大麦籽粒蛋白质含量及组分的分析

大麦是世界上第四大禾谷类作物，广泛用作饲 料、食品和啤酒麦芽工业原料。大麦籽粒蛋白质含量 作为大麦重要的品质指标之一，不同蛋白质含量的 大麦其用途有所不同，籽粒蛋白质含量大于 13%的 主要用于饲用及食用；因过高籽粒蛋白质含量会降低 麦汁浸出率、麦汁过滤速度及响啤酒食味品质(Qi et al., 2005)，优质啤酒大麦籽粒蛋白质含量一般要求在 9%~12%为宜(See et al., 2002; Clancy et al., 2003)。 Zhang 等(2001)对中国南方地区 10 个大麦品种的蛋 白质含量研究发现，不同品种间蛋白质含量存在极 显著差异。

不同灌浆期不同密度和施氮量的大麦籽粒蛋白 质含量不同。相同处理条件下，不同灌浆 期‘扬饲麦 3 号’籽粒蛋白质含量显著高于‘Naso Nijo’ 籽粒蛋白质含量，两品种籽粒蛋白质含量随灌浆进 程的变化趋势均为先降低后升高。在 D1、D2 密度下，‘扬饲麦 3 号’灌浆 10 d 籽粒蛋白质随施氮量的增 加均表现为先上升后降低的趋势，而‘Naso Nijo’仅在 D2 密度下表现为先上升后降低的趋势，在 D1 密度 下表现出相反的趋势；籽粒灌浆 20 d、30 d 和 40 d，两 品种籽粒蛋白质含量均随着施氮量的增加而上升。 灌浆 10 d，仅 D2 密度下扬饲麦 3 号籽粒蛋白含 量在施氮量间存在显著差异。灌浆 20 d，相同密度下 两品种仅在 N1 和 N3 施氮水平下籽粒蛋白质含量 差异显著，其余施氮水平间的差异均不显著。灌浆 30 d，‘扬饲麦 3 号’籽粒蛋白质含量在施氮水平间的 差异均不显著，‘Naso Nijo’籽粒蛋白质含量在 N1 与 N3 水平间的差异显著。灌浆 40 d，施氮量对两品种 籽粒蛋白质含量的影响达到显著水平。说明灌浆初 期，施氮量对籽粒蛋白质含量影响较小，随灌浆进程 的推进，籽粒蛋白质含量受施氮量的影响变大，密度 对籽粒蛋白质含量的影响较小且差异不显著。

高密度条件下不同施氮量的 4 种蛋白组分含量 显示(表 3)，两品种籽粒成熟期清蛋白和球蛋白含量 均在 2%左右，‘扬饲麦 3 号’清蛋白含量随施氮量的 增加先降低后升高，‘Naso Nijo’清蛋白含量随施氮 量的增加呈降低趋势；‘扬饲麦 3 号’球蛋白含量随 施氮量的增加而降低，‘Naso Nijo’球蛋白含量随施 氮量的增加呈先降后升趋势，两品种的清蛋白和球 蛋白含量在不同施氮量下均无显著差异；醇溶蛋白 含量在 4 种蛋白组分中含量最高，且随着施氮量的增 加，醇溶蛋白的含量也随之增加，‘扬饲麦 3 号’中 N3 与 N1 和 N2 均存在显著差异，而‘Naso Nijo’中 N1 与 N2 和 N3 之间存在显著差异；‘扬饲麦 3 号’ 谷蛋白含量随施氮量的增加而增加，且无显著差异， ‘Naso Nijo’谷蛋白含量随施氮量的增加先升后降， N1 和 N2 存在显著差异。根据成熟期 4 种蛋白组分 含量的变化可以看出，两品种中作为非贮藏蛋白的 清蛋白和球蛋白含量在不同品种和不同施氮量间均 不存在显著差异，而作为贮藏蛋白的醇溶蛋白和谷 蛋白在不同品种间差异达到显著水平。

施氮量和种植密度对大麦籽粒蛋白质含量的影 响报道较多，但种植密度对籽粒蛋白质含量的影响 却不尽相同。刘萍等( 2006)的研究发现，随着密度的 增加蛋白质含量下降，密度再增加蛋白质含量略有 上升。Nakano 和 Morita (2009)通过研究密度对中筋 小麦蛋白质含量发现，蛋白质含量与种植密度未发 现明显的相关性。本研究中，两品种大麦的籽粒蛋白 质含量在相同施氮量不同密度间的差异不显著，这 说明种植密度对籽粒总蛋白质含量的影响不显著。 熊淑萍等(2014)研究结果表明施氮量对籽粒产 量和蛋白质含量影响显著，不同耕作方式下小麦产 量和蛋白质含量均随着施氮量的增加而上升。徐春 梅等(2008)研究认为中早 22 的蛋白质含量随着施氮 量和栽培密度的升高而增加。臧贺藏等(2015)通过对 两个品种的玉米在不同氮素水平下籽粒产量和蛋白 质含量的研究中发现，随着施氮量的增加，籽粒产量 和籽粒蛋白质含量均上升，但氮素利用效率显著下 降。本研究中表明，不同类型大麦籽粒蛋白质含量均 随施氮量的增加而升高，方差分析结果表明，灌浆进 程中，籽粒蛋白质含量在不同施氮量间的差异达到 显著或极显著，这表明一定种植密度条件下，施氮量 的改变能够影响籽粒中蛋白质的含量，为优质专用 大麦的生产提供理论依据。 不同用途的大麦籽粒蛋白质含量一直都是人们关注的热点问题。

每份材料种植 8 行，行长 2 m，行距 0.25 m，设 3个氮素水平处理，即：N1 (纯氮 0 kg/hm2 )、N2 (纯氮 112.5 kg/hm2 )和 N3 (纯氮 225 kg/hm2 )；2 个密度，即： D1 (150 万/hm2 基本苗)和 D2 (225 万/hm2 基本苗)。 3次重复，随机排列。分别取籽粒灌浆 10 d、20 d、30 d 和 40 d (成熟期)穗头，分别剪取 50 穗、40 穗、30 穗、 20 穗 105℃杀青 30 min，80℃烘干至恒重。人工脱 粒、贮藏待测定用。将上述处理过的大麦籽粒磨粉仪中磨粉，用万 分之一天平称取细粉样品 0.500 0 g 放入消化管中， 加入硫酸钾和硫酸铜的混合物 5 g，再加入 10 mL 硫 酸，将消化管放入已预热至 420℃的消化炉中，消化 约 60 min，取出冷却至室温，将已冷却的消化管放入 KJELTEC2300 型全自动凯氏定氮仪中，仪器自动得 出结果。实验设置 3 次重复。清蛋白提取方法：将 2 mL 超纯水加入到 0.500 0 g 大麦粉中，冰水浴 30 min，每隔 5 min 混匀 1 次，4℃， 8 500 r/min 离心 15 min，吸取上清至另一 50 mL 离 心管，在剩余的沉淀中再次加 2 mL 双蒸水，上述步 骤重复 2 次，并将 3 次提取液合并。 球蛋白提取方法：加入 0.5 mol/L NaCl 溶液 2 mL 至清蛋白提取后剩余的沉淀中，冰水浴 30 min，期间 每隔 5 min 混匀 1 次，4℃，8 500 r/min 离心 15 min， 吸取上清至另一 50 mL 离心管中，再加 0.5 mol/L NaCl 溶液 2 mL 至在剩余的沉淀中，上述步骤重复 2次，并将 3 次提取液合并。 醇溶蛋白提取方法：在球蛋白提取后剩余的沉 淀中加入 55%异丙醇(含 2% β- 巯基乙醇) 2 mL，水 浴 60℃放置 30 min，并上下颠倒混匀 4 次，于室温， 12 000 r/min 离心 15 min，吸取上清至 50 mL 离心管 中，在剩余的沉淀中再次加 55%异丙醇(含 2% β- 巯 基乙醇) 2 mL，重复以上步骤 5 次，将提取液合并。 谷蛋白提取方法：在提取醇溶蛋白后剩余的沉 淀中加入 0.2% NaOH 溶液 2 mL，期间颠倒混匀，室 温，13 500 g 离心 15 min，吸取上清液至另一 50 mL 离心管，再次加 0.2% NaOH 溶液 2 mL 至剩余的沉 淀中，上述步骤重复 3 次，并将 4 次提取液合并。凯氏定氮仪（KDN-818，上海纤检仪器有限公司）测定蛋白组分：将以上提取得到的 四种大麦蛋白组分提取液倒入消化管，加入硫酸钾 和硫酸铜的混合物 5 g，再加入 10 mL 硫酸，将消化 管放入已预热至 420℃的消化炉中，消化约 60 min， 取出冷却至室温，将消化管放入 KJELTEC-2300 型 全自动凯氏定氮仪中，仪器自动得出结果。实验设置 3 次重复。基础数据的整理采用 Excel 进行整理，总蛋白 质含量和蛋白组分含量的方差分析和多重比较使用 SPSS16.0 进行分析。