小麦淀粉的研究进展

第 25卷 第 6期 2006年 6月
种 子 ( Seed)
V o.l 25 N o. 6 Jun. 2006
标皆为正相关, r介于 0. 10~ 0. 50之间, 说明提高淀粉 糊化特性确能改善面条品质, 而且对其它性状没有负 向影响 [ 16] 。
Oda等发现, 淀粉糊化峰值粘度越高, 面条在光滑 性、弹性、咬劲方面的 品质越好。日本横心氏 ( 1983) 指出, 淀粉糊化温度低、容易膨胀、粘度高、颗粒直径大 的面粉, 做成的 ( 日本 ) 面条口感较好 [ 17] 。淀粉与面条 口感有很大的关系, 可以影响到面条的柔软度和光滑 度 [ 16] 。邱永和研究糊化特性及其直链淀粉含量与面 粉制作面条口感的关系认为, 淀粉中直链淀粉越少、达 到峰值粘度的温度越低、热糊粘度稳定性越差, 面条口 感就越好 [ 18] 。另外, 淀粉的粘度与面条的光泽和适口 性也有直接关系, 淀粉的粘度过强, 面条发硬、适口性 差; 粘度过弱, 面条脆散, 光泽差、弹性差, 同时会给面 条加工带来困难 [ 19] 。
# 52#
幅度反弹, 达到一定值时便保持稳定 [ 7] 。 2. 5 淀粉的膨胀特性
淀粉膨胀特性反映的是淀粉悬浮液在糊化过程中 的吸水 特性和 在一定 条件下 离心后 的持 水能力 [ 8] 。 表示淀粉膨胀特性的参数有膨胀势和膨胀体积等。面 粉膨胀体积是指少量的面粉与水混合, 然后加热, 最后 测量淀粉胶的体积。淀粉膨胀势则指淀粉样品加水调 和后在特定温度和时间内形成胶状, 在离心并校准可 溶性干物质后, 每克干淀粉所回收的淀粉膨胀沉淀物 的重量 [ 9] 。
收稿日期: 2006-03-01。 作者 简介: 王 光 利 ( 1978 ~ ), 男, 在读 硕 士; 主要 从事 小 麦品 质 育种
研究。 通讯作者: 张薇 ( 1969~ ), 女, 博士, 副教 授; 从事生物技 术在作物育种
中的应用研究。
1 小麦淀粉的积累规律
胡适宜 ( 1964) 对小麦籽粒发育过 程中淀粉积累 和转移动态的研究认为, 在胚乳整个发育过程中, 都有 淀粉粒的存在。但淀粉粒的大量积累主要在胚乳发育 的后期。胚乳中淀粉粒的积累和子房壁中淀粉粒的消 失是平行的, 因此胚乳淀粉的来源至少一部分是从子 房壁中转移而来。小麦从雌蕊原基至颖果成熟的发育 时期, 淀粉的积累可以分成两个主要阶段: 第一阶段是 积累大量临时淀粉于子房壁内; 第二阶段是大量转移 和积累永久淀粉于胚乳中 [ 1] 。方先文等 ( 2002) 研究 认为: 小麦籽 粒在花后 17~ 27 d 直链 淀粉积累 均最 快, 而支链淀粉在灌浆中后期积累最快; 直、支比在籽 粒灌浆过程中呈 / S0形变化, 即灌浆前期下降, 中期上 升, 后期又下降。直链和支链淀粉百分含量以及直、支 比均呈极显著的正相关关系 [ 2] 。
# 51#
第 25卷 第 6期 2006年 6月
种 子 ( Seed)
V o.l 25 N o. 6 Jun. 2006
A 型淀粉粒多含有 1 /3的单酰基脂类, 少含 2% ~ 3% 的直链淀粉, 其温度在 90 e 以上时的溶涨力比A 型淀 粉粒低, 但超过 95 e 时, 情况相反。小麦淀粉的物理 结构 是 一 种 三 维 结 构 的 复 合 体。 M. Seguch.i eta l ( 1997)研究了小麦淀 粉的三维结构, 结果发现: 小麦 淀粉粒有两种不同的内部结构, 一个中心脐点区和一 个周围层叠区, 且淀粉粒的表面骨架与内部结构有所 不同 [ 4] 。
小麦面粉中, 65% ~ 70% 以上为淀粉, 必然会对面 团流变学特性产生巨大影响 [ 20] 。小麦淀粉在面包烘 焙中的变化可分为烘焙时的吸水糊化和烘烤 后的回
26 李峻成, 王 天玲, 夏弘等. 绵羊转移饲养的效应 [ J]. 草业学 报, 2002, 11( 3): 60~ 65.
27 刘金祥, 胡自治, 任继周等. 高山草原绵羊 放牧生态及消化 代谢研究 Ô 采食量和消化代谢季节动 态 [ J] . 草业 学报, 2001, 10( 3): 65~ 71.
C rosbie( 1991)的研究表明, 膨胀势及膨胀体积分 别与峰值粘度呈极显著正相关, 相关系数分别为 0. 80 和 0. 81, 与面条结构总 评分的相关系 数分别为 0. 84 和 0. 88。两 者 与 面 条 柔 软 度、弹 性 均 呈 极 显 著 相 关 [ 9] 。 3. 3 籽粒淀粉特性与面包和其它食品品质的关系
摘要: 综述了目前国 内外 小麦淀 粉的 研究进 展。内 容包括: 籽 粒淀粉的积累规律, 籽粒淀粉与品质之间 的关系及影 响籽粒淀 粉的因素等。 关键词 小麦 淀粉 品质
小麦是人类食物的主要来源, 世界上有 43个国家 以小麦为主食, 占世界总人口的 35% 。随着物质生活 的逐渐富裕和生活水平的提高, 人们对食品质量的要 求越来越高。因此, 小麦的品质开始受到人们的广泛 重视。然而, 长期以来人们对小麦品质的研究主要集 中在蛋白质上, 因为小麦蛋白质可形成特有面筋网状 结构, 对小麦制品的确有很大影响。但小麦最主要成 分是淀粉, 约占小麦粒重的 75% , 是小 麦籽粒胚乳的 主要成分。淀粉的含量及组成、颗粒大小及程度、淀粉 的糊化、膨胀特性等对小麦面粉及食品加工品质有重 要影响。因此, 小麦淀粉的研究已成为近年来国内外 农业和食品加工业的重要研究课题。为此, 本文对小 麦淀粉的理化特性、糊化及膨胀特性等方面作一综述, 以期为小麦淀粉品质育种工作提供参考。
特性, 结果表明, 我国春小麦品种糊化性状变异范围较 大, 冬小麦变异范围较小, 澳大利亚小麦则介于我国冬 小麦和春小麦之间; 基因型 ( G) 、环境 ( E ) 以及基因型 与环境互作 ( G @ E ) 都不同程度地影响面粉的糊化特 性 [ 6] 。 2. 3 淀粉的凝沉性
淀粉悬浮液不稳定, 静置一段时间后会出现白色 沉淀, 这种现象称为淀粉的凝沉, 也称老化或回生。淀 粉的凝沉特性受淀粉分子量的大小和排列、溶液浓度、 温度和 pH 值以及盐类作用的影响。直链淀粉分子量 较小, 排列较紧密, 比支链淀粉更易凝沉; 悬浮液浓度 大, 分子间碰撞机会多, 易凝沉; 温度在 2~ 4 e 易凝 沉, 大于 50 e 或小于 20 e 不易凝沉; pH 值大于 10或 小于 2不易凝沉, 为 7左右易凝沉; 不同盐类对淀粉凝 沉有不同影响, 有的起促进作用, 有的起抑制作用 [ 4 ] 。 2. 4 淀粉的粘度特性
2. 2 淀粉的糊化特性 淀粉悬浮液被加热到一定温度时, 颗粒开始剧烈
膨胀, 颗粒外围的支链淀粉被胀裂, 内部的直链分子游 离出来, 悬浮液变成粘稠状, 这种现象称为淀 粉的糊 化。淀粉粒开始急剧膨胀时的温度称为糊化温度。小
麦淀粉的糊化温度范围为 65~ 67. 5 e , 淀粉充分吸水 后, 除了在达到一定温度下可以糊化以外, 还可在强碱 等化学物质的催化下加速糊化。但加入碱后会破坏淀 粉中的维生素, 降低营养价值 [ 5] 。阎俊等分析了我国 冬、春小麦主栽品种和部分澳大利亚品种的面粉糊化
3 小麦籽粒淀粉与品质的关系
小麦面粉中, 除了蛋白质质量和一些包括湿面筋 含量、沉淀值等数量性状影响面粉品质外, 淀粉对面条 品质性状也有影响, 包括直链淀粉含量、膨胀势、粘度 仪参数和糊化温度等。 3. 1 直链淀粉含量和组成与面条品质的关系
直链淀粉含量的微小变化可导致面条品质的很大 变化 [ 10] 。直链淀粉通过改变淀粉直链淀粉 /脂复合物 的能动性, 限制水的运动, 因而对淀粉粒的膨胀和糊化 特性具有重要作用 [ 11] 。淀粉的粘度特性主要与淀粉 粒大小和比例、直链淀粉的含量、直链淀粉与支链淀粉 的比例有关 [ 12] 。高的峰值粘度、崩解值, 低的最终粘 度和反弹值总是 与低的直链 淀粉含 量同时出 现 [ 13] 。 直链淀粉含量较低的小麦品种或面粉, 在面条软度、粘 性、光滑性、口感和综合评分等品质参数上有较好的表 现 [ 14] 。淀粉的组成对面条质量也有重要影响, 有研究 表明, 好的面条品质应该具有一个合适的直链淀粉与 支链淀粉比例, 直链淀粉高的小麦粉制成的面条食用 品质差, 韧性差; 而直链淀粉含量低或中等的小麦粉制 成的面条品质好。方克旋等研究表明, 直链淀粉含量 过高的小麦面粉制成的馒头体积小、韧性差, 制成的面 条易断。而直链淀粉含量适中或偏低时, 制成的馒头 和面条具有较好的韧性和食用品质。 3. 2 小麦淀粉特性与面条蒸煮品质的关系
在淀粉品质性状中, 粘度参数和膨胀势等对面条 外观品质和食用品质有较大影响, 直链淀粉含量对面 条品质有负向作用, 糊化温度对面条制作的工艺过程 有一定影响 [ 15] 。多数研究指出, 粘度性状和膨胀体积 与面条评分的相关系数很高, 二者不仅影响面条外观 品质 (色泽和表观状况 ) , 而且影响面条的质地 ( 粘弹 性 ) 和口感 ( 光滑性和食味 ) 。膨胀体积与面条色泽、 表观、光滑性、食味和总评分也呈极显著正相关。刘建 军 ( 2002) 认为, 膨胀体积和峰值粘度与面条的所有指
第 25卷 第 6期 2006年 6月
种 子 ( Seed)
V o.l 25 N o. 6 Jun. 2006
Scand inav ica, 37, 20- 26. 23 Bushuk W. andL arter E. N. ( 1980 ) TR IT ICALE: production,
chem istry andt echno logy. In: Pom eranzY. ( ed ) A dvancesin Cerea l Sc ience and T echno logy, V o .l 3. PP. 115- 117 St P au, M N: AA CC. 24 R oyo. C and P ares. D ( 1996) Y ie ld and qua lity of w inte r and spr ing tr iticales fo r forage and g ra in. G rass and Fo rage Sc-i ence, Vo ,l 51, 449- 455. 25 宋 慧欣, 许永新, 王 崇旺. 饲草小 黑麦干 草生产 适宜割、晒 期研究 [ J] . 作物杂志, 2003, 6: 39~ 31.
由于淀粉颗粒外围包着一层支链淀粉, 在加热至 糊化温度时, 淀粉悬浮液就逐渐变成高粘度糊浆。破 裂的支链淀粉在糊浆中形成凝胶, 而流释出来的直链 淀粉在糊浆中形成溶胶。凝胶的粘度比溶胶高得多。
姚大年等 ( 1995)测定了小麦淀粉的粘度特性, 在糊化 温度以上时, 粘度直线上升, 到 95 e 时达到峰值, 当温 度在 95 e 上持续时, 淀粉分子间距离拉大, 溶液由凝 胶态变为溶胶, 出现稀懈现象, 粘度急剧下降。当温度 逐百度文库下降并重新保持 50 e 时, 淀粉分子重新聚合, 溶 液又从溶胶态变为凝胶态, 粘度再次快速上升, 出现大
2 小麦淀粉的理化特性
2. 1 淀粉的颗粒性状 淀粉在小麦籽粒胚乳中以淀粉粒形式存在。小麦
的淀粉粒可分为两种类型: A型和 B型。A 型较大, 在 授粉后 15 d 即形 成, 其数量 仅占总 数的 12% 左 右。 B 型较小, 在授粉后 18~ 30 d 出现, 占 总量的 88% 。 两种淀粉粒的化学成分和性质基本相同, 主要是由葡 萄糖构成的直链淀粉和支链淀粉组成, 同时还含有许 多其它微量元素, 影响淀粉性质 [ 3] 。但 B 型淀粉粒比
28 杨祁峰. 饲用双低油菜 华协 1号营养成分 含量动态及营养 价值研究 [ J]. 草业学报, 2003, 4: 87~ 92.
29 佟桂芝. 大力发展新型饲料作物 ) ) ) 小黑麦 [ J]. 农村养殖 技术, 1999( 8): 25~ 26.
小麦淀粉的研究进展
王光利 1 张 薇 2 曹连甫1, 2 石培春 1 李英枫 1 王小国 1 ( 1. 石河子大学农学院 新疆石河子 832003; 2. 新疆兵团绿洲农业重点实验室 石河子 832003)