水稻食味品質主要影響因子分析

曲紅巖+張欣+施利利+李永杰+徐錫明+生華+崔晶

摘要：采用完全隨機設計，以18個優質粳稻品種為材料，研究水稻食味品質主要影響因子以及各成分間的相關關系。結果表明，直鏈淀粉和蛋白質與食味值均呈負相關，且貢獻率為蛋白質79%>直鏈淀粉21%，二者主要影響米飯的黏度和平衡性（黏度/硬度），蛋白質含量越高，直鏈淀粉含量越低，米飯越硬，質地越差。食味值與淀粉RVA譜中最高黏度、崩解值呈正相關，最低黏度、最終黏度和消減值呈負相關，且RVA譜主要影響米飯黏度和平衡性。食味值與碾米品質呈負相關，與米飯物性中硬度呈正相關，與黏度、平衡性呈負相關。同時，米飯物性指標中黏度、平衡性表現出與精米粒寬呈極顯著負相關，與精米粒厚呈極顯著正相關的趨勢。

關鍵詞：水稻；食味；品質；RVA；粳稻

中圖分類號：TS207.3文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2017）06-0172-03

水稻作為世界三大糧食作物之一，單產始終呈上升的趨勢。1961年，世界水稻平均單產為1 869.3 kg/hm2，截至2013年，水稻平均單產已達4 527.1 kg/hm2，增長1.42倍，年均增長1.74%[1]。在此基礎上，日本、韓國、泰國等國家率先開展了高品質、高食味水平稻米的研發，世界稻米也正式宣布進入了由數量型向質量型、食味型、美味型方向發展[2-3]。國內相關方面的研究尚處于起步階段，優質食味稻米缺乏、相關技術落后等問題依然存在，同時有關影響稻米食味品質的因素研究也存在很大的爭議。已有研究結果中就水稻直鏈淀粉含量、蛋白質含量等成分對水稻食味品質的影響也存在較明顯的差異，相關研究表明，直鏈淀粉含量與食味值呈負相關，也有結果顯示出正相關，但蛋白質含量與直鏈淀粉含量對食味值的貢獻率研究尚缺乏，相關淀粉黏滯性RVA譜及米飯物性測定與水稻食味值的關系以及國內有關水稻食味內在機制的研究尚有不足[4-6]，不同水稻品種間水稻食味差異的內在機制研究也不夠明確。為進一步研究水稻食味品質的主要影響因子，本試驗選定食味較好的18個水稻品種（品系），采用統一的栽培方式，測定影響水稻食味的主要因子，進一步探究不同性狀間的關系以及與水稻食味品質內在構成機制之間的關系。

1材料與方法

1.1材料

材料選自天津農學院國際水稻食味研究中心，共計18個優質粳稻品種（品系）材料，相關品種（品系）名稱見表1。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設計試驗于2014年在天津市寶坻區黃莊農場試驗基地進行，采取完全隨機設計，土壤類型為黑黏土，肥力水平中等。4月10日播種，5月27日移栽，行距30 cm，穴距15 cm，葉齡為3.5張，每穴3～5苗。田間施肥管理同當地生產田。

1.2.2測定方法水稻成熟后脫粒儲藏于恒溫儲藏箱，利用SY88-TH三立式搗精機進行礱谷，使用日本佐竹生產的RGQI20型號水稻顆粒評定儀測定米粒長度、寬度、厚度、白度等。水稻直鏈淀粉含量，使用德國BRAN LUEBBE公司生產的AA3型連續流動分析儀測定；蛋白質含量，使用PS-500米飯食味計進行測定；稻米淀粉黏滯性RVA譜，采用澳大利亞Newport Scientific公司生產的RVA-4型RVA儀進行快速測定。采用日本佐竹生產的STA1A型炊飯食味計測定食味值，RHS1A型硬度黏度計測定米飯物性指標。

1.2.3數據統計分析使用Microsoft Excel進行數據計算與作圖；SPSS 19.0進行統計分析。

2結果與分析

2.1稻米品質指標調查分析

從表2可以看出，18個水稻品種（品系）間不同品質性狀標準差大小依次為RVA淀粉黏滯譜>食味值>加工品質>營養品質>外觀品質>米飯物性，說明不同品種間RVA譜、食味值差異較大，加工品質、營養品質、精米外觀、米飯物性幾個指標在品種間波動較小，差異不明顯。

2.2品質性狀與食味的關系

從表3可以看出，相關分析結果食味值與直鏈淀粉含量呈正相關，與蛋白質含量呈極顯著負相關，淀粉RVA黏滯譜中食味值與淀粉最高黏度、崩解值呈正相關，與最低黏度、最終黏度、消減值呈負相關。水稻精米率、整精米率皆與食味值呈負相關，碾白度、精米粒長與食味值呈正相關，食味值與精米寬達顯著正相關，與厚度呈負相關的變化趨勢，水稻質地檢驗指標則體現出食味值與米飯硬度呈正相關，與黏度、平衡性呈負相關，與米飯彈性呈顯著正相關。

2.3水稻營養品質性狀與米飯食味值的關系

對大米直鏈淀粉含量、蛋白質含量與食味值進行相關和偏相關分析（圖1），直鏈淀粉含量與食味值的相關系數為r=0.105，為正相關，蛋白質含量與食味值的相關系數為r=-0.667**，呈極顯著負相關。進一步對二者進行偏相關分析（表4），固定蛋白質，直鏈淀粉含量與食味值間r=-0.197，呈負相關，固定直鏈淀粉，蛋白質與食味值間相關系數為r=-0.615***，為極顯著負相關。對二者進行回歸分析，復相關系數R=0.627***，說明直鏈淀粉含量和蛋白質含量可以作為判斷米飯食味的主要因素，由標準偏回歸系數可知，二者對食味值的影響程度蛋白質為79%>直鏈淀粉21%，說明米飯食味主要受蛋白質含量的影響并呈極顯著負相關關系，且通過對相關與偏相關結果進行分析可知，直鏈淀粉與蛋白質之間存在一定的協作效應。

2.4碾米外觀品質與米飯理化性狀指標間的關系

為探明米飯外觀性狀以及碾米強度對米飯食味品質影響的內在機制，進行了相關分析，相關分析結果見表5。稻米的直鏈淀粉含量、蛋白質含量與精米粒寬呈顯著正相關和極顯著負相關，而精米粒長、厚以及碾白度、精米率、整精米率等指標與直鏈淀粉、蛋白質之間的關系均未達到顯著水平。米飯RVA譜中最高黏度、最低黏度、崩解值、最終黏度與精米粒長均表現出極顯著負相關，其中，最高黏度與精米率、整精米率分別達到了顯著和極顯著的差異，最低黏度則與粒厚達到顯著正相關，與碾白度、精米率表現為顯著負相關。崩解值與精米率、整精米率均為極顯著負相關，消減值則與二者呈現出顯著正相關。米飯物性指標中黏度、平衡性（黏度/硬度）表現出與精米粒寬呈極顯著負相關、與精米粒厚呈極顯著正相關的趨勢，彈性與碾磨外觀品質無顯著相關性。

2.5米飯物性與米飯化學性狀指標間相關性分析

通過對比分析米飯物性與水稻直鏈淀粉、蛋白質以及RVA譜之間的關系，分析結果見表6。直鏈淀粉含量與米飯黏度、平衡性呈極顯著負相關，與米飯硬度、彈性呈正相關，蛋白質含量則與直鏈淀粉呈相反的特性，與黏度、平衡性呈極顯著正相關，與硬度、彈性呈負相關。RVA譜主要顯著影響米飯的黏度、平衡性，其中最高黏度與米飯黏度呈顯著正相關，與平衡性呈極顯著正相關，最低黏度與二者均呈顯著正相關，崩解值與黏度、彈性之間達顯著正相關，與平衡性之間達極顯著正相關，消減值與米飯黏度呈顯著負相關，與平衡性呈極顯著負相關，整體分析最高黏度、最低黏度、崩解值、最終黏度4個RVA譜的主要指標表現出，與米飯硬度呈負相關，與黏度、平衡性、彈性呈正相關。

3結論與討論

3.1稻米品質性狀與食味的關系

本研究對18個優質水稻品種（品系）的17個稻米食味品質性狀指標與食味值間進行相關性分析，隨著直鏈淀粉含量和蛋白質含量的升高，米飯食味值均呈現下降的趨勢，同時直鏈淀粉和蛋白質對米飯食味的影響存在協作關系，從回歸分析可知，復相關系數為R=0.627***，對食味值的貢獻率為蛋白質（79%）>直鏈淀粉（21%），表明主要影響米飯食味評分的因子為大米中蛋白質含量。淀粉RVA黏滯譜分析結果表明，最高黏度、崩解值越高食味越好，最低黏度、最終黏度、消減值越低食味越好。水稻精米率、整精米率皆與食味值呈負相關關系，碾白度、精米粒長與食味值呈正相關，表明水稻的碾米品質與食味值呈負向趨勢。水稻質地檢驗結果為食味值與米飯硬度呈正相關，與黏度、平衡性（黏度/硬度）呈負相關，與米飯彈性呈顯著正相關，表明適當提升米飯硬度，降低黏度硬度比，可以在一定程度上有效提高米飯的食味值，同時米飯彈性也應作為米飯食味評分中重要的評價指標，尤其體現在對米飯咀嚼口感上的影響。

直鏈淀粉含量與蛋白質含量作為水稻食味品質評判的主要化學指標，受到國內外學者的廣泛關注。徐正進等通過對95個水稻材料進行分析得出，蛋白質含量與食味值呈極顯著負相關，直鏈淀粉含量與食味值呈正相關[7]。劉利成等研究顯示，直鏈淀粉含量是導致食味品質較差的主要因子，并與食味值呈極顯著負相關[8]。羅秋香的研究結果表明，蛋白質含量高，米飯硬度大，黏性差，質地特性變差[9]。張春紅等通過對44個粳稻品種分析顯示蛋白質是食味品質的一個重要指標，與食味值呈負相關[10]。陳能等進一步研究指出，蛋白質含量對直鏈淀粉含量有負面影響[11]。目前，研究人員針對直鏈淀粉和蛋白質對水稻食味品質的研究存在爭議的原因可能在于試驗材料的選擇以及分析方法，同時有關二者對稻米物性影響的分析也略有缺乏，皆未明確指出二者對食味品質的貢獻程度的大小。

淀粉RVA譜作為近年主要分析稻米食味品質的指標，陳書強的研究中蒸煮食味品質與RVA譜特征值的相關性最高，同時指出峰值黏度為最重要的指標[12]。張欣等的研究表明，稻米的直鏈淀粉含量與最高黏度呈極顯著負相關，最高黏度與食味值呈顯著正相關，認為崩解值能較好地表示食味值[13]。金正勛等研究結果則顯示最高黏度、最低黏度與食味值呈極顯著正相關[14]。本研究結果，最高黏度、崩解值與食味值呈正相關關系，與最低黏度則呈負相關趨勢，RVA譜受外觀品質影響較大，RVA譜對米飯食味的影響主要體現在米飯的黏度以及黏度硬度比，相關結論還有待進一步研究。

3.2稻米碾磨外觀品質與理化指標間的關系

通過分析可知，稻米的直鏈淀粉含量、蛋白質含量與精米粒寬呈顯著正相關和極顯著負相關。米飯RVA譜中最高黏度、最低黏度、崩解值、最終黏度與精米粒長均表現出極顯著負相關，其中最高黏度與精米率、整精米率分別達到了顯著和極顯著負相關，最低黏度則與粒厚達到了正相關，與碾白度、精米率表現為負相關。崩解值與精米率、整精米率均為極顯著負相關，消減值則與二者呈現出顯著正相關。表明大米的淀粉黏滯性RVA譜與水稻的碾米外觀品質關系密切，進一步證明碾米外觀品質直接影響米飯食味變化的內在機制。米飯物性指標中黏度、平衡性（黏度/硬度）表現出與精米粒寬呈極顯著負相關，與精米粒厚呈極顯著正相關的趨勢，說明不同粒型間的食味差異在米飯黏度、平衡性間體現出差異較大。

陳書強的研究結果，碾磨品質主要通過整精米率、精米率和糙米率對直鏈淀粉含量、食味值產生影響，表明碾米品質與食味值呈極顯著正相關[12]。徐正進等通過對黑龍江水稻進行分析發現，食味值與碾磨品質有負相關的趨勢，與粒長有正相關的趨勢，對遼寧水稻的分析中顯示食味值與碾磨品質有正相關趨勢[7，15]。劉利成等認為，整精米率與食味值呈極顯著正相關[8]。本研究結果，精米率、整精米率與蛋白質、最高黏度、崩解值均呈負相關，說明對食味影響為負相關。前人研究主要集中于碾磨品質與食味值之間的關系，忽略了對相關RVA譜以及理化特性的影響，相關結論還有待進一步研究闡明。

3.3米飯物性與米飯化學性狀之間的關系

本試驗結果顯示，直鏈淀粉含量與米飯黏度、平衡性之間達到了極顯著負相關，蛋白質含量則與二者呈極顯著正相關，說明在一定范圍內直鏈淀粉含量越高，米飯硬度越大，黏度越小，平衡性越差，蛋白質含量越高米飯黏度越大，硬度越小，平衡性越好。米飯黏滯特性RVA譜則主要與米飯的黏度、平衡性相關關系顯著，說明在模擬米飯蒸煮過程中，淀粉開始糊化的過程主要體現了米飯黏度上的變化，進而影響了米飯的食味品質。

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doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.06.046