加工方法对传统与新型硬粒小麦(Triticum turgidum spp. durum)基因型终产品流变学特性及矿物质分布的影响研究

为应对气候变化下地中海地区粮食安全挑战，意大利研究团队系统评估了两种抗旱型硬粒小麦基因型(LcyE A- B- 和Svevo 1BL.1RS)及其野生型对照在传统制粉与创新微粉化-气流分级系统下的终产品特性。研究发现LcyE A- B- 具有显著的Fe、Zn等矿物质富集能力，而1BL.1RS易位虽提升抗旱性但降低面筋强度。半全麦粉加工可优化营养保留，为功能性面食开发提供新策略。

　　

【研究背景】
在全球气候变暖与极端天气频发的背景下，地中海等脆弱农业区正面临严峻挑战。硬粒小麦(Triticum durum)作为该地区主粮作物，其产量和品质受干旱胁迫影响显著。据统计，到2050年全球人口将达97亿，而当前小麦品种在维持产量、营养品质和加工适应性之间难以平衡。更棘手的是，传统育种改良的抗旱品种常伴随加工品质下降，如面筋强度降低导致意大利面(al dente)口感劣化。与此同时，全球约20亿人存在微量营养素缺乏，通过主食强化铁(Fe)、锌(Zn)等矿物质的"生物强化"策略备受关注。

【研究设计与方法】
意大利研究团队以两种新型抗旱基因型(LcyE A^-
B^-
和Svevo 1BL.1RS)及其野生型对照(Kronos和Svevo)为材料，采用双平行加工体系：传统粗粒粉(semolina) milling vs 创新微粉化-气流分级(air classification)系统。通过ICP-MS测定8种矿物质含量，结合Gluten Index、Alveograph等流变学分析，并制备意大利面进行感官评价。田间试验采用随机区组设计，氮肥分三次施用。

【主要发现】
3.1 籽粒特性
LcyE A^-
B^-
展现出独特的矿物质富集模式，其Fe、Mo、Ca、Mn、Zn含量分别比Kronos提高100%、231%、1040%、222%和139%。而1BL.1RS易位使蛋白质含量降低17%，但维持了籽粒硬度(SKCS值>90)。

3.2 加工产品特性
微粉化-气流分级获得的粗组分(coarse fraction)比semolina保留更多矿物质，但面筋指数(GI)降低32%。1BL.1RS基因型的W值(面团强度)骤降74%，证实rye染色体片段对谷蛋白网络的破坏作用。

3.3 面制品品质
Semolina面条具有更好的硬度(firmness)，而粗组分面条因麸皮持水特性显著降低粘性(stickiness)并提升蓬松度(bulkiness)。LcyE A^-
B^-
粗组分面条的Fe、Zn含量分别达0.66μg/g和49.5μg/g DW。

【结论与意义】
该研究首次阐明LcyE A^-
B^-
基因型通过沉默lycopene epsilon cyclase基因实现多矿物质协同富集的特性，其粗组分加工策略可同步提升营养与感官品质。对于1BL.1RS易位系，建议采用含麸皮配方抵消面筋缺陷。研究为"气候智能型"小麦育种提供了双重筛选指标：抗旱性基因标记与终产品营养-流变学参数。论文发表于《Journal of Cereal Science》，为地中海农业系统适应气候变化提供了从基因到餐桌的完整解决方案。