小麦的品种和产地属性分析

郭兴凤，李倩宇，熊浩然，杨 迎，马露燕，张 婷，张新帅

（河南工业大学粮油食品学院，河南郑州 450001）

小麦是我国主要的粮食作物，小麦磨成粉后可以制成面条、面包等多种食物，是人类日常生活中的主食原料之一，也是膳食中主要的能量来源，并且提供50%的蛋白质。不同的小麦品种其蛋白质等营养组分的含量不同，而同一品种的小麦在不同的产地种植，其营养组分的差异性，对于小麦加工品质和其营养价值都具有重要的影响[1-2]。

河南是我国主要的小麦主产区和优质小麦产区，小麦的品种产地属性具有更为重要的意义。因此，针对河南10 个区域种植的4 个小麦品种中蛋白质、脂肪和淀粉含量变化进行分析，探求不同小麦品种在河南各地种植时其品质稳定性，以期为各地小麦品种的选择和加工企业选择合适的原料提供依据，同时也为营养和功能性主食原料的选择提供依据。

1 材料和方法

1.1 试剂和材料

试验材料为4 种品种的小麦，分别为西农979、郑麦103、郑麦366、矮抗58，每一品种又分别从河南省内10 个不同产区取样。

所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

FW-100 型高速万能粉碎机，北京市永光明医疗仪器有限公司产品；FOSS 型全自动凯氏定氮仪。

1.3 试验方法

小麦粉中淀粉含量的测定采用GB 5009.9—2016中的第一法：酸水解法；小麦粉中蛋白含量的测定采用GB 5009.5—2016 中的第一法：凯氏定氮法；小麦粉中脂肪含量的测定采用GB 5009.6—2016 中的第一法：索氏抽提法。

1.4 数据处理

每个小麦样品的每一营养组分测定3 次，结果表示为平均值±标准偏差。试验数据采用Excel 2010进行统计分析，SPSS Statistics 20.0 进行显著性分析和聚类分析，其中显著性分析采用Duncan's 法（p<0.05）。

2 结果与分析

2.1 小麦中营养组分的含量

不同产地和品种的小麦中营养成分含量见图1。

图1 不同产地和品种的小麦中营养成分含量

由图1 可知，产地和品种对小麦中的蛋白质、脂肪含量具有显著影响（p<0.05，下同）。蛋白质含量最高的是产自许昌的郑麦366，含量为15.95%；蛋白质含量最低的是产自漯河的郑麦103，含量为11.04%。脂肪含量最高的是产自南阳的郑麦103，含量为2.87%；脂肪含量最低的是产自郑州的西农979，含量为1.41%。淀粉含量同样受到品种和产地的影响，含量最高的是焦作出产的郑麦103，含量为75.18%，最低的是郑州的矮抗58，含量为68.80%。

为了进一步分析产品和品种对小麦中营养成分的影响，对不同产地和不同品种的小麦分别进行了统计分析。

2.2 不同产地和品种的小麦营养组分含量统计分析

2.2.1 蛋白质

蛋白质含量统计分析见图2。

由图2（a） 可以看出，不同品种的小麦，蛋白质含量有显著性差异，蛋白质含量最高的是郑麦366，平均值为15.09%，最高值为15.95%，产自许昌，最低值为14.20%，产自濮阳；含量最低的是郑麦103，平均值为12.73%，最高值14.07%，产自浚县，最小值11.04%，产自漯河。不同产地出产的相同品种的小麦，其蛋白质含量的差别，与其播种时间、生长环境的气候条件、灌溉情况等具有关系[3-6]。

变异系数（Coefficient of variation，CV） 是概率分布离散程度的一个归一化量度，定义为标准差与平均值之比，可以消除单位和（或） 平均数不同对组间数据变异程度比较的影响，是一组数据的标准偏差与平均值的比值[7]。在河南10 个产地种植的4个小麦品种，郑麦366 中蛋白质含量的变异系数最小（3.92%），郑麦103 的变异系数最大（7.44%），矮抗58 和西农979 位于二者之间。从4 个品种的蛋白质含量变异系数的大小可以看出，郑麦366 和矮抗58 种植在不同的区域时蛋白质含量具有较好的稳定性。

图2 蛋白质含量统计分析

由图2（b） 可以看出，许昌种植的4 个品种的小麦蛋白质含量变异系数最大，为10.85%，而种植在商丘的4 个小麦品种蛋白质含量的变异系数最小，为3.20%。蛋白质含量平均值最高的是安阳产的小麦，为14.22%，最低的是12.98%，产自漯河。不同产地生产的小麦蛋白质含量变异系数最大的是许昌产的小麦，为10.85%，最小的是商丘产的小麦，其值为3.20%。说明小麦产地许昌对小麦品种具有较好的辨识度，而不同的小麦种植在商丘时，其蛋白质的含量差异较小。

对比图 2（a） 和图 2（b） 的 CV 值可以看出，不同品种小麦种植在同一地区时蛋白质含量之间的变异系数大于同一品种的小麦种植在不同地区时蛋白质含量的变异系数，整体上看，品种对小麦蛋白质含量的影响大于产地对其影响。

除营养品质外，蛋白质含量还与小麦粉的加工品质密切相关[8]。因此，从小麦的品种和产地属性与其蛋白质的含量关系分析结果看，同一品种的小麦种植在不同的产地，其蛋白质含量具有显著性差异。因此，除了要考查小麦的品种外，产地也应该是加工企业关注的影响因素。

2.2.2 脂肪

不同产地和品种的小麦中脂肪含量的分析结果见图3。

图3 不同产地和品种的小麦中脂肪含量的分析结果

小麦中油脂的脂肪酸大部分为不饱和脂肪酸，具有降低心脑血管疾病风险等诸多有益健康的功能。除此之外，小麦中的脂肪在面团形成过程中起到重要的作用，对面团的流变学特性及产品品质有显著影响[9]，脂肪含量也是决定小麦营养品质和加工特性的另一重要因素。

由图3（a） 可以看出，4 个品种的小麦，郑麦103 中脂肪含量的平均值最大为1.88%，最大值为2.87%，产自南阳；最小值为1.47%，产自浚县。郑麦103 中脂肪含量的变异系数也最大，为21.43%。西农979 中脂肪含量的平均值最小，为1.55%，最大值为1.69%，产自漯河；最小值为1.41%，产自郑州。西农979 中脂肪含量的变异系数也最小，为5.15%。该结果说明从脂肪含量分析，西农979 具有较好的稳定性。

由图3（b） 可以看出，郑州产的小麦中脂肪含量的平均值最大，为2.00%；浚县产的小麦中脂肪含量平均值最低，为1.60%。脂肪含量变异系数最大的是南阳产的小麦，为25.46%；最小的是浚县产的小麦，为5.04%。说明浚县产的小麦中脂肪含量相对稳定。

2.2.3 淀粉

淀粉是小麦中的主要营养成分，除了提供给人体能量外，对小麦面团的流变学特性也有显著影响[10]。

不同产地和品种的小麦中淀粉含量统计分析结果见图4。

图4 不同产地和品种的小麦中淀粉含量统计分析结果

由图4（a） 可以看出，郑麦103 中淀粉含量的平均值最大，为72.63%，最高值是75.18%，产自焦作；最低是71.17%，产自郑州。矮抗58 中淀粉含量平均值最低，为70.52%，其中最大值为72.94%，产自延津；最小值为68.80%，产自郑州。4 个品种中，变异系数最小的是郑麦366，为1.14%，最大的是西农979，为1.71%。

由图4（b） 可以看出，不同产地的小麦中淀粉含量也具有显著性差异。延津产的小麦中淀粉含量的平均值最大，为72.58%，郑州产的小麦中淀粉含量的平均值最低，为70.48%。焦作产的小麦中淀粉含量的变异系数最大，为2.97%，浚县产的小麦中淀粉含量的变异系数最小，为0.52%。焦作产的小麦淀粉含量相对稳定。

从以上分析结果可以得出，淀粉的变异系数小于淀粉和蛋白质的变异系数，种植在不同地域的郑麦366 其蛋白质含量和淀粉含量的变异系数均最小，具有较好的地域适应性，并且其蛋白质含量平均值为最高。

2.3 主成分分析

主成分分析（PCA） 可以用于解释和分析多维样品之间的差异，进一步获取具有大量错综复杂关系的样品的关键综合分析因子[11-12]。根据主成分在PCA得分图上的距离来确定小麦中各营养组分与产地和品种的相关性。

4 个品种小麦中营养成分PCA 结果见图5。

由图5 可以看出，郑麦366 具有与其他3 个品种不同的组分特征，单独聚成一类，而其他的3 个品种聚类结果互相交叉，没有明显的区分度，这也在一定程度上说明了4 个品种小麦中营养组分的统计分析结果的合理性。

图5 4 个品种小麦中营养成分PCA 结果

3 结论

种植在不同产地的4 个小麦品种，郑麦366 的蛋白质含量平均值最高，为15.09%，且变异系数最小（3.92%）；蛋白质含量变异系数最大的是郑麦103，为7.44%，且其在10 个产地种植时蛋白质的平均含量最低，为12.73%。脂肪含量平均值最高的是郑麦103，为1.88%，其变异系数也最高，为21.43%；西农979 脂肪含量平均值最低，为1.55%，变异系数也最低，为5.15%。淀粉含量平均值最高的是郑麦103，为72.63%，最低的是矮抗58，为70.52%；淀粉含量变异系数最大的是西农979，为1.71%，最小的是郑麦366，为1.14%。

不同品种的小麦种植在同一个产地时，蛋白质含量差异最大的是种植在许昌的小麦，变异系数为10.85%，差异最小的是商丘种植的小麦，变异系数为3.20%；小麦蛋白质含量平均值最高是14.22%，产自安阳，最低值为13.10%，产自濮阳。总体来说，北部产区种植的小麦蛋白质含量高于南部产区。浚县产小麦的脂肪含量平均值最低，为1.60%，其变异系数也最低，5.04%，郑州种植的4 个品种小麦脂肪含量的平均值最高，为2.00%，南阳产小麦的变异系数最高，为25.46%。相比较而言，不同品种的小麦淀粉含量变异系数低于脂肪和蛋白质含量变异系数，焦作产小麦淀粉的变异系数最大，为2.97%，产地浚县最小，为0.52%。

品种和产地对小麦中营养成分均有显著影响。相比较而言，种植在不同产地的郑麦366 其蛋白质含量和淀粉含量的变异系数均最小，具有较好的地域适应性，并且其蛋白质含量平均值为最高。