小麦面粉和制品色泽影响因素及多酚氧化酶活性研究

摘要

本文利用RIL群体和中国若干高白度小麦品种研究了面粉及制品色泽的主要影响因素，对其中影响面粉及制品色泽的重要影响因子多酚氧化酶活性进行了探讨，对比了不同多酚氧化酶检测方法和变性剂SDS对小麦多酚氧化酶提取效率及激活效应的影响及其面粉PPO活性与品质性状的关系。主要研究结果如下： 1 RIL群体面粉及面片色泽与主要品质性状的关系采用RIL群体，可以在很大程度上消除遗传背景差异的干扰，从而较为准确地反映面粉及面片色泽与品质性状之间的关系。结果表明，与面粉及面片色泽有关的品质指标主要有：第一类包含硬度、吸水率、湿面筋、干面筋、蛋白质，主要反应蛋白质数量的性状，与面粉白度、L<'*>值及鲜面片L’值呈负相关，大多数达到了极显著水平；与a<'*>和b<'*>值呈正相关，部分达到了显著或极显著水平。第二类包含出粉率、面团形成时间、叶黄素、PPO活性、沉淀值，主要与面粉及面片L<'*>值呈负相关，与a<'*>值无显著相关性，与b<'*>值显著或极显著正相关。第三类包括面筋指数、面团稳定时间、回生值，面筋指数和面团稳定时间主要反应蛋白质质量的性状，与面粉及面片的L’值呈极显著正相关。第四类是淀粉糊化性状参数，与面粉白度、L<'*>值及鲜面片L<'*>值呈极显著正相关；与面粉及鲜面片各个时间的a<'*>值呈极显著负相关。 2 中国若干高白度小麦的色泽优势及形成影响因素分析以进口的澳白麦和山东省现在主要推广的济麦21作对照，研究了山东省最新育成的几个高自然白度小麦品种优麦3号、山农12和山农8355，品系山农62008的色泽优势，并分析了面粉及面制品色泽优势形成的主要影响因素。结果表明，中国的高白度品种(系)具有很大的色泽优势，与对照澳白麦相比，面制品色泽的L<'*>值虽然稍低，但是b<'*>值极显著降低，特别是山农62008和山农12加工成馒头后L<'*>值比澳白麦高，b<'*>值比对照澳白麦低。加入增白剂后，中国的高白度品种(系)色泽变化的幅度比澳白麦小。对面粉色泽形成影响因素的研究结果表明，蛋白质含量高的品种，其色泽优势形成的主要原因是PPO活性和黄色素含量低；蛋白质含量低的品种，淀粉含量高是其形成高亮度的主要原因：PPO活性和黄色素含量高，面粉及面制品黄度较大。对蛋白质含量高的材料，选择PPO活性和黄色素含量低的株系。对淀粉含量高的材料，选择PPO活性和黄色素含量低的株系。 3 小麦多酚氧化酶活性检测方法的研究小麦多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性是引起面制食品褐变的主要原因。目前有关资料所报道的各种PPO活性的检测方法有所差异，包括吸收波长、反应时间、底物以及样品选择的不同。本研究对这几方面进行了进一步的分析对比研究，结果表明，以邻苯二酚为底物有两个吸收峰，401nm有一个很宽的吸收峰，301nm有一个细窄的吸收峰，以酪氨酸为底物，在322nm有一吸收峰，随波长的增加，吸光度减小，30lnm和322nm有吸收峰的物质还需进一步验证是否可以用来进行PPO活性检测。反应30min为PPO活性测定的最佳时间。分别以邻苯二酚和酪氨酸为底物所测PPO活性极显著相关，邻苯二酚所测活性强，但酪氨酸所测活性的变异系数大。 4 SDS对小麦多酚氧化酶提取效率及激活效应的影响选用了29份小麦材料，主要研究了变性剂SDS对小麦PPO活性的影响。结果表明，SDS可以增加小麦PPO活性，50mmol/L的SDS是提取小麦PPO的最适浓度。用SDS提取时，PPO活性很稳定。SDS不但可以增加小麦PPO的提取效率，而且可以诱导酶结构发生变化，对酶活性产生影响，对高活性品种有激活作用，对低活性品种有抑制作用，对提取效率的影响大于对酶活性的影响。加入SDS后提取检测的全粉、面粉、籽粒PPO活性与面片24h L<'*>值及0-24h L<'*>值的变化显著相关。所以用SDS提取检测小麦PPO活性更有利于筛选不同PPO活性的种质，尤其是提高筛选低PPO活性种质的可靠性。此外，小麦PPO在加入SDS后所呈现的生化特征为小麦体内PPO生理机制的完善提供了理论依据。 5 面粉PPO活性与品质性状的相关性用不同品种和RIL群体分别进行研究时，PPO活性与蛋白质含量均呈显著正相关，与粗淀粉均呈极显著负相关，与面粉白度、L<'*>值及面片各个时间L’值呈极显著负相关，在这几个性状的相关性上两种材料是一致的。 在不同品种中，PPO活性与沉淀值、硬度、粗脂肪、降落值呈显著正相关，与淀粉糊化参数无显著相关性，与面粉及面片a<'*>值有显著正相关。 在RIL群体中，PPO活性与沉淀值、硬度无显著相关性，与降落值呈极显著负相关，与淀粉糊化参数呈显著或极显著负相关，与面粉及面片a<'*>值无显著相关性，与b<'*>值有显著正相关。所以可以通过其它性状的选择间接地进行PPO活性的改良，同时对小麦PPO活性进行改良过程中也要兼顾到其它性状，要综合考虑。

目录

论文声明：英文缩略表

声明

第一章文献综述

1面粉的白度、颜色与色泽

2影响面粉及制品色泽的因素

2.1遗传因素对小麦面粉色泽的影响

2.2非遗传因素对面粉色泽的影响

2.3小麦面粉色泽的遗传改良

3小麦多酚氧化酶

3.1多酚氧化酶的分类

3.2小麦多酚氧化酶在植株体内的分布

3.3小麦多酚氧化酶活性的测定

3.4小麦多酚氧化酶的特性

3.5小麦多酚氧化酶的生理功能

3.6小麦多酚氧化酶的生物发生

3.7小麦多酚氧化酶的分子结构

3.8小麦多酚氧化酶的遗传及分子生物学研究

3.9小麦多酚氧化酶活性与其它品质指标的关系

4本项研究的目的和意义

第二章RIL群体面粉及面片色泽与主要品质性状的关系

1材料与方法

1.1供试材料

1.2测定项目与方法

1.3统计分析

2结果与分析

2.1 RIL群体品质性状表现及分布

2.2 RIL群体中面粉及鲜面片色泽与品质性状的相关性

2.3各品质指标对面粉及面片色泽逐步回归分析和通径分析

第三章中国若干高白度小麦的色泽优势及形成影响因素分析

1材料与方法

1.1供试材料

1.2测定项目与方法

1.3统计分析

2结果与分析

2.1不同品种(系)面粉及其制品色泽表现

2.2不同品种(系)面粉加入增白剂后面粉及其制品色泽的变化

2.3不同品种(系)面粉色泽形成主要影响因素分析

第四章小麦多酚氧化酶活性及其与主要品质指标的关系

1材料与方法

1.1供试材料

1.2方法

1.3统计分析

2结果与分析

2.1小麦多酚氧化酶活性检测方法的研究

2.2 SDS对小麦多酚氧化酶提取效率及激活效应影响的研究

2.3 SDS提取后所测PPO活性与面粉和面片色泽的相关性

2.4面粉PPO活性与主要品质性状的关系

第五章讨论和结论

1讨论

1.1 RIL群体中面粉及面片色泽与其它品质性状的关系

1.2若干高白度小麦的色泽优势及形成影响因素分析

1.3小麦多酚氧化酶活性检测方法的检测

1.4 SDS对小麦多酚氧化酶提取效率及激活效应的影响

1.5面粉PPO活性与品质性状的相关分析

2结论

2.1 RIL群体面粉及面片色泽与主要品质性状的关系

2.2中国若干高白度小麦的色泽优势及形成影响因素分析

2.3小麦多酚氧化酶活性检测方法的研究

2.4 SDS对小麦多酚氧化酶提取效率及激活效应影响的研究

2.5 PPO活性与品质性状的相关分析

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文目录