第三章 大麦品质及检验

第三章大麦品质及检验大麦在植物学分类上为禾本科大麦属，该属内已知有29个种，只有普通大麦种具有栽培价值。

按中国的分类，普通大麦种下设5个亚种，即二棱和多棱两个近缘野生大麦亚种，二棱、多棱和中间型3个栽培大麦亚种。

中间型亚种在生产上很少应用。

各亚种内都存在皮大麦（成熟时颖果与稃壳粘连）和裸大麦（颖果与稃壳分开）两大类。

大麦籽粒是重要的工业原料，大部分作饲料，其次为酿酒，少量食用。

大麦由于食用纤维含量高，保健作用强，在食用上有发展趋势。

大麦具有生育期短，耐寒、耐瘠，适应性强等特点，故其在世界上的种植区域广于小麦。

世界大麦栽培面积仅次于小麦、水稻、玉米，居第四位。

正常年份，世界大麦总产量为1.3亿吨，其中啤酒大麦约2100万吨。

中国早在五千年前就种植大麦，西汉以前大麦就作为主要粮食作物普遍种植。

20世纪30年代，全国大麦种植面积曾超过666.7万公顷。

中国大麦种植的地理分布广泛。

在中国西藏的种植高度达海拔4750m，为世界之最。

裸大麦区以食用为主，长江中下游地区以啤用、饲用为主，西北春麦区以啤用为主。

第一节大麦品质及其评价一、中国的大麦生产20世纪80年代初，全国年大麦面积近333万公顷，总产700万吨。

1 996年，中国大麦面积105万公顷，总产374万吨，平均单产3570kg/hm2。

近几年种植面积较大的省、自治区、直辖市有河南、江苏、浙江、四川、安徽、甘肃、上海、云南、新疆、湖北等。

2007年，中国啤酒大麦的种植面积接近10 00万亩，啤酒大麦总产量在220万—230万吨。

在市场份额上，接近50%。

中国啤酒产量和啤酒大麦进口量均位居世界第一。

因此，近几年来对大麦品质的研究主要集中在啤酒大麦方面。

中国啤酒大麦主要有三个主产区。

1．西北啤麦产区西北啤麦产区，自然条件得天独厚，日照长、温差大、太阳辐射强等多种优越的气候条件，为啤麦的生长发育创造了良好的生态环境。

特别是大麦灌浆成熟阶段光照充足，相对湿度低、昼夜温差大，有利于光合产物的合成和积累，对形成啤麦饱满的籽粒、较大的千粒重、鲜亮的色泽、较高的发芽势和发芽率都是极为有利的，而且蛋白质含量适中，因此啤麦质量较好，是中国近年来啤麦生产发展较快的产区，也是自给有余，能外调啤麦和麦芽的区域。

该区主要以甘肃省为啤麦产区，尤以农垦系统的啤麦品质较好。

该地区的主栽品种是匈84，曾用名84-62，原名法瓦维特，中国于1984年从匈牙利引进，原系荷兰的啤麦品种。

其千粒重44. 4g，糖化时间5—lOmin，麦汁色度0. 22，无水浸出物78. 9%α-氨基氮193mg／lOOg，糖化力280WK，库尔巴哈值41%，最终发酵度81%。

近年来，甘啤系列品种在生产上应用面积较大。

2．江浙啤麦产区20世纪80年代以前，江浙啤麦及其麦芽是全国唯一的主产区、主供区。

江苏省啤麦的优势在于农垦系统的农场，常年种植啤麦1. 07万公顷，品种统一，生产条件好，品质优良，且不少农场有烘干设施。

近年来，还成立了啤麦联合体，专门协调各农场的啤麦生产、加工和销售。

江苏省的主栽品种是港啤l号，原名KA-4B，系连云港市大麦品种改良中心育成。

其麦芽微粉浸出率79%—80. 6%，糖化力310WK左右，库尔巴哈值40%以上。

苏引麦2号以及近年来扬州大学大麦研究所育成的“扬农啤”系列啤麦推广应用面积也较大。

3．东北啤麦产区东北产区的啤麦目前尚不能自给，其主产区在黑龙江。

该区的主栽品种是红日啤麦l号，系红日种子实业有限公司开发部育成。

其粗蛋白11.2%，无水浸出物81%，糖化力448. SWK，最终发酵度82. 9%，库尔巴哈值40. 8%。

近年来，垦啤麦系列啤麦推广应用面积也较大。

二、饲料大麦品质及其评价大麦的籽粒是畜禽的精饲料。

大麦籽实中干物质80%～85%，水分占12%～20%。

于物质中，淀粉含量达45%～70%，其中链粉占17%～20%，胶淀粉占80%左右，蛋白质有清蛋白、谷蛋白、球蛋白和胶蛋白等四类，含量为8%～14%，脂肪含量较低约为2%～3%，氨基酸、维生素及磷钙含量较丰富。

大麦籽实的可消化成分比玉米低，与小麦接近，远比燕麦高。

与素有“饲料之王”称号的玉米相比，大麦籽粒的饲用价值相当于玉米的95%，淀粉含量略低于玉米，适口性亦不及玉米，但蛋白质尤其是可消化蛋白质的含量却明显高于玉米。

从大麦籽粒中蛋白质的氨基酸组成看，除亮氨酸少于玉米、苏氨酸与玉米相当外，包括赖氨酸在内的多种其他氨基酸均高于玉米。

对家畜生长发育卜分重要的烟酸含量，大麦比玉米高出两倍多。

有关研究指出，玉米喂猪虽有较好的育肥效果，但脂肪硬度较差，熔点低，称为“软脂肪”。

另外由于玉米常常含有胡萝卜素，使猪的脂肪呈黄色，影响商品外观。

为此，单以玉米以主的催肥是不妥当的，如能掺人20 %～40%的大麦，特别是肥育后期逐渐增加大麦的比例，可以使猪肉巾脂肪的硬度增加、溶点提高，也可以提高瘦肉率。

因此，在饲料工业中，大麦是玉米的重要补充，在配合饲料中有着不可忽视的重要地位。

家畜日粮中缺乏蛋白质、维生素和微量元素时，可使每单位的饲料消耗量增加40%～50%。

饲料大麦要求籽粒的蛋白质含量较高，蛋白质的氨基酸组成比较平衡，特别是要求动物体不能自身合成的8种必需氨基酸的比例较高。

与其他谷类作物中的情形相类似，赖氨酸是影响大麦籽粒蛋白质营养价值的第一限制性氨基酸。

因此，一般要求饲用大麦具有较高的蛋白质和赖氨酸含量以及较低的粗纤维含量。

根据中国饲用大麦的质量标准，饲用皮大麦一级品的粗蛋白质含量应≥11%，粗纤维含量低于5%；二级品的粗蛋白质含量应≥10%，粗纤维含量低于5.5%；三级品的粗蛋白质含景应≥9%，粗纤维含量应低于6%。

三、啤酒大麦品质及其评价啤酒工业对原料大麦的品质要求，可以分为原麦品质和麦芽（酿造）品质两个方面。

（一）原麦品质原麦品质包括原麦的外观品质如籽粒外观和色泽、气味、夹杂物、品种纯净度和麦粒整齐度、谷皮特征、籽粒形态等，还有原麦的理化品质如容重、千粒重、胚乳性质、发芽势和发芽率、水敏感性、吸水能力、蛋白质含量、浸出率等。

1978年中国轻工业部曾制定并公布了暂行的啤酒大麦质量标准。

1985～1986年间国家标准局会同轻工业部和农业部对原有的标准作了修订和补充。

新的啤酒大麦质量国家标准于1987年10月1日起执行（见表3-1和表3 2）。

根据这一标准，中国的啤酒大麦质量分为优级、一级和二级三个等级。

优级达国际先进水平，一级达国际一般水平，二级达国内平均水平。

欧洲酿造协会要求啤麦的籽粒蛋白质含量不高于11.5%，蛋白质含量过高，不仅降低麦芽浸出率，还会导致啤酒口味粗重，风味稳定性变差，且易混浊。

表3-1啤酒大麦国家标准（感官标准）（二）麦芽（酿造）品质麦芽品质亦分为麦芽外观特征和麦芽的理化性状。

外观品质包括夹杂物、色泽和香味等。

理化性状包括千粒重、容重、硬度、无水浸出率、糖化时间、麦汁过滤速度与透明度、色度、粗细粉浸出率差、麦汁黏度、蛋白溶解度(又称库尔巴哈指数，Kolbach index)，a~氨基氮、a~淀粉酶活力与糖化力等（表3 3）。

表3-3麦芽质量标准对几个常用的麦芽品质性状作一简要介绍。

①无水麦芽浸出率(%)。

指在一定的糖化条件下所抽提的麦芽可溶性物质占绝干麦芽重量的比例(%)。

②粗细粉浸出率差。

指麦芽用EBC粉碎机I号筛碎的细粉（细粉占90%左右）与Ⅱ号筛粉碎的粗粉（细粉占25%左右）均按协定糖化法进行糖化所得到的浸出物差。

这一指标用以衡量麦芽的溶解度。

溶解度愈好的麦芽，其粗细粉浸出率差愈小。

⑧蛋白溶解度（库尔巴哈指数）。

指100克无水麦芽中的可溶性氮占总氮的比例(%)。

此值愈高说明蛋白质分解愈完全。

④麦汁黏度。

用以反映麦芽胚乳细胞壁半纤维素和麦胶质的降解情况，从而对麦芽溶解度作出评价。

⑤a-淀粉酶活力与糖化力。

麦芽淀粉酶活力用以估价麦芽的淀粉分解能力。

麦芽糖化力包括a和p两种淀粉酶的作用。

用100克无水麦芽能生成的麦芽糖量表示。

第二节大麦品质的形成与调控一、大麦品质形成的遗传与生理基础在农作物中，栽培大麦的遗传学研究开展很广泛。

由于大麦分布广泛，栽培大麦的染色体数目少而形体大(6～8μm)，自花授粉，容易进行人工杂交，且具有丰富而易区分的遗传性状。

迄今已鉴定出与形态和生理特性、颜色标记、抗病性、雄性不育性和胚乳蛋白质特性等性状有关的基因近500个，其中已有100余个基因通过遗传分析和细胞遗传学研究，分别定位于7条染色体上，并构建出基因的连锁图。

但许多与大麦籽粒的营养价值和酿造品质有关的性状，多受多基因控制，关于这些性状的遗传信息，大多是通过遗传交配设计和相应的数量遗传分析方法而获得的。

（一）籽粒蛋白质含量(%)无论对饲用大麦，还是对啤酒大麦，籽粒的蛋白质含量都是一个主要的品质指标。

已有大量研究表明，这一性状对栽培措施和环境因子的反应十分敏感，不同研究者对这一性状遗传特性的研究结果也有较大的差异。

Hockett与Vilan (1985)曾对1964～1985年有关的文献报道作过综合分析，指出籽粒蛋白质的广义遗传力变幅为5%～98%，平均为53%;狭义遗传力的变幅为8%～76%，平均值为32%。

籽粒蛋白质含量的广义遗传力则为42%～55%。

现有的大多数双列杂交分析结果表明，籽粒蛋白质含量的遗传符合加性一显性模型，基因型之间的一般配合力(GCA)效应和特殊配合力(SCA)效应均为显著或极显著，表明基因的加性效应和显性效应很重要。

也有研究者指出，只有GCA效应是显著，基因的加性效应是主要的，另有报道认为显性效应是最主要的。

考虑到籽粒的蛋白质大部分分布于胚乳中，黄志仁等(19 91)在6×6双列杂交实验中采用了三倍体遗传模型分析籽粒蛋白质含量的遗传，结果表明，控制蛋白质含量遗传的基因作用方式为超显性，且显性部分所占的比例远大于加性效应。

他们还对三个组合的正反交Fi种子蛋白质含量作r分析，结果表明蛋白质含量表现一定程度的母体效应。

根据一些双列杂交实验中协方差／方差(Wr/Vr)分析的结果，控制蛋白质含量的等位基因，具有隐性高值和显性低值的特点。

换言之，表现隐性等位基因为增效基因，而显性等位基因为减效基因的趋势。

大麦籽粒蛋白质含量与赖氨酸含量之间存在着显著的正相关。

由于籽粒赖氨酸有95%以上存在于蛋白质分子中，因此，蛋白质含量高的基因型，其籽粒的赖氨酸含量也较高。

（二）籽粒饱满度籽粒的饱满度属于数量性状，其广义遗传力变幅为34%～90%，平均为62%，狭义遗传力变幅为24%~58%，平均为43%。

Naser等(1972)仅发现基因的加性作用，而Briggs (1974)对F2群体的分析表明基因作用呈加性和上位性效应，也有报道指出基因作用表现显性和上位性效应。

Briggs (1974)和Jensen (1972)等的研究表明：基因型间的GCA和SCA效应均是显著的，而Baier (1978)则指出仅有GCA是显著。