小麦HMW-GS对面粉及馒头品质的影响*

张剑，马冬云，张艳苹，艾志录

1(河南农业大学食品科学技术学院，河南郑州，450002)

2(速冻面米及调制食品河南省工程实验室，河南 郑州，450002)3(国家小麦工程技术中心，河南 郑州，450002)

国内外大量研究表明，由基因型决定的小麦面筋的2大组分——麦谷蛋白与醇溶蛋白，是影响小麦粉流变学特性的主要因素，尤其麦谷蛋白对小麦深加工品质起着决定性作用［1］。麦谷蛋白分为高分子质量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和低分子质量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)。英国Payne等率先对高分量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)进行了开创性研究，在亚基分离、定位、命名、谱系建立及品质评分系统确立等方面做了大量工作［2］。国内外学者在高分子质量麦谷蛋白亚基对小麦粉品质的影响方面做了大量的研究，Kolster等国内外学者研究了高分子质量麦谷蛋白亚基对面包品质及面包专用面粉品质指标的影响［3-7］;傅宾孝等研究了亚基评分与小麦粉品质的关系［8-10］;何中虎等主要研究了各个亚基或亚基组合对小麦粉与面条品质影响［11-16］。馒头是我国的传统主食，其品质受到HMW-GS较大的影响，但在这方面的研究较少。我国正在推行传统主食产业化，不但要大力推进传统主食工业化生产技术的研究，也要进行与工业化生产技术相关的基础理论研究，所以加强HMWGS亚基类型及组合方式等对馒头品质影响的研究具有重要的意义。因此，本研究以128种来自黄淮地区和少数国外的小麦品种为材料，分析不同类型的高分子质量麦谷蛋白亚基对小麦粉品质和馒头品质的影响，以探讨主要响小麦粉品质的亚基类型和适合馒头生产的优质亚基。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试材料为128个小麦品种(系)，主要选择的我国黄淮麦区大量推广种植的品种(系)，也有8种国外小麦品种，于2013年与2014年购于河南省10个县及部分小麦加工企业。

1.2 主要仪器与设备

DYY-12电泳仪，北京六一仪器厂;DYCZ-24DN电泳槽，北京六一仪器厂;Fariongraph-AT粉质仪，德国Brabender有限公司;Extengraph-E拉伸仪，德国Brabender有限公司;B5A型小型多功能搅拌机，广州威尔宝酒店设备有限公司;TA-XT物性测试仪，英国Stable Micro Systems公司;快速智能马弗炉，鹤壁市天弘仪器有限公司;CR-400色度仪，日本柯尼卡美能达传感有限公司;1900型降落数值测定仪，瑞典波通有限公司;2200型面筋数量和质量测定系统，瑞典波通有限公司;InfratecTM 1241近红外谷物品质分析仪，FOSS(北京)有限公司;FA2104A型电子天平，上海精天电子仪器厂

1.3 实验方法

1.3.1 HMW-GS的测定及命名

参照张玲丽［17］等的方法，并稍加改进提取HMW-GS，利用SDS-PAGE电泳技术检测小麦品种HMW-GS组成。

(1)HMW-GS的提取:从待测的小麦品种中随机选出3粒研碎，放入已编好号的1.5mL离心管中。往离心管中加入1mL体积分数50%异丙醇，放入65℃水浴锅浸提 30 min，期间振荡 2次以上，2 000 r/min离心5 min，弃上清液，重复2次。然后往沉淀中按10 μL/mg的比例加入麦谷蛋白提取液(0.063mol/L Tris-HCl，pH 6.8，20% 甘油，2%SDS，1%DTT，0.01%溴酚蓝)65℃水浴2 min，2 000r/min离心5 min，上清液即可加样。

(2)SDS-PAGE电泳:采用SDS不连续缓冲系统［18］，10%分离胶(T=10%，C=3%，pH 8.8)和3%浓缩胶(T=5%，C=3%，pH 6.8)，用1倍的Tris-甘氨酸电极缓冲液(pH 8.3，0.025mol/L Tris-HCl，0.1%SDS，0.192mol/L 甘氨酸)，浓缩胶内电压80V，分离胶内110V，电流恒为15mA电泳8h。

(3)染色、脱色:电泳结束后，取下胶板，把分离胶剥离并放到培养皿中，倒入0.25% 考马斯亮蓝R-250染色液。染色过夜，倾去染色液，加入含25%乙醇和8%冰乙酸的脱色液进行脱色，将脱色好的胶片扫描存盘。

(4)HMW-GS的命名:以中国春(N，7+8，2+12)为参照，按照Payne［19］的命名系统对亚基进行命名。

1.3.2 小麦粉品质指标的测定

(1)灰分的测定:按照GB/5509-2010的方法测定;湿面筋与干面筋含量测定:按照GB/T14608-2008和GB/T14607-2008的方法测定;蛋白质:采用近红外法，由InfratecTM 1241近红外谷物品质分析仪测定。

(2)面团粉质与拉伸特性测定:粉质参数按照GB/T14614-2006方法，用Fariongraph-AT粉质仪测定;拉伸参数按照GB/T14615-2006方法，用Extengraph-E-拉伸仪测定。

1.3.3 馒头的制作及评分

馒头的制作与评分按照原商业部行业标准《馒头制作与评分》(SB/T10139-1993)进行，由5～6人组成品尝评价小组进行评分。比容测定采用菜籽置换法。

1.3.4 数据处理

采用DPS7.05与SPSS13.0进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 供试小麦品种的面粉品质和馒头品质的表现

从表1可以看出，受试小麦品种各蛋白性状的相对标准偏差变化范围为6.58% ～77.83%，除吸水率外(相对标准偏差为6.58%)，其余性状的相对标准偏差均较大。其中，稳定时间、最大拉伸阻力、拉伸比例等反映面团流变特性指标的相对标准偏差均大于50%。馒头品质各指标的相对标准偏差范围为2.74%～20.82%，其中馒头硬度的相对标准偏差最大(20.82%)，其次是比容为11.36%。因此，实验用小麦品种面粉品质性状和馒头品质指标均有较大的差异，具有良好的代表性。

表1 小麦粉品质性状参数统计Table1 Statistical Parmeters of wheat flour quality

2.2 供试材料的HMW-GS组成

表2 不同小麦品种HMW-GS变异类型统计Table2 The statistics of HMW-GS variation types in wheat varieties

表3 不同小麦品种HMW-GS组合类型统计Table3 The statistics of HMW-GS combination in wheat varieties

从表2可以看出，试验用小麦品种亚基类型比较丰富，不仅包括了比较常见的亚基类型，也含有几种比较稀有的亚基类型。Glu-A1主要出现1和Null 2种亚基类型，1亚基所占的比例较大。Glu-B1主要出现7、7+8、7+9等5种亚基类型，其中7+9所占的比例最大，为 56.3%，其次是7+8，所占比例为29.7%。Glu-D1主要出现2+12、4+12、5+10等4种亚基类型，5+10所占的比例最大，为48.4%，其次是2+12，所占比例为31.13%。

从表3可以看出，试验所用小麦品种出现的亚基组合类型比较多，达到21种，但许多亚基组合所占的比例非常低。其中1/7+9/5+10亚基组合所占比例最大，为20.3%，其次是1/7+8/5+10亚基组合，占12.5%。排名前五的亚基组合类型所占比例之和为57.8%，剩余的16种亚基组合类型仅占42.4%。

2.3 HMW-GS对小麦粉品质性状和馒头品质指标影响

2.3.1 不同位点内的HMW-GS对小麦粉品质性状的影响

不同位点内的HMW-GS对小麦粉品质性状影响的方差分析见表4。Glu-A1位点内的1和Null亚基对小麦粉品质性状影响的差异不显著;但从各指标平均值来考察，除了灰分、吸水率和弱化度之外，1亚基的小麦粉品质指标值都大于Null亚基，这说明Glu-A1的亚基对小麦粉品质影响大小为:1＞N，这与张影全［15］等研究结果一致。

Glu-B1的几种亚基类型在多项指标中都有显著性差异。7亚基的面团吸水率、稳定时间、拉伸面积、面筋指数等小麦品质指标都显著高于13+16亚基，弱化度显著低于13+16亚基，灰分、湿面筋含量、干面筋含量的差异不显著。7亚基的面团形成时间、稳定时间、拉伸面积显著高于7+8或7+9亚基;7+8或7+9亚基的吸水率和弱化度显著低于13+16亚基，拉伸面积和最大拉伸阻力显著高于13+16亚基;7+8亚基的各个小麦粉品质指标与7+9亚基均没有显著差异，但7+8亚基的面筋指数、形成时间、吸水率、稳定时间、拉伸面积、拉伸阻力、延伸度、最大拉阻、拉伸比例的均值都大于7+9亚基。7+9亚基的蛋白质含量、干面筋含量、面筋指数、形成时间、稳定时间、拉伸面积、拉伸阻力、延伸度、最大拉阻、拉伸比例的均值都大于13+16亚基。综上所述，Glu-B1的亚基类型对小麦粉品质的影响大小为7＞7+8＞7+9 ＞13+16，这与马冬云［7］、张影全［15］研究结果基本一致。

Glu-D1的几种亚基类型中，5+10亚基的蛋白质含量、稳定时间、拉伸面积、最大拉伸阻力均显著高于3+12亚基，湿面筋含量显著高于4+12亚基;2+12和3+12亚基的弱化度显著高于5+10亚基，与4+12亚基间差异不显著;3+12亚基的吸水率显著高于4+12亚基，与2+12、5+10亚基间差异不显著。4+12亚基的灰分、蛋白质含量、面筋指数、形成时间、稳定时间、拉伸面积、拉伸阻力、延伸度和最大拉伸阻力的均值都大于2+12亚基，2+12亚基的蛋白含量、面筋指数、形成时间、稳定时间、拉伸面积、拉伸阻力、最大拉阻、拉伸比例的均值都大于3+12亚基。综上所述，Glu-D1的亚基类型对小麦粉品质影响大小为:5+10＞4+12＞2+12＞3+12，这与张影全研究结果5+10＞2+12＞4+12［15］稍有不同。

表4 不同位点内的HMW-GS间小麦粉品质的差异比较Table 4 Difference comparison fou wheat flour quality among types of subunit at different loci

2.3.2 不同位点内的HMW-GS对馒头品质的影响

从表5可以看出，Glu-A1位点上1和N亚基对馒头的各个品质指标的影响差异不显著。Glu-B1位点上，13+16亚基的馒头L*值、比容、色泽、综合评分显著小于含有7、7+8、7+9亚基;其他馒头品质指标的差异虽不显著，但13+16亚基的指标均小于7、7+8、7+9亚基，这说明13+16亚基不是生产馒头的优质亚基。7、7+8、7+9这3种亚基在馒头品质指标上虽然差异性不显著，但7+8亚基除了比容外的其他感官评分都大于7和7+9亚基，这说明在Glu-B1位点上7+8亚基对馒头品质影响最大。

在Glu-D1上的亚基类型主要影响馒头的色泽和气味。5+10亚基的馒头L*值和色泽显著高于3+12亚基，质构弹性和比容、结构、感评总分的均值都大于2+12、3+12与4+12;3+12亚基的馒头气味得分显著高于4+12亚基。综上所述，在Glu-D1上5+10亚基对馒头品质的影响最大，4+12亚基生产馒头的品质较差，这与张春庆［20］、Zhu［21］的研究结果基本一致。

表5 不同位点内的HMW-GS间馒头品质差异比较Table 5 Difference comparison fou Man-tou quality among types of subunit at different loci

3 结论

(1)HWM-GS不同位点上亚基对小麦粉品质影响大小为:Glu-A1上的为1＞N，Glu-B1上亚基7＞7+8＞7+9＞13+16，Glu-D1上的为5+10＞4+12＞2+12＞3+12。

(2)HWM-GS不同位点上亚基对馒头品质影响为:Glu-A1上的1和N两种亚基对馒头各项指标的差异不明显;Glu-B1上的7+8亚基为做馒头的优质亚基，而13+16亚基使馒头品质最差;Glu-D1上的5+10亚基是做馒头的优质亚基，4+12亚基对馒头品质影响较差。

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