小米各级蛋白组分对淀粉糊化特性的影响

根据溶解度的不同,将4种蛋白组分从小米全粉体系中逐步去除,利用扫描电镜(SEM)、低场核磁共振(LF-NMR)、傅里叶变换红外光谱、快速黏度分析仪(RVA)探究样品结构及糊化特性的变化,并构建蛋白组分-淀粉重组体系进行反向验证。结果表明:整体而言,醇溶蛋白对淀粉糊化特性的影响最为显著,其次为谷蛋白;清、球蛋白的影响程度较小。SEM结果显示,醇溶蛋白对复粒淀粉无连接、包裹作用,对淀粉糊化不构成物理屏障,而谷蛋白则明显包围连接了淀粉颗粒。结合蛋白组分特性及RVA、LF-NMR试验结果,可知醇溶蛋白的高疏水性引发了憎水效应,增加了体系内水分子移动性,促进淀粉颗粒吸水溶胀,提高淀粉各项糊化特性值;谷蛋白降低淀粉糊化的峰值黏度及崩解值,延长糊化峰值时间,限制糊化进程。

基于小米淀粉颗粒结构评价小米粥适口性

为探究小米淀粉颗粒结构与小米粥适口性之间的关系,本实验选取10个品种的小米煮制小米粥,首先以小米粥的适口性作为区分依据,分析相应小米淀粉的颗粒结构特点;然后依据相关性评价小米淀粉颗粒结构对小米粥适口性的影响程度;最后通过逐步回归分析建立小米粥适口性预测模型。结果表明,小米淀粉小粒占比多、极小粒占比少、累积吸附孔体积小,则糊化终止温度更低、糊化更快,小米粥适口性好。小米淀粉的直链淀粉含量、淀粉凝胶硬度以及糊化温度范围与小米粥的各项适口性得分呈极显著负相关(P<0.01),而淀粉凝胶黏性、弹性、黏聚性、胶黏性、咀嚼性、回复性以及初始糊化温度与小米粥的各项适口性均呈显著或极显著正相关(P<0.05、P<0.01)。小米淀粉颗粒结构主要通过影响关键理化性质从而间接影响小米粥的适口性,其中,小米淀粉的小粒比例与糊化终止温度呈极显著负相关(P<0.01),与糊化温度范围呈显著负相关(P<0.05);中粒比例与糊化终止温度呈极显著正相关(P<0.01);大粒比例与小米淀粉的水分结合能力呈极显著正相关(P<0.01)。小米粥适口性预测模型参数由小米淀粉的凝胶黏聚性、直链淀粉含量、极小粒占比、糊化温度范围以及累积吸附表面积组成,预测得分与综合评分的相关系数达到0.998(P<0.01)。上述结果可为我国适宜蒸煮加工小米的优选提供理论依据。

淀粉和蛋白质影响小米蒸煮食用品质的研究进展

小米是我国重要的粮食作物,其主要食用方式是做成粥和小米饭。系统分析小米的蒸煮食用品质及其形成机制具有重要意义。淀粉和蛋白质是小米的两个最主要的组分,与小米的蒸煮食用品质密切相关。本文对小米中淀粉和蛋白质的含量、组成、结构以及蛋白质-淀粉互作对小米蒸煮食用品质的影响研究进行归纳分析,旨在为小米食用品质评价及改善提供理论参考。

挤压对小米淀粉理化特性的影响

采用双螺杆挤压机在5个套筒温度和物料水分水平下对小米进行挤压膨化,然后测定产品中淀粉的理化特性。结果表明:与物料水分相比套筒温度对小米淀粉糊化度的影响较大,而对水溶性糖含量的影响相反。V区温度从165℃升至180℃时糊化度明显降低,物料水分从15%升至21%时水溶性糖含量降低。与套筒温度相比物料水分对特征黏度影响较大,其值在单位机械能耗(SME)大于420W·h/kg时不再随SME增大而进一步降低。RVA测定结果也显示挤压导致淀粉糊化和降解;RVA黏度随套筒温度升高而升高,直至195℃;随物料水分含量升高而升高,直至21%。

谷子、小麦籽粒蛋白、淀粉构成及结构差异分析

为了研究谷子和小麦的淀粉、蛋白质结构、性状的差异,探索改良谷子品质的新思路,通过籽粒总蛋白提取法提取小麦与谷子的总蛋白,通过小麦谷蛋白提取方法提取小麦与谷子的谷蛋白,通过醇类物质提取小麦和谷子中的醇溶蛋白,并通过SDS-PAGE对总蛋白及谷蛋白条带进行鉴定、A-PAGE对醇溶蛋白带谱进行鉴定,并通过扫描电镜观察籽粒内部结构,分析小麦与谷子蛋白和淀粉的结构差异。结果表明,谷子谷蛋白含量低,存在一定量的醇溶蛋白,且存在一定的多态性;小麦淀粉包含A、B、C 3种淀粉粒,淀粉体间隙紧密填充蛋白体,谷子淀粉体呈多边形,体积小于小麦淀粉体,且仅含有2种类型的淀粉粒。谷子、小麦的淀粉类型、谷蛋白含量存在明显差异,醇溶蛋白具有品种间特异性,谷子的醇溶蛋白带谱数量明显低于小麦,为从淀粉发育、蛋白质含量等方面改良谷子品质提供了新的思路。

半干法磨制对小米粉及面条品质特性的影响

为实现小米在传统主食中的多样化应用,研究半干法磨制工艺对小米粉和小米面条品质特性的影响。通过损伤淀粉测定仪、激光粒度分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、混合实验仪等测定小米粉的物理特性和功能特性;通过低场核磁共振仪、蒸煮实验、质构仪测定小米面条的品质特性,并进行感官评价。结果表明:与干法磨制相比,润米水分质量分数22%和26%的半干磨小米粉淀粉损伤程度低,平均粒径较小(P<0.05),表现出较高的淀粉结晶性和较好的结构完整性,由其制备的面团吸水率高,稳定时间长(P<0.05)。胶凝特性方面,润米水分质量分数26%的半干磨小米粉在加热过程中吸水能力强,具有较好的溶胀能力(P>0.05),表现为峰值黏度增加,而且对淀粉回生具有更大的抗性(P<0.05)。此外,半干磨小米粉增强了小米面条中水分与其他组分的结合能力,且使小米面条在质构上富有弹性、低黏性,有口劲,蒸煮损失小(P<0.05)。偏最小二乘回归法分析表明,小米磨制过程中造成的淀粉损伤水平比粒径大小对小米粉及其加工制品具有更为重要的影响。由于淀粉损伤程度最低,润米水分质量分数26%的小米半干法磨制后可获得品质优良的小米粉与小米面条,这为小米的工业化深加工提供了一种可行的磨制方法。

谷氨酰胺转氨酶对小米制面性能及淀粉体外消化的影响

研究谷氨酰胺转氨酶(TGase)处理对小米面团的制面性能和淀粉体外消化的影响及其内在机理。添加15%的谷朊粉或蛋清粉的小米面团用于制备面条,通过色差仪、质构仪、蒸煮实验和体外模拟消化,测定小米面条的色泽、质构、蒸煮特性和淀粉消化速率。结果表明,小米面团经TGase处理,降低了小米面条的蒸煮损失,提高了面条弹性,但减小了面条的黄色值(b~*)。而且,TGase处理显著降低了含谷朊粉小米面条的淀粉消化速率,使快消化淀粉(RDS)含量降低而抗性淀粉(RS)含量增加,但对含蛋清粉小米面条的淀粉消化影响不明显。此外,SDS-PAGE和游离氨基含量分析表明,TGase可以催化含谷朊粉或蛋清粉的小米面条中的蛋白质发生交联反应。扫描电镜显微图像(SEM)显示TGase处理使淀粉颗粒被更好的包裹在网络结构中。核磁共振成像(MRI)发现小米面条中添加TGase可以减缓储藏过程中的水分迁移和面条结构的劣变。

中国不同品种谷子抗性淀粉分布规律

抗性淀粉是谷子中的重要功能成分。对来自中国4个生态区10个省份216个谷子品种抗性淀粉含量进行分析。结果表明,中国谷子地方品种抗性淀粉平均值为2.43%,含量变幅为0.00%~6.74%,变异系数为50.26%,呈偏正态分布;不同生态区谷子抗性淀粉含量从高到低依次为内蒙古高原、华北平原、东北平原、黄土高原,且内蒙古高原和黄土高原之间差异显著（P〈0.05）;不同省份抗性淀粉含量存在一定差异,其中黑龙江谷子抗性淀粉含量显著高于内蒙古和甘肃（P〈0.05）,其他省份间差异不大;不同省份谷子（黑龙江除外）和不同生态区品种谷子抗性淀粉含量以2.00%~4.00%为主。

近红外漫反射光谱法快速检测谷子蛋白质和淀粉含量

建立近红外漫反射光谱法测定谷子中的蛋白质和淀粉含量,提供一种快速、简便、无损的分析方法进行谷子品种资源鉴定和筛选。以191份山西核心谷子种质为材料,采用近红外漫反射光谱法建立谷子蛋白质和淀粉含量的快速检测模型。结果表明,采用一阶导数+矢量归一化光谱预处理,分别建立谷子蛋白质和淀粉含量的校正模型,模型的校正决定系数(R^2_(cal))分别为0.977 0和0.907 3,交叉验证均方根误差分别为0.203%和0.466%,外部验证决定系数(R~_(2val))分别为0.989 6和0.977 2,预测均方根误差分别为0.225%和0.368%。对于谷子蛋白质和淀粉的预测,化学法和近红外仪器法测定间无显著差异,近红外测定结果是准确可靠的。说明采用近红外漫反射光谱分析技术能够满足对谷子蛋白质和淀粉含量的检测。

不同粒径小米粉对面团流变特性及馒头质构特性的影响

为研究小米粉添加对面团流变特性和馒头制品质构特性的影响,分别选取不同粒径的粳性和糯性小米粉,利用损伤淀粉测定仪、快速黏度分析仪等对不同小米粉的损伤淀粉含量和糊化特性进行分析,通过流变仪测定小米面团的流变学特性,结合扫描电镜观察小米面团微观结构变化,并利用质构仪测定小米馒头的质构特性。结果表明:随着小米粉粒径的减小,多数品种小米粉(除冀谷39和汇华金米)损伤淀粉的碘吸收率增加;受直支比的影响,相同目数下,粳性小米粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度和回生值较糯性小米粉大。流变学研究表明,除汇华金米和冀谷39,储能模量与损耗模量随角频率增加总体上升。扫描电镜观察发现小米粉的添加使面团结构更加松散。小米粉的添加会对馒头质构性质中硬度、咀嚼性和弹性等有一定程度的负面影响。主成分分析表明馒头咀嚼性、损伤淀粉、峰值黏度、谷值黏度、最终黏度、崩解值和回生值可作为区分粳糯品种和馒头品质特征的指标。

基于WGCNA挖掘谷子淀粉合成相关基因

[目的]淀粉是植物发育过程中重要的能源物质,也是影响作物品质的重要物质之一。明确谷子淀粉合成调控相关基因对于开展谷子品质分子育种具有重要意义。[方法]本试验对谷子及其它5种禾本科作物直链淀粉合成关键基因Waxy进行聚类,并对其基因特征进行了分析;对Waxy基因在谷子中的表达模式进行分析;以名优谷子品种晋谷21为材料,构建淀粉合成相关基因的共表达网络。[结果]确定了6个物种中Waxy氨基酸序列系统发育关系、基因结构及蛋白基序,明确了Waxy蛋白具有糖基转移酶(GT_1)和淀粉合成酶催化区(GT_5)2个保守性结构域;确定了Si4g02980基因是谷子籽粒淀粉合成的主效基因。WGCNA筛选出含淀粉合成相关基因数目较多的2个模块,确定了一批包括转录因子的候选基因。[结论]本研究结果可为进一步鉴定和克隆谷子淀粉合成调控关键基因及谷子品质分子育种提供理论支撑。

小米食物的血糖反应

小米是亚非国家普遍食用的谷类食材,本文综述了与小米食物血糖反应有关的研究证据、影响因素及可能作用机理。小米的品种、加工和烹调方式都会对小米食物的血糖效应产生影响,从而可能影响到它对慢性疾病的预防效应。小米可能通过抑制消化酶活性、减缓胃排空、改善肠道菌群等途径改善血糖。目前的研究证据表明,小米不仅营养价值较高,而且对血糖控制具有一定的积极作用,但该作用必须建立在合理的加工烹调基础上。较低的碾磨度和维持较高慢消化淀粉的加工烹调方式值得研究和推广。

粳谷和糯谷胚乳淀粉合成酶活性的动态变化

为了探讨籽粒灌浆期粳、糯胚乳形成的遗传基础,以粳性品种‘赤谷4号’和糯质品种‘公谷68’为材料,研究它们在籽粒灌浆期颗粒结合型淀粉合成酶(granule-bound starch synthase, GBSSⅠ)、可溶性淀粉合成酶(soluble starch synthase, SSS)和淀粉分支酶(starch branching enzyme, SBE)活性的动态变化。结果表明:两个品种3种酶活性均呈现低-高-低的变化趋势,其中GBSSI活性在抽穗后第17天最高,且粳性品种高于糯质品种,约分别为660和560个酶活单位。SSS活性在抽穗后约第22天最高,为700个酶活单位,且糯质品种SSS活性在抽穗后约30 d之内均大于粳性品种,30 d之后小于粳性品种,抽穗30 d SSS的活性对糯质胚乳的形成贡献较大。SBE活性在抽穗后约第15天最高,粳性和糯性品种约分别为690和720个酶活单位;糯性品种SBE活性抽穗后第15~19天均大于粳性品种。粳性品种灌浆期GBSSI活性与SSS和SBE分别呈极显著正相关,相关系数分别为0.563**和0.680**,SSS和SBE活性呈显著正相关,相关系数为0.481*,3种淀粉合成酶协同调控淀粉的合成。糯质品种3种酶活性相关性不显著,且SSS与SBE呈不显著负相关。

覆草覆膜栽培谷子灌浆期籽粒蔗糖及淀粉积累

以谷丰888为试验材料,在施氮水平80kg/hm2和基本苗120万～130万株/hm2下,覆草栽培、覆膜盖模式研究灌浆期谷子籽粒糖类累积的动态变化。结果表明,籽粒灌浆期(花后14d),在覆草栽培和覆膜条件下,可溶性总糖分别比对照下降了5%和17%;蔗糖分别比对照下降了22%和0.20%;淀粉分别比对照上升了6%和11%。表明在覆草和覆膜下谷子器官中可溶性总糖、蔗糖降解,快速积累淀粉,为最终实现较高的粒重和产量提供了基础数据。