高营养黑小麦新种质冀资麦14 号的选育及品质分析

刘玉平，孟雅宁 ，兰素缺，张业伦，李杏普*

（1.河北省农林科学院粮油作物研究所，河北省作物遗传育种实验室，河北省现代农业产业技术体系小麦创新团队，河北 石家庄 050035；2.河北省农林科学院经济作物研究所，河北 石家庄 050051）

当今，人类食品逐步向营养型、功能型和天然型方向发展，回归自然是饮食发展不可逆转的时代潮流[1]。众多研究证明，黑小麦富含多种微量元素和氨基酸，是集营养、保健和天然于一体的食品原料[1～8]。河北省农林科学院粮油作物研究所利用系统选育培育出蛋白质、膳食纤维、矿质元素含量高的黑小麦新种质冀资麦14 号，2019 年获得国家植物新品种保护权申请号（20191005538）。在面包小麦和高营养黑小麦的基础上创新黑小麦种质资源，以期为小麦高附加值育种以及优质品种早日服务于社会奠定物质基础。

1 材料与方法

1.1 亲本来源

母本济南17 是山东省农业科学院作物研究所以临汾5064 为母本、鲁麦13 号为父本杂交，经系统选育而成的强筋面包专用型优质小麦品种。该品种分蘖力强，成穗率高，株高适宜，抗干热风，中早熟，中感条锈病、叶锈病和白粉病[9]。

父本黑小麦2 号引自陕西商洛学院，组合是偃师86（117） /黔丰1 号/山前//偃师9 号/小偃5 号。该品种子粒深紫色，面粉直链淀粉含量占淀粉总量的27%，株高63 cm 左右，穗长8.1 cm 左右，抗寒性3 级。

冀紫439 是河北省农林科学院粮油作物研究所培育的具有高附加值的特色黑小麦新品种，2009 年通过河北省农作物品种审定委员会审定。该品种富含铬、硒、锌、花青苷、膳食纤维和蛋白质等多种营养成分，具有食、药、保健功效[4]。

1.2 选育过程

2006 年以济南17 为母本、黑小麦2 号为父本进行杂交；2007 年以F1代为母本、冀紫439 为父本进行复交；2011 年从复交F4代中选出整齐度好、大穗、紫粒株系（Z4-31），定名为冀资麦14 号（图1）。该品种子粒深紫色、饱满度好，株高80～83 cm，分蘖能力强、穗数中等（图2），综合农艺性状好。

图1 冀资麦14 号系谱图Fig.1 Pedigree of Jizimai No.14

图2 冀资麦14 号的子粒和单株Fig.2 Grains and single plant of Jizimai No.14

1.3 品质测定

营养品质由上海英格尔认证检测集团测定；氨基酸含量和加工品质由河北省作物品种品质检测中心测定。

2 选育结果

2.1 丰产性

冀资麦14 号2012 年参加河北省农林科学院粮油作物研究所组织的黑粒小麦初级产量比较试验，产量为6 577.35 kg/hm2，较黑粒小麦对照冀紫439 增产5.3%；2013 年、2014 年分别参加河北省农林科学院粮油作物研究所组织的黑粒小麦大区试验，产量分别为6 015.0 和6 085.5 kg/hm2，较黑粒小麦对照冀紫439 分别增产5.8%和10.5%；2019 年参加河北省农林科学院粮油作物研究所组织的黑粒小麦生产试验，较黑粒小麦对照冀紫439 增产18.8%。冀资麦14 号属高秆、抗倒伏、生物产量高、高产类型，稳产性好。

2.2 品质性状

2.2.1 营养成分 测定结果（表1） 显示，冀资麦14号淀粉、还原糖含量分别为562 和14 g/kg；蛋白质、脂肪、膳食纤维含量分别较普通小麦增加31、2 和136 g/kg，其中膳食纤维含量是普通小麦的18 倍；微量元素锌、铁、钙、镁、硒含量分别较普通小麦增加22 mg/kg、22 mg/kg、173 mg/kg、810 mg/kg、34 μg/kg，其中锌、铁、镁含量分别是普通小麦的4.1 倍、2.6倍和2.5 倍。说明冀资麦14 号是一个富含膳食纤维、锌、镁、铁、硒、蛋白质、脂肪、还原糖的黑小麦种质。

表1 冀资麦14 号的营养成分含量Table 1 Nutrient content of Jizimai No.14

2.2.2 氨基酸构成 蛋白质和氨基酸含量是衡量小麦营养价值的重要指标[3，13，14]，谷物类蛋白质的第一限制氨基酸为赖氨酸[15]。测定结果（表2） 显示，冀资麦14 号必需氨基酸总量为52.0 g/kg，氨基酸总量为152.0 g/kg，分别较黑小麦漯珍一号（CK1） 高10.5 和17.2 g/kg，较白粒小麦冀5265 （CK2） 高18.7 和44.9 g/kg。必需氨基酸中，冀资麦14 号赖氨酸含量为4.7 g/kg，分别较CK1、CK2高0.4 和1.1 g/kg；亮氨酸含量为18.2 g/kg，分别较CK1、CK2高7.1 和9.3 g/kg；缬氨酸含量为11.1 g/kg，分别较CK1、CK2高3.9 和6.2 g/kg。组氨酸是儿童必需氨基酸，冀资麦14 号组氨酸含量为3.9g/kg，分别较CK1、CK2高0.3 和0.7 g/kg。冀资麦14 号丙氨酸含量为22.1 g/kg，分别较CK1、CK2高16.0 和16.6 g/kg。说明冀资麦14 号富含赖氨酸、亮氨酸、丙氨酸、组氨酸等种类。

2.2.3 加工品质 测定结果（表3） 显示，冀资麦14号除最大拉伸阻力未达标外，其他品质指标均达到了国家中筋麦标准，其中蛋白质含量、湿面筋含量和吸水率指标达到了强筋麦标准[16，17]。说明冀资麦14 号具有较好的面粉加工性能。冀资麦14 号湿面筋含量、稳定时间和降落数值均达到了国家精制面条标准。

表2 冀资麦14 号的氨基酸构成与含量Table 2 Amino acids composition and contents of Jizimai No.14 （g/kg）

表3 冀资麦14 号的加工品质Table 3 Processing quality of Jizimai No.14

3 结论与讨论

冀资麦14 号亲本中含有济南17 和黑小麦冀紫439。其中，济南17 是强筋面包小麦品种；冀紫439富含铬、硒、锌、花青苷、膳食纤维、蛋白质等多种营养成分，具有食、药、保健功效。

全谷物摄入对慢性疾病的预防作用主要归功于膳食纤维及其与之共价连接的酚酸类物质[18]，近代营养学已将食物纤维列为人体必需营养素之一，规定正常膳食纤维摄入量为4～12 g/d。食物纤维在人体中具有重要生理功能，如有利于肠胃蠕动，防治便秘，防止脂肪、胆固醇的吸收等[17]。锌参与机体免疫防御、骨骼发育、性激素功能调节等，一直被看作抗衰老因子。铁参与有氧代谢和能量代谢，维持血红蛋白含量，减缓贫血症状的发生[20～22]。硒对维持胰岛正常功能，预防糖尿病具有重要作用[23]。临床研究证明，硒对人体健康有重要作用，中国营养学会推荐正常人体硒摄入量为60～400 μg/d[24]，但是中国人均摄硒量普遍不足[25]。蛋白质是维持人体器官正常生长发育所必需的物质之一，成人每公斤体重需蛋白质1 g/d，以维持生命活力[3]。冀资麦14 号膳食纤维含量是普通小麦的18 倍，锌含量是普通小麦的4.1 倍，铁含量是普通小麦的2.6倍，镁含量是普通小麦的2.5 倍，可以作为高膳食纤维且富含镁、铁、锌等微量元素和硒的天然优质黑色食品新原料，用于加工制成黑粒小麦面粉、麦片、面包等一系列全新的营养保健功能食品，食用由其制作的主食是一种高效、安全、经济的营养保健方式。冀资麦14 号蛋白质含量15.8%、湿面筋含量37.0%、吸水率66.6%，3 项指标都很高，面粉加工性能强；降落数值、湿面筋含量和稳定时间都达到了国家精制面条标准。因此，可以用冀资麦14 号面粉加工成营养保健面条。