糯玉米淀粉理化特性基因型差異及其調(diào)控效應(yīng)研究.pdf

1、本研究以我國近年來育成的糯玉米品種(品系)為材料，研究了淀粉理化特性的基因型差異，以及施肥處理、播期和收獲期等栽培措施對其調(diào)控作用，并分析了籽粒成分和加工條件對其影響。本文主要研究結(jié)果如下： 1.糯玉米淀粉理化特性(膨脹勢、溶解度、持水力、膠凝特性、回生特性和糊化特性)存在顯著的基因型差異。膨脹勢、溶解度、持水力、熱焓值、糊化范圍、回生值、峰值黏度、崩解值、峰值溫度和糊化溫度的變異范圍分別為12.9～25.3 g/g、34.7～

2、66.7％、97.4～194.5％、45.9～57.0 J/g、7.7～12.0℃、32.8～78.8％、87.7～169.9 RVU、37.5～83.8 RVU、71.8～75.8℃和69.8～73.9℃。其中除峰值溫度和糊化溫度變異范圍較小外，其他參數(shù)變異系數(shù)較大(變異系數(shù)>5.9)。對淀粉結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，淀粉的最大吸收波長除欣試糯玉01、丹黃糯02和陜白糯12較高外(分別為580.5、557.9和551.1 nm)，其余品種的吸收波

3、長均在532.2～540.3nm之間，為典型的支鏈淀粉吸收波長，藍值、碘結(jié)合力的變異范圍分別為0.1274～0.7789和0.56～1.05。且這三項特征值和回生值、峰值黏度以及崩解值顯著負相關(guān)，和回復(fù)值極顯著正相關(guān)。對淀粉中微量元素含量分析發(fā)現(xiàn)，Ca、K、Na、Cu、Fe元素含量和各理化特征值間無顯著相關(guān)關(guān)系，其他微量元素含量與部分特征值存在著一定的相關(guān)關(guān)系?？梢?，雖然糯玉米淀粉僅由支鏈淀粉組成，但長短鏈分支比例和淀粉微量元素含量的不

4、同致使淀粉理化特性存在顯著的基因型差異。 2.施肥處理對淀粉糊化特性、熱力學(xué)特性和晶體特性存在顯著調(diào)控作用。施肥處理沒有改變糯玉米淀粉的結(jié)晶類型，各處理下淀粉均表現(xiàn)為“A”型衍射特征。峰值時間、糊化溫度、轉(zhuǎn)變溫度、峰值指數(shù)和糊化范圍受施肥處理影響較小。和基施氮相比，增施磷或(和)鉀可顯著降低峰值黏度和崩解值，增加淀粉的結(jié)晶度，降低淀粉的回生值和回生淀粉的熱焓值。隨著拔節(jié)期追氮量的增加，峰值黏度逐漸升高，而崩解值、回生值和回生淀粉

5、的熱焓值在追施氮150和300 kg hm-2時無顯著差異，但均大于不追氮處理。熱焓值在拔節(jié)期追氮0或150 kg hm-2時無顯著差異，但高于追氮300 kg hm-2處理，結(jié)晶度受追氮處理影響較小。在本試驗條件下，氮磷鉀均衡基施并拔節(jié)期追氮150 kg hm-2時，淀粉具有較高的結(jié)晶度、熱焓值、峰值黏度和崩解值，較低的回生值。 3.生長季節(jié)對淀粉晶體結(jié)構(gòu)和糊化特性存在顯著影響。生長季節(jié)不影響淀粉的結(jié)晶類型，供試淀粉的X-射線

6、衍射圖譜均表現(xiàn)出典型的“A”型衍射特征。然而，淀粉的晶體結(jié)構(gòu)和糊化特性在生長季節(jié)間存在顯著差異。和春季糯玉米淀粉相比，秋季糯玉米淀粉具有較高的結(jié)晶度、尖峰強度、峰值黏度、谷值黏度、終值黏度和崩解值。糯玉米淀粉的回復(fù)值較低，但秋季糯玉米淀粉仍顯著低于春季糯玉米淀粉。相關(guān)分析表明，結(jié)晶度和各尖峰強度呈兩兩顯著正相關(guān)。結(jié)晶度和峰值黏度、崩解值極顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為0.72和0.85)，和谷值黏度、糊化溫度顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為0.5

7、2和0.55)，和回復(fù)值顯著負相關(guān)(相關(guān)系數(shù)-0.49)。糯玉米淀粉糊化特性在不同生長季節(jié)下的變化主要由淀粉晶體結(jié)構(gòu)(結(jié)晶度和尖峰強度)發(fā)生變化所致。 4.收獲期對糯玉米產(chǎn)量和糊化特性存在顯著影響。隨著收獲期延遲，籽粒產(chǎn)量逐漸增加，增加速率以花后35～40 d最快，日增重達5.2％，花后40 d增加緩慢。淀粉含量先升后降，在花后35～40 d達到峰值，后期略有下降。收獲期對糊化溫度沒有影響，而峰值黏度、谷值黏度、崩解值、終值黏度

8、和峰值時間均隨著收獲期的延遲呈先升后降趨勢，這幾項指標(biāo)在花后40 d最高，回復(fù)值此時最低。糊化特征參數(shù)中，糊化溫度和峰值時間受收獲期的影響較小，而峰值黏度、谷值黏度、崩解值、終值黏度和回復(fù)值受收獲期的影響較大。綜合考慮產(chǎn)量、淀粉含量和糊化特征參數(shù)在不同收獲期間的變化趨勢，可認(rèn)為花后40 d收獲在保證產(chǎn)量的同時有利于改良糯玉米淀粉的品質(zhì)。 5.蛋白、脂肪對淀粉理化特性存在顯著影響。糯玉米淀粉顆粒主要為不規(guī)則的多邊形。脫蛋白和脫脂處

9、理沒有改變糯玉米的結(jié)晶類型，各樣品均表現(xiàn)為典型的“A”型衍射圖譜，但脫蛋白和脫脂處理均使結(jié)晶度降低，且脫脂處理對其影響大于脫蛋白處理。糯玉米粉經(jīng)脫蛋白處理后，表現(xiàn)為膨脹勢降低，溶解度和透光率上升；淀粉經(jīng)脫脂處理后，膨脹勢和溶解度降低，但透光率升高。DSC研究表明，糯玉米粉去除蛋白后，熱焓值增加，但脫脂處理使其降低。膠凝淀粉冷藏后發(fā)生回生，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)變溫度和熱焓值降低。糯玉米粉脫蛋白后回生值降低，但經(jīng)脫脂處理的淀粉回生值又有所增加。脫蛋白處

10、理后，糯玉米粉的淀粉峰值黏度、谷值黏度、終值黏度和崩解值升高，回復(fù)值和糊化溫度降低，峰值時間縮短。淀粉經(jīng)脫脂處理后，則表現(xiàn)RVA譜曲線的降低，除崩解值表現(xiàn)為高于糯玉米淀粉外，其他糊化特征值均表現(xiàn)為低于淀粉。因此，可根據(jù)需要對糯玉米淀粉進行相應(yīng)處理，以獲得適用于不同用途的糯玉米原料。 6.加工條件對玉米淀粉糊化特性存在顯著影響。玉米淀粉的糊化特征值在不同反應(yīng)程序下發(fā)生了改變，加熱冷卻速率快，95℃保持時間長，淀粉的峰值黏度、崩解值

11、和糊化溫度較高，峰值時間較短。在不同反應(yīng)程序下，相對于普通玉米淀粉，糯玉米淀粉的峰值黏度和沉降值較高，而谷值黏度、終值黏度、回復(fù)值、峰值時間和糊化溫度較低。糯玉米和普通玉米淀粉的糊化特征參數(shù)受到濃度影響，隨著淀粉濃度的增加，峰值黏度、谷值黏度、沉降值、終值黏度和回復(fù)值隨之增加，峰值時間略有降低，濃度太低時淀粉不能糊化，在能糊化條件下則隨著濃度的增加而降低。且在低濃度條件下，糯玉米淀粉的峰值黏度高于普通玉米，而在較高濃度(11％)條件下，