小麦蛋白质品质研究进展.

青海农林科技・专题综述・2001年第4期

小麦蛋白质品质研究进展

车永和,马晓岗

(青海省农林科学院作物所,青海西宁810016)

摘要:小麦是人类重要的蛋白质来源。小麦蛋白质对小麦营养品质和加工特性都有非常重要的影响,它是

小麦国际贸易和品质评价中的基本指标。本文就小麦蛋白质品质的蛋白质含量、蛋白质质量、麦谷蛋白和麦醇溶蛋白、面筋含量和质量、沉淀值等有关蛋白质品质的几个主要方面研究情况进行了综述和讨论,育种提供参考。

关键词:小麦;蛋白质;品质中图分类号:S152.1+233文献标识码:A()042白质的38.4,35食物,,不仅是小麦商品粮的品质基础,也是专用面粉生产和食品加工企业生产优质食品的重要物质基础,小麦产量和品质的多少与优劣,直接关系到人类食物的满足程度和生产水平的提高,影响着人类的营养平衡。小麦蛋白质品质对小麦营养品质和加工特性都有非常重要的影响,是小麦国际贸易和品质评价中的基本指标,也是目前研究最为广泛和深入的小麦品质指标。本文就小麦有关蛋白质品质的几个主要方面的研究做一综述,以期为小麦品质育种研究工作提供参考。1蛋白质含量

小麦籽粒蛋白质含量与湿面筋含量具有很好的相关性,与加工品质密切相关。不同用途的小麦面粉对小麦蛋白质含量要求不同,对馒头小麦品种的

1〕

面粉粗蛋白含量一般要求以高于12.5±1%为宜〔;中国面条(加碱黄色面条)一般要求小麦中蛋白质与淀粉的含量与质量,以及小麦的各种品质指标都要

2〕

适中,过高、过低都不行(Miskelly,1989)〔。黄东印(1990)指出,面粉蛋白质含量与干面条断裂强度呈

3〕

极显著正相关,林作楫(1994)〔研究也发现,蛋白质含量不仅与煮面强度高度相关,而且与煮熟面条的外观表现和总评价值呈显著负相关。因此,一般认为中国面条适宜的蛋白质含量应为中等,即12%～13%左右;小麦蛋白质含量在8%～20%范围内,蛋白质含量与面包体积呈线性关系,烘烤品质较好(尹应哲,1990;李志西等,1998)。4〕

(1995)对我国小麦种质资源品质现据李鸿恩〔

状分析来看,蛋白质平均含量为15.10%,变异幅度为7.50%～28.90%。我国首批面包小麦品种蛋白

5〕

质含量为14.64%～18.61%〔。我国冬小麦蛋白质,晚熟品种高于早熟品种。蛋白质

含量还存在地域差异,我国北方品种高于南方品种,

4〕

北方小麦基本上呈现为连片的高蛋白含量区〔。一般情况下,蛋白质含量除受基因型作用外,很大程度上取决于环境条件,尤其是肥力影响。成熟前15d是温度影响蛋白质含量的关键时期(Smika等,1973;Blumenhal等,1993;Ciaff等,1996)。降雨不利于蛋白质的积累,长日照对小麦籽粒蛋白质的形成和积累

4〕

是有利的〔。2蛋白质质量

蛋白质质量决定着小麦的食品加工品质(Kosmolak等,1980;Lagudah等,1987)。清蛋白和球蛋白约占蛋白的10%,主要存在于糊粉层、胚和种皮中,是可溶性蛋白。许多研究结果表明,清蛋白氨基酸组成比较平衡,特别是赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸含量较高,但清蛋白与谷蛋白、干面筋含量、面包体积、

面包评分呈显著或极显著负相关,与拉伸长度呈显著负相关。小麦制粉后,保留在面粉中的蛋白质主要是醇溶蛋白和谷蛋白,因此,清蛋白和球蛋白营养价值虽高,但对蛋白质的加工品质作用微小。

醇溶蛋白和谷蛋白为贮藏蛋白质,是组成面筋的主要成分,约占小麦籽粒蛋白质的80%左右,二者的数量和比例关系决定着面筋质量,醇溶蛋白约占蛋白质总量的40%～50%,富有粘性、延展性和膨胀性。谷蛋白约占小麦蛋白质总量的35%～45%,决定面筋的弹性,其在面粉、面筋中的含量多少和质

6〕

量好坏与面包烘烤品质有关〔。舒卫国(1996)研究认为谷蛋白与面包体积,面包评分呈显著正相关。

小麦中还存在着大量不能被水、盐、乙醇或稀碱

〔8〕

溶解的剩余蛋白质,剩余蛋白质的数量与面团强度和面包烘烤品质之间存在着很好的正相关关系,对小麦品种品质具有重要影响(赵友梅等,1989)。

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3麦谷蛋白和麦醇溶蛋白研究

蛋白质品质与表谷蛋白和麦醇溶蛋白分子量分布及其组分的比例关系极为密切,麦谷蛋白和麦醇溶蛋白的含量,组成互作与面团的弹粘性和延展性密切相关,可以说

决定着加工品质的优劣。

小麦贮藏蛋白质组成具有高度的遗传稳定性,品种间的醇溶蛋白和麦谷蛋白电泳图谱存在着明显

9〕

的差异,且不受环境条件的影响〔。根据醇溶蛋白

βγω在酸性条件下的电泳迁移率可将其分为α2、2、2、2

10〕

(1984)报导,含有γ四种类型。Payne〔2醇溶蛋白45

带和ω2醇溶蛋白35带的品种,其通心面煮熟品质都好。黄思棣(1988)等发现,面条品质与醇蛋白亚基组成有关。Galterio(1990)发现,通心面煮熟品质与麦谷蛋白/醇

溶蛋白的比值有关,并认为其比值应小于1.5;面条品质与低分子量/值也呈极显著正相关(r0.)利用SHMW2GS)和低分子(LMW2GS)。不同亚基组合的品种的

HMW2GS在总蛋白比例没有显著变化,其含量也没有显著差异(Bedo

等,1995)HMW2GS组成和质

5,6,7〕

量与烘烤品质关系密切〔,Payne和Lawrence(1983年)总结了大约300种面包小麦的等位基因顺序,表明在Glu2A1位点有3种等位基因(1,23,null),Glu2B1位点有11种等位基因(编码14种不同的多肽)。在Glu2D,位点有6种等位基因(编码8种不同

9〕

(1987年),根据各品种的烘焙的多肽)。Paynet等〔

表现,比照品种的HMW2GS的存在与否,给予各亚基适当的品质分数,最好的质量

亚基是基因对1D5+10(相对于1D2/9+12而言)。烘烤品质的好坏既受HMW2GS

的影响,又与LWM2GS有关,两者之间的相互作用对品质的影响非常明显。研究表明,面包小麦品种都含有1A染色体控制的1或23亚基,多数品种含有1D染色体控制的5+10亚基,部分品种含1B染色体控制约17+18或13+18或7+8亚基,这些亚基组合对烘烤品质具有重要的正效应。HMW2GS组分对馒头体积和白度也有一

定影响(张春庆等,1993)。

由于贮藏蛋白具有高度异质性和复杂性,需要高效的分离技术,这方面的研究一直

受到国内外的高度重视。目前多采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS2PAGE、A2PAGE)和高效液相色谱(HPLC)分离醇溶蛋白和谷蛋白。采用反相高效液相色谱