高温高湿处理对小麦籽粒蛋白质、氨基酸及糖类含量的影响

２００９年９月第２４卷第９期

中国粮油学报

ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅＣｅｒｅａｌｓａｎｄＯｉｌｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ

Ｖ０１．２４，Ｎｏ．９

Ｓｅｐ．２００９

高温高湿处理对小麦籽粒蛋白质、氨基酸

及糖类含量的影响

韦志彦１’２

王金水２

曹志洋１，３

张之玉１

李兴军１

（国家粮食局科学研究院１，北京１０００３７）（河南工业大学粮油食品学院２，郑州４５００５２）

（中国矿业大学环境与测绘学院３，徐州２２１００８）

摘要分析了短时间高温高湿处理对小麦蛋白质、氨基酸及糖类含量的影响。结果表明，２４ｈ的高温（≥３５ｏＣ）和高湿度（ＲＨ８０％）处理，与常温保存和３０

ｏＣ、ＲＨ

６０％处理比较，增加了小麦籽粒的电导率、谷氨

酸（Ｇｌｕ）及总氨基酸的含量，但降低了水溶性糖、醇溶性糖及醇溶性蛋白的含量，导致小麦籽粒干物质含量呈下降趋势。随着储藏温度和相对湿度的增加，天冬氨酸（Ａｓｐ）、苏氨酸（Ｔｈｒ）、丝氨酸（Ｓｅｒ）、赖氨酸（Ｌｙｓ）及精

氨酸（Ａｒｇ）的含量增加，对应的球蛋白和清蛋白含量呈增加趋势。异亮氨酸（１１ｅ）含量减少，对应的醇溶蛋白

减少。谷氨酸和脯氨酸（Ｐｒｏ）含量增加，相应的麦谷蛋白含量也增加。高分子质量蛋白质的巯基被氧化形成二硫键，增大了麦谷蛋白质与醇溶蛋白质之间的比率。小麦品种对高温高湿储藏条件的反应受原产地影响。

关键词

小麦储藏蛋白质氨基酸巯基淀粉糖

文献标识码：Ａ

文章编号：１００３—０１７４（２００９）０７—０００５—０７

夏、流通运输及育种具有一定的指导意义。１

１．１

中图分类号：Ｑ５１９

小麦是世界上重要的粮食谷物之一，我国小麦产量仅次于稻谷。与其它粮食种类比较，在正常储藏条件下，小麦属于耐储藏的粮种之一。储藏期间

材料和方法

主要试剂与仪器设备

种子老化和发芽率的丧失仍在继续，但它们能够被

适当的储藏条件所延缓。影响发芽力丧失的两个重要环境因子是种子含水量及空气相对湿度…。这些因子值越高，种子越容易发生劣变。对不同储藏条件下小麦的物理品质性状和机理的研究已经有大量

糖类、蛋白质及巯基提取和分析试剂均为分析纯。氨基酸标样由国家标准物质中心提供，组分分

析的试剂均采用优级纯。

ＥＲ一０４ＫＡ高低温交变湿热试验箱：广州爱斯佩克

报道【２．５ｊ，黏度、脂肪酸值、面筋吸水量、发芽率等已成为判断小麦陈化的重要指标。但是，对高温高湿

环境条件下小麦早期陈化阶段的生理生化指标及劣变机理，研究报道较少。汪海峰等旧１在３７℃、ＲＨ

环境仪器有限公司；日立Ｉ＿８８００型氨基酸分析仪：北京

天美公司；Ｄｅｌｔａ３２６型电导率仪：上海梅特勒一托利多

公司；氮吹仪及恒温干燥器ＨＧＴ一２：天津恒奥科技公司；ＪＦＳＤ一１００一ＩＩ粉碎机：上海嘉定粮油检测仪器厂；

ＤＨＣ９０４０Ａ智能型干燥箱：杭州蓝天仪器有限公司。１．２试验方法１．２．１样品及处理

小麦品种农大红麦和河北永清分别来自北京和

８０％高温高湿储藏条件下对软质和硬质小麦处理１

ｄ，

软质和硬质小麦过氧化物酶各增加了０．９２倍和

０．３８倍，ａ一淀粉酶各增加了０．１６倍和１．７２倍，脂肪酸值各增加了０．１９倍和０．２２倍。本试验以常温

保存不同时间的小麦为对象，分析了人工模拟的短时间高温高湿处理对小麦蛋白质、氨基酸及糖类含

河北，２００６年６月收获，常温保存２年，含水率（湿

基）分别是９．８％和１０．１％。长武９５２７和陇塬２号

量的影响，以期对我国湿热地区小麦储藏、安全过

收稿几期：２００８—１０—１４

作者简介：书志彦，女，１９８４年出生，硕ｔ，农产品储藏与加下通讯作者：李必军，男，１９７１年出生，博士，副研究员，粮食生理

生化

均来自陕西，２００７年６月收获，常温保存１年，含水

率（湿基）分别是１０．１％和９．１％。取回的样品用塑料袋小包装后，在室内阴凉干燥处（２５℃左右、ＲＨ

小于６０％）常温保存，作为对照样品。试验处理在高

低温交变湿热试验箱内进行，包括７种处理：（１）

６

中国粮油学报

２００９年第９期

３０℃、ＲＨ６０％、２４ｈ；（２）３５℃、ＲＨ８０％、２４ｈ；（３）

４０ｏＣ、ＲＨ７５％、２４

溶液反应生成的化合物在５７１ｎｍ处有最大吸收峰。称取约２ｇ小麦粉加入５０％乙醇１０ｍＬ，超声波振荡

１０

ｈ；（４）４０ｏＣ、ＲＨ８０％、２４ｈ；（５）

４２℃、ＲＨ８０％、２４ｈ；（６）４５℃、ＲＨ８０％．、２４ｈ；（７）

６０ｏＣ、ＲＨ９０％、２４

ｍｉｎ，混匀，３

０００

ｒ／ｒａｉｎ离心２０ｍｉｎ，移取４ｍＬ上清

ｈ。处理后的样品及磨粉样品在液于具塞试管中。加入２ｍＬ重铬酸钾一醋酸溶液，然后用去离子水定容，置于９０℃水浴１０ｍｉｎ后，于５７１

ｎｍ

４℃冰箱保存，及时测试分析。１．２．２水分和种子萌发测定

处测定吸光度。利用盐酸半胱氨酸做成标准曲线。

１．２．６氨基酸含量测定

称取约０．２ｇ的样品，置于干燥的具有螺旋塞的

２０

水分测定方法按照１０５℃恒重法（ＧＢ５４９７—

１９８５）；种子萌发试验按照ＧＢ／Ｔ５５２０－－１９８５。１．２．３电导率测定

挑选５０粒大小均匀、无破损、饱满的籽粒，用自

ｍＬ试管，加入１０ｍＬ娃哈哈水配置的６ｍｏｌ／Ｌ盐

酸，盖上具有２个／Ｊｑ：ｌ，的螺旋塞。在１个小孑Ｌ插入氮

来水冲洗１次，再用蒸馏水冲洗２次，然后用滤纸吸

干水分，装入５０ｍＬ具塞塑料离心管，加入２５ｍＬ去离子水，盖上盖，在室温下放置２４ｈ，期间摇动几次。

２４

吹仪针头，吹微弱的氮气１０ｓ，以代替试管上部的空

气，然后迅速盖上螺旋塞，置于（１１０－Ｉ－０．５）℃恒温箱，水解２４ｈ。水解完毕后在室温下冷却，离心后取

０．５

ｈ后测定上清液的电导率。ｍＬ上清液，在５５℃下用氮气吹干。ＪｊⅡＡ．ｏ．５

ｍＬ

１．２．４水溶性糖、醇溶性糖及ＤＭＳＯ可溶淀粉含量测定

约１ｇ样品加去离子水１０１１１ＩＪ，搅动２ｈ，４

０００ｒ／ｒａｉｎ

娃哈哈水，氮气吹干。重复１次。加入０．０２

ｍｏｌ／Ｌ

盐酸４００斗Ｌ溶解吹干物，转移到２．０

洗涤液转移到ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ管。１０

１０

０００

ｍＬｅｐｐｅｎｄｏｒｆ

管，再２次加入０．０２ｍｏｌ／Ｌ盐酸４００恤Ｌ洗涤试管，

ｒ／ｒａｉｎ离心

ｒａｉｎ，上清液过滤０．４５仙ｍ的微膜后，转入到日立

离心，取上清液（水溶性糖）。在沉淀中加入８０％的

乙醇，在沸腾的水浴中煮１０ｒａｉｎ，冷却，离心，取上清

液（醇溶性糖）。对沉淀水洗１次，将上清液合并到

醇溶性糖组分。在沉淀中再加入１００％的二甲基亚砜（ＤＭＳＯ），在室温下提取４８ｈ，离心，取上清液（ＤＭＳＯ可溶淀粉），水洗１次，将上清液合并到Ｄ／Ｖ１．

Ｌ８８００型氨基酸分析小瓶，定容１．５ｍＬ，进行分析。

２

２．１

结呆分析

高温高湿对小麦发芽率及电导率的影响从表ｌ看出，温度≤４５℃、ＲＨ８０％的温湿度ｈ处理对小麦样品的发芽势和发芽率影响不大，

ｏＣ、ＲＨ

ＳＯ可溶淀粉组分。糖含量测定按照酚一硫酸法。

１．２．５蛋白质及巯基含量分析

处理的样品磨碎时过筛，称取约ｌｇ样品，用乙醚脱脂，然后加去离子水１０ｍＬ，搅拌２ｈ，在４℃提取１０

ｈ，４０００

２４

但６０

９０％的条件２４ｈ处理明显地降低发芽

势和发芽率。在３０～４０℃、ＲＨ６０％～８０％的４个温湿度处理中，来自西北地区、储藏１年的２个品种发芽势和发芽率略低于来自华北地区、储藏２年的２

个品种，但是在４２—４５℃、ＲＨ８０％条件下，４个品种发芽率没有差异。与常温保存和３０℃、ＲＨ６０％、

２４

ｒ／ｒａｉｎ离心，取上清液（水溶性蛋白）。

ｍｏｌ／Ｌ

在沉淀中加入１

ＮａＣｌ溶液，搅拌２ｈ，在４℃

ｈ，

提取１０ｈ，离心，上清液是盐溶性蛋白成分。在沉淀中又加入７０％乙醇溶液，搅拌２ｈ，在４℃提取１０

离心，上清液是醇溶性蛋白成分。最后在沉淀中又

加入０．２ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ溶液，搅拌２ｈ，在４ｏＣ提取

１０

ｈ处理比较，温度＞１３５ｏＣ、ＲＨ８０％、２４ｈ明显地提

高小麦籽粒电导率（表２）。电导率大幅度增加，表示膜透性增强，引起离子向细胞质膜外渗透。供试品种中，农大红麦的电导率值在所有处理中较低，其它３个品种的电导率值差异不明显。

ｈ，离心，上清液是麦谷蛋白。蛋白质含量测定采巯基含量测定依据巯基化合物与重铬酸钾一醋酸

表１

用考马氏Ｇ一２５０染色，以牛血清蛋白作标准曲线。

高温高湿对小麦发芽势和发芽率的影响

品种

常温保存ＲＨ嚣矗。ＲＨ瑟品。ＲＨ芸毳。ＲＨ竺裹４。ＲＨ嚣五。ＲＨ嚣翕。ＲＨ嚣裹４。

发芽势发芽率发芽势发芽率发芽势发芽率发芽势发芽率发芽势发芽率发芽势发芽率发芽势发芽率发芽势发芽率

，％，％，％，％，％，％，％，％，％，％，％，‰，％，％，％，％

８ｌ８９

农大红麦河北永清长武９５２７陇塬２号

８４９０８４７９

８５８９８２

７６

８８９５

８４

９０

９２

９８９８４０７１

８４８４８８７３６７

９６８７７９８５

９６８７

７９８５

８３９５９７９８

９４

８６９２

９１

９１

９７９２

００８０

００８０

８８７３６７

９２８９７９

８４

７ｌ

３２６０

７６９２９３

注：表中数据是３次测定平均值

第２４卷第９期韦志彦等高温高湿处理Ｘ，ｔｄ，麦籽粒蛋白质、氨基酸及糖类含量的影响７注：表中数据足平均值．４－标准差，４次重复测定，余同

２．２高温高湿对小麦水溶性糖、醇溶性糖、ＤＭＳＯ可

溶淀粉及干物质含量的影响显。与常温保存比较，表５中几种温湿度处理均显著地提高农大红麦的ＤＭＳＯ可溶淀粉的含量，但是

对其它３个小麦品种的影响不明显。与常温保存

和３０ｏＣ、ＲＨ从表３、表４看出，与常温保存和３０℃、ＲＨ６０％、２４ｈ处理比较，温度≥３５℃、ＲＨ８０％的温湿６０％处理的样品比较，随着温度和

度２４ｈ处理显著地降低小麦水溶性糖和醇溶糖的相对湿度增加，小麦样品的干物质含量呈减少趋势

（表６）。供试的４个小麦品种干物质含量很

接近。含量。在对高温高湿处理的反应中，供试４个小麦品种之间的水溶性糖和醇溶性糖的含量差异不明

表３高温高湿对小麦水溶性糖含量的影响

单位：ｍｇ／ｓＦＷ

表４高温高湿对小麦醇溶性糖含量的影响

单位：ｍｇ／ｇＦＷ

表５高温高湿对小麦ＤＭＳＯ可溶淀粉含量的影响

单位：ｍｇ／ｇＦＷ

８

中国粮油学报２００９年第９期

３０℃３５℃４０℃

ＲＨ２４

４０℃ＲＨ８０％２４ｈ

４２℃ＲＨ８０％２４ｈ

４５℃６０℃ＲＨ８０％２４ｈ

ＲＨ９０％２４ｈ

品种

囊霉

ＲＨ６０％

２４

８０％ｈ

ＲＨ７５％２４ｈ

ｈ

注：表中数据是４次测定平均值

２．３高温高湿对小麦蛋白质、巯基及氨基酸含量的影响

表７

高温高湿对小麦蛋白质及巯基含量的影响

注：表中数据是平均值４－标准差，重复４次测定

从表７看出４个小麦品种，３０℃、ＲＨ６０％处理

对清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及谷蛋白含量的影响，

８０％的３种温湿度处理降低蛋白质巯基含量，但

４５ｏＣ

ＲＨ

８０％处理保持巯基含量不变。对高温高湿

与常温保存样品的差异不显著。但随着温度和湿度

的增加，清蛋白、球蛋白及谷蛋白的含量呈增加趋

的反应中，供试的４个小麦品种之间蛋白质组分的

含量差异不明显，但农大红麦有较高的巯基含鼍。

势，而醇溶蛋白呈减少趋势，尤其在ＲＨ８０％条件下，

４２℃和４５℃两个处理对这些蛋白质含量的改变程

从表８～表１１看出，供试小麦样品中，高含量的氨基酸是谷氨酸和脯氨酸，赖氨酸含量较低。与常

温保存比较，随处理温度和湿度增加，含量增加的氨基酸有Ａｓｐ、Ｔｈｒ、Ｓｅｒ、Ｇｌｕ、Ｈｉｓ、Ｐｒｏ、Ｌｙｓ及Ａｒｇ；含量保持不变的氨基酸是Ｇｌｙ、Ａｌａ、Ｍｅｔ、Ｌｅｕ及Ｐｈｅ；含量减少的氨基酸有Ｃｙｓ、Ｖａｌ及Ｔｙｒ，Ｉｌｅ含量呈减少趋势。对高温高湿的反应中，就氨基酸总量及谷氨酸含量，

度较明显。与常温保存，３０℃、ＲＨ６０％的处理比

较，３５℃、ＲＨ８０％、２４ｈ处理略提高４种小麦麦谷蛋白／醇溶蛋白的比率，但４２

ｏＣ、ＲＨ

８０％和４５

ｏＣ、ＲＨ

８０％两个处理将麦谷蛋白／醇蛋白的比率提高到２．０

左右。与常温保存样品比较，３０～４２

ｏＣ、ＲＨ６０％一

第２４卷第９期韦志彦等高温高湿处理对小麦籽粒蛋白质、氨基酸及糖类含量的影响９４个小麦品种中农大红麦最高，陇塬２号最低。

农８高温高湿对农大红麦氨基酸含量的影响

单位：ｍｇ／ｓＤＷ

注：表中数据是２次测定的平均值，余同

表９高温高湿对河北永清小麦氨基酸含量的影响

单位：ｍｇ／ｇＤＷ

　表ｌＯ高温高湿对长武９５２７小麦氨基酸含量的影响单位：ｍｓ／．ＳＤＷ表１１高温高湿对陇塬２号小麦氨基酸含量的影响单位：ｍｇ／ｓＤＷ