馬玉潔 陸學(xué)君 張建林 朱艷平 渠琛玲
(1.河南眾品食業(yè)股份有限公司;2.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院)
杜倫麥研究進(jìn)展
馬玉潔1陸學(xué)君1張建林1朱艷平1渠琛玲2
(1.河南眾品食業(yè)股份有限公司;2.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院)
杜倫麥營(yíng)養(yǎng)豐富,富含蛋白質(zhì)、微量元素硒和胡蘿卜素等,是制作意大利面、通心粉和比薩餅的專用原料糧。本文綜述了杜倫麥的生物學(xué)與培育種植、制粉工藝、理化特性、加工品質(zhì)和食品研發(fā)幾個(gè)方面的研究,并對(duì)杜倫麥研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,對(duì)研究前景進(jìn)行展望。
杜倫麥;育種;制粉;理化特性;加工品質(zhì),產(chǎn)品研發(fā)
杜倫麥又叫硬粒小麥,大多屬春麥品種,也有部分弱冬性和冬性品系[1-4]。其植株較高,實(shí)桿,麥芒黑色,較長(zhǎng),幾乎是麥穗一樣長(zhǎng)度。杜倫麥籽粒質(zhì)構(gòu)堅(jiān)硬,屬玻璃質(zhì)小麥,以適合磨制成粗粒粉加工通心面而聞名[5,6]。杜倫麥硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通小麥,甚至連蟲子都不能去蛀食,且籽粒橫斷面胚乳絕大部分為透明角質(zhì),因此被稱為玉麥。又因其植株散發(fā)特殊氣味,家畜避之,在某些地方稱之臭麥。
杜倫麥蛋白質(zhì)含量較高,一般達(dá)到14%~15%。優(yōu)質(zhì)通心粉強(qiáng)度較高,不易斷裂,較耐煮,不渾湯,口感滑爽,有嚼勁,色澤淡黃,冷卻回鍋后能保持原有的口感與品質(zhì),我國(guó)是世界上小麥消費(fèi)第一大國(guó),未來通心粉的市場(chǎng)潛力很大[7]。另外杜倫麥還有豐富的微量元素硒,和一倍于普通小麥含量的類胡蘿卜素,且攝食后能維持較長(zhǎng)時(shí)間的飽腹感,適合糖尿病人食用,是谷物中不可多得的珍品。
杜倫麥目前主要用于意大利面和通心粉,隨著市場(chǎng)的開放和人們物質(zhì)生活水平的逐漸增高,杜倫麥的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健價(jià)值逐漸受到人們的重視。目前,我國(guó)食物消費(fèi)結(jié)構(gòu)同我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)一樣正面臨著大規(guī)模新的轉(zhuǎn)換時(shí)期,表現(xiàn)為肉、蛋、奶、魚類、菜、果在消費(fèi)比重日益增加,逐漸取代了一些對(duì)傳統(tǒng)主糧的消費(fèi)需求,人均消費(fèi)糧食的減少又進(jìn)而轉(zhuǎn)向?qū)Z食營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和品種多樣化的需求發(fā)展,接下來是對(duì)糧、肉、蛋、奶、菜等食品安全、營(yíng)養(yǎng)保健功能的需求,這種量的結(jié)構(gòu)與質(zhì)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換不斷促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高檔化[8]。然而我國(guó)在糧食種植方面受國(guó)情影響,一直以來都是注重產(chǎn)量的提高,而專用糧種和加工專用糧品種引進(jìn)和開發(fā)較少。雖然近些年來在品質(zhì)開發(fā)上已有一些成果,如面包小麥和高油玉米,但仍滿足不了消費(fèi)者的需求,我們應(yīng)該向著高品質(zhì)、多品種、小批量方向發(fā)展。杜倫麥營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高且加工品質(zhì)好,它的食品產(chǎn)業(yè)開發(fā)適應(yīng)了這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換需要。
目前對(duì)杜倫麥的研究主要集中在以下幾個(gè)方面:杜倫麥的生物學(xué)與培育種植研究;杜倫麥制粉工藝研究;杜倫麥營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的研究;杜倫麥加工品質(zhì)的研究;杜倫麥?zhǔn)称返难邪l(fā)等。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)杜倫麥的生物學(xué)與培育種植方面的研究主要集中在杜倫麥的雜交育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、杜倫麥的種植與選育等幾個(gè)方面。
相志國(guó)等[9]對(duì)杜倫麥與3份不同品種和產(chǎn)地的普通小麥分別進(jìn)行正反雜交,結(jié)果表明反交的結(jié)實(shí)率較高,達(dá)到51.19%,反交的結(jié)實(shí)率明顯高于正交組合。不同雜交組合的雜種發(fā)芽率差異很大,正交組合的平均發(fā)芽率達(dá)到86.67%,反交組合的平均發(fā)芽率僅為30.00%,正交組合要明顯高于反交組合。
楊紫薇等[10]對(duì)6個(gè)F3~F5代的合和28個(gè)F3代的組合的黃色素、面筋含量和筋力進(jìn)行分析研究,結(jié)果表明,各組合的這些品質(zhì)性狀具有很大差異,組合內(nèi)不同品系的分離程度也很大,尤其是對(duì)于黃色素,其變異系數(shù)較高。
高秀等[11]通過對(duì)溫室和田間病圃進(jìn)行了3年的監(jiān)控接種鑒定,發(fā)現(xiàn)Waskana和Waskowa兩個(gè)品種的杜倫麥對(duì)H.filipjevi和H.avenae有較強(qiáng)抗性,線蟲侵染對(duì)這兩種杜倫麥的影響很小。Oka等[12]指出,杜倫麥品種Cosmodur、WB881、Kromus和Svevo對(duì)以色列H.avenae致病型的抗性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通小麥品種Bet-Hashita。Nicol等[13]發(fā)現(xiàn)Kiziltan 91、C1252和Tarm等杜倫麥品種對(duì)Tk1 Haymana的致病型有一定抗性。
李慧敏等[14]利用杜倫麥與普通小麥連續(xù)正反交,培育出高千粒重、穩(wěn)產(chǎn)、抗旱新品系。最高千粒重達(dá)到61.22g,超親優(yōu)勢(shì)為46.28%,已選育出抗旱、抗病、千粒重在40.1~61.22g之間的株系達(dá)到262個(gè)。
肖慶等[15]通過Genebank中11029條杜倫麥核酸序列進(jìn)行逐個(gè)分析,根據(jù)硒蛋白序列具有特有的莖環(huán)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),對(duì)比衣藻中硒蛋白,研究了杜倫麥硒蛋白存在性,獲得了杜倫麥中可能與硒蛋白相關(guān)的核酸序列。
杜倫麥質(zhì)地堅(jiān)硬,麥粒狹長(zhǎng),使用普通小麥磨粉機(jī)很難加工處理,農(nóng)戶無法對(duì)其進(jìn)行充分利用,導(dǎo)致杜倫麥在中國(guó)逐漸失去種植,所以硬粒小麥磨粉在硬粒小麥在中國(guó)的推廣上起到非常重要的作用。
孔繁修,顏莉[16]詳細(xì)介紹了杜倫麥的制粉過程,包括清理、潤(rùn)麥、研磨和清粉四道工序。其清理和潤(rùn)麥過程和普通小麥基本一樣,研磨要使用杜倫麥制粉專用的粉路,通常比普通小麥制粉的粉路要長(zhǎng),使流程中的物料盡可能和緩地受到研磨,粉路短會(huì)導(dǎo)致低價(jià)值面粉產(chǎn)量的增加。清粉系統(tǒng)是獲得最終粗粒粉成品的地方,清粉得到的粗粒粉可以直接用于加工意大利面和通心粉等;時(shí)予新等[17]以杜倫麥為研究對(duì)象,通過改變磨輥的速比和杜倫麥籽粒水分,研究在不同的制粉條件下杜倫麥籽粒的破碎模式。
對(duì)杜倫麥理化特性方面的研究主要集中在蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、礦物元素、類胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和粒度分布、籽粒硬度等方面。
孫延芳等[18]使用紫外分光光度法對(duì)24份不同品種的杜倫麥中的類胡蘿卜素含量進(jìn)行了研究。杜倫麥類胡蘿卜素提取過程中用復(fù)合酶破壁方法,在溶液中依次加入0.6%纖維素酶(20000 U/g)和4%果膠酶(30000 U/g),且二者間隔0.5小時(shí)浸提兩次,可達(dá)到最好提取效果。結(jié)果表明,不同杜倫麥品種類胡蘿卜素含量差異達(dá)極顯著水平,變異范圍在3.5333~8.6533mg/ kg,平均值為5.886 mg/kg。
姚金寶等[19]以杜倫麥品種“Kalka”、“Tamaroi”的全麥粉、粗粒麥粉、淀粉、通心粉四種不同磨粉樣品,以及缺失4A的杜倫麥品系和缺失7A的杜倫麥品系的粗粒麥粉為試驗(yàn)材料,對(duì)杜倫麥的淀粉的一些性狀進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示淀粉樣品的膨脹勢(shì)最高,另外三種磨粉樣品間的膨脹勢(shì)差別很小。與普通杜倫麥比較,發(fā)現(xiàn)缺失4A和缺失7A杜倫麥品系膨脹勢(shì)更高,而直鏈淀粉含量低。分析認(rèn)為,膨脹勢(shì)與直鏈淀粉含量呈明顯的負(fù)相關(guān)。
顧堯臣[20]指出小麥出品率影響小麥粉色澤、灰分和淀粉破損,而這些因素對(duì)制作面條都重要;尤其是當(dāng)最終產(chǎn)品的粒度較細(xì)接近面粉范圍時(shí),上述因素發(fā)生波動(dòng)時(shí)就會(huì)影響到面條質(zhì)量。
戴雙等[21]用比色快速測(cè)定法測(cè)定小麥中的總淀粉及其中的直、支鏈淀粉的含量。研究結(jié)果顯示,雙波長(zhǎng)和多波長(zhǎng)法能夠更好地消除其他因素的影響,測(cè)出的結(jié)果要比單波長(zhǎng)法好。另一方面由于多波長(zhǎng)法操作很復(fù)雜,結(jié)果計(jì)算過程特別地麻煩。綜合來看,對(duì)于小麥直、支鏈淀粉含量的同時(shí)測(cè)定雙波長(zhǎng)法更為合適。
杜倫麥的加工品質(zhì)包括磨粉品質(zhì)、面粉品質(zhì)、面團(tuán)品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)和烘焙品質(zhì)等幾個(gè)方面,并且這些品質(zhì)有很多相應(yīng)的指標(biāo)。其中磨粉品質(zhì)主要包括出粉率、容重、種皮百分率、籽粒硬度和角質(zhì)率等,面粉品質(zhì)指標(biāo)包括面粉白度、灰分、面筋含量、沉降值和降落值等,面團(tuán)品質(zhì)指標(biāo)包括吸水率、面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、斷裂時(shí)間、公差指數(shù)、軟化度和評(píng)價(jià)值等,蒸煮品質(zhì)主要是評(píng)價(jià)饅頭、面條等蒸煮食品的重要指標(biāo),包括饅頭的白度、體積等和面條的柔軟度、色澤、咀嚼性等,烘焙品質(zhì)指標(biāo)主要是用來評(píng)價(jià)烘焙食品的品質(zhì),主要包括面包的體積、比容、面包評(píng)分和蛋糕的柔軟度、直徑、厚度、質(zhì)地等[22-26]。
渠琛玲等[27]研究了杜倫麥主要組成部位(麩皮、麥胚、胚乳)的營(yíng)養(yǎng)礦物元素(Ca、Fe、Mg、Na、K、Zn、Cu、Se)及四種主要蛋白(清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白)的含量及分布。結(jié)果顯示,麥胚中清蛋白、球蛋白和谷蛋白含量較高,總蛋白含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他部位;胚乳中醇溶蛋白和谷蛋白的比例1/5要遠(yuǎn)低于普通小麥胚乳中醇溶蛋白和谷蛋白比例;杜倫麥麥胚和胚乳中的微量元素硒含量分別為0.1062mg/kg、0.0988mg/kg。
關(guān)于杜倫麥在食品方面的研究主要有技術(shù)比較成熟的通心粉、意大利面和比薩,除此之外,國(guó)內(nèi)還有開發(fā)了一些中國(guó)傳統(tǒng)食品,如杜倫麥沙琪瑪[28]等。杜倫麥在食品開發(fā)方面有遼闊的發(fā)展空間。
杜倫麥營(yíng)養(yǎng)豐富,加工品質(zhì)優(yōu)良,且具有抗旱、抗病、抗倒伏等優(yōu)點(diǎn)。但杜倫麥產(chǎn)量相對(duì)較低,籽粒較硬,農(nóng)戶很難自行加工利用,因此,可以通過雜交等手段對(duì)杜倫麥進(jìn)行性狀進(jìn)行優(yōu)化改善,使杜倫麥的廣泛種植成為可能。
隨著我國(guó)國(guó)力的不斷增強(qiáng),國(guó)民收入逐漸增加,國(guó)民的飲食要求業(yè)不斷提高。食品要求專業(yè)化、多樣化、營(yíng)養(yǎng)化、國(guó)際化。從這種消費(fèi)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)看,杜倫麥的品質(zhì)特性研究與食品開發(fā)具有良好的發(fā)展前景。相對(duì)其他谷物而言,國(guó)內(nèi)外在杜倫麥這些方面的研究還很少,尤其在國(guó)內(nèi)發(fā)展空間相當(dāng)大,對(duì)杜倫麥加工品質(zhì)進(jìn)行深入探討和研究,并針對(duì)其品質(zhì)特性研究開發(fā)合適的營(yíng)養(yǎng)健康食品,尤其是適合中國(guó)人口味的食品,對(duì)杜倫麥在我國(guó)的廣泛推廣具有重要作用。
[1] 查如璧, 國(guó)淑惠. 我國(guó)硬粒小麥品質(zhì)性狀及質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)研究[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 1995, (2):8-14.
[2] 王含彥. 硬粒小麥種質(zhì)資源遺傳評(píng)價(jià)及育種利用研究[D].四川農(nóng)業(yè)大學(xué), 2007.
[3] 陳桔, 王忠, 趙玉潔.加速硬粒小麥新品種加工產(chǎn)業(yè)化的開發(fā)[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng), 1997, (3):13-15.
[4] 國(guó)淑惠, 查如壁, 王德森. 我國(guó)冬性硬粒小麥品種的選育進(jìn)程與展望[J]. 麥類作物學(xué)報(bào), 1996, (5):6-7.
[5] 趙忠民. 淺談我國(guó)硬粒小麥的研究與利用[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊,1992, 4(6):6.
[6] 方震, 楊紫薇. 硬粒小麥類胡蘿卜素的研究[J]. 糧食與油脂, 1996, (3):14-16.
[7] 魯清林. 河西地區(qū)開發(fā)硬粒小麥生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)與對(duì)策[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技, 2002, (4):9-11.
[8] 陳桔. 適應(yīng)食物結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換加速我國(guó)硬粒小麥種植加工開發(fā)[J]. 食品研究與開發(fā), 1997, 18(2):40-42.
[9] 相志國(guó), 趙獻(xiàn)林, 康明輝, 等.普通小麥與硬粒小麥正反雜交差異研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,42(9):14-17.
[10] 楊紫薇, 方震, 李高潮, 等. 硬粒小麥面筋和黃色素含量的早代選擇[J]. 麥類作物學(xué)報(bào), 1999, 19(6):7-9.
[11] 高秀, 崔磊, 李洪連, 等.硬粒小麥品種Waskana和Waskowa對(duì)禾谷孢囊線蟲(Heterodera filipjev和H.avenae)的抗性[J].作物學(xué)報(bào), 2012, 38(4):571-577.
[12] Oka Y., Gozel U., Speigel Y., Mor M.. Cereal cyst nematodes in Israel, and their biology and control strategies[J]. Ankara, Turkey: CIMMYT Press,2009:149-153.
[13] Nicol J. M., Bolat N., Yildirim A. F., Yorgancilar A, et al. Identification of genetic resistance to cereal cyst nematode ( Heterodera filipjevi ) for international bread wheat improvement[J]. Ankara, Turkey: CIMMYT Press, 2009: 160-165.
[14] 李慧敏, 趙鳳梧, 戴茂華, 等. 利用普通小麥、硬粒小麥種間雜種優(yōu)勢(shì)選育高千粒重新種質(zhì)研究[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào), 2006, 21(B11):68-73.
[15] 肖慶, 楊廣笑, 何光源. 硬粒小麥基因組中硒蛋白存在性分析研究[J]. 生物技術(shù), 2008, 18(4): 23-26.
[16] 孔繁修, 顏莉. 硬粒小麥制粉基礎(chǔ)[J]. 糧油食品科技, 2001,9(6):41-42.
[17] 時(shí)予新, Hareland G.. 杜倫麥在不同制粉條件下破摔模式的研究[J]. 鄭州工程學(xué)院學(xué)報(bào), 2002, 23(4): 15-18.
[18] 孫延芳, 王成社, 楊進(jìn)榮, 等. 硬粒小麥類胡蘿卜素含量的定量分析[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 35(5):102-106.
[19] 姚金寶, Sha R., Je C., 等. 硬粒小麥若干淀粉性狀研究[J].麥類作物學(xué)報(bào), 2005, 25(4):113-115.
[20] 顧堯臣. 粗粒粉和麥心粉加工(一)[J]. 糧食與飼料工業(yè), 2003, (6):3-6.
[21] 戴雙,程敦公,李豪圣,等.小麥直、支鏈淀粉和總淀粉含量的比色快速測(cè)定研究[J]. 麥類作物學(xué)報(bào), 2008,28(3) :442- 447.
[22] 朱天欽.論“在我國(guó)面粉工業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品—強(qiáng)化面粉”[J].鄭州糧食學(xué)院學(xué)報(bào),1987,(1):2-7.
[23] 郝確.饅頭體積與面筋質(zhì)含量的關(guān)系[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,1991,(1):42-46.
[24] Campbell W. P., Wrigley C. W., Cressey P. J.. Statistical correlation between quality attributes and grain-protein composition for 71 hexaploid wheats used as breeding parents[J].Cereal chemistry, 1987, 64(5):293-299.
[25] Khan K., Tamming G., Lukow O. The effect of wheat flour proteins on mixing and baking: correlations with protein fractions and high molecular weight glutenin subunit composition by gel electrophoresis [J]. Cereal chemistry , 1989, 66:391-396.
[26] 趙乃新,王樂凱,程愛華,等.面包烘焙品質(zhì)與小麥品質(zhì)性狀的相關(guān)性[J].麥類作物學(xué)報(bào),2003,23(3):33-36.
[27] 渠琛玲, 馬玉潔, 王若蘭, 等. 硬麥八號(hào)主要組成部位四中主要蛋白質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)礦物元素含量分析[J].糧食與飼料工業(yè), 2014, (3):8-10.
[28] 馬玉潔, 渠琛玲, 王若蘭, 等. 杜倫麥沙琪瑪制作工藝的優(yōu)化[J].食品工業(yè), 2014, 36(6):106-109.
Research Progress of Durum
M A Yu-jie,LU Xue-jun,ZHAN G Jian-lin,ZHU Yan-ping,Q U Chen-ling
(1.Henan Zhongpin Food Industry Co., Ltd,; 2.College of Grain O il and Food Science, Henan University of Technology)
Durum is a kind of nutritious cereal , w hich is rich in protein, carotenoids and selenium. It is a special raw m aterial of pasta, m acaroni and pizza. In this paper, the research progress of biology and breeding cultivation, m illing, Physical and chem ical properties, processing properties and product research and developm ent w ere review ed. And it also analyzed the status of its researching and then advanced the researching direction of durum in the future.
durum;breeding;m illing;Physical and chem ical properties;processing properties;product research and developm ent