盒中有一定孔径的筛板, 把洗出的面筋球放在筛盒中离心1 min，在高速旋转产生的离心力作用下面筋会部分穿过筛板, 面筋筋力越强穿过筛板的数量越少, 面筋筋力越弱穿过筛板的数量越多, 分别收集筛板前后湿面筋加以称量, 计算出面筋指数值和湿面筋含量。面筋指数越大, 表示面筋筋力越强, 反之, 面筋指数越小表示面筋筋力越弱。

面筋指数%=[留存在筛板上的湿面筋重量(g)/全部湿面筋重量(g)]×100%

1.2.4最佳温度、湿度条件下小麦湿面筋含量与面粉湿面筋含量相关性的研究。试验方法同“1.2.3”。

2 结果与分析

2.1 不同温度条件下小麦面筋指数与稳定时间和沉降值相关性的影响分析

2.1.1不同温度条件下小麦面筋指数与稳定时间相关性分析。从表1、2数据可以看出，在相对湿度为50%条件下，10、20、30 ℃时，小麦面筋指数与面粉稳定时间高度相关，相关系数分别达0.887 200、0.889 412和0.839 537，在不同温度下，各样品面筋指数变化无规律，但从显著水平考虑，RH=50%，T=20 ℃时小麦面筋指数与稳定时间相关性最高且也极显著。

表1 不同温度条件下小麦面筋指数与稳定时间

表2 不同温度条件下小麦面筋指数与稳定时间相关性分析

2.1.2不同温度条件下小麦面筋指数与沉降值相关性分析。经分析可知(表3、4)，在10、20、30 ℃条件下，小麦面筋指数与沉降值的相关系数分别为0.877 388、0.851 774、0.820 778，以10 ℃相关性最高。

2.1.3 不同温度条件下小麦面筋指数方差分析。方差分析显示，F区组间=118.446,F处理间=3.776。LSD法多重比较结果见表5。由此表明，10、20 ℃两处理间在5%水平差异不显著，10、20和30 ℃在5%水平达显著差异但达不到1%极显著水平。再结合表1～4分析结果，测量小麦面筋指数时应将温度控制为20 ℃左右，此时，小麦面筋指数与稳定时间高度相关，与沉降值高度相关，且显著水平都为极显著。

表3 不同温度条件下小麦面筋指数与沉降值

表4 不同温度条件下小麦面筋指数与沉降值相关分析

表5 LSD法多重比较

2.2 不同湿度条件下小麦面筋指数与稳定时间和沉降值相关性的影响分析

2.2.1不同湿度条件下小麦面筋指数与稳定时间相关性分析。由表6、表7可见，在温度为20 ℃，相对湿度分别为20%、50%、90%下，小麦面筋指数与面粉稳定时间高度相关，且相关系数分别为0.906 902、0.923 895、0.912 968。由数据可知，相对湿度控制在50%时，小麦面筋指数与面粉稳定时间极相关。

表6 不同湿度条件下小麦面筋指数与稳定时间

表7 不同湿度条件下小麦面筋指数与稳定时间相关性分析

2.2.2不同湿度条件下小麦面筋指数与沉降值相关性分析。由表8、9可知，小麦面筋指数与沉降值高度相关，且相关系数分别为0.839 841、0.846 442、0.853 100。相对湿度90%时相关系数最高。

2.2.3不同湿度条件下小麦面筋指数方差分析。方差分析显示，F区组间=146.018,F处理间=0.482。LSD法多重比较处理见表10。由此可知，不同湿度条件下小麦面筋指数之间无显著差别，说明相对湿度对其分析结果影响均不显著。

2.3 最佳温度、湿度条件下小麦面筋指数与面粉面筋指数相关性分析通过分析，在最佳测定条件下，小麦面筋指数与面粉面筋指数相关系数高达0.952 509，达到极显著水平(表11)。由此可知，在此测定条件下，小麦面筋指数可以代替面粉面筋指数来确定小麦质量。

表8 不同湿度条件下小麦面筋指数与沉降值

表9 不同湿度条件下小麦面筋指数与沉降值相关性分析

表10 LSD法多重比较

2.4 最佳温度、湿度条件下小麦湿面筋含量与面粉湿面筋含量相关性分析由表12可知，在最佳测定条件下，小麦湿面筋含量与面粉湿面筋含量相关系数为0.902 325，也达到极显著水平。结果进一步说明，在此测定条件下小麦湿面筋含量与面粉湿面筋含量基本相同，也从侧面证明了小麦面筋指数可以代替面粉面筋指数。

3 结论

通过数据分析可以看出, 环境条件以温度20 ℃，相对湿度50%时，小麦面筋指数与稳定时间和沉降值高度相关，且在此条件下，全麦粉面筋指数与面粉面筋指数高度相关，小麦湿面筋含量与面粉湿面筋含量高度相关，相关系数均在0.9以上。由LSD法多重比较可知，温度在20 ℃时既接近于室温能节省能源又最有利于试验；而湿度间的差别并不显著，这说明利用小麦面筋指数法鉴定小麦质量具有微量、快速、准确、廉价，对环境条件要求不严等特点，不仅对小麦育种起到指导作用并在小麦收购和仓储中可快速区分面筋特性的强弱，便于分仓储存，避免不同品质小麦互混，以满足面粉加工对不同质量和特性小麦的需求，提高小麦食用价值和经济价值。

表12 小麦湿面筋含量与面粉湿面筋含量相关性分析

[1] 况伟，赵仁勇，王金水.小麦蛋白质与面包烘焙[J].郑州工程学院学报,2002,23(3):95-99.

[2] 马涛.粮油食品检验[M].北京：化学工业出版社,2009.

[3] WILLAMS P C，STEVENSON S G，STARKEY P M.The application of nearinfrared reflectance spectroscopy to protein-testing in puls breedingprogrammes[J].Journal of Science Food Agriculture, 1978,29:285-292.

[4] 段国辉，张园，高海涛，等.利用近红外光谱技术分析不同类型小麦品质[J].江苏农业科学，2011，3(5):422-424.

[5] 陆婉珍，袁洪福，徐广通，等.现代近红外光谱分析技术[M].北京:中国石化出版社，2000.

[6] 王仙菊，卢亭.黏度计法测定小麦粉中湿面筋含量初探[J].粮食与饲料工业, 2013(2): 55-58.

[7] 杨路加，孙丽华，柏禄乾.小麦中粗蛋白质含量和湿面筋含量相关性[J].粮油仓储科技通讯, 2014(4): 50-51.

[8] 孙辉，姜薇莉，王立坤，等.手洗法测定湿面筋GB/T5506.1-2008[S].北京：中国标准出版社,2009.

[9] 国家粮食局科学研究院.小麦沉降指数测定GB/T21119-2007[S].北京：中国标准出版社，2008.

The Application Conditions of Whole Wheat Flour Gluten Index in Wheat Breeding

SONG Yu, XIE San-gang, YU Zhang-long et al

(Cotton Research Institute, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Yuncheng, Shanxi 044000)

[Objective] In order to determine the qualities of small samples of wheat varieties more flexibly and conveniently, this research replaced the flour gluten index by whole wheat flour gluten index.[Method] This study selected ten experimental materials of high, medium and low gluten type wheat varieties which suitable for growing in the south of Shanxi Province.The correlations between the whole wheat flour gluten index (wheat gluten index) and the flour sedimentation value, as well as the stability time under different temperatures and humidities were observed.And the correlation between wheat gluten index and flour gluten index was also analyzed.[Result] The results showed that the wheat gluten index determination was optimal at 20 ℃ and humidity around 50%.Under this conditions, the wheat gluten index and flour gluten index were highly correlated, as well as the wheat wet gluten content and flour wet gluten content, both correlation coefficients were above 0.9.[Conclusion] So the wheat gluten index method was feasible in the application of wheat breeding, storage and food processing, etc.

Whole wheat flour; Wheat gluten index; Stability time; Sedimentation value; Wheat breeding

宋昱(1966- )，女，山西运城人，副高级研究员，从事麦料作物研究。

2015-01-26

S 511

A

0517-6611(2015)08-248-04