基于转录组比较的燕麦类似贮藏蛋白在小麦面团强度性状中的作用

面团强度是影响小麦加工应用的主要品质指标之一。为鉴定与面团强度性状相关的贮藏蛋白编码基因,本研究以高相对分子量麦谷蛋白亚基组合完全相同的2个品种(郑麦366:高面团强度品种;郑麦366杂交后代品种郑麦369:低面团强度品种)为研究材料,比较开花后14 d、21 d、28 d的贮藏蛋白编码基因表达差异,评估基因编码蛋白的面团强度贡献值,以及面粉的巯基含量差异等。结果表明,在25个显著差异表达的贮藏蛋白编码基因中,无高相对分子量麦谷蛋白亚基、低相对分子量麦谷蛋白亚基基因;其中郑麦366显著上调表达基因14个,包含8个燕麦类似蛋白编码基因和6个醇溶蛋白编码基因;显著下调表达基因11个,包括10个醇溶蛋白编码基因和1个燕麦类似蛋白编码基因。贮藏蛋白面团强度评价模型的评分结果显示,差异表达基因编码的燕麦类似贮藏蛋白对面团强度性状的贡献值不低于优质麦谷蛋白亚基,暗示燕麦类似贮藏蛋白可能也是影响面团强度性状的重要蛋白质类型。

黄淮麦区小麦中类燕麦蛋白的分类、等位基因及质量评价

类燕麦蛋白(ALPs,avenin-like proteins)是一类富含半胱氨酸残基的非典型面筋蛋白,对小麦面团强度具有重要作用。为明确ALPs在黄淮麦区小麦品种中的表达类型、等位基因数量及可能的面粉品质效应,本研究以黄淮麦区的40个栽培品种为研究对象,选取灌浆中期的籽粒并根据品质不同分别组成2个混合池进行转录组测序。结果表明,在40个品种的转录产物中,鉴定到14个ALPs基因和24个ALPs的等位基因;14个ALPs基因在4AL、7DS和7AS染色体分别有5个、5个和4个。聚类分析表明,14个ALPs蛋白可以分为A、B两个大类,细分为A1、A2、B1、B2和B3五个亚类。ALP基因的表达水平在强筋群体和中筋群体间存在差异,两个A类ALPs基因在强筋群体中显著上调表达,B3亚类ALP显著下调。面粉品质效应评估表明,14个ALPs对面团强度性状的贡献存在差异,但除B1亚类外,其他所有蛋白对面筋强度贡献值都不低于高分子麦谷蛋白,推测ALPs可能也是影响中国黄淮麦区面团强度的重要蛋白类型。

小麦面粉配粉对面团强度的影响

选用9个在基因型和面筋强度上有明显差异的小麦品种,进行两两配粉试验,共形成36种配粉组合,每种组合的两种面粉按照9种比例配成9种混合面粉,测定每种混合面粉的Zeleny沉淀值,根据实测值和理论值统计中值改进率,分析配粉的品质效应。结果表明,不同小麦面粉配粉后,Zeleny沉淀值不是两种面粉的简单相加,而是提高或降低面团强度(中值改进率为正值或负值);在每个配粉组合中,不同比例混合面粉的Zeleny沉淀值随着某一面粉比例的不断提高,中值改进率变化呈现出一定的规律性;在不同面粉配粉时,0.3:0.7,0.4:0.6,0.5:0.5三种比例面粉的面团强度变化幅度较大,即配粉的品质效应较大;强筋面粉与强筋面粉配粉,Zeleny沉淀值变化不大。中筋面粉与中筋面粉配粉,面筋强度倾向于降低。弱筋面粉与弱筋面粉配粉,面筋强度倾向于提高;强筋面粉与中筋面粉配粉,面筋强度倾向于降低;强筋面粉与弱筋面粉配粉,面筋强度倾向于降低;中筋面粉与弱筋面粉配粉,面筋强度有较大幅度的提高。

绿色小麦面团流变学品质特性研究

以彩色小麦新品种—绿色小麦为研究对象,对绿色小麦的化学组成进行分析,测得绿色小麦蛋白含量为17.96%,高于黑色小麦、红麦和白麦。湿面筋测定结果显示,绿色小麦中湿面筋含量为35.5%。采用粉质仪、面筋强度仪、拉伸仪和流变仪对绿色小麦面团的流变学特性进行分析。测定结果表明,绿色小麦的面团形成时间、稳定时间都比其他品种小麦的短,分别为3.3min和1.8min;绿色小麦面团的抗拉伸性较其他小麦品种小;流变测定结果表明,绿色小麦面团中黏性比例较大,弹性与其他小麦相当。综合考虑,认为绿色小麦更适合于制作饼干或蛋糕。

不同面团强度小麦品种差异表达贮藏蛋白基因分析

以2个高分子质量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组合完全一致但籽粒蛋白质含量和面团强度有较大差异的小麦品种(郑麦158:低蛋白质含量、高面团强度;郑麦119:高蛋白质含量、低面团强度)为试验材料,分别在开花后14、21、28 d,对其籽粒进行转录组测序,分析3个时间点2个品种间差异表达的贮藏蛋白基因、面粉中硫和巯基含量及差异表达基因编码蛋白质的半胱氨酸和自由巯基含量,以探讨HMWGS组合相同情况下面粉质量差异的可能原因。结果表明,郑麦158的籽粒总蛋白质含量较低,但面筋指数、面团稳定时间较高;2个品种的HMW-GS组合完全一致,而且高、低分子质量麦谷蛋白亚基基因表达量无显著差异;筛选出28个显著差异表达的贮藏蛋白基因,其中,5个基因(3个类燕麦贮藏蛋白和2个醇溶蛋白基因)在郑麦158中表达量显著上调,23个基因(16个醇溶蛋白基因、5个类燕麦贮藏蛋白基因和2个球蛋白基因)在郑麦158中表达量显著下调;郑麦158面粉中硫元素含量较低,但自由巯基、总巯基和二硫键含量较高,且郑麦158中上调表达贮藏蛋白基因编码蛋白质的半胱氨酸、自由巯基含量均较高。综上,HMW-GS组合可能不是决定面团强度的主要因素,降低醇溶蛋白基因的表达量是提高面团强度的有效措施,个别醇溶蛋白和类燕麦贮藏蛋白可能与面团强度密切相关,高自由巯基含量是高面团强度的分子基础。

普通小麦低分子量麦谷蛋白亚基核心编码区与面团强度关系的研究

为分析LMW-GS基因对面团强度的影响,利用两个重组自交系99G45/京771和Pm97034/京771的F9代,对LMW-GS基因特异位点和与其紧密连锁的Gli-1位点进行分析,研究对面团强度影响差异显著的Glu-B3位点的等位基因核心编码区的序列差异。结果表明,3个亲本LMW-GS核心编码区都具有6个半胱氨酸残基,但PB较GB和JB缺失了一个7氨基酸序列的重复单元,并且在不同序列中出现了氨基酸代换,其中有2个代换可能影响氨基酸序列的亲水性,进而影响面团强度。

影响小麦面团强度的贮藏蛋白基因表达研究

小麦品质主要由籽粒贮藏蛋白的含量和类型决定,高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GSs)组合是决定加工品质的主要因素。为了解HMW-GSs组合完全一致、蛋白含量相似的两个品种面团稳定时间相差近一倍的原因(郑麦158:高面团强度;郑麦369:低面团强度),通过转录组测序比较了籽粒发育中期3个时间点(花后14、21和28 d)的贮藏蛋白基因表达差异,分析了差异表达基因编码蛋白对面粉质量的贡献以及面粉的巯基含量差异等。结果表明,在3个时间点,两个品种间的HMW-GSs基因表达均无显著差异;郑麦158较郑麦369共有24个贮藏蛋白编码基因有显著表达差异,其中上调表达基因12个(23次),下调表达基因12个(23次)。12个显著上调表达基因中,包括9个燕麦类似蛋白基因(18次)、2个γ-醇溶蛋白基因(4次)和1个α-醇溶蛋白基因;在12个下调表达基因中,包括11个α-或α/β-醇溶蛋白基因(21次)和1个燕麦类似蛋白基因(2次)。两品种比较,郑麦158面粉的硫元素含量较低,但自由巯基和二硫键含量较高。基于蛋白二硫键预测和面粉蛋白质量评价模型分析结果,差异表达基因编码的燕麦类似蛋白和γ-醇溶蛋白对面团强度的贡献不低于优质HMW-GSs。推测燕麦类似蛋白与个别γ-醇溶蛋白可能是影响面团强度的重要蛋白;蛋白的高自由巯基含量是高面筋强度的分子基础。

小麦面粉蛋白质量评价模型构建及蛋白质量再评价

小麦面粉蛋白的含量和类型决定着小麦面粉的加工品质。为量化比较小麦面粉蛋白对品质影响的差异,以11个不同品质类型的品种为材料,分析了面粉蛋白巯基集团与面粉质量的相关性,发现自由巯基含量与面团稳定时间有极显著正相关性,与面筋指数有显著正相关性;基于面粉蛋白的自由巯基和分子内二硫键含量差异,建立了一个简单的品质贡献量化评价模型;依托蛋白质巯基预测结果,对90个不同类型的面粉蛋白的品质贡献进行了量化比较。结果表明,高分子量麦谷蛋白亚基中得分较高的是1Dy10、DX5和1Dy3;低分子量麦谷蛋白亚基中,位于Glu-B3、Glu-D3位点的蛋白得分达到7.2分,高于高分子量麦谷蛋白最高分的1Dy10(6.3分)。因为低分子量麦谷蛋白在面粉中的含量远超高分子量麦谷蛋白,推测面团强度的主要决定因素是低分子量麦谷蛋白,而不是传统观点认为的高分子量麦谷蛋白亚基。另外,一些燕麦类似蛋白和部分醇溶蛋白也对面团强度有一定贡献。

绿茶粉粒径对小麦粉面团流变学特性的影响

绿茶粉内含物丰富,不同粒径的绿茶粉添加到小麦粉中对面团流变学特性的影响不同。本试验制备3种粒度的绿茶粉,添加到小麦粉中,利用粉质仪、拉伸仪和面筋仪测定面团的流变学特性。研究结果表明,随着绿茶粉粒径的减小,面团吸水率、形成时间及稳定时间均显著增大;面团经过一定时间的醒发后,添加粒径20μm绿茶粉面团的拉伸曲线面积、拉伸比例最大,不同粒径的绿茶粉面团拉伸阻力R50及延伸度变化不大;面筋强度试验中,绿茶粉粒径越小,面团的抗扭力增加,面筋强度增强;综合可以看出绿茶粉的添加有利于改善小麦粉面团的面筋网络结构,优化其加工性能。

冷冻面团中影响面团筋力因素

面团筋力影响冷冻面团稳定性,而面团筋力又受到面团加水量,面粉种类,添加剂等影响。可通过选择面粉种类,改变加水量,添加添加剂等手段提高冻冷面团稳定性。

研磨强度对小麦粉品质特性影响的研究进展

在小麦粉加工过程中,粒度是影响小麦粉品质特性的重要因素,而研磨强度则是直接导致粒度变化的原因。首先介绍了研磨强度对小麦粉粒度、白度、灰分等加工精度指标的影响,然后阐述了研磨强度对蛋白质相关指标(蛋白质含量、沉降值)、淀粉相关指标(破损淀粉含量、糊化特性、降落数值)等加工品质的影响,而后分析了研磨强度对面团流变特性(粉质)造成影响的原因,最后论述了研磨强度对面制品品质(饼干、面条、馒头)的影响,并且展望了今后小麦粉粒度研究的方向。

新收获不同筋力小麦后熟期间面团特性及微观结构变化

为明晰新收获不同筋力小麦在后熟期间面团品质的变化,测定了低、中、高筋小麦后熟期间干、湿面筋含量及面团拉伸特性、黏弹性和微观结构。结果表明:与新收获小麦相比,经过后熟,低筋小麦干、湿面筋含量无显著性差异,中筋小麦干、湿面筋含量呈下降趋势,高筋小麦干、湿面筋含量则呈上升趋势。低筋小麦面团的拉伸比减小,中筋小麦面团拉伸比第2周达到最大值,并稳定在第8周的1.67 g/mm,高筋小麦面团拉伸比呈增大趋势,最大值达到3.32 g/mm;低筋小麦面团的弹性先增大后减小并趋于稳定,中筋小麦面团弹性先增大,储藏后期无显著差异,高筋小麦面团弹性逐渐增大;低筋小麦面团的内聚性先增大后减小,中筋小麦面团的内聚性储藏初期比较稳定,储藏至第8周达到最大,高筋小麦面团的内聚性呈上升趋势,14周达到0.51 g·s;低筋小麦面团内部网络结构间隙变得疏松,中筋和高筋小麦面团内部网络结构间隙则变得致密。经过后熟,低筋小麦面筋筋力弱化,中筋和高筋小麦面筋筋力增强,其加工和食用品质逐步改善;小麦面团品质特性的变化不仅与面筋蛋白含量有关,而且与面团内部结构相关。