西北农林科技大学博士研究生学位论文预答辩公告
院（系、部）名称：农学院 学科专业：植物资源学
研究生姓名： 高金锋 导师姓名：冯佰利 入学时间：2008.9
预答辩时间： 2014.2.27 地 点：农学院二楼会议室
一、学位论文题目：不同生态区红花甜荞品质及淀粉理化性质研究
二、学位论文预答辩委员会组成
组成
姓名
职称
博/硕导
所在单位及学科专业
主席
贾志宽
教授
博导
农学院作物栽培学与耕作学生态学
成员
王 敏
教授
博导
食品科学与工程学院
高亚军
教授
博导
资环学院 植物营养学
李 军
教授
博导
农学院作物栽培学与耕作学生态学
韩清芳
教授
博导
农学院植物资源学
秘书
高小丽
副教授
硕导
农学院植物资源学
三、论文摘要
红花甜荞是北方旱区特色农作物和优势作物，主要分布在陕西、甘肃、宁夏、内蒙古长城沿线风沙区。红花甜荞富含类黄酮物质以及维生素、矿物质、叶绿素、维生素P等，是集营养、保健、食疗于一体的天然食品资源。随着人们生活水平的提高以及对健康谷物的追求，红花甜荞作为新型功能食品资源倍受人们关注，其生产地位迅速上升。淀粉是红花甜荞的重要组分，占籽粒质量的60%～80%，淀粉的理化性质及来源影响着红花甜荞产品加工利用和产业发展。因此，揭示红花甜荞淀粉理化性质，研究不同品种及产地淀粉理化性质差异，选择优质生产区和专用品种进行产品开发，对促进陕甘宁蒙农村经济发展、农民增收及荞麦产业发展具有重要的现实意义。
本研究以近年来新育成的12个红花甜荞品种为材料，研究了3个典型红花甜荞种植生态气候区产品品质特性，测定了红花甜荞品种淀粉颗粒特性、直链淀粉、X-射线晶体衍射、透明度、溶解度、凝沉性、糊化特性、热特性和凝胶质构特性，以及在不同生态区淀粉理化特性表现。得出以下主要结论：
（1）红花甜荞籽粒淀粉、蛋白质、脂肪及黄酮含量因品种而异，且在不同生态区表现不一致。红花甜荞淀粉含量为61.5%～75.0%；蛋白质含量为11.7%～16.5%；脂肪含量为1.5%～2.9%；黄酮含量介于0.16 %～0.35%之间。红花甜荞产量结果方差分析差异显著，年份间、环境与年份互作效应、品种与年份互作效应，环境、品种与年份互作效应均达到极显著差异。参试品种中产量居前三位的品种是庆阳红花荞、平选01-036和吴起红花荞-1，产量分别为1285、1239和1189 kg/hm2；陕西延安、宁夏固原和内蒙古武川三年平均产量分别为845、963和1307 kg/hm2，变异系数为44.8%、26.4%和62.0%；红花甜荞在宁夏固原产量中等，年份间产量差异较小，产量稳定，是红花甜荞适宜生产区。
（2）参试红花甜荞品种间淀粉颗粒大小、直链淀粉含量、溶解度、透明度及糊化特性均表现出显著性差异。淀粉颗粒多为不规则多角形和球形，多角形多且颗粒较大，球形颗粒较少且颗粒小；淀粉粒径范围为0.38～25.78 μm，中小型淀粉是红花甜荞淀粉颗粒的主要组成部分，占淀粉颗粒总数的97.00%～99.57%。直链淀粉含量为36.63%～43.06%，且品种间差异显著；在温度60～90℃范围内，淀粉溶解度随温度的升高而增大；透明度最大的是吴起红花荞-2，为8.65%，最小的为蒙固20，为7.37%，品种平均透明度为7.77%；淀粉糊凝沉速度随着时间延长而增加，且表现出先快后慢趋势。红花甜荞淀粉起始糊化温度和峰值黏度分别在62.80～72.60℃和1519～1692 cP之间，品种间差异不显著；谷值黏度、最终黏度、破损值、回生值和峰值时间均表现出显著性差异；定边甜荞谷值黏度最大，为1416 cP，破损值最小，为156 cP，回生值最小，为688 cP，达到峰值时间最长，为5.80 min，说明定边甜荞稳定性好。
（3）与苦荞淀粉相比较，红花甜荞淀粉颗粒大于苦荞，两者淀粉颗粒形态类似，晶体衍射图谱类型为“A”型；当2θ为26.5°时，红花甜荞淀粉颗粒晶体衍射图谱中有一个弱的衍射峰，而苦荞淀粉颗粒晶体衍射图谱中无此衍射峰。红花甜荞淀粉与苦荞淀粉直链淀粉含量无显著性差异，但显著高于马铃薯淀粉而显著小于玉米淀粉。两类荞麦溶解度存在显著性差异，红花甜荞西农9976淀粉溶解度在各个温度阶段均显著高于苦荞西农9920。红花甜荞西农9976和西农9978的峰值黏度分别为1685和1629 cP，显著小于苦荞；谷值黏度和最终黏度无显著性差异，均显著低于马铃薯淀粉，而显著高于玉米淀粉；红花甜荞西农9976淀粉糊化回生值最小，为737 cP，显著小于苦荞西农9940；糊化出峰时间苦荞最短，并显著早于红花甜荞。红花甜荞西农9976和西农9978的淀粉糊化相变起始温度（To）、相变峰值温度（Tp）和相变终止温度（Tc）分别为63.02和62.52°C、66.80和66.67°C、71.59和72.07°C，稍高于苦荞，但并无显著性差异；热焓值（△H）为7.76和8.28 J/g，显著大于苦荞；说明红花甜荞淀粉糊化相变过程中需要热量较苦荞多。
（4）在不同生态区，红花甜荞不同品种淀粉颗粒微观形态类似；淀粉颗粒晶体衍射图谱均为“A”型；参试品种在陕西延安、宁夏固原和内蒙古武川的直链淀粉含量变幅为34.86%～44.74%，在3个试点高低顺序为：内蒙古武川＞宁夏固原＞陕西延安，且存在显著性差异。不同生态区淀粉溶解度随着温度的升高差异逐渐变大；淀粉乳透明度在不同生态区表现为：宁夏固原＞内蒙古武川＞陕西延安；参试品种淀粉糊凝沉速度呈现出先快后慢的趋势，在3个生态区淀粉糊凝沉速度表现并不完全一致。方差分析表明，红花甜荞淀粉糊化特性和热特性均受品种、环境、以及品种与环境互作效应影响显著。平选01-036的峰值黏度、谷值黏度和最终黏度最大，黏性较大；定边甜荞峰值黏度最小、最终黏度很小，破损值和回生值小，黏性小，热糊稳定性和冷糊稳定性较好。在不同生态区，红花甜荞淀粉黏度参数表现并不一致。内蒙古武川点峰值黏度最大，为1659 cP，显著大于其他地区；陕西延安点破损值最小，为355 cP，显著小于其他地区；宁夏固原点峰值黏度、谷值黏度以及回生值最小，分别为1495、1119和900 cP。淀粉糊化相变过程中，宁D07-01的To、Tp和Tc平均值最大，分别为62.28、67.39和73.68 °C；平选01-036的△H平均值最大，为11.00 J/g，并显著大于其他品种。在不同生态区，红花甜荞品种淀粉热特性表现并不一致。内蒙古武川点定边甜荞To最大，为63.74°C，宁D07-3 Tp最大，为69.02°C；宁夏固原点吴起红花荞-2 Tc最大，为76.07°C；宁夏固原点吴起红花荞-2△H最大，为12.09 J/g。
（5）红花甜荞淀粉凝胶质构特性受品种、环境、以及品种与环境互作效应的影响显著。蒙固20硬度最大，为258.01 g，宁D07-1弹力最大，为1.01，均显著高于其他品种；吴起红花荞-1的粘聚性最大，为0.61，显著高于宁D07-1、蒙固20、平选01-036、定边甜荞、宁D07-2和西农9978等品种。内蒙古武川点红花甜荞淀粉凝胶平均硬度为243.69 g，弹力值为1.17，均显著大于宁夏固原点和陕西延安点；宁夏固原点红花甜荞淀粉凝胶平均粘聚性为0.66，胶着性为155.68 g，回弹性为0.59，均显著大于内蒙古武川和陕西延安点。在不同生态区，红花甜荞凝胶质构特性差异较大；硬度最大的是内蒙古武川点宁D07-3，为308.17 g；胶着性最大的是宁夏固原点蒙固20，为308.73 g；咀嚼性最大的是内蒙古武川点宁D07-1，为250.27 g。
（6）品种、环境以及品种和环境互作均对红花甜荞品质、淀粉理化特性和质构特性影响显著。吴起红花荞-2的透明度最大，是制作凉粉、碗?的良好食材；定边甜荞破损值和回生值最小，稳定性表现较好，是加工制作麦仁糊、速溶荞麦片等食品的优质原料；内蒙古武川点宁D07-1咀嚼性大，利于蒸煮性食品制作。在进行红花甜荞相关产品加工时，应该依据不同的目的要求，因地制宜地选择产地和品种。研究发现，红花甜荞品种间直链淀粉含量与淀粉理化特性有关，因此，在红花甜荞品质育种中，可将直链淀粉含量作为后代材料筛选的重要指标之一。
