不同发芽阶段小麦降落数值变化规律的研究

吴存荣,王艳艳,唐怀建,卞 科＊,杜 政,唐瑞明,李美琴,曹颍君

(1.河南工业大学粮油食品学院,河南郑州 450052,2.国家粮食局标准质量中心,北京 100037)

不同发芽阶段小麦降落数值变化规律的研究

吴存荣1,王艳艳1,唐怀建1,卞 科1＊,杜 政2,唐瑞明2,李美琴2,曹颍君2

(1.河南工业大学粮油食品学院,河南郑州 450052,2.国家粮食局标准质量中心,北京 100037)

以采自河北、河南、安徽及新疆 4个省区不同年份生产的 9个小麦样品为材料,对不同发芽阶段小麦降落数值的变化情况进行了系统分析.结果表明:随着发芽时间的延长,小麦降落数值呈递减趋势,但递减到一定程度后,虽然发芽仍在继续,降落数值却基本不再发生大幅变化,而是趋于稳定,说明发芽小麦的α-淀粉酶活性达到一定程度后其活性不再增强.

小麦;发芽;降落数值

0 前言

小麦的质量决定其交易价格,在国内外贸易中质量是交易双方最为关注的问题.但小麦在收获季节常常遇到连阴雨天,出现大量穗发芽现象.这种现象严重影响了小麦的品质,往往造成严重的损失[1],同时也影响了小麦的商品质量.有不少学者对发芽小麦的特性进行了研究,多数认为,随着发芽时间的延长,小麦的加工品质逐渐降低,面筋强度不同的小麦品种间差异不大,千粒重、出粉率、蛋白质含量、湿面筋含量呈降低趋势,角质率和硬度明显下降,但深度发芽时,小麦籽粒硬度有反弹现象[2-4].艾志录[5]等采用传统的淀粉酶提取法结合化学法研究了小麦发芽过程中淀粉酶的变化情况.小麦发芽过程中多种酶类活力激增,淀粉、蛋白质、非淀粉多糖等组分都得到良好降解.发芽小麦中的淀粉酶主要包括α-淀粉酶、β-淀粉酶和极限糊精酶,目前国际上公认的代表α-淀粉酶活性的指标是降落数值 (Falling Number),它可反映小麦粉中α-淀粉酶活性高低[6].本试验在前人研究的基础上,结合国内小麦的分类,对软质小麦、硬质小麦、混合小麦在不同发芽阶段的降落数值变化情况进行全面的研究,旨在探讨发芽对不同类型小麦的影响规律,以期为发芽小麦的合理利用提供技术参考和理论依据.

1 材料与方法

1.1 材料

供试样品采自河北、河南、山东、新疆等省区,软质小麦、硬质小麦、混合小麦各 3种,原始样品发芽率均在 85%以上.样品信息详见表1.

1.2 仪器

HWS型智能恒温恒湿箱:宁波东南仪器有限公司;JXFM110锤式旋风磨:上海嘉定粮油仪器有限公司;FN降落数值测定仪:杭州天成光电有限公司;DHG—9246A型电热恒温鼓风干燥箱:上海精宏实验设备有限公司.

1.3 方法

1.3.1 样品制备

分别称取每种小麦样品适量,进行清理,拣出样品中有机杂质、无机杂质和破碎粒、黑胚粒、病斑粒、虫蚀粒等不完善粒.留下的样品为供试样品.

1.3.2 不同发芽阶段小麦样品的制备

按 GB/T 5520《粮食、油料检验 种子发芽试验》的规定,将供试样品过 4号筛 (孔径 213 mm ×20 mm),用清水清洗并浸泡 1 h后,分 40 g为一份,共 10份,置于发芽床中,保持发芽床水分饱和,置光照恒温箱中,20℃恒温培养.发芽培养后6 h,8 h,10 h,12 h,14 h,16 h,18 h,20 h,22 h,24 h,26 h分别取出 1份[7].

表1 试样初始状况

1.3.3 样品干燥

将 1.3.2制备的样品,及时沥干水分,立即放入烘箱中在 35～40℃下鼓风干燥,使水分降至10%～13%时,取出备用.

1.3.4 样品粉碎

称取上述干燥后的样品 60 g,在锤式旋风磨中粉碎,当留存在孔径为 0.8 mm筛网的筛上物质量不超过供试样品质量的 1%时可弃去,充分混匀筛下物,备用.

1.3.5 降落数值测定

按 GB/T 10361-2008规定的方法测定[8].

1.3.6 数据处理

使用Statistical Product and Service Solutions(SPSS)统计分析软件对测定结果进行方差分析和基本统计量分析.

2 结果与分析

2.1 不同发芽阶段降落数值统计分析

测定结果的方差分析结果见表2.

从表2可以看出,3大类 9个小麦品种在处理间的差异均达 0.05显著水平,说明不同品种间发芽小麦降落数值的变化是不同的,这不仅与品种本身有一定关系,而且与各品种的生长环境有关.此规律与艾志录等研究的不同品种小麦发芽过程中淀粉酶活力变化规律一致[5].

供试样品在不同发芽阶段降落数值的统计分析列于表3.

表2 不同品种不同发芽阶段降落数值方差分析结果

表3 不同品种不同发芽阶段小麦粉的降落数值s

降落数值是反映面粉中α-淀粉酶活性的重 要指标,降落数值与α-淀粉酶活性成反比,降落数值越低,α-淀粉酶活性越高.据报道,烘烤品质对α-淀粉酶活性有一定要求,就面包而言,降落数值小于 200 s,表示酶活性过强,降落数值大于300 s,表示酶活性过低[9].表2显示,在 20℃条件下,经发芽 6 h,3类小麦的降落数值较原样均有所下降,随着培养时间的延长,3类小麦的降落数值均呈持续下降趋势.由此看出,在加工利用发芽小麦时,应及时检测其降落数值的变化情况,掌握最佳利用期,才能提高发芽小麦的附加值.

2.2 发芽过程中降落数值变化趋势分析

软质小麦、硬质小麦和混合小麦发芽过程中降落数值的典型变化如图 1、图 2及图 3所示 (图中发芽时间 0 h表示未润水处理).由图 1可以看出,软质小麦发芽过程中降落数值随发芽时间的增加而减小,说明发芽促进了小麦籽粒中α-淀粉酶的活性,原本处于休眠状态的籽粒在转向发芽的过程中出现了谷类所特有的酶类活性的增强.这一点在硬质小麦和混合小麦发芽过程中降落数值的变化中也得到充分体现 (参见图 2和图3).从试验结果看,软质小麦品种在发芽不超过12～13 h时,其降落数值仍在 200 s以上,而硬质小麦有的品种在发芽不超过 11 h时,其降落数值保持在 200 s以上,混合小麦品种整体较软质小麦和硬质小麦好一些,有的品种可以达到发芽 22 h其降落数值仍维持在 200 s以上.但整体而言,当小麦发芽 12 h后大部分品种的食用品质和储藏稳定性变化不大,经及时干燥,使其水分达到安全水分之下,可以继续储存或加工利用.

图3 混合小麦发芽过程中降落数值的变化

3 讨论

小麦成熟期穗发芽是一种世界性的灾害,国内外育种家和制粉师对此都很重视.研究发芽小麦降落数值的变化能比较准确地反映出发芽小麦的品质特性,是快速测定谷物中的α-淀粉酶活性,反映小麦发芽程度以及研发合理利用手段的一种方法.从本研究结果看,小麦籽粒发芽后α-淀粉酶活性增强,随着发芽时间的延长 3种类型小麦粉的降落数值均显著降低,供试 9个品种籽粒发芽后,降落数值最大变幅由 497 s下降到 65 s;多数品种当发芽 20 h后降落数值基本趋于平缓.实际上说明,淀粉被水解后,随着酶活性的增强,降落数值下降,但淀粉粒结构是否也发生了较大变化以及发生了哪些变化还有待进一步研究.

[1] 苏东民,魏雪芹.发芽对小麦及面粉品质的影响 [J].粮食科技与经济,2005(6):39-41.

[2] 董召荣,柯建国,马传喜.不同品种小麦籽粒发芽深度对其加工品质的影响[J].南京农业大学学报,2000,23(2):9-12.

[3] 万慕麟,郑金怀,孟骥超,等.发芽小麦品质的研究[J].粮食储藏,1991(1):35-43.

[4] Lokow O M,BushuckW.Influence of germination on wheat quality. I.Functional bread making and biochemical properties[J].Cereal Chem,1984(4):336-339.

[5] 艾志录,张晓宇,郭娟,等.不同品种小麦发芽过程中淀粉酶活力变化规律的研究[J].中国粮油学报,2006,21(3):32-35.

[6] 田晓红,孙辉,王松雪,等.降落数值测定中的若干注意事项[J].粮油食品科技,2007,15(3):56.

[7] GB/T 5520-1985,粮食、油料检验 种子发芽试验[S].

[8] GB/T 10361-2008,小麦、黑麦及其面粉,杜伦麦及其粗粒粉降落数值的测定[S].

[9] 林作楫.食品加工与小麦品质改良[M].北京:中国农业出版社,1994.

RESEARCH ON THE CHANGE RULE OF FALL ING NUMBER OF COMMON WHEATON D IFFERENT GERM INATION STAGES

WU Cun-rong1,WANG Yan-yan1,TANG Huai-jian1,B IAN Ke1,DU Zheng2,
TANG Rui-ming2,L IMei-qin2,CAO Ying-jun2
(1.School of Food Science and Technology,Henan University of Technology,Zhengzhou450052,China;2.Standard and Quality Center of the State Adm inistration of Grain,B eijing100037,China)

Selecting nine kinds ofwheat varieties of different years from Hebei province,Henan province,Anhui province and Xinjiang province as samples,the article systematically analyzed the change rule of falling numbers of the wheat samples on different germination stages.The results showed that the falling number decreased gradually to a certain extent as the germination time increased,then kept a relative stable value although the ger mination process still wenton.This meant that the activity ofα-amylase in the germinated wheat sampleswas not enhanced any more after being enhanced to a certain extent.

wheat;ger mination;falling number

TS210.2

B

1673-2383(2010)06-0054-04

2010-10-11

“十一五”国家科技支撑计划项目 (2006BAK04A20-25)

吴存荣 (1963-),男,河北故城人,副教授,研究方向为粮食质量与标准化.

＊通信作者