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不同地区不同裸燕麦品种淀粉品质分析



全 文 :麦类作物学报 2012,32(1):74-78
Journal of Triticeae Crops
不同地区不同裸燕麦品种淀粉品质分析

郑建梅1,曹莹莉2,胡新中1,徐 明3
(1.西北农林科技大学食品科学与工程学院,陕西杨凌712100;2.西北农林科技大学林学院,
陕西杨凌712100;3.德州六和金珊食品有限公司,山东德州253000)
摘 要:为研究不同生长环境对燕麦淀粉品质的影响,分别选取同时在我国两大燕麦主产区内蒙古和河
北省种植的10个裸燕麦品种,测定其抗性淀粉含量、总淀粉含量、糊化特性和淀粉水解率,通过多重比较分析
品种的变异性和地区之间的差异性。结果表明,两地区内参试样品间的抗性淀粉、总淀粉、峰值黏度、破损值
和回生值的差异均较大;两地区之间,抗性淀粉和总淀粉含量存在显著差异(P<0.05),淀粉水解率以及大部
分糊化特性存在极显著差异(P<0.01);内蒙古地区种植的燕麦样品淀粉水解率、糊化温度极显著(P<0.01)
高于河北地区种植的燕麦样品,而峰值黏度、破损值、回生值极显著(P<0.01)低于河北地区的样品。
关键词:燕麦;淀粉;品质分析
中图分类号:S512.6;S311    文献标识码:A    文章编号:1009-1041(2012)01-0074-05
Starch Quality Analysis of Different Naked
Oat Cultivars from Different Regions
ZHENG Jian-mei 1,CAO Ying-li 2,HU Xin-zhong1,XU Ming3
(1.Colege of Food Science &Engineering,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100,China;2.Colege of Forestry,
Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100,China;3.Corporation of Liuhe Jinshan Foods,Dezhou,Shandong 253000,China)
Abstract:In order to analyze the effects of cultivation conditions on starch quality of naked oat,ten
naked oat cultivars which were planted in Inner Mongolia and Hebei,the two main oat planting re-
gions in China,were used as the materials.Resistant starch(RS),total starch(TS),starch pasting
properties and starch digestion simulation in vitro of oat were determined.With multiple comparison
methods,differences among the ten samples and between the two areas were analyzed.The results in-
dicated that there are significant differences for the resistant starch,total starch,peak viscosity,
breakdown and setback among the oat samples of each region.There are significant differences for the
resistant starch and total starch between two regions,there are more significant differences in starch
digestion simulation in vitro and most starch pasting properties between two regions.The starch di-
gestion simulation in vitro and pasting temperature of Inner Mongolia samples are significant higher
than those of Hebei.The peak viscosity,breakdown and setback of Inner Mongolia samples are sig-
nificant lower than those of Hebei.
Key words:Oat;Starch;Quality characteristics
  燕麦一般分为皮燕麦和裸燕麦两种,是人类
和动物可直接利用的粮食及饲料作物之一。与其
他谷物相比,燕麦含有大量高营养价值的物质,如
β-葡聚糖、蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质
*收稿日期:2011-05-04   修回日期:2011-07-12
基金项目:农业部燕麦荞麦现代产业体系建设专项“燕麦加工与综合利用”(CAR-08-D-1);西北农林科技大学国际平台项目;陕西省
科学技术研究发展计划国际合作项目(2011KW-28)。
作者简介:郑建梅(1975-),女,讲师,主要从事粮油及植物蛋白研究。E-mail:zjm7511@yahoo.com.cn
通讯作者:胡新中(1972-),男,副教授,主要从事谷物科学、杂粮食品加工、食品营养研究。E-mail:hxinzhong@yahoo.com
以及植物营养素等[1],具有增强免疫力、降低血液
中低密度胆固醇、促进伤口愈合、改善便秘等功
能[2-5]。燕麦的研究和利用已经成为各国研究者
们关注的热点之一[6-7]。燕麦籽粒富含淀粉(50%
~65%)[8],其淀粉颗粒小,平均粒径为1~5μm,
分布不均匀,呈椭圆形和棱角形,与大米粒度相
近,可形成稳定又富有延伸性的凝胶体[9]。燕麦
淀粉可以使纸或皮肤的表面光洁、平滑,附加值较
高,因此燕麦淀粉可广泛用于食品、医药及化妆品
中[10]。有报道显示,燕麦淀粉的溶解度、膨润力
显著高于玉米淀粉和豌豆淀粉,蓝值显著高于玉
米淀粉和马铃薯淀粉;而与马铃薯淀粉相比,燕麦
淀粉冻融稳定性和透明度较差[11]。燕麦淀粉的
糊化温度略高于小麦淀粉,峰值黏度、最大黏度和
最终黏度远高于普通小麦粉,热稳定性也较好,破
损值则与小麦粉相差不大[12-13]。淀粉的许多品质
特性与组成有关[8],品种、产地不同,燕麦淀粉的
组成与性质也可能会有差别。目前关于环境对燕
麦淀粉品质的影响的研究还很少,本研究以10个
燕麦品种为材料,分别在内蒙古和河北两地种植
收获后,测定了样品中抗性淀粉与总淀粉含量、糊
化特性以及淀粉的体外模拟消化特性(水解率),
分析比较了地区内样品本身的差异性和地区之间
的差异性,旨在为燕麦育种、加工与综合利用提供
基本信息。
1 材料与方法
1.1 试验材料
以10个裸燕麦品种为材料(品种名称见表
1),分别种植在内蒙古农牧科学院武川试验站和
河北省农林科学院张家口分院坝上试验站,收获
的种子经自然风干、清理后,用布拉本德磨(Bra-
bender Junior)进行粉碎后密封备用。
1.2 测定项目与方法
抗性淀粉(RS):使用 Megazyme公司生产的
抗性淀粉测试盒,参照 AACC 32-40方法进行测
定。总淀粉(TS):使用 Megazyme公司生产的抗
性淀粉测试盒,参照AACC 76-13方法进行测定。
糊化特性:采用布拉本德803200微型黏度仪(德
国Brabender公司)进行测定,称取10g燕麦粉
(14%湿基),加水100mL;从30℃开始计时,以
7.5℃/min的速度升温至93℃,保持5min,以
7.5℃/min的速度降温至50℃,保持1min,转子
转速250r/min。淀粉的体外模拟消化特性(淀粉
水解率):参照曾 悦[14]等提出的基于时间进程的
体外模拟消化法,并根据试验材料特性加以改进。
1.3 数据处理
数据处理采用Excel软件和SAS8.0软件,
进行多重比较和描述性统计。
2 结果与分析
2.1 抗性淀粉(RS)含量
抗性淀粉是健康者小肠中不吸收的淀粉及其
降解产物,其功能作用与膳食纤维相似。10个裸
燕麦品种种植在内蒙古时,抗性淀粉含量平均为
0.16%,种植在河北时抗性淀粉含量平均为
0.14%(表1)。内蒙古种植的裸燕麦品种间的差
异(变异系数为11.48%)远低于河北种植的裸燕
麦(变异系数为24.10%)。内蒙古与河北燕麦样
品抗性淀粉有显著差异(P<0.05),这可能与抗
性淀粉含量太低、误差掩盖了真实值有关,但也可
能与栽培条件对燕麦抗性淀粉含量的影响有一定
关系。
2.2 总淀粉(TS)含量
10个裸燕麦品种种植在内蒙古时,总淀粉含
量平均为55.23%,其中 Ly03-03的含量最高
(64.02%),Ly03-09的含量最低(40.53%),参试
样品间总淀粉含量变化比较大(变异系数为
16.67%);种植在河北时总淀粉含量平均为
60.54%,其中 Ly03-07的含量最高(70.99%),
Ly03-09的含量最低(54.99%),参试样品间总淀
粉含量变化也比较大(变异系数为16.01%)
(表1)。内蒙古与河北燕麦样品总淀粉含量有显
著性差异(P<0.05)。总淀粉含量与资料报道略
有不符[10],有4个品种的总淀粉含量低于50%,
这有可能是因为测定方法的差异造成的,也有可
能是因为种植地区的栽培条件不同所致。
2.3 淀粉水解率
淀粉的水解率可以用来表示燕麦样品淀粉的
体外模拟的消化性,水解率越高,表明淀粉的消化
率越高。内蒙古种植的裸燕麦品种淀粉水解率平
均为90.06%,其中 Ly03-01最高(95.52%),
Ly03-08最低(85.02%),品种间差异比较小(变
异系数为3.85%);河北种植的裸燕麦品种淀粉
水解率平均为79.75%,Ly03-09最高(89.87%),
Ly03-01最低(69.93%),品种间差异也比较小
(变异系数为8.82%)(表1)。内蒙古种植的裸燕
麦淀粉水解率远高于河北种植的,两地区种植的
·57·第1期             郑建梅等:不同地区不同裸燕麦品种淀粉品质分析
裸燕麦淀粉水解率有极显著性差异(P<0.01),
说明栽培条件对燕麦淀粉的水解率有显著影响,
换句话说,也就是栽培条件对燕麦淀粉的消化性
有显著影响。
表1 参试裸燕麦样品的部分品质特性
Table 1 Some quality characteristics of oats samples tested
种植地区 品种 抗性淀粉含量 总淀粉含量 淀粉水解率
内蒙古 Ly03-01  0.13dB  46.69dD  95.52aA
Ly03-02  0.13dB  46.90dD  88.28aA
Ly03-03  0.15cAB  64.02aA  89.16aA
Ly03-04  0.16bcAB  62.56bAB  85.30aA
Ly03-05  0.19aA  61.46cBC  90.22aA
Ly03-06  0.16abcAB  45.03eE  93.01aA
Ly03-07  0.18abA  60.70cC  89.72aA
Ly03-08  0.17abcA  60.92cC  85.02aA
Ly03-09  0.17abcA  40.53fF  94.26aA
Ly03-10  0.15cAB  63.51aA  90.09aA
平均值 0.16aA  55.23bA  90.06aA
变异系数/% 11.48  16.67  3.85
河北 Ly03-01  0.10bcABC  65.74bB  69.93dC
Ly03-02  0.10cdBC  65.28bB  70.84dC
Ly03-03  0.16aA  58.49cC  85.59abcAB
Ly03-04  0.08dC  58.40cC  81.41bcAB
Ly03-05  0.17aA  59.80cC  81.35bcAB
Ly03-06  0.15abAB  55.67cC  87.20abAB
Ly03-07  0.15abAB  70.99aA  71.33dC
Ly03-08  0.14abAB  56.93cC  79.12cBC
Ly03-09  0.16aA  54.99cC  89.87aA
Ly03-10  0.18aA  59.09cC  80.84bcAB
平均值 0.14bA  60.54aA  79.75bB
变异系数/% 24.10  16.01  8.82
  同一列数据后大、小写字母分别表示在1%、5%水平上的差异显著性,有相同字母的表示样品之间没有显著性差异,无相同字母的
表示样品间差异显著。地区平均值处的多重比较指内蒙古和河北相应指标的比较。表2同。
2.4 燕麦粉的糊化特性
糊化特性是反应淀粉品质的最重要指标,由
于β-葡聚糖的存在,使得燕麦粉糊的稠度增大,不
能像小麦粉那样采用12g燕麦粉进行糊化特性
的测定,只能采用10g燕麦粉进行糊化特性的测
定。总的来说,两地区燕麦粉样品的糊化温度变
异最小,其余指标间的变异都较大,尤其是破损
值,其样品间的变异最大。相同的燕麦品种,种植
地域对其糊化特性有极大的影响,无论是在5%
还是1%水平上,内蒙古和河北燕麦粉的糊化温
度、峰值黏度、破损值、回生值和总回生值均有显
著差异。种植在内蒙古的燕麦糊化温度均高于种
植在河北的;除Ly03-09外,内蒙古样品的峰值黏
度和回生值均低于种植在河北的;除 Ly03-07、
Ly03-09外,内蒙古样品的破损值均低于河北
(表2)。
2.5 各指标间的相关性
由表3可知,抗性淀粉含量与淀粉水解率、糊
化温度呈显著正相关,与峰值黏度呈显著负相关。
总淀粉含量与淀粉水解率呈极显著负相关。淀粉
水解率与抗性淀粉含量呈显著正相关,与糊化温
度呈极显著正相关,与峰值黏度呈极显著负相关。
糊化温度与抗性淀粉含量呈显著正相关,与淀粉
水解率呈极显著正相关,与峰值黏度、破损值及回
生值呈极显著负相关。峰值黏度与回生值呈极显
著正相关,与抗性淀粉呈显著负相关,与淀粉水解
率、糊化温度呈极显著负相关。
·67· 麦 类 作 物 学 报                第32卷
表2 参试裸燕麦样品的黏度参数
Table 2 Characteristics of starch pasting properties of oat samples
种植区域 品种 糊化温度/℃ 峰值黏度/BU 破损值/BU 回生值/BU
内蒙古 Ly03-01  88.6  308  2  152
Ly03-02  89.5  318  0  167
Ly03-03  89.2  280  7  330
Ly03-04  89.1  386  1  337
Ly03-05  88.7  252  2  453
Ly03-06  87.1  349  4  350
Ly03-07  86.3  374  1  364
Ly03-08  89.4  249  1  205
Ly03-09  83.8  411  13  466
Ly03-10  87.8  411  1  293
平均值 87.95aA  333.80aA  3.20aA  311.70aA
变异系数/% 2.04  18.46  124.83  35.00
河北 Ly03-01  75.6  498  31  587
Ly03-02  80.9  469  10  426
Ly03-03  84.6  367  29  483
Ly03-04  80.7  435  47  602
Ly03-05  82.4  439  25  619
Ly03-06  86.6  388  41  524
Ly03-07  83.9  441  1  386
Ly03-08  86.5  387  12  406
Ly03-09  82.3  329  4  455
Ly03-10  85.3  455  3  518
平均值 82.88bB  420.80bB  20.30bB  500.60bB
变异系数/% 4.00  12.25  81.54  16.67
表3 各指标间的相关系数
Table 3 Relationships between starch parameters
指标 抗性淀粉含量 总淀粉含量 淀粉水解率 糊化温度 峰值黏度 破损值
总淀粉含量 -0.108
淀粉水解率 0.512* -0.682**
糊化温度 0.532* -0.236  0.639**
峰值黏度 -0.472* 0.267 -0.662** -0.751**
破损值 -0.496* 0.021 -0.276 -0.578** 0.418
回生值 -0.175  0.242 -0.430 -0.738** 0.608** 0.723**
  *和**分别表示在5%和1%水平上相关显著。
3 讨论与结论
3.1 讨 论
本研究中燕麦品种的总淀粉含量变幅为
40.53%~70.99%,与林伟静等[15]研究中裸燕麦
的总淀粉含量48.7%~64.6%相近,其中内蒙古
总淀粉平均含量为55.23%,与目前推广种植的
蒙燕一号的总淀粉含量(53.42%)[16]相近。
本研究中燕麦抗性淀粉含量与淀粉水解率呈
正相关,与其他学者的负相关规律有差异,可能是
因为:(1)其他学者研究材料的抗性淀粉含量均较
高,比如饼干、面包、冷米饭的抗性淀粉含量为
1.0%~2.5%,油炸土豆片、爆豌豆的含量为
2.5%~5.0%,煮豆类、生大米的含量为5.0~
15%,生豆子、未成熟香蕉的含量>15%)[17];而
燕麦的抗性淀粉含量很低(在本研究中均低于
0.2%),测定结果的微小差异都会对其与水解率
的关系造成较大的影响,从而可能会导致出现正
·77·第1期             郑建梅等:不同地区不同裸燕麦品种淀粉品质分析
相关这样一个结果。(2)淀粉水解率受淀粉组成、
颗粒形状、颗粒大小、晶体结构类型、天然α-淀粉
酶抑制剂及非淀粉多糖的存在等因素的影响[17],
燕麦抗性淀粉含量极低,因而对总淀粉的水解率
影响较小;同时,燕麦淀粉颗粒度小,具有较高的
淀粉消化率。
有学者在研究小麦面粉黏度性状时,发现小
麦糊化特性的各项指标受环境和基因型的影响不
同,峰值黏度主要受基因型与互作的影响,糊化时
间等其他性状受环境因素等影响更大[18]。本研
究结果表明,内蒙古和河北燕麦样品淀粉的糊化
温度、峰值黏度、破损值和回生值均有显著性差
异,说明裸燕麦粉淀粉的糊化特性差异也可能与
环境条件的影响有关,但目前尚未见种植环境与
燕麦淀粉糊化特性之间关系的公开报道,因此这
还需要进一步的实验研究来进行验证。
燕麦粉的糊化温度略高于小麦面粉,峰值黏
度也远高于小麦粉,热稳定性较好,可能在高温罐
制食品方面会有很大的应用前景。燕麦粉具有较
小的破损值,说明燕麦粉的抗剪切能力比较强。
燕麦粉中的β-葡聚糖和膳食纤维虽然是非淀粉类
物质,但他们与大多数淀粉特性有显著或极显著
的相关性,燕麦中的β-葡聚糖和膳食纤维含量都
较高,具有很高的营养和保健价值,且由于β-葡聚
糖的存在会使得燕麦糊的黏度增大,因此在研究
燕麦粉的淀粉性状时,β-葡聚糖和膳食纤维也有
很大的研究价值。
目前对于燕麦品种淀粉品质的研究,文献报
道的较少,相关报道中是将燕麦淀粉提取出来后,
测定其品质指标。本研究的样品是燕麦粉,由于
样品组成成分及含量与燕麦淀粉存在很大差异,
所得出的数据与其不具有可比性。
总体来说,内蒙古和河北两地区种植的裸燕
麦的淀粉特性具有显著性差异。选育优良的燕麦
品种和适宜的推广种植产地,需要进行连续几年
的栽培种植和观察,研究气候及其相关条件对燕
麦淀粉特性以及燕麦产量变化的影响也是今后的
一个主要课题。
3.2 结 论
无论是内蒙古还是河北地区,地区内参试样
品的抗性淀粉、总淀粉、峰值黏度、破损值和回生
值的变化均较大。
不同种植区域对燕麦抗性淀粉、总淀粉含量
影响很大,对淀粉水解率以及大部分糊化特性指
标影响极大。
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·87· 麦 类 作 物 学 报                第32卷