不同發(fā)芽階段小麥降落數(shù)值變化規(guī)律的研究

吳存榮,王艷艷,唐懷建,卞 科＊,杜 政,唐瑞明,李美琴,曹潁君

(1.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院,河南鄭州 450052,2.國(guó)家糧食局標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量中心,北京 100037)

不同發(fā)芽階段小麥降落數(shù)值變化規(guī)律的研究

吳存榮1,王艷艷1,唐懷建1,卞 科1＊,杜 政2,唐瑞明2,李美琴2,曹潁君2

(1.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院,河南鄭州 450052,2.國(guó)家糧食局標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量中心,北京 100037)

以采自河北、河南、安徽及新疆 4個(gè)省區(qū)不同年份生產(chǎn)的 9個(gè)小麥樣品為材料,對(duì)不同發(fā)芽階段小麥降落數(shù)值的變化情況進(jìn)行了系統(tǒng)分析.結(jié)果表明:隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng),小麥降落數(shù)值呈遞減趨勢(shì),但遞減到一定程度后,雖然發(fā)芽仍在繼續(xù),降落數(shù)值卻基本不再發(fā)生大幅變化,而是趨于穩(wěn)定,說明發(fā)芽小麥的α-淀粉酶活性達(dá)到一定程度后其活性不再增強(qiáng).

小麥;發(fā)芽;降落數(shù)值

0 前言

小麥的質(zhì)量決定其交易價(jià)格,在國(guó)內(nèi)外貿(mào)易中質(zhì)量是交易雙方最為關(guān)注的問題.但小麥在收獲季節(jié)常常遇到連陰雨天,出現(xiàn)大量穗發(fā)芽現(xiàn)象.這種現(xiàn)象嚴(yán)重影響了小麥的品質(zhì),往往造成嚴(yán)重的損失[1],同時(shí)也影響了小麥的商品質(zhì)量.有不少學(xué)者對(duì)發(fā)芽小麥的特性進(jìn)行了研究,多數(shù)認(rèn)為,隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng),小麥的加工品質(zhì)逐漸降低,面筋強(qiáng)度不同的小麥品種間差異不大,千粒重、出粉率、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量呈降低趨勢(shì),角質(zhì)率和硬度明顯下降,但深度發(fā)芽時(shí),小麥籽粒硬度有反彈現(xiàn)象[2-4].艾志錄[5]等采用傳統(tǒng)的淀粉酶提取法結(jié)合化學(xué)法研究了小麥發(fā)芽過程中淀粉酶的變化情況.小麥發(fā)芽過程中多種酶類活力激增,淀粉、蛋白質(zhì)、非淀粉多糖等組分都得到良好降解.發(fā)芽小麥中的淀粉酶主要包括α-淀粉酶、β-淀粉酶和極限糊精酶,目前國(guó)際上公認(rèn)的代表α-淀粉酶活性的指標(biāo)是降落數(shù)值 (Falling Number),它可反映小麥粉中α-淀粉酶活性高低[6].本試驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)內(nèi)小麥的分類,對(duì)軟質(zhì)小麥、硬質(zhì)小麥、混合小麥在不同發(fā)芽階段的降落數(shù)值變化情況進(jìn)行全面的研究,旨在探討發(fā)芽對(duì)不同類型小麥的影響規(guī)律,以期為發(fā)芽小麥的合理利用提供技術(shù)參考和理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料

供試樣品采自河北、河南、山東、新疆等省區(qū),軟質(zhì)小麥、硬質(zhì)小麥、混合小麥各 3種,原始樣品發(fā)芽率均在 85%以上.樣品信息詳見表1.

1.2 儀器

HWS型智能恒溫恒濕箱:寧波東南儀器有限公司;JXFM110錘式旋風(fēng)磨:上海嘉定糧油儀器有限公司;FN降落數(shù)值測(cè)定儀:杭州天成光電有限公司;DHG—9246A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司.

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

分別稱取每種小麥樣品適量,進(jìn)行清理,揀出樣品中有機(jī)雜質(zhì)、無機(jī)雜質(zhì)和破碎粒、黑胚粒、病斑粒、蟲蝕粒等不完善粒.留下的樣品為供試樣品.

1.3.2 不同發(fā)芽階段小麥樣品的制備

按 GB/T 5520《糧食、油料檢驗(yàn) 種子發(fā)芽試驗(yàn)》的規(guī)定,將供試樣品過 4號(hào)篩 (孔徑 213 mm ×20 mm),用清水清洗并浸泡 1 h后,分 40 g為一份,共 10份,置于發(fā)芽床中,保持發(fā)芽床水分飽和,置光照恒溫箱中,20℃恒溫培養(yǎng).發(fā)芽培養(yǎng)后6 h,8 h,10 h,12 h,14 h,16 h,18 h,20 h,22 h,24 h,26 h分別取出 1份[7].

表1 試樣初始狀況

1.3.3 樣品干燥

將 1.3.2制備的樣品,及時(shí)瀝干水分,立即放入烘箱中在 35～40℃下鼓風(fēng)干燥,使水分降至10%～13%時(shí),取出備用.

1.3.4 樣品粉碎

稱取上述干燥后的樣品 60 g,在錘式旋風(fēng)磨中粉碎,當(dāng)留存在孔徑為 0.8 mm篩網(wǎng)的篩上物質(zhì)量不超過供試樣品質(zhì)量的 1%時(shí)可棄去,充分混勻篩下物,備用.

1.3.5 降落數(shù)值測(cè)定

按 GB/T 10361-2008規(guī)定的方法測(cè)定[8].

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

使用Statistical Product and Service Solutions(SPSS)統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行方差分析和基本統(tǒng)計(jì)量分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)芽階段降落數(shù)值統(tǒng)計(jì)分析

測(cè)定結(jié)果的方差分析結(jié)果見表2.

從表2可以看出,3大類 9個(gè)小麥品種在處理間的差異均達(dá) 0.05顯著水平,說明不同品種間發(fā)芽小麥降落數(shù)值的變化是不同的,這不僅與品種本身有一定關(guān)系,而且與各品種的生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān).此規(guī)律與艾志錄等研究的不同品種小麥發(fā)芽過程中淀粉酶活力變化規(guī)律一致[5].

供試樣品在不同發(fā)芽階段降落數(shù)值的統(tǒng)計(jì)分析列于表3.

表2 不同品種不同發(fā)芽階段降落數(shù)值方差分析結(jié)果

表3 不同品種不同發(fā)芽階段小麥粉的降落數(shù)值s

降落數(shù)值是反映面粉中α-淀粉酶活性的重 要指標(biāo),降落數(shù)值與α-淀粉酶活性成反比,降落數(shù)值越低,α-淀粉酶活性越高.據(jù)報(bào)道,烘烤品質(zhì)對(duì)α-淀粉酶活性有一定要求,就面包而言,降落數(shù)值小于 200 s,表示酶活性過強(qiáng),降落數(shù)值大于300 s,表示酶活性過低[9].表2顯示,在 20℃條件下,經(jīng)發(fā)芽 6 h,3類小麥的降落數(shù)值較原樣均有所下降,隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),3類小麥的降落數(shù)值均呈持續(xù)下降趨勢(shì).由此看出,在加工利用發(fā)芽小麥時(shí),應(yīng)及時(shí)檢測(cè)其降落數(shù)值的變化情況,掌握最佳利用期,才能提高發(fā)芽小麥的附加值.

2.2 發(fā)芽過程中降落數(shù)值變化趨勢(shì)分析

軟質(zhì)小麥、硬質(zhì)小麥和混合小麥發(fā)芽過程中降落數(shù)值的典型變化如圖 1、圖 2及圖 3所示 (圖中發(fā)芽時(shí)間 0 h表示未潤(rùn)水處理).由圖 1可以看出,軟質(zhì)小麥發(fā)芽過程中降落數(shù)值隨發(fā)芽時(shí)間的增加而減小,說明發(fā)芽促進(jìn)了小麥籽粒中α-淀粉酶的活性,原本處于休眠狀態(tài)的籽粒在轉(zhuǎn)向發(fā)芽的過程中出現(xiàn)了谷類所特有的酶類活性的增強(qiáng).這一點(diǎn)在硬質(zhì)小麥和混合小麥發(fā)芽過程中降落數(shù)值的變化中也得到充分體現(xiàn) (參見圖 2和圖3).從試驗(yàn)結(jié)果看,軟質(zhì)小麥品種在發(fā)芽不超過12～13 h時(shí),其降落數(shù)值仍在 200 s以上,而硬質(zhì)小麥有的品種在發(fā)芽不超過 11 h時(shí),其降落數(shù)值保持在 200 s以上,混合小麥品種整體較軟質(zhì)小麥和硬質(zhì)小麥好一些,有的品種可以達(dá)到發(fā)芽 22 h其降落數(shù)值仍維持在 200 s以上.但整體而言,當(dāng)小麥發(fā)芽 12 h后大部分品種的食用品質(zhì)和儲(chǔ)藏穩(wěn)定性變化不大,經(jīng)及時(shí)干燥,使其水分達(dá)到安全水分之下,可以繼續(xù)儲(chǔ)存或加工利用.

圖3 混合小麥發(fā)芽過程中降落數(shù)值的變化

3 討論

小麥成熟期穗發(fā)芽是一種世界性的災(zāi)害,國(guó)內(nèi)外育種家和制粉師對(duì)此都很重視.研究發(fā)芽小麥降落數(shù)值的變化能比較準(zhǔn)確地反映出發(fā)芽小麥的品質(zhì)特性,是快速測(cè)定谷物中的α-淀粉酶活性,反映小麥發(fā)芽程度以及研發(fā)合理利用手段的一種方法.從本研究結(jié)果看,小麥籽粒發(fā)芽后α-淀粉酶活性增強(qiáng),隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng) 3種類型小麥粉的降落數(shù)值均顯著降低,供試 9個(gè)品種籽粒發(fā)芽后,降落數(shù)值最大變幅由 497 s下降到 65 s;多數(shù)品種當(dāng)發(fā)芽 20 h后降落數(shù)值基本趨于平緩.實(shí)際上說明,淀粉被水解后,隨著酶活性的增強(qiáng),降落數(shù)值下降,但淀粉粒結(jié)構(gòu)是否也發(fā)生了較大變化以及發(fā)生了哪些變化還有待進(jìn)一步研究.

[1] 蘇東民,魏雪芹.發(fā)芽對(duì)小麥及面粉品質(zhì)的影響 [J].糧食科技與經(jīng)濟(jì),2005(6):39-41.

[2] 董召榮,柯建國(guó),馬傳喜.不同品種小麥籽粒發(fā)芽深度對(duì)其加工品質(zhì)的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,23(2):9-12.

[3] 萬慕麟,鄭金懷,孟驥超,等.發(fā)芽小麥品質(zhì)的研究[J].糧食儲(chǔ)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] 艾志錄,張曉宇,郭娟,等.不同品種小麥發(fā)芽過程中淀粉酶活力變化規(guī)律的研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2006,21(3):32-35.

[6] 田曉紅,孫輝,王松雪,等.降落數(shù)值測(cè)定中的若干注意事項(xiàng)[J].糧油食品科技,2007,15(3):56.

[7] GB/T 5520-1985,糧食、油料檢驗(yàn) 種子發(fā)芽試驗(yàn)[S].

[8] GB/T 10361-2008,小麥、黑麥及其面粉,杜倫麥及其粗粒粉降落數(shù)值的測(cè)定[S].

[9] 林作楫.食品加工與小麥品質(zhì)改良[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)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”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目 (2006BAK04A20-25)

吳存榮 (1963-),男,河北故城人,副教授,研究方向?yàn)榧Z食質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化.

＊通信作者