糯小麦“山农糯麦1号”籽粒及淀粉品质分析

为更好地了解糯小麦的品种特性,以山东省第一个审定的高产糯小麦“山农糯麦1号”为材料,研究其籽粒和淀粉特性。结果发现:该品种几乎不含直链淀粉(仅0.1%),较普通小麦具有较高的蛋白质含量(16.4%)和面粉白度(81.2%)。扫描电镜观察淀粉粒度分布不均匀,A型淀粉颗粒较多。快速粘度分析(RVA)测定表明淀粉具有较低的糊化温度,较短的糊化时间,较低的峰值黏度、最终粘度和回生值。加工时面团吸水率明显较高,形成时间大于稳定时间。这些结果将为山农糯麦1号适于用作配粉和加工食品提供参考依据。

小麦淀粉生物基水凝胶合成及其辅助NO_(2)^(-)-N的去除

针对小麦淀粉(CS)凝胶力学性能较差的缺陷,利用小麦淀粉与聚乙烯醇(PVA)、硼砂(B)、海藻酸钠(SA)等天然/无机材料通过物理/化学交联合成了PVA/B/CS和SA/B/CS 2种生物基水凝胶,考察其力学性能和溶胀性能;并制备生物基水凝胶包埋反硝化菌剂,考察其对水体中亚硝酸盐氮(NO_(2)^(-)-N)的去除性能。结果表明:合成的2种生物基水凝胶均具有良好的力学性能,PVA/B/CS水凝胶的拉伸断裂伸长率最高可达1088%,SA/B/CS水凝胶的拉伸断裂伸长率最高可达562%;PVA/B/CS2.7水凝胶包埋反硝化菌剂(D-PVA/B/CS2.7)去除水中NO_(2)^(-)-N 30 h后,去除效率为94.81%;SA/B/CS2.7水凝胶包埋反硝化菌剂(D-SA/B/CS2.7)去除水中NO_(2)^(-)-N 40 h后,去除效率为94.99%,说明所合成的生物基水凝胶具有辅助去除水体中氨氮的效果。

大豆低聚肽对小麦淀粉理化性质的影响

为改善小麦粉的品质,提升小麦食品的蛋白质含量,将具有营养价值和生物活性的大豆低聚肽添加到小麦淀粉中,对小麦淀粉糊化特性、流变学特性、热力学特性和结构特性进行研究。结果表明,大豆低聚肽的添加(0%~40%)使复合物的峰值黏度、低谷黏度和终值黏度降低,糊化温度显著升高(P<0.05)。复合物表现为弱凝胶性质,具有假塑性剪切稀化行为。与对照组相比,大豆低聚肽添加量为40%时,复合物的峰值黏度最小,糊化温度最大,分别为396 cp和77.5℃,焓变下降了79.6%,Zeta-电位的绝对值下降了89.6%,粒径增加至924.1 nm。大豆低聚肽增加了复合物氨基酸含量和热稳定性,降低了复合物的凝胶特性,为功能性谷物食品的开发和加工提供了参考。

超高压处理对“和尚头”小麦淀粉结构和特性的影响

该文以西北特产的旱地“和尚头”小麦粉为材料,采用超高压处理对小麦淀粉进行改性,并研究改性淀粉的结构和特性。实验结果表明,与原淀粉相比,100~400 MPa处理下,小颗粒淀粉所占的比重增加(P<0.05),随着处理压力的增加,淀粉颗粒膨胀和聚集,粒径变大;400 MPa处理下的溶解度和膨胀度分别比原淀粉降低了27.32%和8.84%;100 MPa压力处理后,淀粉的T_(O)、T_(P)、T_(C)及ΔH均显著下降(P<0.05),处理压力达到400 MPa以上,检测不到热力学相关数据,表明此条件下小麦淀粉可能完全凝胶化。综上,压力超过400 MPa时,改性淀粉的结构和特性变化显著。

小麦淀粉的酶法改性研究进展

小麦淀粉是小麦粉的主要成分,其特性对小麦粉工艺性能具有显著影响,同时小麦淀粉作为一类大宗淀粉产品,其食品用途十分广泛。在当前“清洁标签产品”浪潮下,采取非化学改性来扩展小麦淀粉及小麦粉等原料的加工用途已成为该领域的重要手段和研究热点之一。无论是内源酶还是外源酶制剂,它们会显著影响小麦粉中或分离纯化的小麦淀粉的性能以及以小麦淀粉为主要成分或配料的食品的品质。该文在介绍淀粉改性用酶、酶的作用方式的基础上,着重论述酶处理影响小麦淀粉组成结构及理化性质的相关研究进展,同时对当前酶法改性小麦淀粉的食品应用进行综述,以期为酶法改性小麦淀粉或其他来源淀粉的研究与应用提供参考。

冬小麦淀粉糊化性状的全基因组关联分析

【目的】淀粉是小麦籽粒的主要成分,在加工过程中起着重要作用。而淀粉的糊化特性则是评估其品质的重要指标。深入研究淀粉糊化特性的遗传变异,为提升小麦的品质提供依据。【方法】通过对205份冬小麦品种(系)的糊化温度、峰值时间、峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、衰减值和回生值7个淀粉糊化性状进行表型测定,利用90K芯片进行全基因组关联分析,并对挖掘出的稳定且显著的位点进行单倍型分析。【结果】糊化温度等7个性状在不同环境间均表现出丰富的变异,衰减值的变异系数最大(29.31%—31.14%)。各性状在基因型、环境、基因型×环境间均呈现出极显著差异,广义遗传力为0.69—0.86。通过全基因组关联分析,共发现198个位点,这些位点与7个性状呈现出显著的关联,分布在除6D染色体外的其他20个连锁群。在2个及2个以上的环境中均稳定存在的位点有58个,涉及糊化温度(10个)、峰值时间(5个)、峰值黏度(12个)、低谷黏度(10个)、最终黏度(7个)、衰减值(4个)和回生值(10个)等所有7个性状,能解释遗传变异的5.54%—22.21%,发现新位点有21个。通过对多环境下存在且表型贡献率高的多效应位点进行单倍型分析,位于4A染色体的Kukri_c17417_407位点发掘到与峰值黏度和衰减值等性状显著相关的Hap1(占比66.84%)、Hap2(16.84%)、Hap3(9.70%)和Hap4(6.63%)等4个单倍型,其中,Hap2是高峰值黏度和高衰减值单倍型(P<0.0001)。含有单倍型Hap2的品种(系)在不同生态区中分布频率由高到低为黄淮冬麦区>国外品种>西南冬麦区>长江中下游冬麦区>北部冬麦区。有11个位点为一因多效位点,其中,最终黏度、回生值、峰值时间和低谷黏度等性状相关联的多效应位点均有3个。对位于1B、2A、3A、3B、4A、4B、5B和6B上的Jagger_c4026_328等11个稳定遗传的位点进行候选基因的挖掘,筛选到11个可能与小麦淀粉糊化性状相关的候选基因。【结论】RVA参数具有较高的遗传力,不同环境间的小麦淀粉RVA参数均表现较大差异。检测到58个与淀粉糊化性状显著关联的稳定位点,在4A染色体鉴定到与峰值黏度和衰减值等性状显著相关的4个不同单倍型,筛选出11个与淀粉糊化相关的候选基因,可为分子标记辅助优质小麦育种提供帮助。

超声处理对小麦淀粉与面筋蛋白分离效果及产品性质的影响

该文研究了不同超声处理时间对小麦淀粉与面筋蛋白分离效果及其特性的影响。结果表明,较短时间的超声处理(≤10 min)有助于淀粉与面筋蛋白的分离,经过超声处理后的A淀粉得率显著高于未超声处理(47.85%),且超声处理10 min时A淀粉得率最高(51.50%),而较长时间的超声处理(≥20 min)使得A淀粉与面筋蛋白分离效果有所下降,表现为A淀粉得率,面筋蛋白得率的降低。随着超声时间的增加,淀粉的R 1047/1022值以及淀粉结晶度整体呈现减小的趋势,淀粉糊的崩解值、回生值先增加后减小。面筋蛋白二级结构中的β-折叠减少,无规则卷曲增加,面筋的弹性模量G′及黏性模量G″逐渐减小。通过观察面筋网络的微观结构发现,超声处理使面筋网络表面孔洞结构变多,结构变得疏松。

碳酸钠和沙蒿胶对小麦淀粉理化性质的影响

研究碳酸钠(Na_(2)CO_(3))和沙蒿胶(ASKG)对小麦淀粉糊化特性、热力学特性、流变学特性和微观结构的影响。结果显示:ASKG增加了Na_(2)CO_(3)存在下淀粉凝胶的峰值黏度、谷值黏度和最终黏度,降低了其衰减值。热力学分析表明,高添加量的ASKG抑制了Na_(2)CO_(3)存在下淀粉的糊化,增加了糊化焓值。Na_(2)CO_(3)降低了淀粉凝胶体系的储能模量(G′)和损耗模量(G″),而ASKG增加了Na_(2)CO_(3)存在下淀粉凝胶体系的G′和G″。此外,ASKG增加了Na_(2)CO_(3)存在下淀粉的短程有序度和相对结晶度,促进了淀粉的短期回生和重结晶。总体表明,添加ASKG能改善Na_(2)CO_(3)存在下小麦淀粉的凝胶特性,促进淀粉分子重排。

小麦淀粉与马铃薯淀粉、豌豆淀粉共混物的糊化与凝胶特性

研究了小麦淀粉分别与马铃薯淀粉、豌豆淀粉以不同比例混合后淀粉混合物的糊化特性、流变学特性和凝胶特性等。结果表明:小麦淀粉的峰值黏度(2430.50 Pa•s)等糊化特性参数低于马铃薯淀粉(9001.02 Pa•s)和豌豆淀粉(2644.50 Pa•s),而糊化温度(90.70℃)高于马铃薯淀粉(67.05℃)和豌豆淀粉(73.95℃)。两种混合淀粉体系的糊化特性值在小麦淀粉和马铃薯淀粉、小麦淀粉和豌豆淀粉的值之间发生变化。凝胶的质构和水分子状态等参数有相似的特性变化规律。小麦淀粉的模量(G′为4770.85 Pa、G″为453.80 Pa)高于马铃薯淀粉(G′为1392.46 Pa、G″为175.65 Pa)和豌豆淀粉(G′为3256.89 Pa、G″为275.36 Pa),两种混合淀粉体系的储能模量和损耗模量在小麦淀粉和马铃薯淀粉、小麦淀粉和豌豆淀粉的值之间发生变化。马铃薯淀粉(7.84 J/g)和豌豆淀粉(8.18 J/g)的热焓值小于小麦淀粉(13.06 J/g),小麦与马铃薯混合淀粉、小麦与豌豆混合淀粉热焓值降低。综上所述,小麦淀粉分别与马铃薯淀粉和豌豆淀粉混合使得混合淀粉的性质发生不同程度的改变,可为淀粉的天然改性提供一定的理论依据。

麦麸可溶性和不溶性膳食纤维对小麦淀粉性质的影响

为了提高膳食纤维摄入量、促进麦麸在面制品中的应用,按照麦麸中可溶性和不溶性膳食纤维的比例分别构建膳食纤维-淀粉混合体系,探讨麦麸可溶性和不溶性膳食纤维对小麦淀粉糊化、热学、流变和消化性质的影响。结果表明:麦麸中可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维对小麦淀粉性质的影响有所差异,麦麸可溶性膳食纤维对小麦淀粉性质影响效果更明显。

施氮量对旱地小麦花后糖代谢及籽粒产量的影响

施用氮肥为当前农业增产措施之一,适量施用对小麦产量形成具有重要意义。本试验于2020—2021年在位于黄土高原东南部的山西农业大学小麦试验站开展,设置施氮(N)0 kg/hm^(2)(N0)、90 kg/hm^(2)(N90)、150 kg/hm^(2)(N150)、210 kg/hm^(2)(N210)共4个处理,采用池栽方式研究不同施氮量对旱地小麦地上部生长、花后糖代谢及产量等的影响,以探明提高产量的适宜施氮量及其糖代谢生理机制。结果表明,与对照(N0)相比,施氮肥可显著增加旱地小麦各生育时期株高,增加叶面积指数和花后旗叶蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,且花后15~30 d间差异达显著水平;产量及其构成因素中,产量增加13.45%~42.18%,穗数增加7.68%~22.33%,穗粒数增加2.14%~3.45%,千粒重增加2.48%~13.54%;总淀粉含量增加1.8~8.8个百分点,尤以支链淀粉含量增加显著。从动态趋势上看,施氮量由90 kg/hm^(2)增至210 kg/hm^(2),各生育时期小麦叶面积指数、花后10~30 d旗叶SPS和SS活性、花后10~30 d籽粒淀粉含量均先增后减,且在施氮量150 kg/hm^(2)时达最高值。最终,旱地小麦产量以N150处理最高,而淀粉含量以N210处理最高,但与N150差异不显著。综上,施氮量150 kg/hm^(2)促进旱地小麦地上部生长,增强花后10~30 d旗叶糖代谢酶活性,增加蔗糖和淀粉含量,增产效果最好。

超声协同微波法制备抗性糊精及其结构和体外消化特性

以小麦淀粉为原料,采用单因素及正交试验优化抗性糊精制备工艺,并表征其结构和体外模拟消化。结果表明,超声协同微波法的最佳制备工艺条件为盐酸浓度0.3mol/L、超声时间30min、微波功率700 W、微波时间10min,此工艺条件下抗性糊精含量为63.71%,白度为70.51%。与酸热法相比,抗性糊精含量提高了9.32%,白度升高了7.76%;与微波法相比,抗性糊精含量提高了3.57%,白度升高了11.11%。在精制工艺中,将酶解液按3∶1(体积比)进行浓缩,用78%乙醇溶液沉淀4次,再用3%活性炭在40℃、pH3的条件下脱色30min,此时抗性糊精的纯度为91.28%,得率为50.73%。制得的抗性糊精相较于小麦淀粉结晶度降低,但没有产生新的官能团,在热转化过程中因其有序的结晶结构被破坏而没有出现吸热峰。模拟体外消化的结果显示,超声协同微波法制备的抗性糊精抗消化成分含量高达97.66%,显著高于酸热法、微波法制备的抗性糊精,表明相较于原有方法超声协同微波法能制备出品质更高的抗性糊精。

长期定位条件下氮肥对小麦面粉及面条品质的影响

为了探索河北省优质专用面条小麦的适宜氮肥用量。在3年定位试验的基础上,于2019—2021年采用施氮量×品种二因子裂区设计方法,施氮量为主区(氮用量分别为0、60、120、180、240和300 kg/hm^(2)),品种为副区(冀麦738和济麦22),研究了施氮量对小麦面粉品质、淀粉糊化特性以及面条性状等指标的影响。结果表明,氮肥可显著提高小麦产量、面粉及面条品质。面条总评分与面粉的蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀指数、吸水率、稳定时间、拉伸面积、延展度均呈显著或极显著正相关,施氮量达180 kg/hm^(2)以上时,面粉大多品质指标得到改善,面团弹性较好。面条总评分与面粉糊化特性指标均呈正相关,但相关性均未达显著水平,低谷黏度、最终黏度和回升值冀麦738为施氮量120 kg/hm^(2)左右表现较优,而济麦22对氮肥不敏感,同样峰值黏度和糊化温度对氮肥也不敏感。面条总评分与面条质构指标最大拉力、拉伸面积和拉伸距离均呈显著或极显著正相关,与生熟面片的亮度L*值和黄度b*值相关性不显著,冀麦738施氮量大多在180~240 kg/hm^(2)之间、济麦22在180 kg/hm^(2)条件下面条质构指标及亮度较佳。面条总评分与面团的最大拉伸阻力呈负相关,因此中筋小麦品种济麦22更适宜做面条,而中强筋品种冀麦738面粉品质较高,但筋力过大,造成面条感官变差,评分降低。综合考虑小麦产量、面团品质、淀粉糊化特性、面条性状等指标,优质面条小麦较适宜的施氮量为180 kg/hm^(2)左右,此研究结果为河北省优质小麦高产提质提供支撑。

小麦B淀粉一步酶解产糖优化及酒精发酵

以小麦B淀粉为原料,优化其一步酶解制备可发酵糖的工艺及后续酿酒酵母发酵生产酒精,提高其利用价值。首先对小麦B淀粉基本组分含量进行测定,其次使用α-淀粉酶和糖化酶组成复合酶对小麦B淀粉进行一步酶解制备可发酵糖,详细考察复合酶用量、料液比、酶解温度、酶解时间及pH对还原糖得率影响,对以上参数进行正交优化,获得酶解最佳工艺条件,最后利用酿酒酵母发酵所得酶解糖液生产酒精。结果表明,小麦B淀粉中淀粉含量85.61%,蛋白质和灰分含量都达到2%左右,戊聚糖含量接近5%,通过正交优化确定酶解产糖最佳条件为复合酶用量4 mL,料液比1:25 g/mL,酶解温度60℃,酶解时间10 h,pH5.0,在此条件下还原糖得率达到94.6%。利用酵母发酵产酒精,最终酒精浓度达到12.76 g/L,酒精原料得率为31.90%。本研究为小麦B淀粉制备酒精工艺提供参考。

盐胁迫对小麦籽粒萌发中淀粉分解及苗期根系生长的影响

【目的】通过测定盐(NaCl)胁迫下两个小麦品种籽粒萌发过程中的淀粉颗粒的分解、淀粉酶活性及根系生长等指标,研究并解释其耐盐性,以期为筛选耐盐小麦种质筛选提供理论依据。【方法】试验在小麦籽粒萌发过程中设0 mmol/L(CK)、100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L 4个NaCl胁迫浓度处理。在胁迫48 h时,使用扫描电子显微镜观察胚乳中淀粉颗粒的分布状况,利用3,5-二硝基水杨酸法测定籽粒中α-淀粉酶活性,发芽势及发芽率;在胁迫4、6、8、10、12 d时测定幼苗的根长、根面积、根体积等指标。【结果】与CK相比,随着NaCl浓度的增大,两个小麦品种籽粒胚乳A、B型淀粉粒的数量逐渐增多,紫小麦的A、B型淀粉降解情况优于甘春24号;两个小麦品种籽粒的α-淀粉酶的活性逐渐减小;在同一时期,两个小麦品种幼苗的发芽势、发芽率及根系生长指标均呈现逐渐减小趋势,且与CK差异显著(P<0.05),甘春24号降幅降低幅度高于紫小麦。【结论】紫小麦耐盐性优于甘春24号。

前、中、后路小麦淀粉精制前后组成及特性差异性分析

以小麦加工生产线的4种加工精度不同的小麦粉为原料,采用面团法从前、中、后路粉中制备粗小麦淀粉,通过去除黄浆得到精淀粉(R-S-1、R-S-2、R-S-3、R-S-4)和粗淀粉(C-S-1、C-S-2、C-S-3、C-S-4)共8种淀粉。研究黄浆保留与否对前、中、后路淀粉理化指标、糊化特性、凝胶特性、颗粒形态及晶体结构的影响。结果表明,在粗淀粉和精(去黄浆)淀粉颗粒特性分析中,粗淀粉的粒径(D10:7.51~8.26 μm)大于精淀粉(D10:6.46~7.70 μm)。粗淀粉的杂质含量高,灰分、粗蛋白和戊聚糖含量均高于相应的精淀粉。X射线衍射分析结果表明,粗淀粉和精淀粉都为A型晶型结构,精淀粉的相对结晶度比粗淀粉高。淀粉糊品质分析结果表明,粗淀粉与精淀粉具有显著性差异。精淀粉的透明度、峰值黏度、终值黏度、谷值黏度及回生值高于粗淀粉,而溶解度及膨润力低于粗淀粉。前、中、后路小麦淀粉凝胶质构特性无显著差异,但是后路淀粉的硬度及凝胶强度高于前、中路淀粉。

小麦淀粉的3D打印特性

从3种用途不同的小麦粉中提取淀粉,确定最适合用于3D打印的小麦淀粉。通过测定小麦淀粉粒径、水合特性、透光率、直链淀粉含量、持水性、持油性、流变学特性及3D打印特性,研究小麦淀粉理化性质与3D打印特性的关系。结果表明:不同面筋含量的小麦粉提取出来的淀粉对3D打印特性有显著影响;面筋含量25.3%的小麦粉提取出来的小麦淀粉(ZS)打印效果最好,具有明显的打印纹路,打印线条没有出现断裂,与CAD目标模型的尺寸更接近;流变学结果表明,ZS的储能模量和损耗模量最大,损耗角正切值位于中等水平,更易于从喷嘴挤出,也可以在挤出后结构快速地恢复和固化。因此,ZS更适宜作为淀粉基3D打印材料,为小麦淀粉在3D打印食品中的应用提供了理论依据。

挤压体系中可得然胶对小麦淀粉回生特性和冻融稳定性的影响

小麦淀粉的回生现象和较差的冻融稳定性是限制面制品加工的重要原因。为探索一种有效抑制小麦淀粉回生及改善其冻融稳定性的方法,该文研究了挤压体系中不同质量分数的可得然胶对小麦淀粉回生特性和冻融稳定性的影响,利用差示扫描量热仪、X-射线衍射和傅里叶红外光谱等技术表征了可得然胶-小麦淀粉复合物的分子结构,并结合化学试剂处理、质构仪和扫描电镜探讨了可得然胶与小麦淀粉的结合机制。结果表明:随着可得然胶浓度的增加,可得然胶-小麦淀粉复合物的回生值和析水率先降低后增加;与挤压小麦淀粉相比,添加质量分数0.6%的可得然胶能够显著提高小麦淀粉的糊化温度(P<0.05),并降低小麦淀粉的相对结晶度、短程有序性和碘结合力,抑制直链淀粉的重结晶;挤压体系中可得然胶与小麦淀粉主要通过氢键和弱的静电相互作用结合,使小麦淀粉的结构更加致密,从而抑制小麦淀粉的回生并改善其冻融稳定性,该研究可为开发抗回生和低析水率的挤压小麦淀粉基食品提供参考。

施氮量对两个强筋小麦品种品质的影响

为了探究施氮量对强筋小麦品质特性的影响,以强筋小麦品种‘郑麦366’和‘郑农46’为试验材料,分别设置0、120、240和360 kg/hm^(2)的施氮量,研究不同氮水平对小麦面筋蛋白组成及二级结构、淀粉的粒度分布和粘度特性、面团流变学特性的影响。结果表明,‘郑麦366’和‘郑农46’分别在N_(1)(120 kg/hm^(2))和N_(2)(240 kg/hm^(2))水平下流变学特性达到最佳,这可能是因为两个小麦品种分别在N_(1)和N_(2)下蛋白质含量较高、总淀粉含量较低、B型淀粉相对含量较高;相比于N_(0)(0 kg/hm^(2)),N_(3)(360 kg/hm^(2))条件下的面团流变学特性显著降低,可能是由于过量施氮分别影响了‘郑麦366’的蛋白含量和‘郑农46’的B型淀粉含量。综上,相比于其他品质性状,蛋白含量对‘郑麦366’品质的影响更大,而B型淀粉含量的变化在‘郑农46’品质形成中起主导作用。本研究为强筋小麦‘郑麦366’和‘郑农46’的氮素施用提供理论依据。

FACE条件下臭氧浓度升高对不同筋型小麦籽粒品质的影响

为深入研究不同筋型小麦籽粒品质对地表臭氧(O_(3))浓度升高的响应,本研究依托于开放式O_(3)浓度增加系统(O_(3)-FACE),于2021年和2022年分别以13个(4个强筋品种、5个中筋品种、4个弱筋品种)和12个(4个强筋品种、6个中筋品种、2个弱筋品种)小麦(Triticum aestivum L.)品种为供试材料,设置环境O_(3)浓度(AA)和1.5倍环境O_(3)浓度(E-O_(3))处理,研究不同筋型小麦对O_(3)浓度升高的响应差异。结果表明:O_(3)浓度升高下2021年Ca元素含量显著升高24.8%,2022年直链淀粉含量显著降低8.1%。不同筋型小麦籽粒品质对O_(3)响应存在显著差异,强筋和中筋小麦2022年直链淀粉含量显著降低8.6%和7.6%,2021年Ca元素含量显著升高24.7%和27.2%,弱筋小麦2021年淀粉含量显著降低6.7%,两年蛋白质含量增幅较强筋和中筋小麦更大。根据不同筋型小麦籽粒品质标准,高浓度O_(3)将会有利于中筋和强筋小麦品质形成,而不利于弱筋小麦籽粒品质形成。高浓度O_(3)对所有供试小麦均有重要影响,其中宁麦13、扬麦33和扬麦22对O_(3)敏感。