重新审视中国小麦品种登记中的品质评估：基于多环境条件下碾磨、流变学及烘焙特性的分析证据

《Journal of Cereal Science》：Revisiting quality evaluation in Chinese wheat registration: Evidence from multi-environment analysis of milling, rheological, and baking traits

中国小麦加工品质评估体系研究显示，18个品种两年两地点测试表明研磨得率（66.6-78.4%）存在显著遗传和环境差异，中麦578和255品种表现优异；延展性（127.2-221.2mm）可补偿面团稳定性（0.9-25.8min）不足对面包体积（527-1090mL/100g）的影响。研究建议将研磨得率和延展性纳入现行评估体系，以提升对加工品质的全面性和准确性。

　　

Jindong Liu|Kaijie Xu|Zhaoxing Zhang|Jun Yan|Junliang Yan|Yong Zhang|Yan Zhang|Zhonghu He|Wenfei Tian

中国农业科学院中原研究院，中国河南省新乡市

摘要

中国是世界上最大的小麦生产和消费国，因此其小麦质量评估框架的意义不仅限于国内。中国的小麦质量评估依赖于标准化的实验室指标，以支持品种注册和利用；然而，当前的系统过于强调某些流变学参数，而一些对加工非常重要的性状却未得到充分重视。在本研究中，我们在两个地点、两个生长季节对18个具有代表性的中国小麦和进口小麦品种进行了评估，内容包括面粉产量、面团流变特性和面包制作质量。面粉产量（FMY）表现出明显的基因型和环境差异（66.6–78.4%），其中Zhongmai 578和Zhongmai 255在所有环境条件下都表现出较高的面粉产量。面团稳定性差异较大（0.9–25.8分钟），且受环境影响显著，而面团延展性相对稳定。条件分析表明，延展性调节了面团稳定性和面包体积之间的关系，高延展性样品（>190毫米）即使在中等面团稳定性（4-8分钟）下也能保持较高的面包体积，从而减少了对强度相关参数的依赖。总体而言，这些结果不仅揭示了加工质量变化的关键因素，还表明将面粉产量和延展性相关参数纳入评估框架可以提高中国小麦质量评估的完整性和可靠性。

引言

小麦（Triticum aestivum L.）是全球最重要的主粮作物之一，为人类提供了主要的能量和蛋白质来源（Hazard等人，2020年）。中国是世界上最大的小麦生产和消费国，年产量超过1.3亿吨，占全球小麦产量的近五分之一（Hamani等人，2023年；He等人，2014年）。中国还通过粮食贸易、种质交换和国际育种合作，在全球小麦市场中发挥着越来越重要的作用（Tian等人，2024年；Zhou等人，2025年）。因此，中国对小麦质量的定义、评估和监管方式可能会影响全球对小麦质量标准和育种优先级的看法（Liu等人，2015年；Shewry等人，2023年）。

为了指导品种开发和商业化，中国建立了官方的小麦注册和质量评估系统（Zhao等人，2025年）。在新品种注册和推广之前，会使用来自多个环境的混合样本进行标准化实验室测试，具体环境数量因地区而异。注册评估的六个关键参数包括：（1）谷物蛋白质含量，（2）湿面筋含量，（3）水分吸收率，（4）Farinograph测试的面团稳定性，（5）能量值，（6）Extensograph测试的最大抗延展性（Cui等人，2023年；Mi?和Dziki，2013年）。这些标准旨在将小麦分为四种不同的质量类型：强面筋、中强面筋、中面筋和弱面筋小麦，从而为育种者和最终用户提供参考（详见补充文件）。

尽管这些标准在提高整体质量方面发挥了重要作用，但仍存在一些局限性。首先，当前系统没有考虑面粉产量，而面粉产量对面粉加工业至关重要（Barroso Lopes等人，2022年；De Brier等人，2021年）。不同品种之间存在显著差异，但在育种过程中这一因素未得到充分重视，这成为育种与面粉加工之间的一个重要差距。其次，当前协议过分强调面团强度，尽管这一参数可能无法准确反映实际面包制作性能（Kelly等人，2025年），而对面团和面条质量都至关重要的面团延展性并未纳入评估系统（Caffe-Treml等人，2011年；Zhao等人，2025年）。第三，即使同时考虑多个流变学性状，也无法完全预测最终产品的质量（Guzmán等人，2022年；Yazar，2023年）。具有良好流变特性的品种在实际烘焙过程中仍可能表现不稳定，而一些具有非传统特性的品种也能生产出优质面包（Kuchel等人，2006年）。因此，有必要在质量评估系统中加入食品制作相关测试。

在本研究中，我们使用了来自两个地点、两年的中国小麦和进口小麦品种数据集作为案例研究，以评估当前的小麦质量评估框架是否充分捕捉到了与加工相关的变异。具体来说，我们重新评估了面粉产量和面团延展性的作用，这两个性状在中国小麦注册系统中目前被忽视。除了比较和选择优质品种外，我们特别强调了两个关键点：（i）面粉产量在基因型和环境之间存在显著差异，凸显了其作为经济和质量指标的重要性；（ii）面团延展性可以弥补面团稳定性的不足，解释了为什么某些品种尽管面团稳定性较低仍能生产出优质面包。通过这些发现，我们希望引发关于改进中国小麦注册标准的相关讨论，使其更好地满足工业需求和消费者期望。

章节摘录

植物材料

研究样本包括来自黄淮流域的16个具有代表性的中国小麦品种，该地区占中国小麦产量的70%，以及两个国际优良品种：来自澳大利亚的Sunstate和来自美国的Jagger。Sunstate和Jagger以其出色的加工品质而闻名，并已成功用于中国小麦的改良育种。这16个中国小麦品种中包含2个高产小麦品种（LX

描述性统计和方差分析

每个季节和地点组合的实验数据描述性统计见表S3。所有观测结果显示，所测试性状存在显著的表型变异。面粉产量（FMY）的范围为66.6%至78.4%，湿面筋含量（GPC）为12.9%至17.4%，水分吸收率（FWA）为51.5%至67.5%，面团稳定时间（DDT）为1.0至8.0分钟，面团延展性（DS）为0.9至25.8分钟，面团弹性（E）为11.3至225.0平方厘米，最大抗延展性（MAXR）为59.8至975.8 BU，面团体积（LV）为527至1090毫升/100克。这些广泛的变异范围表明数据集具有较高的代表性

结论

本研究表明，中国小麦注册中使用的当前质量评估标准未能完全捕捉到影响加工性能的关键因素。面粉产量在基因型和环境之间存在显著且一致的变异，这突显了其作为经济和质量指标的重要性。研究发现，面团延展性调节了面团稳定性和面包体积之间的关系。此外，面团延展性还具有较好的环境稳定性

作者贡献声明

Wenfei Tian：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，数据可视化，方法学设计，概念构建。Zhonghu He：撰写 – 审稿与编辑，项目监督，方法学设计，资金获取，概念构建。Yan Zhang：撰写 – 审稿与编辑，资源协调，数据分析。Yong Zhang：撰写 – 审稿与编辑，资源协调。Junliang Yan：撰写 – 审稿与编辑，资源协调。Jun Yan：撰写 – 审稿与编辑，资源协调。Zhaoxing Zhang：撰写 – 审稿与编辑

数据可用性声明

研究的原始数据可向通讯作者索取。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究最终得到了新疆维吾尔自治区重点研发计划项目（2023B02006）的支持。