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在印度等亚洲国家,恰巴提(chapati)是重要主食。为探究小麦理化及生化特性对其品质的影响,研究人员分析 41 种小麦基因型。结果发现多种因素影响恰巴提品质,并据此分组。该研究有助于培育优质小麦品种,提升恰巴提品质。
在印度、巴基斯坦等亚洲国家,小麦制成的恰巴提是人们餐桌上的常客,是主要的营养来源和主食。恰巴提不仅价格亲民,还富含蛋白质和膳食纤维,能促进食欲、降低多种疾病风险。理想的恰巴提应具备良好的柔韧性、蓬松性、柔软度,颜色呈浅奶油色,口感微甜,咀嚼性低,还散发着小麦的香气。然而,尽管恰巴提如此重要,此前对其品质的研究却相对较少。目前已知,小麦的多种理化和生化因素会影响恰巴提的品质,但具体的关联并不明确。在商业和城市化发展的当下,研究如何提升恰巴提品质迫在眉睫。
为了解决这一问题,来自多个研究机构的研究人员展开了一项关于小麦特性与恰巴提品质关系的研究。研究人员对 41 种不同的小麦基因型进行研究,这些基因型涵盖了国外引进品种、印度现代和传统的优良高产品种、合成衍生品种等。研究结果表明,不同小麦基因型在理化、生化和恰巴提品质参数方面存在显著差异。根据恰巴提制作品质,这些基因型被分为优秀、良好和较差三组。该研究成果发表在《Applied Food Research》上,为培育适合制作优质恰巴提的小麦品种提供了重要依据。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,使用单粒特性系统(SKCS)4100 等设备对小麦籽粒的水分、直径、硬度指数和千粒重等特性进行分析;利用近红外反射(NIR)分析系统测量籽粒蛋白质含量;采用能量色散 X 射线荧光光谱仪(ED-XRF)测定籽粒中的锌和铁含量。在面粉特性分析方面,使用特定的研磨设备获取精制小麦粉(RWF)和全麦粉(WWF),并对其进行多项指标检测。对于恰巴提的制作和评估,严格按照标准流程制作恰巴提,通过测量其直径、高度等物理指标,以及组织分析和感官评价等方式,全面评估恰巴提的品质。最后,运用统计分析方法,如单因素方差分析、邓肯多重范围检验、皮尔逊相关分析和主成分分析等,对数据进行处理和分析。
研究结果具体如下:
- 均值表现、变异和遗传力:41 种小麦基因型在所有研究的理化、生化和恰巴提品质特征方面均呈现出报道范围内的变异。在籽粒物理性状方面,直径和水分变化较小,千粒重和硬度指数差异显著。根据硬度指数,部分品种被分为软麦或硬麦。在生化特性方面,蛋白质含量、面筋特性、SDS 沉降值等差异明显。恰巴提品质参数中,直径、蓬松高度、韧性和延展性等也有显著差异。此外,多数性状表现出高遗传性,少数如总糖、籽粒蛋白质和水分含量遗传性较低。
- 恰巴提品质评分和基因型分组:通过对恰巴提面团和烘焙后恰巴提的感官品质属性评分,计算出总体恰巴提品质得分。根据得分,将小麦基因型分为优秀(14 种)、良好(18 种)和较差(9 种)三组。这有助于研究人员和制造商筛选出适合制作高品质恰巴提的小麦品种。
- 相关性分析:通过斯皮尔曼相关系数分析,发现多种因素之间存在复杂的关联。例如,籽粒直径对恰巴提蓬松高度和直径有负面影响,但对韧性有正面影响;籽粒硬度与破损淀粉、水分吸收和恰巴提柔韧性呈正相关,与灰分含量和延展性呈负相关。此外,蛋白质含量、面筋参数、沉降值、微量元素等与恰巴提的各项品质指标之间也存在不同程度的相关性。
- 主成分分析:主成分分析表明,前四个主成分解释了原始数据 58.9% 的变异性。PC1 主要受恰巴提品质得分、面筋指数等因素影响;PC2 受破损淀粉、籽粒硬度指数等影响;PC3 受湿面筋、干面筋等影响;PC4 受籽粒直径、面团颜色等影响。得分图展示了不同品种之间的关系,有效制作恰巴提的小麦基因型对 PC2 有重要影响。
研究结论和讨论部分指出,恰巴提品质是一个复杂的性状,受多种因素共同影响。籽粒硬度、千粒重、蛋白质含量、面筋特性、PPO 活性等性状的变异为小麦育种提供了丰富的遗传资源。例如,高蛋白质和高面筋含量且面筋强度较弱的小麦基因型,更适合制作优质恰巴提,因为其能使面团在拉伸时不易回缩,有利于制作过程中的擀面皮操作。此外,软质至中等硬度的小麦品种,由于其产生适量的破损淀粉,在制作面团时能吸收更多水分,对恰巴提的品质提升也有积极作用。这些研究结果为小麦育种工作提供了明确的方向,有助于培育出更适合制作恰巴提的小麦品种,满足消费者对高品质恰巴提的需求,同时也为传统面食的工业化生产提供了科学依据,推动了食品产业的发展。