摘要：小麥品質(zhì)的優(yōu)劣決定其最終用途，最終用途的多樣化也使小麥品質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)和方法不斷多樣化。本文概括綜述了快速檢測(cè)小麥品質(zhì)的技術(shù)方法，并利用這些技術(shù)方法對(duì)試驗(yàn)樣品的籽粒硬度、籽粒蛋白含量、濕面筋含量、沉降值、面粉揉混特性、淀粉品質(zhì)特性等進(jìn)行檢測(cè)分析，認(rèn)為單籽粒谷物特性測(cè)定儀(sKCS)、近紅外光譜技術(shù)(NIR)、面筋儀、Zeleny沉降值、揉混儀、快速粘度分析儀(Rapid Visco Analyzer，RVA)等形成了一套快速檢測(cè)小麥籽粒品質(zhì)、面粉品質(zhì)和面粉淀粉品質(zhì)的體系。該體系對(duì)于小麥品質(zhì)育種早代的品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)及快速、準(zhǔn)確檢測(cè)大批量商品小麥品質(zhì)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：品質(zhì)；快速檢測(cè)；小麥

中圖分類(lèi)號(hào)：S512.1：S132 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001—4942(2010)11—0093—04

小麥品質(zhì)是一個(gè)綜合的相對(duì)概念，由于小麥?zhǔn)褂玫哪康牟煌?，其含義也不同，主要包括營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)。衡量小麥品質(zhì)好壞的標(biāo)準(zhǔn)主要取決于籽?；蛎娣鄣淖罱K用途。蛋白質(zhì)中氨基酸的含量和小麥的蛋白質(zhì)含量是衡量小麥營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，籽粒飽滿度、硬度、整齊度、容重、千粒重、出粉率、面粉色澤等是影響小麥磨粉品質(zhì)的主要性狀，面粉蛋白質(zhì)特性、面筋含量和質(zhì)量、淀粉特性等是評(píng)判小麥?zhǔn)称芳庸て焚|(zhì)的主要性狀指標(biāo)。這些性狀指標(biāo)均可以在一定程度上反映小麥品質(zhì)的優(yōu)劣，但其檢測(cè)技術(shù)和方法各不相同，有些檢測(cè)的步驟和過(guò)程比較繁瑣，不適合大批量、快速檢測(cè)小麥品質(zhì)的需求。本文從測(cè)定分析籽粒硬度、籽粒蛋白含量、濕面筋含量、揉混儀特性、Zeleny沉降值、RVA糊化特性等方面，對(duì)快速檢測(cè)小麥品質(zhì)的技術(shù)和方法進(jìn)行了綜述概括，并利用這些方法和技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的一批小麥樣品進(jìn)行檢測(cè)分析，以探討建立一套快速檢測(cè)小麥品質(zhì)的體系，用于大批量商品小麥品質(zhì)的快速檢測(cè)。

1 籽粒品質(zhì)的快速檢測(cè)

小麥籽粒硬度和蛋白質(zhì)含量是評(píng)價(jià)小麥籽粒品質(zhì)的重要指標(biāo)，硬度是不同小麥品種間籽粒質(zhì)地變異的量化指標(biāo)，籽粒蛋白質(zhì)含量與小麥的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)關(guān)系密切。

1.1 籽粒硬度的檢測(cè)

籽粒硬度是評(píng)價(jià)小麥磨粉品質(zhì)和食品加工品質(zhì)的重要參數(shù)，也是小麥分級(jí)和貿(mào)易定價(jià)的重要指標(biāo)。前人對(duì)其做了大量研究工作，僅測(cè)定方法就有十多種，其中常用的有研磨體積法、顆粒指數(shù)法(PSI)、近紅外法(NIR)、角質(zhì)率法，但這些方法的共同缺陷是不能區(qū)分樣品是否混雜。單籽粒谷物特性測(cè)定儀(sKCS)可以準(zhǔn)確地測(cè)定樣本群體和群體內(nèi)各個(gè)單粒的硬度值，具有重復(fù)性好、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，同時(shí)具有樣品用量少(一般300粒)、測(cè)定速度快(3min左右)的優(yōu)點(diǎn)，不僅可以測(cè)定出樣品間的硬度差異，而且還可以反映樣品內(nèi)的一致性。

山東省小麥育種一直非常注重籽粒硬度的篩選，并以SKCS作為主要鑒定手段和技術(shù)。我們利用SKCS對(duì)493份近幾年山東省大面積推廣品種及課題組的部分高代品系和常用親本材料的籽粒硬度進(jìn)行了分析，籽粒硬度最大值為101，平均為71。這些小麥品種(系)的籽粒硬度普遍提高，高籽粒硬度品種的比例大。按國(guó)標(biāo)GB／T17320《小麥品種品質(zhì)分類(lèi)》硬度標(biāo)準(zhǔn)劃分，有80，5％的小麥樣品的籽粒硬度屬于強(qiáng)筋類(lèi)型。從中篩選出的20個(gè)高籽粒硬度(籽粒硬度在90以上)材料被廣泛地應(yīng)用于小麥品質(zhì)育種中。實(shí)踐證明，通過(guò)SKCS手段可以快速、大批量地篩選高籽粒硬度的材料，并在一定程度上改善了小麥的籽粒特性。

1.2 籽粒蛋白的檢測(cè)

籽粒蛋白是評(píng)價(jià)小麥籽粒品質(zhì)的指標(biāo)之一，其含量一直是小麥品質(zhì)育種和商品小麥?zhǔn)召?gòu)的主要品質(zhì)量化指標(biāo)。國(guó)標(biāo)GB／T17320《小麥品種品質(zhì)分類(lèi)》中指定籽粒蛋白含量的測(cè)定方法是半微量凱氏法。這種方法準(zhǔn)確性高，但費(fèi)時(shí)且工作量大，不適合小麥品質(zhì)的快速檢測(cè)?？焖侔l(fā)展起來(lái)的近紅外光譜技術(shù)(NIR)是一種非破壞性的籽粒品質(zhì)快速鑒定方法，非常適合于小麥育種早期樣品籽粒量較少、樣品個(gè)數(shù)多以及商品小麥批量大的特點(diǎn)，對(duì)加快小麥品質(zhì)育種進(jìn)程將是一個(gè)巨大的推動(dòng)。

在對(duì)493份山東省大面積推廣品種及課題組的高代品系和常用親本材料的NIR分析中發(fā)現(xiàn)，這些材料的籽粒蛋白質(zhì)含量(干基)普遍較高，均在13.49％以上，按國(guó)標(biāo)GB／T17320《小麥品種品質(zhì)分類(lèi)》蛋白質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)劃分，這些材料的籽粒蛋白質(zhì)含量分別屬于中筋或強(qiáng)筋水平。這與農(nóng)業(yè)部2001年5月制定和頒發(fā)的《中國(guó)小麥品質(zhì)區(qū)劃方案》中劃定的山東省小麥主產(chǎn)區(qū)屬于黃淮強(qiáng)筋、中筋麥區(qū)是一致的，從而說(shuō)明NIR技術(shù)可以快速準(zhǔn)確地用于小麥籽粒品質(zhì)的測(cè)定分析。同時(shí)也說(shuō)明在小麥育種早代利用NIR技術(shù)進(jìn)行籽粒蛋白質(zhì)含量的鑒定篩選在一定程度上提高了籽粒品質(zhì)。

2 面粉品質(zhì)的快速檢測(cè)

2.1 濕面筋含量的檢測(cè)

面粉中的濕面筋值是鑒定面粉品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，其測(cè)定方法有手洗法和機(jī)洗法。手洗法比較費(fèi)時(shí)，且試驗(yàn)結(jié)果會(huì)因人而異。而機(jī)洗(面筋儀)法采用規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)方法，快速且結(jié)果準(zhǔn)確性高，已被廣泛用于小麥面筋含量的測(cè)定以及時(shí)了解小麥的蛋白品質(zhì)特性和掌控商品小麥的儲(chǔ)存品質(zhì)。

我們利用面筋儀對(duì)390份山東省大面積推廣品種及課題組的高代品系和常用親本材料的濕面筋含量進(jìn)行了檢測(cè)分析，這些材料的平均濕面筋含量為35.57％，比1990年我國(guó)北方冬麥區(qū)小麥品種濕面筋含量平均值(30％)明顯提高，其中有203個(gè)材料的濕面筋含量(≥35.0％)達(dá)到優(yōu)質(zhì)面包小麥的要求。這說(shuō)明將面筋儀測(cè)定濕面筋含量的方法和技術(shù)應(yīng)用到小麥育種過(guò)程中，可以在一定程度上對(duì)小麥蛋白品質(zhì)特性進(jìn)行定向快速篩選，培育不同蛋白質(zhì)特性的新品種(系)。

2.2 沉降值的測(cè)定應(yīng)用

沉降值是測(cè)定小麥品質(zhì)的綜合指標(biāo)。沉降速度和體積反映了面筋含量和質(zhì)量，測(cè)定值越大，表明面筋強(qiáng)度越大，面粉的烘烤品質(zhì)就越好。沉降值自1947年Zeleny提出后，經(jīng)過(guò)了一系列的改良，現(xiàn)主要測(cè)定方法分為Zeleny與SDS兩種類(lèi)型。SDS沉降值與粉質(zhì)儀參數(shù)的變化一致，并與饅頭體積存在密切的正相關(guān)性。由于Zeleny方法系統(tǒng)誤差小，結(jié)果準(zhǔn)確可靠，而且受溫度影響也較SDS小，與蛋白質(zhì)含量和品質(zhì)的關(guān)系更為密切，已經(jīng)被定為美國(guó)谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)(AACC)方法。Zeleny沉降值也是小麥品質(zhì)分類(lèi)中的重要指標(biāo)之一，我國(guó)對(duì)小麥品質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)、中、弱筋分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中都采用Zeleny沉降值作為指標(biāo)，其中國(guó)標(biāo)GB／T17320《小麥品種品質(zhì)分類(lèi)》中規(guī)定黃淮麥區(qū)強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中筋小麥的Zeleny沉降值指標(biāo)分別為≥40、≥t35和≥30ml。根據(jù)此規(guī)定，514份山東省地方小麥品種和近期育成及常用親本材料被分為4類(lèi)，其中強(qiáng)筋、中強(qiáng)筋、中筋類(lèi)型分別有364、166和58份，其它類(lèi)型有26份。在小麥育種中有目的地選用和篩選沉降值高的材料，可以有效地改善后代材料的蛋白質(zhì)質(zhì)量。同時(shí)沉降值也是小麥育種早期世代篩選的重要指標(biāo)。

2.3 揉混儀特性參數(shù)的檢測(cè)應(yīng)用

揉混儀在小麥粉品質(zhì)測(cè)試中具有測(cè)析速度快和樣品使用劑量小的優(yōu)點(diǎn)，非常適合于小麥育種早代材料及大批量商品小麥樣品的品質(zhì)檢測(cè)。1990年我國(guó)小麥品種的揉面形成時(shí)間平均為2.3min，變幅為1.0－4.5min，峰高平均6.8(595BU)，變幅4.0(360BU)－9.8(850BU)。山東省的小麥品質(zhì)育種工作開(kāi)始于20世紀(jì)80年代，揉混儀特性參數(shù)也隨之被應(yīng)用于小麥品質(zhì)的篩選和評(píng)價(jià)中。最近對(duì)山東省小麥地方品種和近幾年育成及常用親本材料的揉混儀特性分析發(fā)現(xiàn)，揉面平均形成時(shí)間分別為2.1和2.9min，變幅分別為1.2—5.5min和1.3—6.5min，峰高平均分別為603、524BU，其中，形成時(shí)間大于3.0min的材料有118份，峰高在500BU以上的材料有620份?？梢钥闯鼋鼛啄暧杉俺Ｓ糜H本材料的揉面特性比20世紀(jì)90年代小麥品種有明顯改善，同時(shí)也進(jìn)一步說(shuō)明了小麥品質(zhì)育種中利用揉混儀特性指標(biāo)進(jìn)行選擇的效果。

3 小麥淀粉品質(zhì)特性的檢測(cè)

淀粉是小麥粉的主要成分，占小麥籽粒干重的65％—70％。淀粉結(jié)構(gòu)和理化特性與小麥加工品質(zhì)尤其是面條加工品質(zhì)關(guān)系密切。而淀粉糊化特性是反映淀粉品質(zhì)的重要指標(biāo)，對(duì)面條等食品的食用品質(zhì)有重要影響。在面條品質(zhì)性狀中，粘度參數(shù)與加鹽面條、干白面條的品質(zhì)參數(shù)及評(píng)分間存在顯著相關(guān)。淀粉糊化特性的測(cè)定方法多種多樣，最早用于淀粉和含淀粉制品糊化特性測(cè)定的是稠度計(jì)，其后陸續(xù)出現(xiàn)了其它類(lèi)型的粘度計(jì)。20世紀(jì)80年代，澳大利亞CSIRO小麥研究機(jī)構(gòu)和面包研究所為了測(cè)定小麥芽損傷，開(kāi)發(fā)研制了快速粘度分析儀(Rapid Visco Analy—zer，RVA)，其在對(duì)發(fā)芽小麥損失的篩選工作中起了很重要的作用。由RVA測(cè)得的全麥粉峰值粘度可以作為日本面條專(zhuān)用小麥育種過(guò)程中進(jìn)行早代品質(zhì)選擇和預(yù)測(cè)面條品質(zhì)的一種快速而簡(jiǎn)便的篩選方法。該方法操作簡(jiǎn)單、快速，能在很短時(shí)間內(nèi)完成一條標(biāo)準(zhǔn)糊化特性曲線的測(cè)試。目前，美國(guó)的谷物化學(xué)家協(xié)會(huì)(AACC)、歐洲的國(guó)際谷物科學(xué)與技術(shù)協(xié)會(huì)(ICC)和澳大利亞的皇家化學(xué)會(huì)(RACI)的部分標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)采用了RVA。

我們對(duì)993份山東省地方小麥品種、近幾年大面積推廣品種和常用親本材料進(jìn)行了RVA峰值粘度分析，平均峰值粘度為2605cP，變幅為545—4099cP，峰值粘度在3000cP以上、2900—3000、2600—2900、2000—2600、2000以下的材料分別有100、67、353、426和47份。其中對(duì)46個(gè)山東省近幾年大面積推廣品種面條品質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)，面條評(píng)分在80分以上品種的平均峰值粘度為2021cP。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB／T17320《小麥品種品質(zhì)分類(lèi)》中規(guī)定的黃淮麥區(qū)食品評(píng)價(jià)的指標(biāo)，面條評(píng)分在80分以上的小麥屬于中強(qiáng)筋類(lèi)型。因此，在993份材料中大約有97.6％的材料的峰值粘度在2021cP以上，屬于中強(qiáng)筋小麥類(lèi)型。在小麥品質(zhì)育種及品質(zhì)評(píng)價(jià)中可以根據(jù)峰值粘度的大小推測(cè)小麥淀粉品質(zhì)及其面條制作品質(zhì)的優(yōu)劣。

綜上所述，籽粒硬度、籽粒蛋白、濕面筋含量、沉降值、揉混儀特性參數(shù)、淀粉糊化特性等品質(zhì)指標(biāo)可以在不同層面上從不同角度綜合反映小麥品質(zhì)，可對(duì)小麥品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。而用于測(cè)定和衡量這些品質(zhì)指標(biāo)的技術(shù)方法包括SKCS、NIR、面筋儀、Zeleny沉降值、揉混儀、RVA等則形成了一套比較系統(tǒng)全面的快速檢測(cè)小麥品質(zhì)的體系。該體系具有以下三個(gè)特點(diǎn)，一是涉及品質(zhì)指標(biāo)多，包括籽粒品質(zhì)、面粉品質(zhì)和淀粉品質(zhì)，可綜合檢測(cè)評(píng)價(jià)小麥品質(zhì)；二是各測(cè)定技術(shù)方法均具有儀器化操作準(zhǔn)確、怏速、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，可快速檢測(cè)大批量商品小麥的品質(zhì)，為小麥磨粉企業(yè)及小麥的收購(gòu)和分類(lèi)儲(chǔ)藏及時(shí)提供準(zhǔn)確性高的品質(zhì)參考依據(jù)；三是各個(gè)測(cè)定指標(biāo)需要的小麥樣品量很少，面粉量在10g以?xún)?nèi)或籽粒為300粒，這對(duì)于小麥品質(zhì)育種早代收獲量有限的株行或單株的品質(zhì)檢測(cè)評(píng)價(jià)具有實(shí)際性意義。