全 文 ：Vol131 , No16
pp1 796 - 799 Jun1 , 2005作 物 学 报ACTA AGRONOMICA SINICA第 31 卷 第 6 期2005 年 6 月 796～799 页
环境与品种对小麦淀粉理化特性和面条品质的影响
宋建民1 ,2 刘爱峰1 刘建军1 李豪圣1 吴祥云1 赵振东1 刘广田2 Ξ
(1 山东省农业科学院作物研究所 ,山东济南 250100 ;2 中国农业大学农学与生物技术学院 ,北京 100094)
摘 要 : 测定了 13 个小麦品种在 3 个地点的淀粉理化特性和面条品质 ,结果表明直链淀粉含量、膨胀势和面条品质主要
受遗传因素的控制 ,品种间变异平方和分别占总变异平方和的 5715 %、5213 %和 5816 % ,但环境因素也有重要影响。
RVA主要黏度指标则有所不同 ,低谷黏度和最终黏度主要受品种的影响 ,其变异分别占总变异的 4012 %和 4810 % ,而峰
值黏度主要受地点的影响 ,其变异达总变异的 4817 % ,品种影响只占总变异的 3015 %。不同环境条件下 ,淀粉理化特性
与面条品质极显著相关 ,说明应用直链淀粉含量、膨胀势和 RVA 峰值黏度等参数可以在不同的环境条件下选育出品质
优良的面条小麦品种。
关键词 : 小麦 ;品种 ;环境 ;淀粉理化特性 ;面条品质
中图分类号 : S512
Effects of Environment and Genotype on Wheat Starch Physiochemical Properties
and Noodle Quality
SONGJian2Min1 ,2 ,LIU Ai2Feng1 ,LIU Jian2Jun1 ,LI Hao2Sheng1 ,WU Xiang2Yun1 ,ZHAO Zhen2Dong1 ,LIU Guang2Tian2
(1 Crop Research Institute , Shandong Academy of Agricultural Sciences , Jinan 250100 , Shandong ; 2 College of Agronomy and Biotechnology , China Agricultural
University , Beijing 100094 , China)
Abstract :Starch physiochemical properties are very important for noodle quality , and which are controlled by genetical and
environmental factors1 Starch physiochemical properties and noodle quality of 13 wheat cultivars at three locations were
studied to improve cultivation and breeding of noodle wheat1 The results showed that flour amylose content , swelling power
and noodle score were mainly affected by cultivars , in which their variance were 5715 % , 5213 % and 5816 % of the total ,
respectively1 The interaction between cultivar and location affected these parameters secondly , from which the variance was
2212 % , 3018 % , and 3116 % of the total , respectively1 However , these parameters were also influenced by locations
significantly1 Hold trough and final viscosity among RVA pasting parameters were mainly controlled by genetical factors ,
which resulted in 4012 % and 4810 % of total variation , and the interaction between cultivar and location resulted in
3513 % and 3814 % of total variation , respectively1 However , peak viscosity was affected mainly by location , which
resulted in 4817 % of total variation , while cultivars 3015 %1 Flour amylose content , swelling power and peak viscosity
were correlated to noodle score at different locations , which suggested that wheat cultivars with good noodle quality could be
bred using the starch physiochemical parameters above at different environments1
Key words :Common wheat ; Cultivar ; Environment ; Starch physiochemical properties ; Noodle quality
淀粉理化特性受基因型和环境的综合影响 ,遗
传因素对淀粉品质性状起决定作用 ,有关环境因素
对淀粉品质的影响 ,主要集中在地点、灌浆期温度、
CO2 浓度等方面[1～5 ] 。对 68 个硬粒小麦和 123 个软
白冬麦面粉的测定表明 ,品种差异和生长环境对面
粉和淀粉特性影响较大[6 ] 。环境条件影响淀粉粒的
分布 ,但品种间变异幅度不同 ,如先锋 2555 比较稳
定 ,而先锋 2550 和 Geneva 变化较大[7 ] 。淀粉膨胀势
依赖于品种、生长地点和季节[8 ] 。对 8 个品种在 31
个地点连续 4 年的研究表明 ,在面粉膨胀势的变异
中 ,品种占 3611 %～9313 % ,环境 (地点和年份) 占Ξ基金项目 : 国家 863 计划 (2002AA207003、2003AA20780)和山东省农业良种产业化工程项目。
作者简介 : 宋建民 (1972 - ) ,男 ,山东肥城人 ,博士 ,研究员 ,主要从事小麦高产优质生理基础和遗传育种研究工作。E2mail : sjm01 @
sina1com
Received(收稿日期) :2003211207 ,Accepted(接受日期) :20042062041
117 %～6117 % ,品种、环境 (地点或年份) 的互作变
异不超过 10 %。面粉膨胀体积 (FSV) 主要受品种的
影响 ,其次为环境 ,年份间的影响大于同一年份内不
同地点[2 ] 。
环境条件对淀粉理化特性和面条品质的影响 ,
尤其是后者国外研究报道很少 ,但最近呈明显上升
的趋势。我国也对不同品种在不同环境条件下的面
条品质和某些淀粉特性指标进行了初步研究[9 ,10 ] 。
本文以 13 个小麦品种 (系)为试材 ,对其在 3 种环境
条件下的淀粉理化特性和面条品质进行了测定 ,以
期对面条小麦的优质栽培和育种提供一定依据。
1 材料与方法
111 材料种植与试验设计
选用 13 个小麦品种 (系) (表 1) ,分别在济南、
烟台和济宁种植。小区面积 13134 m2 ,6 行区 ,行距
19 cm ,基本苗 150 万Πhm2 ,随机区组设计 ,4 次重复。
常规田间管理。
表 1 13 个品种面粉淀粉理化指标和面条评分平均值
Table 1 Means of flour starch physiochemical parameters and noodle score in 13 wheat cultivars
品种
Cultivar
直Π支链淀粉比例
AMΠAP
( %)
膨胀势
Swelling power
(g·g - 1)
峰值黏度
Peak viscosity
(RVU)
低谷黏度
Hold trough
(RVU)
最终黏度
Final viscosity
(RVU)
面条评分
Noodle score
鲁麦 14 Lumai 14 3218 1115 24315 14115 27319 8318
山农 1355 Shannong 1355 3115 1014 24113 13413 26319 8510
烟 2801 Yan 2801 3011 1019 25616 14712 27716 8612
烟 861601 Yan 861601 3011 1018 24519 14015 27114 8512
鲁 95 (6) 161 Lu 95(6) 161 2913 1019 24719 13516 25717 8513
临麦 1 号 Linmai 1 2917 1111 23814 14010 27110 8315
汶农 5 号 Wennong 5 2819 1119 26211 15214 28711 8416
济麦 20 Jimai 20 2518 1216 26916 15418 28914 8911
泰山 288 Taishan 288 3112 1013 23916 12718 24319 8319
临 975003 Lin 975003 2911 1211 24914 13714 25914 8217
鲁资 93521 Luzi 93521 2715 1113 25814 15518 28914 8519
泰山 241 Taishan 241 3211 919 23618 13616 25816 8412
阳 9431821 Yang 9431821 3015 1118 24914 14514 28214 8417
平均 Mean 2919 1112 24911 14211 27019 8510
LSD0105 214 118 2119 1614 2519 214
LSD0101 313 215 2916 2212 3512 313
112 测定指标与方法
小麦籽粒收获后放置 2 个月制粉 ,润麦根据
AACC26210 方法 ,硬麦水分调节到 15 % ,软麦水分调
节到 14 % , 润麦 18 h。采用 Brabender Quadrumat
Junior 实验磨制粉 ,出粉率 60 %左右。面粉熟化 1
个月后用于测定。
11211 直、支链淀粉含量测定 采用双波长
法[11 ] ,面粉样品的脱脂和处理参考 GB7648287 ,以作
图法确定 ,直链淀粉测定波长为 630 nm ,参比波长
为 486 nm ,支链淀粉测定波长为 550 nm ,参比波长
为 743 nm。根据标准曲线计算面粉直、支链淀粉含
量 ,两者相加为总淀粉含量。2 次重复。
11212 膨胀特性测定 参考 McCormick 等的方
法[12 ] 。
11213 糊化特性测定 RVA 参数采用澳大利亚
产 Newport 型快速黏度仪测定[13 ] 。
11214 面条制作与评价 参照 Liu 等[14 ] 和国家
内贸部 SBΠT1013721993《面条制作与评分标准》。 2 结果与分析211 地点对不同品种淀粉理化特性的影响21111 对淀粉含量的影响 从总体上看 ,不同小麦品种直链淀粉和总淀粉含量的变异幅度较小 ,尤其是总淀粉含量。面粉中直链淀粉含量变异幅度为1316 %～1613 % ,最高与最低值相差比例不到 20 %。但面粉中直Π支链淀粉含量比例变异幅度明显较大 ,济麦 20 直链淀粉含量最低 ,支链淀粉含量最高 ,直Π支链淀粉含量比例最低 ,而鲁麦 14 该比例最高 ,2个品种相差比例达 27 %(表 1) 。3 个地点中 ,济宁试点直链淀粉含量最低 ,济南试点各项指标与济宁差异不显著 (表 2) 。烟台试点直链淀粉含量及其与支链淀粉含量的比例显著较高。从方差分析结果看 ,面粉中直Π支链淀粉含量比例品种间存在显著差异 (表 3) ,其变异主要源于品种差异 , 品种间变异平方和达总变异平方和的5618 % ,地点变异占 2016 % , 互作引起的变异占
2212 %。
797 第 6 期 宋建民等 :环境与品种对小麦淀粉理化特性和面条品质的影响
表 2 3 个地点面粉淀粉理化指标和面条评分平均值
Table 2 Means of flour starch physiochemical parameters and noodle score in three sites
地点
Site
直Π支链
淀粉比例
AMΠAP( %) 膨胀势Swelling power(g·g - 1) 峰值黏度Peak viscosity(RVU) 低谷黏度Hold trough(RVU) 最终黏度Final viscosity(RVU) 面条评分Noodle score
济南 Jinan 2916 bB 1113 aAB 24915 abAB 14314 aAB 26918 abA 8514 aA
烟台 Yantai 3114 aA 1012 bB 24015 bB 13410 bB 26312 bA 8411 bA
济宁 Jining 2817 bB 1210 aA 25715 aA 14914 aA 28016 aA 8513 aA
注 :不同的大小字母分别表示 1 %和 5 %的差异显著性。
Note : Means followed by different capital and small letters are significantly different at 1 % and 5 % levels , respectively1
表 3 3 个地点 13 个小麦品种面粉淀粉理化指标和面条评分的均方差分析
Table 3 ANOVA for starch physiochemical parameters and noodle score of 13 wheat cultivars at three sites
差异源
Source
自由度
df
直Π支链淀粉比例
AMΠAP 膨胀势Swelling power 峰值黏度Peak viscosity 低谷黏度Hold trough 最终黏度Final viscosity 面条评分Noodle score
品种 Cultivar 12 2113 3 312 3 1 448 3 430 3 1 184 3 1512 3
地点 Site 2 4612 3 611 3 2 309 3 3 1 571 3 3 2 016 3 1418 3
交互 Interaction 24 412 3 019 259 189 474 411
误差 Error 38 015 111 5018 4812 8914 014
注 : 3 和 3 3 分别表示 5 %和 1 %差异显著性 ,下同。
Note : 3 and 3 3 show significant difference at 5 % and 1 % levels , respectively1 The same below1
21112 对膨胀势的影响 13 个品种 (系) 间膨胀
势变异幅度明显较大 (表 1) ,济麦 20 膨胀势最高 ,
泰山 241 最低 ,两者相差达到 2717 %。不同地点间
以济宁试点最高 ,济宁和济南试点显著高于烟台试
点 (表 2) 。品种和地点对膨胀势均有显著影响 (表
3) ,其中品种变异占总变异的 5213 % ,地点变异占
1618 % ,两者交互作用和其他变异占 3018 %。
21113 对面粉糊化特性的影响 13 个品种面粉
糊化特性的不同指标变异幅度有一定的区别 (表
1) ,其中峰值黏度最大值与最小值相差 1319 % ,低
谷黏度相差 1513 % ,最终黏度相差 1816 %。济麦 20
各项指标最高 ,其中包括与面条品质相关密切的峰
值黏度。
从 RVA 参数看 (表 2) ,峰值黏度和低谷黏度济
宁试点最高 ,其次是济南试点 ,烟台试点最低。
方差分析显示 (表 3) ,3 项 RVA 糊化主要黏度
指标品种间存在显著差异 ,不同地点的影响也达到
显著或极显著水平。从各项变异平方和占总变异平
方和的比例看 ,峰值黏度变异的 4817 %来自地点 ,
品种差异占 3015 %。而其他两项 RVA 参数主要受
品种的影响 ,其变异平方和分别占总变异的 4012 %
和 4810 % ,其次是品种与地点互作的影响 ,分别占
总变异的 3513 %和 3814 % , 而地点的影响相对
较小。
212 地点和品种对面条品质的影响
13 个品种面条评分各项指标的变化幅度明显
小于淀粉理化特性 (表 1) ,最高值和最低值相差仅
为 717 %。济麦 20 除色泽表现稍差外 ,其他各项指
标均较好 ,总分显著较高 ,临 975003 面条评分最低。
3 个试点面条评分差异也明显较小 (表 2) ,烟台
试点显著较低 ,济宁和济南两试点间差异均不显著。
方差分析表明 (表 3) ,品种和地点对面条评分
的影响均达到 5 %的显著性水平。从方差的来源
看 ,品种影响最大 ,占总变异的 5816 % ,其次是品种
与地点互作 ,占总变异的 3116 % ,地点对面条评分
的影响最小 ,不到 10 %。
表 4 3 个地点 13 个品种的淀粉理化指标及其与面条评分的相关分析
Table 4 Correlations between starch physiochemical parameters and noodle score in 13 wheat cultivars at three sites
淀粉中 AM含量
AMΠStarch 膨胀势Swelling power 峰值黏度Peak viscosity 低谷黏度Hold trough 最终黏度Final viscosity
膨胀势 Swelling power - 01611 3 3
峰值黏度 Peak viscosity - 01759 3 3 01787 3 3
低谷黏度 Hold through - 01703 3 3 01750 3 3 01914 3 3
最终黏度 Final viscosity - 01600 3 3 01688 3 3 01863 3 3 01960 3 3
面条评分 Noodle score - 01540 3 3 01452 3 3 01613 3 3 01587 3 3 01551 3 3
213 淀粉理化特性和面条品质性状的相关性分析
对 13 个品种在 3 个地点的面粉淀粉理化特性
主要指标及其与面条总分进行了相关性分析 (表
4) ,直链淀粉含量与膨胀势、RVA 主要黏度参数以
897 作 物 学 报 第 31 卷
及面条评分均呈极显著负相关。膨胀势与面条总分
和几项主要 RVA 黏度参数均极显著正相关。3 项
主要 RVA 黏度参数均与面条评分极显著正相关 ,其
中以峰值黏度与其他指标的相关系数最高。说明尽
管品种和地点及其互作都影响小麦淀粉理化特性和
面条品质 ,但可能应用以上 3 种指标 ,选育出品质优
良的面条小麦品种。
3 讨论
淀粉理化特性和面条品质受基因型和环境的综
合影响 ,从本研究结果看 ,不论是对直链淀粉含量、
膨胀势和 RVA 参数等理化特性 ,还是面条品质 ,品
种均起主导作用。但环境因素也有重要影响 ,地点
对直Π支链淀粉含量的比值有显著影响 ,必然影响到
淀粉粒的大小、数目和分布 ,从而影响淀粉粒的吸水
膨胀和糊化特性 ,最终影响面条品质。但淀粉膨胀
和糊化特性与直链淀粉含量的变化并不完全一致 ,
说明其相互关系的复杂性[1 ] 。
从目前的研究看 ,环境因素对淀粉特性的影响
主要集中在高温和 CO2 浓度上 ,但不同报道差异较
大[1 ,4 ,5 ,15 ] ,可能是品种间差异较大所致[7 ] 。从 3 个
试点灌浆期的温度看 ,烟台试点平均温度低于济南
和济宁试点 ,但 3 点均没有出现超过 35 ℃的极端高
温 ,超过 30 ℃的时间也很少 ,基本排除了温度对淀
粉特性的影响 ,因此可能是其他尚待研究的因素影
响了淀粉特性。
面条评分与直链淀粉含量、淀粉膨胀和糊化特
性均存在一定差异 ,主要原因可能是面条评分是面
粉各组分的综合反映 ,而淀粉只是其中一种重要成
分 ,其他成分如蛋白质、脂类、色素等对面条品质也
有重要作用[14 ] 。大量研究表明 ,蛋白质对面条品质
的影响并不次于淀粉特性 ,而环境条件和栽培措施
对蛋白质含量和质量的影响远远超过对淀粉的影
响 ,甚至超过品种本身的遗传因素[16 ] 。
References
[1 ] Panozzo J F , Eagles H A1 Cultivar and environmental effects on quality
characters in wheat1 Ⅰ1 Starch1 Aust J Agric Res , 1998 , 49 (5) : 757 -
766
[2 ] Morris C F , Shackley B J , King G E , Kidwell K K1 Genotypic and
environmental variation for flour swelling volume in wheat1 Cereal
Chem , 1997 , 74 (1) : 16 - 21
[ 3 ] Cochrane M P , Paterson L , Duffus C M , Froud2Williams R J , Harrington
R , Hocking TJ , Smith H G, Thomas T H1 The effect of temperature on
grain development and starch quality in barley1 In : Froud2Williams R J ,
Harrington R , Hocking T J , Smith H G eds1 Implications of‘Global
Environmental Change ’ for Crops in Europe1 Churchill College ,
Cambridge , 19961 139 - 146
[4 ] Rogers G S , Gras P W , Batey I L , Milham P J , Payne L , Conroy J P1
The influence of atmospheric CO2 concentration on the protein , starch and
mixing properties of wheat flour1 Aust J Plant Physiol , 1998 , 25 (3) :
387 - 393
[5 ] Blumenthal C , Rawson H M , McKenzie E , Gras P W , Barlow E W R ,
Wrigley C W1 Changes in wheat grain quality due to doubling the level of
atmospheric CO2 1 Cereal Chem , 1996 , 73 (6) : 762 - 766
[6 ] Lin P Y, Czuchajowska Z1 Starch properties and stability of club and soft
white winter wheats from the Pacific Northwest of the United States1
Cereal Chem , 1997 , 74 (5) : 639 - 646
[7 ] Raeker M O , Gaines C S , Finney P L , Donelson T1 Granule size
distribution and chemical composition of starches from 12 soft wheat
cultivars1 Cereal Chem , 1998 , 75 (5) : 721 - 728
[8 ] Konik C M , Miskelly D M , Gras P W1 Starch swelling power , grain
hardness and protein : relationship to sensory properties of Japanese
noodles1 StarchΠSta¨erke , 1993 , 45 (4) : 139 - 144
[9 ] Liu J2J , He Z2H , Yang J , Xu Z2H , Liu A2F , Zhao Z2D1 Variation of
starch property and its relationship with dry white Chinese noodle quality
in common wheat1 Agricultural Sciences in China , 2003 , 2 (1) : 1 - 7
[10 ] Yao D2N(姚大年) , Li B2Y(李保云) , Zhu J2B(朱金宝) , Liang R2
Q(梁荣奇) , Liu G2T(刘广田) 1 Study on main starch properties and
predictive indexes of noodle quality in common wheat ( Triticum
aestivum) 1 Scientia Agricultura Sinica (中国农业科学) , 1999 ,
32 (6) : 84 - 88(in Chinese with English abstract)
[11 ] 何照范 1 粮油籽粒品质及其分析技术 1 北京 : 农业出版社 ,
19851 275 - 297(in Chinese)
[12 ] McCormick K M , Panozzo J F , Hong S H1 A swelling power test for
selecting potential noodle quality wheats1 Aust J Agric Res , 1991 , 42 :
317 - 323
[13 ] Batey I L , Curtin B M , Moore S A1 Optimization of Rapid2Visco
Analyser test conditions for predicting Asian noodle quality1 Cereal
Chem , 1997 , 74 (4) : 497 - 501
[14 ] Liu J J , He Z H , Zhao Z D , Pena R J , Rajaram S1 Wheat quality and
quality parameters of cooked dry white Chinese noodles1 Euphytica ,
2003 , 131 : 147 - 154
[15 ] Stone P J , Nicolas M E1 Wheat cultivars vary widely in their responses
of grain yield and quality to short periods of post2anthesis heat stress1
Aust J Plant Physiol , 1994 , 21 (6) : 887 - 900
[16 ] Panozzo J F , Eagles H A1 Cultivar and environmental effects on quality
characters in wheat1 Ⅱ1 Protein1 Aust J Agric Res , 2000 , 51 (5) :
629 - 636
997 第 6 期 宋建民等 :环境与品种对小麦淀粉理化特性和面条品质的影响