刘炜1，2，李卫华1，4*，桑伟3，4，穆培源3，4，徐红军3，4，邹波3
（1.石河子大学农学院，新疆石河子832002； 2.兵团第八师一二一团17连；3.新疆农垦科学院作物研究所；4.谷物品质与遗传改良兵团重点实验室）
收稿日期：２０1５—０1—０９
*基金项目：新疆生产建设兵团科技局重点科技项目（2011BA002）；新疆农垦科学院青年基金项目（YQJ201102）。
*通讯作者：李卫华（1968-），女，教授，博士，主要从事小麦遗传育种和品质改良。
摘要：本研究选用新疆60个不同硬度类型冬小麦品种为试验材料，研究其籽粒特性、磨粉品质及二者的关系。结果表明：不同硬度类型冬小麦品种中，硬质小麦籽粒硬度值最高为66.64；混合型小麦千粒重和粒径最大，分别为43.37 g和3.02 mm；软质小麦的籽粒蛋白质含量最高，为16.68%。3种不同硬度类型小麦品种的籽粒硬度和面粉a值变异系数分别 ＞ 10和 ＞ 25。相关分析表明，混合型小麦中的籽粒硬度和籽粒蛋白及软质小麦中籽粒性状与磨粉品质均关系密切。因此，在冬小麦品种籽粒和磨粉品质改良中要注重提高籽粒硬度和籽粒蛋白质含量，降低灰分，同时还应改良面粉色泽。
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关键词 ：硬度类型；冬麦品种；籽粒性状；磨粉品质
小麦加工品质包括磨粉品质和食品加工品质两个方面，磨粉品质的优劣对面粉品质性状、食品加工品质有着重要影响[1-5]，出粉率、灰分、麸皮数量以及面粉色泽是衡量磨粉品质的重要指标[6－7]。多数食品，尤其是我国传统食品要求面粉中灰分含量低、面粉白度高。磨粉品质的优劣与小麦品种自身籽粒品质和磨粉工艺有关。研究表明，容重、千粒重、籽粒硬度等籽粒性状与小麦磨粉品质关系密切[8]。
国外十分重视小麦磨粉品质的研究，如美国、澳大利亚等国在小麦分离世代阶段即对出粉率和颜色进行选择。近几年，中国也开始重视磨粉品质的研究工作[9]。陈锋等[10]研究表明，籽粒硬度影响出粉率、破损淀粉含量和面粉灰分。李宗智[11]、阮竞兰等[12]等研究表明，容重与出粉率和面粉灰分含量直接相关，在一定范围内，随容重的增加，小麦出粉率提高，面粉灰分含量降低。张彩英等[13]和孙致良[14]的研究发现，20世纪80年代中后期，我国小麦的面粉色泽显著提高，但出粉率呈下降趋势。随着市场对优质小麦的需求不断增加，新疆近年来对小麦磨粉品质方面也进行了一些研究。吴新元等[15]的研究发现，新疆小麦的籽粒性状和磨粉品质优于全国平均水平。桑伟等[16]的研究发现，新疆本地育成的春小麦品种的籽粒性状略优于冬小麦，磨粉品质优于冬小麦；其中春小麦品种籽粒容重和蛋白质含量较高，籽粒硬度、出粉率含量中等，面粉灰分含量偏低。但新疆冬小麦品种资源磨粉品质总体优于春小麦，其面粉黄度大于春小麦，蛋白质含量低于春小麦[17]。此外，新疆小麦品种的籽粒硬度和蛋白质含量与磨粉品质关系密切，面粉色泽影响是磨粉品质的重要性状[17-18]。目前，有关对新疆冬小麦不同籽粒硬度品种磨粉品质的研究未见报道。鉴于小麦磨粉品质的重要性及其与新疆拉面加工品质的密切相关，本研究选用60个新疆冬小麦品种为研究材料，测定其籽粒硬度、出粉率、灰分、色泽等磨粉品质性状，旨在探明不同籽粒硬度小麦品种的磨粉品质特性，希望能够为新疆冬小麦品种磨粉品质的改良提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料
参试的60个新疆冬小麦品种主要选用的是新疆审定和育成的品种和新品系，同时包括一些国内外的引进品种，基本代表了新疆冬小麦育成品种和引进的国内外骨干亲本的现状，具有很好的代表性（表1）。参试冬小麦品种于2010年秋季种植在新疆农垦科学院作物所试验田内，试验按顺序排列，小区面积5.4 m2，按35万粒/667 m2下种。2011年7月冬小麦正常成熟，采用人工收获，收获后取1.0 kg籽粒作为分析样品。采用瑞典PERTEN公司生产的4100型SKCS仪测定小麦籽粒硬度。根据硬度值不同加水润麦，软质麦、混合麦、硬质麦分别加水至14.0%、15.0%和16.0%，润麦16 ~ 18 h，用无锡布勒制作有限公司试验磨粉机（MLU202）磨制面粉，计算出粉率（所得面粉与全粉（面粉和麸皮总和）的比值）。面粉室温存放1个月后开始进行品质测定，3个月内完成全部测试内容。
1.2测定方法
采用瑞典PERTEN公司生产的4100型SKCS仪测定小麦籽粒硬度、千粒重和粒径。每个样品测试结果均为300粒的平均值。根据SKCS仪给出的硬度类型（硬质H、软质S和混合型M）确定其硬度级别（硬质麦、混合麦或软质麦），同时记录硬度指数和硬度分布频率。一般样品的硬度指数小于40为软质麦，大于60为硬质麦，介于二者之间为混合麦，具体分类还应根据该样品的硬度指数和分布频率而定。
籽粒蛋白质（14% MB，下同）和灰分含量使用丹麦FOSS公司1241型近红外谷物成分分析仪按照AACC39 - 11、AACC08 - 01方法测定。破损淀粉使用法国CHOPIN公司SDmatic损伤淀粉测定仪按AACC76 - 31的方法测定。面粉色泽用日本产KONICA MINOLTA公司Minolta CR - 310色彩色差仪测定，使用D65的CIE - L、a、b 的色度系统，L值表示黑 - 白(亮)度，值越大则越白(亮)；a值表示红 - 绿色，正值表示红色，值越大则越红；b值表示黄 - 蓝色，正值表示黄色，值越大则越黄。
1.3统计分析
使用统计软件DPS进行平均值及相关分析。
2结果与分析
2.1不同硬度类型小麦品种籽粒性状和磨粉品质概况
60份不同籽粒硬度类型的小麦品种包括硬质、混合和软质3种类型各20份（表2）。硬质小麦品种的籽粒性状中，千粒重平均为41.74 g，粒径平均为2.98 mm，籽粒硬度平均为66.64，蛋白质含量平均为16.0%；磨粉品质中，出粉率平均为73.78%，灰分含量平均为0.59%，破损淀粉含量平均为6.53%，L值平均为90.10，a值平均为-1.19，b值平均为10.41。混合小麦品种的籽粒性状中，千粒重平均为43.37 g，粒径平均为3.02 mm，籽粒硬度平均为52.75，蛋白质含量平均为16.25%；磨粉品质中，出粉率平均为73.40%，灰分含量平均为0.60%，破损淀粉含量平均为6.03%，L值平均为90.47，a值平均为-0.99，b值平均为8.97。软质小麦品种的籽粒性状中，千粒重平均为42.53 g，粒径平均为2.96 mm，籽粒硬度平均为23.48，蛋白质含量平均为16.68%；磨粉品质中，出粉率平均为62.44%，灰分含量平均为0.55%，破损淀粉含量平均为4.67%，L值平均为95.04，a值平均为-1.17，b值平均为9.33。
从表2里的变异系数来看，籽粒性状中，硬质和软质2种类型小麦品种籽粒性状中千粒重和籽粒硬度的变异系数较大，混合型只有硬度的变异系数较大；磨粉品质中，3种类型小麦品种的面粉a值的变异系数均较大，硬质和软质类型小麦品种的b值、混合和软质类型小麦品种的破损淀粉以及软质类型小麦品种的出粉率的变异系数均较大。特别是籽粒硬度和面粉a值，3种类型小麦品种的变异系数分别 ＞ 10和 ＞ 25。说明不同硬度类型中的小麦品种籽粒性状和磨粉品质的差异主要是由于籽粒硬度及面粉色泽差异较大造成的。
2.2不同硬度类型小麦品种籽粒性状与磨粉品质的相关性
由表3可以看出，硬质小麦中籽粒硬度和蛋白与灰分呈极显著正相关，而千粒重和粒径与灰分呈显著负相关；混合型小麦中粒径与出粉率、硬度与破损淀粉呈显著正相关，而硬度与L值、籽粒蛋白与破损淀粉、b值均呈显著负相关；软质小麦中千粒重、粒径与出粉率、灰分，籽粒硬度和粒径与破损淀粉、籽粒蛋白与灰分均呈显著或极显著正相关，而籽粒蛋白与破损淀粉、b值，千粒重、粒径与L值、b值均呈显著或极显著负相关。总体而言，除了灰分和a值，混合型和软质小麦的磨粉品质与籽粒性状关系一致，其中混合型小麦中的籽粒硬度和籽粒蛋白，软质小麦中则是全部籽粒性状均与磨粉品质关系密切。但硬质小麦的籽粒性状与面粉灰分关系密切，与其它磨粉品质相关不显著，且相关关系与混合型和软质小麦不一致，这可能是由籽粒硬度差异引起的，还需进一步研究。
2.3不同硬度类型小麦品种籽粒性状和磨粉品质评价
根据桑伟等[18]和穆培源等[19]建立的新疆拉面专用粉品质标准。从不同硬度类型来看，籽粒性状中籽粒硬度符合标准的硬质：混合型：软质小麦所占的比例为85% ∶ 25% ∶ 0，籽粒蛋白符合标准的硬质 ∶ 混合型 ∶ 软质小麦所占的比例为10% ∶ 0 ∶ 0；磨粉品质中符合标准的硬质 ∶ 混合型 ∶ 软质小麦所占的比例分别是出粉率为100% ∶ 100% ∶ 45%，L值为70% ∶ 90% ∶ 100%，a值为5% ∶ 10% ∶ 15%，b值为0 ∶ 55% ∶ 55%。由此可以看出，硬质小麦大多符合籽粒硬度标准，而混合小麦和软质小麦的磨粉品质则更多符合标准（见表4）。
就总体而言，本研究的60份不同硬度类型小麦品种中，86.67%的L值、81.67%的出粉率、36.67%的籽粒硬度和b值均符合该标准，有10.0%的a值、3.37%的籽粒蛋白均符合该标准，但却没有灰分含量符合该标准。说明籽粒蛋白质含量、灰分含量、a值是新疆小麦优质拉面育种遗传改良的重点性状。60份不同硬度类型小麦品种中没有品种的所有性状均符合该标准。
3结论与讨论
本研究中，无论是硬质小麦品种还是混合型、软质小麦品种，籽粒性状中籽粒硬度的变异系数最大，说明籽粒硬度是决定加工品质的重要性状之一[10]；磨粉品质中，面粉红度、面粉黄度的变异系数较大，面粉白度的较小，这与以往的研究结果[16]相一致。这进一步说明不同硬度类型的小麦品种籽粒性状和磨粉品质的差异主要是由于籽粒硬度和面粉色泽差异造成的，这些性状是不同硬度类型新疆冬小麦品种品质改良的重点。
研究表明，不同籽粒硬度类型的小麦品种中混合型和软质小麦品种的磨粉品质总体优于硬质类型；其中软质小麦的灰分和破损淀粉含量最低，面粉亮度（L值）最高，混合型小麦的面粉红度（a值）和黄度（b值）最低，而硬质小麦除了出粉率高于混合型和软质小麦，其余磨粉品质指标均低于二者，这是因为硬质小麦籽粒硬度高，其淀粉颗粒与蛋白质基质间结合能力比混合型和软质型小麦强，磨粉过程中易形成较多的破损淀粉颗粒，面粉颗粒变粗，色泽变劣。
小麦籽粒性状与磨粉品质关系密切。本研究表明，籽粒硬度对磨粉品质具有重要影响。不同硬度类型的小麦籽粒硬度与破损淀粉均呈正相关。这与Bechtel[20] 、Henery[21]、桑伟[16]等研究结果一致。破损淀粉率高，面粉颗粒表面粗糙，引起面粉折光系数改变，从而导致亮度改变。本研究表明，不同硬度类型小麦的籽粒硬度与面粉亮度呈负相关，与b值呈正相关。这与Nagamine[22]、陈锋[10] 、桑伟[16]等研究结果一致。本研究中籽粒蛋白质含量与出粉率呈负相关，而与灰分含量呈正相关，与Farrand[8]结果不同，与桑伟[16]等研究结果一致。这可能与所选材料的籽粒硬度差异偏大有关，有待进一步研究。本研究表明，千粒重、粒径与出粉率呈正相关，与b值呈负相关，这与李硕碧[23]等研究相同，千粒重高、饱满度好，腹沟浅，粒径大的品种出粉率高。此外，3种不同硬度类型的籽粒硬度与出粉率、灰分，千粒重与灰分，粒径与破损淀粉率、灰分，籽粒蛋白与面粉色泽的相关关系不同，这是由于硬度类型造成的籽粒特性差异引起的，与桑伟等[16]研究结果一致。因此，在小麦籽粒和磨粉品质改良中，在提高籽粒硬度的同时，应综合考虑千粒重和粒径等性状，从而达到提高新疆小麦磨粉品质的目的。
随着人民生活水平的提高，对新疆拉面品质，尤其是对拉面感官评价指标有了更高的要求。新疆拉面感官评价指标是小麦品种籽粒特性、面粉品质、面团流变学特性、淀粉糊化特性以及面粉色泽等品质性状共同作用的结果[18]。穆培源等[19]和桑伟[18]等通过对新疆拉面进行标准化制作，并分析籽粒性状、磨粉品质与其加工品质的关系，提出了制作优质新疆拉面的专用面粉性状标准。按照该标准对全部性状进行综合评价发现，研究供试的不同硬度类型冬小麦品种没有一个品种的籽粒性状和磨粉品质全部符合新疆拉面专用粉标准；各性状单独来看，籽粒硬度、出粉率、L值和b值总体表现较好，籽粒蛋白、灰分、a值总体表现较差。因此，在优质新疆拉面育种中，应加强对蛋白质含量、灰分含量、面粉色泽的遗传改良。
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参考文献
[1]Gaines C S. Associations among soft wheat flour particle size， protein content[J]．Cereal Chemistry，1985（62）：290-292.
[2]He Z H， Liu A H， Pena R J，et al. Suitability of Chinese wheat cultivars for production of northern style Chinese steamed bread[J]. Euphytica.， 2003（131）：155-163.
[3]Kaldy M S， Rubenthaler G L. Milling baking and physical-chemical properties of selected soft white winter and spring wheats[J]．Cereal Chemistry， 1987（64）：302-307.
[4]Konik C M.， Miskelly D M， Gras P W. Contribution of starch and non-starch parameters to the eating quality of Japanese white salted noodles[J]． Sci Food Agric，1992（58）：403-406.
[5]Toyokawa H， Rubenthaler G L， Powers J R， et al. Japanese noodle quality.II. Starch components[J]. Cereal Chemistry，1989， （66）：387-391.
[6]周艳华， 何中虎， 阎俊， 等. 中国小麦品种磨粉品质研究[J]. 中国农业科学， 2003， 36（6）：615-621.
[7]Y Zhang， K Quail， D C Mugford，et al. Milling quality and white salt noodle color of Chinese winter wheat cultivars[J]． Cereal Chemistry， 2005（82）：633-638.
[8]魏益民. 谷物品质与食品品质[M]. 陕西： 陕西人民出版社， 2002：1-2.
[9]O Brien L， Mares D J. Early generation selection for milling quality in five bread wheat cross[J]. Australiau Journal of Agricultural Research. 1993（44）：633-643.
[10]陈锋， 陈东升， 钱森和， 等. Purlindoline基因对春小麦磨粉及馒头、面条品质的影响[J].作物学报， 2006， 32（7）：980-986.
[11]李宗智. 冬小麦若干品质性状遗传及相关研究[J]. 作物学报， 1990， 16（1）：8-18.
[12]阮竞兰， 邓素娥， 周喜满. 中等、低等及等外小麦容重与出粉率对比试验[J]. 粮食与饲料工业， 1998 （6）：l-2.
[13]张彩英， 李宗智. 建国以来我国小麦主要育成品种加工品质的演变及评价[J].中国粮油学报， 1994，9（3）： 9-13.
[14]孙致良. 长江中下游地区小麦品种更换中籽粒品质性状的演化及其间的关系[D]. 南京：南京农业大学硕士论文，1987.
[15]吴新元， 芦静， 姚翠琴， 等. 新疆主要种植小麦品种品质状况[J]. 新疆农业科学， 2001， 38（3）：154-156.
[16]桑伟， 穆培源， 徐红军， 等. 新疆小麦品种籽粒性状、磨粉品质及其关系的研究[J]. 麦类作物学报， 2010， 30（1）：50-55.
[17]相吉山， 穆培源， 桑伟， 等. 新疆小麦品种资源籽粒性状和磨粉品质分析及评价[J]. 新疆农业科学， 2013， 50（6）：1032-1039.
[18]桑伟， 穆培源， 徐红军， 等. 新疆春小麦品种主要品质性状及其与新疆拉面加工品质的关系[J]. 麦类作物学报， 2008， 28（5）：772-779.
[19]Bechtel D B， Wilson J D， Martin C R. Determining endosperm texture of developing hard and soft red winter wheats by different methods using the single-kernel wheat characterization system[J]， Cereal Chemistry， 1996（73）： 567-570.
[20]Henery R J， Kettlewell P S. Cereal Grain Quality Wheat [M]. 1996：3-54.
[21]Nagamin T， Ikeda T M， Yanagisawa T，et al. The effects of hardness allele Pinb-D1b on the flour quality of wheat for Japaness white salty noodles[J]， Cereal Sci，2003（37）：337-342.
[22]李硕碧， 高翔， 单明珠， 等. 小麦高分子量谷蛋白亚基与加工品质[M]. 北京： 中国农业出版社， 2001：58-59.
[23]穆培源， 桑伟， 王亮， 等. 新疆市售小麦面粉制作新疆拉面的加工品质特性及其专用粉品质评价指标的研究[J]，麦类作物学报，2007，27（6）：1034-1041.