糯小麦淀粉粒粒度分布及其对氮素的响应

【摘要】近年来糯质小麦品种因其极低的直链淀粉含量而成为小麦淀粉品质改良的重要研究对象。1995年日本首次选育出糯小麦品种,并且其制作的乌冬面口感品质极佳。研究认为,直链淀粉含量与面粉品质特性成负相关,低直链淀粉小麦在品质特性,特别是糊化特性上表现优良,其更易糊化,抗老化特性更强。糯小麦在淀粉含量和淀粉粒粒度分布上与普通小麦有显著的差异,这是决定糯小麦淀粉品质的主要因素。不同粒度大小分布的小麦淀粉有不同的理化特性,常被用来作为面粉改良的重要添加剂。小麦籽粒淀粉形成既受遗传因素影响,也受外界环境调控。氮素作为常见的调控因子,对小麦淀粉形成有一定的调控作用。本研究在大田条件下,选取不同糯质品种,设置四种氮素水平,结合室内分析,对糯小麦淀粉形成、淀粉粒粒度分布、淀粉糊化特性等进行了研究。主要研究内容如下：1.分析了不同糯质小麦品种在淀粉形成,品质特性上的差异。实验选用三个糯小麦品种及其糯性亲本和非糯亲本共七个品种作为供试材料,通过分析不同糯性小麦品种在淀粉形成过程和淀粉粒粒度动态分布特征上的差异,来研究糯小麦淀粉粒的形成特征及其对面粉品质特性的影响。结果表明,糯小麦直链淀粉含量极低(<1.3%),而其支链淀粉含量显著高于非糯小麦。随着灌浆的进行,糯小麦支链淀粉含量逐渐增多,花后9-14天迅速合成,花后14天达最大值,而非糯小麦花后29天达最大值。说明糯小麦支链淀粉合成能力强于非糯小麦。在淀粉粒粒度分布上,糯小麦和非糯小麦也存在差异：灌浆中后期,糯小麦合成大量的中小淀粉粒。说明直链淀粉有利于淀粉粒体积的增大,而支链淀粉是淀粉合成的必须物质。实验还发现,糯小麦有较低的峰值时间,低估粘度和回生值,以及较大的崩解值,说明糯小麦容易糊化,但其粘度不稳定,其抗老化特性较强,这可能与其极低含量的直链淀粉以及由此产生的淀粉粒粒度分上的差异引起的。2.研究了不同氮素处理下不同糯质小麦淀粉的动态形成特征。试验以糯小麦品种NM1和非糯小麦品种YM158为实验材料,同时设置四种氮素水平,对比研究糯小麦淀粉在生理合成、组成含量、粒度分布和品质特性上的特殊表现。实验发现,NM1淀粉含有极低含量的直链淀粉,远低于YM158。其淀粉合成相关酶活性也有差异,特别是GBSS活性远低于YM158,说明GBSS是直链淀粉合成过程中的关键酶。在淀粉粒粒度的分布上两品种小麦存在差异,相对于YM158,NM1淀粉中B-、C-型淀粉粒体积比例较大,特别是二者C-型淀粉粒体积比例相差一倍。而平均粒径上,YM158淀粉粒普遍大于NMl。试验还测定了两品种小麦面粉及淀粉的糊化特性,由于淀粉组成和含量上的差异,它们在糊化特性上存在显著差异,糯小麦品种表现更好的抗老化特性。同时,两品种在不同氮素水平下,其淀粉各特性有一定的差异,研究认为在一定的范围内施氮有利于提高淀粉含量,过量反而会降低淀粉含量。3.明确了不同糯质、不同粒度淀粉粒在淀粉含量和面粉品质特性上的差异。试验分别提取普通小麦品种扬麦158(YM158)和糯小麦品种宁糯麦1号(NM1)的淀粉,根据淀粉粒粒径大小将淀粉分成A-、B-型两种组分,分别测定其直支链淀粉含量以及糊化特性(RVA)。实验发现,相对于YM158,NM1淀粉中直链淀粉含量极低,其峰值粘度和崩解值显著高于YM158,而其回生值显著低于YM158。两品种在A-、B-型淀粉粒分布上也有较大的差异,YM158淀粉含有较大体积比例的A-型淀粉粒(63.37%),而NM1淀粉中B-型淀粉粒比例较大(54.67%)。通过提纯两品种淀粉中A-、B-型淀粉粒,并对不同大小淀粉粒中直支链淀粉含量和各自的RVA特性的测定。发现NM1淀粉B型淀粉粒含有较高含量的直链淀粉,而YM158的A-型淀粉含有较多的直链淀粉。进一步研究发现,大小淀粉粒在糊化特性上的表现较为类似。对于NM1,低直链淀粉含量的A-型淀粉粒表现较高的粘度值,其回生值显著大于B-型淀粉粒。而对于YM158,高淀粉含量的A型淀粉粒也表现较高的粘度特性。通过研究不同品种以及不同粒级淀粉中淀粉组成及含量和糊化特性之间的关系,我们发现,相对于正常小麦,糯小麦因其极低的直链淀粉含量表现出较高的峰值粘度和较低的回生值。而在对各品种A-、B-型淀粉粒测定发现,直链淀粉含量和糊化特性的关系因品种不同而有差异。在NM1中,高直链淀粉含量对应低糊化特性,特别是回生值；而在YM158中,高直链淀粉对应于较高的糊化特征值。基于此,实验按不同比例对不同品种及不同粒度的淀粉进行混配,研究了不同淀粉粒的添加和配比对淀粉糊化特性的影响。
【作者】杨延强；
【导师】姜东；
【作者基本信息】南京农业大学，作物栽培学与耕作学，2013，硕士
【关键词】糯小麦；淀粉形成；淀粉粒粒度分布；氮素水平；糊化特性；

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