基于主成分分析的糯小麥品質(zhì)評(píng)價(jià)和分類

尚保華，孫 睿,2，姜文超,2，何海濤,2，裴雪霞，黨建友,*

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所，山西 臨汾 041000；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西 晉中 030801）

糯小麥作為功能性小麥代表，其開(kāi)發(fā)和應(yīng)用引起了研究者的廣泛關(guān)注，由于其特殊的淀粉組成，在食品加工應(yīng)用方面有很大的潛能[1]。近10 a，我國(guó)相繼培育出‘紫糯麥1號(hào)’‘晉麥99’‘首佳糯麥801’等多個(gè)糯小麥品種。但由于氣候、土壤和環(huán)境等自然環(huán)境條件的差異[2]，造成了不同產(chǎn)地糯小麥在籽粒（硬度）、面團(tuán)及烘焙品質(zhì)等方面存在差異，而這些指標(biāo)是決定糯小麥綜合品質(zhì)的重要指標(biāo)。因此，研究不同產(chǎn)地糯小麥綜合品質(zhì)差異，對(duì)糯小麥的高價(jià)值開(kāi)發(fā)利用具有十分重要的意義。

淀粉是面制食品的主要成分，其次是蛋白質(zhì)和脂類等，對(duì)食品的外觀、結(jié)構(gòu)、口感和質(zhì)量具有重要作用。普通小麥淀粉由70%～80%的高支鏈淀粉和20%～30%的直鏈淀粉組成，而糯小麥淀粉基本由98%的支鏈淀粉組成[3]。因此，與普通小麥淀粉相比，糯小麥淀粉具有較高的糊化溫度、峰值黏度和溶脹力[4]等獨(dú)特的功能特性。糯小麥粉可以形成黏稠的面團(tuán)，具有黏彈性和保留氣體的能力，這對(duì)于生產(chǎn)質(zhì)地輕盈的烘焙產(chǎn)品[5]必不可少。面團(tuán)流變學(xué)的重要特性包括黏彈性、延展性、凝聚性、持水持油能力[6]。這些特性影響面團(tuán)混合、成片和烘焙性能，對(duì)于預(yù)測(cè)最終烘焙產(chǎn)品的質(zhì)量非常重要，其最終產(chǎn)品性能由面粉的糊化性能[7]決定。面團(tuán)流變性取決于小麥品種、面團(tuán)發(fā)酵、攪拌時(shí)間和溫度以及添加劑的應(yīng)用等多種因素[8-10]。以往的糯小麥相關(guān)研究主要集中在品種選育[11]、分子標(biāo)記[12]及其淀粉理化性質(zhì)方面[13]，相比之下，雖然有一些關(guān)于個(gè)別糯小麥粉在食品加工中的應(yīng)用研究，但關(guān)于不同糯小麥品種硬度差異、綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)及分類卻少有研究。

本研究以近10 a審定的17 個(gè)糯小麥品種為研究對(duì)象，測(cè)定其22 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)，包括籽粒品質(zhì)（硬度指數(shù)、蛋白質(zhì)含量、沉降值、濕面筋含量）、面團(tuán)流變學(xué)（吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、延伸度、最大阻力、拉伸面積）和淀粉品質(zhì)（淀粉含量、直鏈淀粉含量、淀粉粒體積平均粒徑和體積占比）和糊化指標(biāo)（峰值黏度、低谷黏度、稀懈值、最終黏度、回生值、峰值時(shí)間和糊化溫度），并對(duì)其進(jìn)行主成分分析[14]（principal component analysis，PCA），得出不同類型糯小麥品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)模型，確定影響糯小麥品質(zhì)差異的主要指標(biāo)，進(jìn)而利用聚類分析對(duì)不同品種糯小麥分類，旨在為糯小麥品質(zhì)評(píng)價(jià)、分類和利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試材料為2008—2021年山西、山東、四川、安徽、江蘇、河南審定的17 個(gè)糯小麥品種（表1），均來(lái)源于各育種單位，2021年種植于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所韓村試驗(yàn)基地（東經(jīng)110°22’，北緯35°23’，年平均氣溫15.3 ℃）。

表1 供試糯小麥品種基本信息Table 1 General information of waxy wheat varieties tested

所有供試品種均于2021年10月24日播種，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，2 行區(qū)，行長(zhǎng)3.0 m，3 次重復(fù)，統(tǒng)一采用常規(guī)管理方法。生育期降水總量為258.2 mm，2022年6月11日收獲。新收獲的糯小麥放置1 個(gè)月后，使用brabender小型實(shí)驗(yàn)?zāi)ミM(jìn)行磨粉，出粉率為69%～71%，過(guò)80 目篩，所得面粉用于面團(tuán)流變學(xué)和糊化特性指標(biāo)測(cè)定。粗蛋白含量、淀粉含量及淀粉粒度分布所用樣品均為糯小麥全麥粉樣品。

1.2 儀器與設(shè)備

SKCS4100單籽粒谷物特性測(cè)定儀、2200自動(dòng)面筋洗滌系統(tǒng) 瑞典Perten儀器公司；B-324全自動(dòng)凱氏定氮儀 瑞士Büchi公司；880508沉降值測(cè)定儀、810130電子粉質(zhì)儀、860704電子拉伸儀 德國(guó)Brabender公司；Multiskan GO多功能酶標(biāo)儀 美國(guó)賽默飛公司；Matersizer3000激光粒度儀 英國(guó)Malvern Panalytical公司；RVA-supers 3快速黏度儀 澳大利亞Newport公司。

1.3 方法

1.3.1 籽粒硬度指數(shù)測(cè)定

將糯小麥籽粒在同一條件下晾曬3 d，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在11%～13%之間，使用單籽粒谷物特性測(cè)定儀測(cè)定硬度指數(shù)，測(cè)定樣本量為300 粒。

1.3.2 品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

蛋白質(zhì)含量：根據(jù)GB/T 24871—2010《糧油檢驗(yàn) 小麥粉粗蛋白質(zhì)含量測(cè)定》，采用凱氏定氮法測(cè)定；濕面筋含量：參照AACC Method 38-12A標(biāo)準(zhǔn)方法，采用自動(dòng)面筋洗滌系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定；沉降值：根據(jù)GB/T 21119—2007《小麥 沉淀指數(shù)測(cè)定 Zeleny試驗(yàn)》，采用沉降值測(cè)定儀測(cè)定；粉質(zhì)參數(shù)：根據(jù)GB/T 14614—2019《糧油檢驗(yàn) 小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)試 粉質(zhì)儀法》，采用電子粉質(zhì)儀測(cè)定；拉伸參數(shù)：根據(jù)GB/T 14615—2019《糧油檢驗(yàn) 小麥粉面團(tuán)流變學(xué)特性測(cè)試 拉伸儀法》，采用電子拉伸儀測(cè)定。淀粉含量：根據(jù)NY/T 11—1985《谷物籽粒粗淀粉測(cè)定法》提取小麥籽?？偟矸郏捎妹笜?biāo)儀在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，計(jì)算葡萄糖含量，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線求出總淀粉含量；直鏈淀粉含量：根據(jù)NY/T55—1987《水稻、玉米、谷子籽粒直鏈淀粉測(cè)定法》提取后，通過(guò)酶標(biāo)儀在620 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，計(jì)算直鏈淀粉含量。

1.3.3 淀粉粒徑分布測(cè)定

參考徐家露[15]的方法，采用激光粒度儀對(duì)樣品中淀粉粒徑分布進(jìn)行檢測(cè)。

1.3.4 糊化特性測(cè)定

稱取3.5 g糯小麥粉（水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)14%）于鋁盒，并加入25 mL蒸餾水，旋轉(zhuǎn)漿片使其充分混勻，置于快速黏度儀測(cè)定糊化特性。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

通過(guò)Excel 2007軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行PCA與聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同糯小麥品種籽粒硬度及其類型

如表2、3所示，17 個(gè)供試糯小麥品種籽粒硬度指數(shù)在25.2～73.82之間，存在較大差異。按照籽粒硬度指數(shù)大小及級(jí)別將供試品種分為3 類：軟質(zhì)型、混合型和硬質(zhì)型。符合硬質(zhì)型標(biāo)準(zhǔn)的糯小麥品種為7 個(gè)，比例為41.18%，硬度指數(shù)平均值為63.07，變異系數(shù)為11.20%；混合型和軟質(zhì)型的品種數(shù)相同，均為5 個(gè)，比例為29.41%，軟質(zhì)型硬度指數(shù)平均值為36.29，變異系數(shù)最大（18.13%），混合型硬度指數(shù)平均值為49.02，變異系數(shù)最?。?.07%）。從適宜麥區(qū)來(lái)看，黃淮北片麥區(qū)糯小麥籽粒偏硬質(zhì)型，南方麥區(qū)籽粒偏軟質(zhì)型或者混合型。

表2 供試糯小麥品種的硬度分類Table 2 Classification of hardness of waxy wheat varieties tested

表3 不同類型糯小麥的硬度指數(shù)Table 3 Hardness indexes of different waxy wheat types

2.2 不同硬度糯小麥品種面團(tuán)流變學(xué)特性

如表4所示，糯小麥籽粒品質(zhì)中蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)和沉降值分別在12.25%～16.03%和18.9～33.9 mL之間。軟質(zhì)型、混合型和硬質(zhì)型糯小麥品種的平均蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為14.80%、14.46%和15.09%；平均沉降值分別為25.8、28.4 mL和29.4 mL，硬質(zhì)型糯小麥品種的平均蛋白質(zhì)含量和沉降值均高于混合型和軟質(zhì)型。17 個(gè)供試糯小麥品種籽粒流變學(xué)特性中，粉質(zhì)指標(biāo)吸水率、形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間分別在66.9～77.6 mL/100 g、2.2～5.5 min和1.5～4.1 min之間，‘濟(jì)糯1號(hào)’吸水率最高，‘運(yùn)糯32號(hào)’吸水率最低，軟質(zhì)型、混合型和硬質(zhì)型糯小麥品種的平均吸水率分別為71.4、69.2 mL/100 g和72.6 mL/100 g；平均形成時(shí)間分別為3.3、3.3 min和4.0 min；平均穩(wěn)定時(shí)間分別為2.6、2.6 min和2.8 min；硬質(zhì)型糯小麥品種的平均吸水率、形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間均高于混合型和軟質(zhì)型，且形成時(shí)間大于穩(wěn)定時(shí)間。流變學(xué)特性中拉伸指標(biāo)延展性和最大拉伸阻力分別在128～185 mm和124～255 BU之間，軟質(zhì)型、混合型和硬質(zhì)型糯小麥品種的平均延展性分別為162、159 mm和152 mm，平均最大拉伸阻力分別為163、169 BU和162 BU。對(duì)照小麥蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、沉降值、吸水率、延展性和最大拉伸阻力分別在13.24%～14.28%、30～40.5 mL、58.8～63.7 mL/100 g、112～146 mm和219～449 BU之間。糯小麥品種與對(duì)照普通小麥相比，吸水率（平均值為71.1 mL/100 g）明顯較高，蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)（平均值為14.78%）和延展性（平均值為157.7 mm）略高，但沉降值、穩(wěn)定時(shí)間和最大拉伸阻力略低于普通小麥，因其化學(xué)成分含量、結(jié)構(gòu)的不同，在面團(tuán)持水性、延伸性方面表現(xiàn)出較普通小麥粉更好的加工特性。

表4 糯小麥品種籽粒品質(zhì)和面團(tuán)流變學(xué)特性Table 4 Grain quality and dough rheological properties of waxy wheat varieties

2.3 不同硬度糯小麥品種淀粉含量及粒度分布

由表5可知，不同硬度糯小麥品種分離得到的直鏈淀粉相對(duì)含量均較低，在0.61%～1.84%之間，平均值為1.01%，也證實(shí)了其糯性特征，其中‘首佳糯麥801’直鏈淀粉含量最低，‘冀糯200’直鏈淀粉含量最高。軟質(zhì)糯小麥品種的平均淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)（70.40%）和直鏈淀粉相對(duì)含量（0.76%）均低于混合型和硬質(zhì)型。對(duì)照普通小麥的直鏈淀粉相對(duì)含量在22.58%～24.22%之間，遠(yuǎn)高于糯小麥直鏈淀粉相對(duì)含量。

表5 糯小麥品種的淀粉含量及粒度分布Table 5 Starch content and granule size distribution of waxy wheat varieties

不同糯小麥品種的淀粉粒度分布呈雙峰型。大顆粒（≥10 μm）和小顆粒（＜10 μm）分為A型和B型。如表5所示，A型淀粉粒所占比例高達(dá)74.04%～83.75%，B型淀粉粒所占比例為17.46%～26.08%。混合型淀粉中A型淀粉粒的平均比例最高且淀粉體積平均粒徑最大（18.64 μm），B型顆粒的平均比例最小，而硬質(zhì)淀粉中B型顆粒的平均比例最高，A型顆粒的平均比例最小，體積平均粒徑最小（16.92 μm）。普通小麥A型淀粉和B型淀粉所占比例、體積平均粒徑與硬質(zhì)糯小麥淀粉相當(dāng)。

2.4 不同硬度糯小麥品種糊化特性分析

如表6所示，不同糯小麥品種的峰值黏度和稀懈值分別在1 071～3 260 cP和876～2 130 cP之間。‘首佳糯麥801’的峰值黏度和稀懈值最高。軟質(zhì)型、混合型和硬質(zhì)型糯小麥品種的平均峰值黏度分別為2 236、2 027 cP和2 026 cP。軟質(zhì)型糯小麥品種的平均峰值黏度高于混合型和硬質(zhì)型。軟質(zhì)型、混合型和硬質(zhì)型糯小麥品種的平均稀懈值分別為1 548、1 324 cP和1 281 cP。淀粉的最終黏度和回生值分別為335～1 590 cP和138～523 cP。‘寧糯麥1號(hào)’的最終黏度和回生值最低，‘安農(nóng)1012’的最高。軟質(zhì)型、混合型和硬質(zhì)型糯小麥品種的平均最終黏度分別為957、1 045 cP和1 006 cP，平均回生值分別為268、341 cP和261 cP。淀粉的糊化時(shí)間在3.20～3.87 min之間，軟質(zhì)型、混合型和硬質(zhì)型品種的平均糊化時(shí)間分別為3.52、3.60 min和3.65 min，平均糊化溫度分別為67.5、66.8 ℃和66.5 ℃。不同硬度糯小麥糊化溫度和糊化時(shí)間平均值間無(wú)顯著差異。3 個(gè)對(duì)照小麥品種的峰值黏度、最終黏度、回生值和糊化時(shí)間分別在2 744～3 097 cP、3 457～3 874 cP、1 215～1 765 cP和6.27～6.60 min之間，以上糊化指標(biāo)均比糯小麥品種的數(shù)值高。與對(duì)照品種相比，糯小麥面粉具有較短的糊化時(shí)間（平均值為3.59 min），較低的峰值黏度（平均值為2 096 cP）、最終黏度（平均值為1 003 cP）和回生值（平均值為290 cP）（圖1），因此具有快速糊化且不易老化的趨勢(shì)。

圖1 不同硬度糯小麥和普通小麥面粉的糊化特性Fig.1 Flour pasting properties of waxy wheat and common wheat varieties with different hardnesses

表6 不同硬度糯小麥品種的糊化特性Table 6 Gelatinization characteristics of waxy wheat varieties with different hardnesses

2.5 PCA

參照邱珊蓮等[16]的方法分別對(duì)不同硬度類型的糯小麥品質(zhì)性狀進(jìn)行PCA，提取特征值大于1的PC，得到PC的特征值和方差貢獻(xiàn)率，根據(jù)楊玉寧[17]和姜蘭芳[18]等的方法，以各PC對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，對(duì)PC得分和相應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行線性加權(quán)，建立不同類型糯小麥綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)模型，如表7所示。軟質(zhì)型和混合型糯小麥都提取到4 個(gè)PC因子，累計(jì)貢獻(xiàn)率均達(dá)到100%。其中，對(duì)軟質(zhì)型糯小麥提取因子F1貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)有淀粉粒體積平均粒徑、A型淀粉粒體積占比和濕面筋含量，載荷值分別為－1.000、－0.988和0.971，對(duì)F2因子貢獻(xiàn)較大的為回生值、最終黏度和低谷黏度，載荷值分別為0.983、0.977和0.974，F(xiàn)1和F2的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)69.052%，超過(guò)總貢獻(xiàn)率的50%，說(shuō)明淀粉粒體積平均粒徑、A型淀粉粒體積占比、濕面筋含量、回生值、最終黏度和低谷黏度6 個(gè)指標(biāo)是影響軟質(zhì)糯小麥品質(zhì)差異的主要因素。

表7 糯小麥PCA的特征值、貢獻(xiàn)率和評(píng)價(jià)模型Table 7 PCA eigenvalues,contribution rates and evaluation models for waxy wheat varieties with different hardnesses

對(duì)混合型糯小麥提取因子F1貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)有最終黏度、低谷黏度、峰值時(shí)間、回生值和峰值黏度，載荷值分別為0.990、0.986、0.959、0.950和0.917，對(duì)F2因子貢獻(xiàn)較大的為蛋白含量、最大拉伸阻力和淀粉含量，載荷值分別為0.978、0.976和－0.922，F(xiàn)1和F2的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)70.316%，說(shuō)明糊化特性、蛋白質(zhì)含量、最大拉伸阻力和淀粉含量是影響混合型糯小麥品質(zhì)差異的主要指標(biāo)。

硬質(zhì)型糯小麥PCA提取到5 個(gè)PC因子，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到95.472%。對(duì)F1貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)有淀粉粒體積平均粒徑和A型淀粉粒體積占比，載荷值分別為0.984和0.974，對(duì)F2貢獻(xiàn)較大的為最終黏度、回生值和低谷黏度，載荷值分別為0.967、0.945和0.929，F(xiàn)1和F2的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)52.300%，說(shuō)明淀粉粒體積平均粒徑、A型淀粉粒體積占比、最終黏度、回生值和低谷黏度5 個(gè)指標(biāo)是影響硬質(zhì)型糯小麥品質(zhì)差異的主要指標(biāo)。

由此可知，影響軟質(zhì)型和硬質(zhì)型糯小麥品質(zhì)差異的主要因素是相同的，均為淀粉粒體積平均粒徑、體積占比及其糊化特性指標(biāo)。而糊化特性、蛋白質(zhì)含量、最大拉伸阻力和淀粉含量是影響混合型糯小麥品質(zhì)差異的主要指標(biāo)。

2.6 聚類分析

聚類分析被認(rèn)為是研究作物資源差異和分類的主要評(píng)價(jià)方法之一，通常參與聚類的指標(biāo)越多越能綜合反映品種的客觀品質(zhì)。將22 個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后，采用組間連接法基于歐氏距離進(jìn)行聚類，如圖2所示，在歐氏距離16.5處可將供試材料聚類為3 大類，進(jìn)一步對(duì)各類群糯小麥的品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。第I類聚集了軟質(zhì)型和混合型糯小麥綜合評(píng)分最高的3 個(gè)品種，其面粉糊化特性參數(shù)均最高，與其他類群相比，濕面筋含量最高。第II類聚集了6 個(gè)硬質(zhì)型糯小麥品種，面粉流變學(xué)特性較好，糊化特性指標(biāo)居中，A型淀粉粒體積占比和體積平均粒徑最低，表明該類群的加工品質(zhì)最好。第III類聚集了4 個(gè)軟質(zhì)型（‘運(yùn)糯32號(hào)’‘川糯麥1314’‘天糯158’和‘臨糯88’）、3 個(gè)混合型（‘科糯2號(hào)’‘寧糯麥1號(hào)’和‘川糯麥1456’）和1 個(gè)硬質(zhì)型（‘紫糯麥1號(hào)’），總計(jì)8 個(gè)品種，與其他類群相比，其蛋白質(zhì)含量和糊化特性指標(biāo)均最低，表明該類群的加工品質(zhì)相對(duì)較差。

圖2 糯小麥品種品質(zhì)性狀聚類分析Fig.2 Cluster analysis of quality characteristics of waxy wheat varieties

3 討論

3.1 不同硬度糯小麥品種流變學(xué)特性

小麥胚乳質(zhì)地是最重要和最具決定性的品質(zhì)特征，有助于小麥分類，并影響碾磨、烘焙和最終使用質(zhì)量。本研究17 個(gè)供試糯小麥品種中，適宜黃淮北片麥區(qū)的籽粒偏硬質(zhì)型，南方麥區(qū)籽粒偏軟質(zhì)型或混合型，且硬質(zhì)型糯小麥的比例高于混合型和軟質(zhì)型，這與以往研究中認(rèn)為糯小麥籽粒主要表現(xiàn)為軟質(zhì)型的結(jié)論[11]有所不同。由于研究選取的供試材料均為審定品種，首先通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的蛋白質(zhì)含量、沉降值、濕面筋含量、吸水率、形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間與該品種在審定公告中的品質(zhì)信息進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)這些指標(biāo)基本一致，其中蛋白質(zhì)含量略有差異，這主要是由于種植地點(diǎn)、氣候環(huán)境及管理?xiàng)l件的差異所致；進(jìn)一步對(duì)不同硬度小麥供試材料的流變學(xué)參數(shù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，硬質(zhì)型糯小麥的蛋白質(zhì)含量、吸水率和穩(wěn)定時(shí)間均高于混合型和軟質(zhì)型，其中籽粒硬度表現(xiàn)為硬質(zhì)型的‘濟(jì)糯1號(hào)’吸水率最高，軟質(zhì)型的‘運(yùn)糯32號(hào)’吸水率最低，這與Pasha等[19]的研究結(jié)果類似，該研究表明軟質(zhì)型小麥籽粒易碎裂，從而在磨粉過(guò)程中產(chǎn)生大量完整的淀粉粒，形成對(duì)淀粉損傷較小的細(xì)面粉，而硬質(zhì)型籽粒在磨粉過(guò)程中淀粉斷裂面顆粒破碎，淀粉損傷程度較高，從而形成質(zhì)地較粗的面粉。受損的淀粉具有更高的吸水能力[20]，更容易被α-淀粉酶水解。Yu Jinglin等[21]研究認(rèn)為蛋白質(zhì)含量高的小麥往往較硬，面筋網(wǎng)絡(luò)較強(qiáng)，蛋白質(zhì)含量低的小麥往往較軟，面筋網(wǎng)絡(luò)較弱。但本研究中，軟質(zhì)型糯小麥‘首佳糯麥801’和‘天糯158’蛋白質(zhì)含量較高，表現(xiàn)出較好的面團(tuán)流變學(xué)特性，說(shuō)明糯小麥筋力強(qiáng)弱受遺傳背景及環(huán)境影響較大，為培育強(qiáng)筋優(yōu)質(zhì)的糯小麥提供可能性。而無(wú)論生態(tài)區(qū)域、硬度指數(shù)如何，糯小麥的吸水率明顯高于普通小麥，與前人研究[22]一致，這種差異可能與糯小麥的支鏈淀粉結(jié)構(gòu)有關(guān)，高度支化的大分子往往能迅速吸收蛋白質(zhì)溶劑化所不能吸收的水分[23]。與普通小麥相比，用糯小麥制作的面團(tuán)具有較低的混合穩(wěn)定性和較高的軟化度，雖然蛋白質(zhì)含量較高，但面筋網(wǎng)絡(luò)較弱，結(jié)構(gòu)較松散[24]，本研究中，‘濟(jì)糯1號(hào)’和‘冀糯200’的拉伸特性參數(shù)延展性顯著大于其他糯小麥品種和3 個(gè)對(duì)照（普通小麥），延展性更好，在加工領(lǐng)域具有極大的研究?jī)r(jià)值和開(kāi)發(fā)潛力。

3.2 不同硬度糯小麥品種淀粉特性

淀粉是面制品的主要成分，對(duì)食品的外觀、結(jié)構(gòu)和質(zhì)量具有重要的作用。淀粉老化被認(rèn)為是面包在貯存期間變硬的主要原因之一，通常被稱為面包變質(zhì)，而直鏈淀粉被認(rèn)為是烘烤后最初幾個(gè)小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因[25]。本研究中，不同硬度的糯小麥品種分離得到的直鏈淀粉相對(duì)含量在0.61%～1.84%之間，相比審定公告中直鏈淀粉含量（0%）相對(duì)偏高，直鏈淀粉含量的變化與基因型、植物來(lái)源和氣候條件的差異有關(guān)[26-28]；在不同供試品種中，硬質(zhì)型糯小麥的直鏈淀粉含量高于軟質(zhì)型，而軟質(zhì)型糯小麥的糊化特性參數(shù)平均峰值黏度（2 236 cP）和稀懈值（1 548 cP）高于硬質(zhì)型峰值黏度（2 026 cP）和稀懈值（1 281 cP）。這可能是由于硬質(zhì)糯小麥品種中游離脂含量較低所致。Yu Jinglin等[21]研究表明糯小麥胚乳淀粉主要由支鏈淀粉組成，且直鏈淀粉（1.2%～2.0%）和脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)（0.12%～0.29%）遠(yuǎn)低于普通小麥直鏈淀粉（26.0%～28.4%）和脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)（1.05%～1.17%）。峰值黏度主要與支鏈淀粉分子性質(zhì)有關(guān)，而直鏈淀粉脂復(fù)合物或直鏈淀粉可抑制顆粒膨脹，降低峰值黏度[29]。本研究中不同硬度指數(shù)糯小麥品種的淀粉顆粒體積比例與普通小麥相似，混合型淀粉中A型淀粉粒的體積比例最大，而硬質(zhì)型淀粉中B型淀粉粒的體積比例最大。前人研究指出，B型淀粉粒在硬質(zhì)小麥籽粒中占比較高，蛋白骨架與淀粉粒結(jié)合致密，從而使得面團(tuán)具有高吸水力[30]，這也是硬質(zhì)型糯小麥面團(tuán)吸水率較高的原因。本研究也進(jìn)一步證實(shí)，硬質(zhì)糯小麥中B型淀粉粒體積占比高，且吸水率較高。與普通面粉相比，糯小麥面粉有較短的峰值時(shí)間，較低的峰值黏度、最終黏度及回生值，因此具有更快糊化和不易老化趨勢(shì)[31]。本研究中，‘寧糯麥1號(hào)’的糊化特性參數(shù)均顯著小于其他糯小麥粉，有研究表明，糯小麥品種（系）間糊化特性參數(shù)的差異主要與直鏈淀粉含量及B型淀粉粒的體積比例有關(guān)[32]。

借助PCA方法，揭示不同硬度類型的糯小麥品種品質(zhì)差異，精準(zhǔn)找到淀粉粒體積平均粒徑、體積占比及其糊化特性指標(biāo)（回生值、最終黏度和低谷黏度）是影響軟質(zhì)型和硬質(zhì)型糯小麥的主要差異指標(biāo)。而糊化特性、蛋白質(zhì)含量、最大拉伸阻力和淀粉含量是影響混合型糯小麥品質(zhì)差異的主要指標(biāo)。由此可知，籽粒的硬度影響糯小麥面粉中破損淀粉粒的粒徑，進(jìn)而影響淀粉的糊化特性，最終影響面粉的綜合加工品質(zhì)，在今后的糯小麥育種工作中，在注重提升面筋筋力的同時(shí)也需關(guān)注糯小麥淀粉粒的特性。本研究后續(xù)還需進(jìn)一步豐富樣品容量，如不同的生態(tài)區(qū)、軟硬度、品種等樣品，同時(shí)繼續(xù)通過(guò)聚類分析與因子分析相結(jié)合的方式全面、客觀地對(duì)糯小麥的綜合品質(zhì)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。

4 結(jié)論

不同硬度糯小麥品種的籽粒品質(zhì)、面團(tuán)流變學(xué)特性和糊化特性之間存在較大差異。其中硬質(zhì)型糯小麥的蛋白質(zhì)含量、吸水率和穩(wěn)定時(shí)間均高于混合型和軟質(zhì)型，且硬質(zhì)糯小麥中直鏈淀粉含量相對(duì)較高，B型淀粉粒體積占比高。結(jié)合PCA法精準(zhǔn)找到影響不同硬度類型糯小麥品質(zhì)差異的主要指標(biāo)，其中，淀粉粒體積平均粒徑和體積占比及其糊化特性（回生值、最終黏度和低谷黏度）是影響軟質(zhì)型和硬質(zhì)型品質(zhì)差異的主要指標(biāo)。而糊化特性指標(biāo)（最終黏度、低谷黏度、峰值時(shí)間、回生值和峰值黏度）、蛋白質(zhì)含量、最大拉伸阻力和淀粉含量是影響混合型糯小麥品質(zhì)差異的主要指標(biāo)。17 個(gè)糯小麥品種根據(jù)綜合品質(zhì)可聚為3 類，第II類（‘山農(nóng)糯麥1號(hào)’‘晉麥99號(hào)’‘濟(jì)糯116’‘濟(jì)糯1號(hào)’‘冀糯200’‘揚(yáng)糯麥1號(hào)’）品質(zhì)相對(duì)最優(yōu)；第I類（‘安農(nóng)1012’‘安農(nóng)1019’和‘首佳糯麥801’）次之；第III類（‘運(yùn)糯32號(hào)’‘川糯麥1314’‘天糯158’‘臨糯88’‘科糯2號(hào)’‘寧糯麥1號(hào)’‘川糯麥1456’‘紫糯麥1號(hào)’）品質(zhì)相對(duì)最差。