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1、2007年 5月 第 22卷第 3期中国粮油学报 Journal of the Chinese Cereals andO ilsAssociationVo. l 22 , No . 3 M ay. 2007兰州拉面专用粉对春小麦品质的要求 ? 小麦籽粒面筋蛋白组成含量与品质的关系孟宪刚1 , 2? 谢放1? 尚勋武3(兰州交通大学化学与生物工程学院1, 兰州?730070)(兰州大学生命科学院2, 兰州?730000)(甘肃农业大学农学院3, 兰州?730070)摘 ? 要 ? 共选用 30份春小麦材料, 参照 Singh等 1和 Verbruggen等 2方法, 提取出不同材料的面筋蛋白、高
2、分子量麦谷蛋白亚基 (HMW - GS)和低分子量麦谷蛋白亚基 ( LMW - GS)。通过测定各蛋白组分的含量及比例, 同时结合不同材料的理化品质、 面团流变学特性以及拉面食用品质进行多元相关分析, 结果表明: 麦谷蛋白含量与小麦籽粒蛋白含量、 湿面筋含量、 面筋指数、 干面筋含量呈显著正相关; 与面团弹性、 延伸性以及面 团筋力也呈显著正相关; 与拉面食用韧性、 粘性以及总评分呈显著正相关。HMW - GS含量与小麦湿面筋和干面筋含量呈显著正相关; 与面筋指数呈显著负相关。在面团品质方面, HMW - GS含量与面团韧性呈显著正相关, 而与 LMW - GS与面团延伸性和面团筋力为显著正相
3、关。HMW - GS含量与拉面最终评分呈显著负相关, 相反 LMW - GS与拉面最终评分呈显著正相关。关键词 ? 面筋蛋白含量高分子麦谷蛋白亚基含量低分子麦谷蛋白亚基含量春小麦籽粒品质拉面品质? 小麦籽粒储藏蛋白质主要由面筋蛋白 ( Gluten)构成, 而面筋蛋白主要是麦谷蛋白 ( Glutenin)和麦醇溶蛋白 ( Gliadin)构成。麦谷蛋白赋予面团韧性, 麦 醇溶蛋白赋予面团延伸性。目前对面筋蛋白与小麦品质关系的研究: 一方面主要研究面筋蛋白的亚基构成 (即麦谷蛋白与麦醇溶蛋白亚基构成 )与加工品质的关系; 另一方面即是研究面筋蛋白含量与加工 品质的关系。研究面筋蛋白含量与品质的关
4、系主要集中研 究谷蛋 白聚 合体 ( Gluten Macro polymer ,GMP)与小麦品质的关系, 以及通过还原纯化出不同 种类的面筋蛋白组分, 通过微量添加法加入到基质面粉中采用微量粉质仪来测定面团流变特性的变化趋势。兰州拉面是我国西北地区主要面条类型, 目前 也成为我国较有影响快餐品牌。研究拉面专用小麦对我国小麦品质育种意义重大。有关拉面专用小麦基金项目: 兰州交通大学 ? 青蓝人才工程?专项资金 ( QL?05?15A)资助, 兰州大学博士后经费资助项目收稿日期: 2006- 04- 26作者简介: 孟宪刚, 男, 1974年出生, 博士, 副教授, 植物蛋白工程及作物基因工程
5、改良理化品质的要求, 已有系统报道 3。然而, 面筋蛋白含量、 以及不同蛋白组分含量配置对拉面加工品质的影响目前尚未报道。本研究主要针对甘肃河西春 麦区的主栽品种和一些高代品系, 采用还原纯化的方法, 分离出面筋蛋白、 高分子麦谷蛋白亚基 (HMW- GS)和低分子麦谷蛋白亚基 ( HMW - GS); 同时测定了试验材料的理化品质以及拉面加工品质。采用 多元相关分析, 深入探讨了面筋蛋白含量、 HMW -GS含量、 LMW - GS含量以及 HWM - GS/LMW - GS配置与小麦品质和拉面加工品质的关系, 旨在揭示 面筋蛋白的含量与配置对小麦品质的影响, 为我国专用小麦品质遗传改良提供
6、理论依据。1? 材料与方法1 . 1? 试验材料试验材料共计 30份, 其中 9份为河西灌区的主 栽品种; 而另外 21份材料是甘肃农业大学小麦育种研究所近年来选育的高代品系。全部材料于 2002年和 2003年种于甘肃农业大学武威黄羊镇教学实 验农场, 田间采用随机区组设计, 3次重复, 当年收获考种, 分析样品为 3次重复的混合样。中国粮油学报2007年第 3期1 . 2? 试验方法 1 . 2 . 1? 小麦品质测定: 供试材料采用 Tripette B: 50 %( v/v)异丙醇 + 0 . 08 M T ris- HC,l p H 8 . 0 。将 100mg小麦粉在 5mL A溶
7、液制成悬浮液提取30m in 、 搅拌 15m in后离心 5m in( 17 000 ? g , 20? )除 去上清液。沉淀物重新悬浮于 A 溶液中, 重复以上步骤 2次。将剩余物悬浮在 0 . 5mL含有 1 % DTT的B溶液中, 在 60? 下还原 30m in后离心 ( 17 000 ? g, 20? ) 5m in后得到上清液。加入 1 . 4 % 的 4- 乙稀吡啶的 B溶液 0 . 5mL, 在 60? 下水浴 30m in , 获得上清液体 ( R- A); 再加入 0 . 5mLB溶液。向上清液加入纯丙酮使其 浓度达到 40 %, 室温 ( 20? ) 下静置 10m i
8、n , 离心 5m in( 17 000 ? g, 20? )后首先获得的残余物主要由 HMW - GS组成。继续加入一定量纯丙酮使其浓度达到 80 %, 离心 5m in( 17 000 ? g , 20? ) 第二次获得的主要残余物为的 LMW - GS 。分离出来的高、 低分子量麦谷蛋白通过冷冻干燥后称重量。1 . 2 . 3? 高、 低分子量麦谷蛋白亚基纯度鉴定将提纯出的高、 低分子量麦谷蛋白亚基通过十 二烷基硫酸钠聚丙稀酰胺凝胶电泳 ( SDS- PAGE)检测。采用北京六一仪器厂生产的 DYY- 12电泳仪;浓缩胶缓冲液为 0 . 5MTris- HCl( pH6 . 8); 分离
9、胶缓冲液为 3 M Tris- HC l( p H8 . 8)。选用垂直板电泳槽, 分离胶中含 40 % 丙稀酰胺, 2 % 双丙稀酰胺。样品在恒流 30mA条件下电泳 4h 。电泳完毕后, 把胶板放入含 1 %考马斯亮蓝 R250及 10 % 三氯乙酸染色液中过夜。此后, 以 10 % 乙酸、 30 % 乙醇的水溶液脱色 至背景无色, 拍照保存, 方法详见参考文献 4 。图 1? 提取出的高、 低分子量麦谷蛋白亚基 SDS- PAGE电泳图1 . 2 . 4? 拉面制作及其食用评价在甘肃农业大学员工餐厅进行, 从和面到拉制 全部由专业拉面师操作。 15位有品尝经验的人, 每5人一 组, 组
10、成 3 个专家小 组, 评 分标准以 SB/T10137- 1993为依据。具体方法见参考文献 1 , 实验结果详见表 2。表 2? 试验材料的拉面加工品质指标范围平均值 ( n= 30)标准差色泽6. 50 9 . 607 . 970. 92 表观7. 00 9 . 308 . 380. 68适口性14. 00 19 . 3316 . 911. 12韧性16. 00 23 . 0018 . 321. 72粘性15. 00 21 . 3018 . 171. 84光滑性3. 50 4 . 704 . 030. 34食味3. 00 4 . 503 . 870. 39总分66. 00 88 . 00
11、74 . 675. 822结果与分析2 . 1? 试验材料的高、 低分子量麦谷蛋白的提取结果通过对不同材料的麦谷蛋白进行分离纯化, 得到其高、 低分子量麦谷蛋白组分。从图 1可见, 利用 本方法纯化的高、 低分子麦谷蛋白亚基经 SDS -22第 22卷第 3期孟宪刚等? 兰州拉面专用粉对春小麦品质的要求PAGE检测, 纯度相对较高。据 Verbruggen等通过光 密度扫描计计算出这种方法提纯的麦谷蛋白亚基纯度高于 95 % 以上 2。已有研究表明, 小麦 HMW -GS占麦谷蛋白总量 30 % 左右, LMW - GS约占麦谷 蛋白 60 % 左右 5。从表 2可见: 供试材料的麦谷蛋白含量
12、以及 HMW - GS与 LMW - GS占麦谷蛋白比 例随品种不同而异。总体来看, HMW - GS约占麦谷蛋白总量的 20 % 40 %之间, LMW - GS占麦谷蛋白总量的 50 % 70%之间。供试材料中高代品系 03- 8112的麦谷蛋白含量最高, 达到 4 . 6 % ; 而 858- 40的麦谷蛋白含量最低, 只有 2 . 13 % ; HMW - GS含量最多的材料是高代材料圆多 4 , HMW - GS含量接近 麦谷蛋白总量的一半, 达到 46 % ; 兰大 92( 1) - 1的HMW - GS相对含量最低, 只占到 23 % ; 其它材料HMW - GS相对含量介于 2
13、3 % 46% 之间。由表 3 可见, LMW - GS相对含量与 HMW - GS相对含量分布情况恰好相反。表 3? 麦谷蛋白分离纯化结果材料名称麦谷蛋白 /面粉总量 (% )高分子 /低分子量亚基 H /L* (% )高分子 /谷蛋白总量 H /H + L(% )低分子 /谷蛋白总量 L/H+ L(% )兰大 92( 1) - 12 . 460 . 370 . 270 . 73张春 173 . 510 . 490 . 330 . 67 武春 2号4 . 070 . 670 . 400 . 60甘春 18号2 . 300 . 780 . 440 . 56 C81452 . 600 . 850
14、 . 460 . 54甘春 20号3 . 700 . 640 . 390 . 61 20143 . 750 . 460 . 310 . 69P33- 12 . 560 . 640 . 390 . 61 武春 1212 . 150 . 490 . 330 . 67普二 102 . 800 . 750 . 430 . 57 圆多 22 . 700 . 700 . 410 . 59普二 82 . 500 . 560 . 360 . 64 圆多 42 . 600 . 860 . 460 . 54普一 53 . 800 . 580 . 370 . 63 圆多 33 . 970 . 430 . 300 .
15、 70普二 152 . 320 . 670 . 400 . 60 圆多 63 . 600 . 590 . 370 . 63普二 173 . 970 . 730 . 420 . 58 普二 113 . 800 . 580 . 370 . 63 圆多 73 . 140 . 740 . 430 . 57圆多 13 . 200 . 680 . 410 . 59 圆多 52 . 300 . 770 . 430 . 57普三 103 . 900 . 660 . 400 . 60 普一 43 . 430 . 580 . 370 . 63普三 83 . 550 . 540 . 350 . 65 858- 40
16、2 . 130 . 520 . 340 . 6603- 81124 . 600 . 630 . 380 . 62 03- 82052 . 810 . 700 . 410 . 5900- 21223 . 600 . 440 . 310 . 69 02- 90283 . 870 . 440 . 300 . 70? ? 注: H 为 HMW - GS , L为 LMW - GS 。2 . 2? 不同的 HMW - GS与 LMW - GS含量与小麦品质的关系 不同的麦谷蛋白含量, 不同的 HMW - GS与LMW - GS含量对小麦品质以及面团流变学特性的影响见表 4。表 4? 不同的 HMW - GS与 LMW - GS含量与小麦品质之间的简单相关分析H+ LH /LH /H+ LL /H + L蛋白质含量 (% )0 . 47*0 . 270 . 22- 0. 22湿面筋含量 (% )0 . 53* *0 . 41*0 . 44*- 0. 44*干面筋含量 (% )0 . 43*0 . 42*0 . 40*- 0. 40* 面筋
