糯玉米淀粉RVA特征譜與品嘗評分相關性研究

程玉靜,陳國清,石明亮,陸虎華,郝德榮,冒宇翔,黃小蘭,張振良,周廣飛,趙浚宇,薛 林

(江蘇沿江地區農業科學研究所,江蘇 南通 226541)

糯玉米淀粉RVA特征譜與品嘗評分相關性研究

程玉靜,陳國清,石明亮,陸虎華,郝德榮,冒宇翔,黃小蘭,張振良,周廣飛,趙浚宇,薛 林*

(江蘇沿江地區農業科學研究所,江蘇 南通 226541)

測定了63份不同來源的糯玉米種質的淀粉RVA譜及蒸煮食味品質品嘗評分值,分析了RVA譜各特征值間及其與各品嘗指標間的相關關系,比較了優質和劣質食味糯玉米種質間RVA特征值的差異。結果表明：峰值黏度、谷值黏度、終值黏度和崩解值兩兩間均呈極顯著正相關;峰值黏度﹥1200 RVU、谷值黏度﹥1100 RVU、崩解值﹥120 RVU、峰值時間﹤6 min的糯玉米可能具有較優的食味品質。

糯玉米;食味品質;RVA特征譜；淀粉；相關性

隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高,鮮食糯玉米已經成為人們餐桌上的一道新型佳肴。鮮食糯玉米棒香甜可口,風味獨特,營養豐富,深受我國廣大民眾的青睞。鮮食糯玉米品質是決定一個品種的經濟價值和衡量該品種的首要標準。根據我國市場需要和加工要求,品質方面主要考慮食味品質、商業品質、加工品質和營養品質四個方面[1]。食味品質又叫品嘗品質、食用品質,品嘗品質是鮮食型玉米品質標準之首,它包括色澤、氣味和風味、甜糯性、柔嫩性和果皮的厚薄共5個指標。

目前生產上玉米食味品質評價一直采用“品嘗”法,但這一方法的科學性、準確性和可操作性屢遭質疑[2-5]。因這一方法可能會隨品嘗人的年齡、性別、地區等方面的差異而對相同品種的品嘗結果產生較大差異,而且一次品嘗品種過多或品嘗頻度過高也會影響結果的正確性,對一組試驗玉米品種的食味評價往往需要幾周甚至幾個月[6-7]。這種情況致使食味優良的基因型可能被淘汰,最終育成品種的食味可能不盡如人意,給優質糯玉米育種帶來了很大的盲目性。澳大利亞Newport Scientific儀器公司開發的黏度速測儀(Rapid Visco-Analyzer, RVA)逐漸在稻米食味品質測定中得到了應用[8-10],該儀器測定一份樣品只需12.5 min,樣品量僅需要3 g左右,具有快速、簡單、準確、重復性好等特點。前人研究表明稻米RVA譜特征值與蒸煮食味品質關系密切,特別是崩解值、消減值、回復值等特征值能較好地反映稻米蒸煮食味品質的優劣,而且也提出了區分優質米品種的RVA譜特征指標值。關于鮮食糯玉米RVA特征值與品嘗評分間的相關性已有所研究,例如劉萍報道品嘗評分分別與峰值黏度、終值黏度、崩解值、籽粒粗淀粉含量呈顯著或極顯著正相關,但此方面的研究還比較少。本文對大量鮮食糯玉米材料的RVA特征值和品嘗評分間的相關性和定量關系進行了研究,以期為RVA譜測定成為優質糯玉米育種的輔助選擇技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

糯玉米材料63個,包括自交系16個、雜交種47個。于2016年正季將這些材料種植于江蘇沿江地區農科所試驗農田。

1.2 試驗設計

采用單因素隨機區組設計,栽培措施按常規要求實施。在吐絲前各小區選有代表性、長勢一致的植株20株套袋；在吐絲后2～3 d進行人工自交授粉,并掛牌標記；于玉米乳熟期摘取標記的果穗,進行各項分析和測定。

1.3 籽粒淀粉黏質性的測定

采用濕磨法分離樣本籽粒的皮漿,將漿液離心3次脫去蛋白質,再用無水酒精溶解沉淀物，離心3次；經充分脫水后用乙醚溶解，離心脫脂2次；采用澳大利亞Newport Scientific儀器公司生產的32D型RVA,按照ST201(食用糯性淀粉的RVA黏度)方法測定淀粉黏度的特征值：峰值黏度(peak viscosity, PV)、谷值黏度(trough viscosity, TV)、終值黏度(final viscosity, FV)、崩解值(break down, BD)、消減值(set back, SB)、回復值(consistence, CS)、峰值時間(PT)和糊化溫度(PTP)。其中BD=PV-TV,SB=FV-PV,CS=FV-TV。RVA譜中的糊化溫度定義為黏度開始增加時的溫度,即淀粉粒發生不可逆崩解時的溫度,是熟化給定試樣所需要的最低溫度。峰值時間是指峰值黏度出現所需的時間。

1.4 蒸煮品嘗品質的評價

按行業標準NY/T 52322002進行玉米蒸煮品嘗品質的評價。品嘗人員由5人組成,為國家甜、糯玉米品種試驗東南區品質檢測人員。各指標的評分標準為:色澤滿分為7分,色澤純正亮麗的得7分,色澤灰暗的得4分,1分一個級別逐級遞減;氣味風味滿分為17分,有良好風味的得17分,有特殊怪味的得11分,每2分一個級別逐級遞減;糯性滿分為18分,糯性好且糯中帶甜的得18分,不糯不甜者得10分,每3分一個級別逐級遞減;柔嫩性滿分為10分,口感柔軟細膩的得10分,口感硬的得7分,每1分一個級別逐級遞減;皮厚薄滿分為18分,皮薄無渣的得18分,皮渣明顯者得10分,每3分一個級別逐級遞減。最后,再把各指標的得分相加得綜合評分。

1.5 數據分析

數據處理分析采用Microsoft Excel 2007和SPSS 17.0軟件進行。

2 結果與分析

63個糯玉米材料RVA譜8個特征值PV、TV、FV、BD、SB、CS、PT和PTP的變幅分別為541～1600 RVU、541～1405 RVU、763～1709 RVU、-19～195 RVU、-18～710 RVU、147～706 RVU、5.13～7.20 min、69.85～79.55 ℃，平均值分別為1090.2 RVU、1046.2 RVU、1314.8 RVU、44.0 RVU、224.6 RVU、268.6 RVU、6.72 min、73.1 ℃，標準差分別是225.01 RVU、183.32 RVU、185.43 RVU、58.62 RVU、83.85 RVU、108.78 RVU、0.57 min、1.72 ℃。在鮮食糯玉米蒸煮食味品嘗評分中6項指標色澤、氣味風味、糯性、柔嫩性、皮厚薄、總分的變幅分別為4.0～7.0、11.0～16.4、11.0～17.6、7.0～12.5、11.8～18.3、50.0～67.4分,平均得分分別為5.88、14.07、14.70、8.09、14.83和57.57分,標準差分別為0.62、1.35、1.30、0.94、1.27和4.12分。表明63份糯玉米材料的RVA譜特征值和品嘗評分變異廣泛,所選糯玉米材料的食味品質差異較大,所對應的RVA譜的特征值差異也較大。

2.1 RVA各特征值間的相關性

在RVA譜特征值的構成上,峰值黏度PV、谷值黏度TV和終值黏度FV是3個最基本的指標,可以反映RVA譜的基本特征。由表1可知：PV、TV、FV三個指標兩兩間均呈極顯著正相關,相關系數都在0.877以上,最高達0.979；BD分別與PV、TV、FV間呈極顯著正相關；PV、TV分別與CS、PT、PTP間,BD分別與CS、PT間均呈極顯著負相關,其中BD與PT間相關系數達-0.737；SB分別與CS、PT間,CS分別與PT、PTP間,PT與PTP間均呈極顯著正相關,其中SB與CS間相關系數達0.846。說明糯玉米淀粉RVA譜的各特征值間存在明顯的相關性。

2.2 各品嘗指標評分間的相關性

糯玉米食味品質是一個綜合指標,主要是玉米入口咀嚼時的綜合感覺。品嘗法主要是通過糯性、皮厚薄、氣味風味、柔嫩性和色澤等指標進行評定，這些指標的最高分值分別為18、18、17、10和7分,總分70分,其中糯性、皮厚薄和氣味風味所占分值較大。由表2可知,在糯玉米食味品嘗評分中，除柔嫩性與皮厚薄間呈顯著正相關外,各指標間以及各指標與總分間均呈極顯著正相關，其中氣味風味、糯性與總分間的相關系數分別達到了0.806和0.847,說明氣味風味和糯性是影響糯玉米品嘗評分最主要的兩個指標。

表1 糯玉米淀粉RVA譜各特征值間的相關性

注：“*”表示顯著相關；“**”表示極顯著相關。下同。

表2 在糯玉米食味品嘗評分中各指標間的相關性

2.3 RVA特征值與品嘗評分指標間的相關性

由表3可知：糯玉米淀粉RVA特征值中的PV、TV、FV和BD與品嘗各指標間均呈極顯著正相關；CS與品嘗各指標間均呈極顯著負相關；PT除與柔嫩性呈顯著負相關外,與其余品嘗指標間均呈極顯著負相關；PTP與糯性和總分間均呈極顯著負相關,與色澤和氣味風味間均呈顯著負相關；PV、TV、FV、BD與總分間均呈極顯著正相關；PT、CS、PTP與總分間均呈極顯著負相關。說明糯玉米若具有較高的峰值黏度、谷值黏度和崩解值,具有較短的峰值時間,則其食味品質會較好；反之,則食味品質較差。PV、BD、PT與糯性和氣味風味間較高的相關系數也表明RVA特征值主要是通過糯性和氣味風味來影響糯玉米的綜合評分的。

表3 糯玉米淀粉RVA特征值與各品嘗評分指標間的相關性

2.4 RVA譜特征值在食味品質上的差異

為了進一步明確RVA譜特征值與食味品質指標間的關系,我們以食味評分總分為劃分食味品質優劣的標準,從63個糯玉米種質中選取食味品質總分在60分以上的優質種質18個,食味品質總分在52分以下的劣質種質8個。對食味品質優劣不同組別的RVA值進行t測驗,將結果列于表4。

從表4中可以看出,能夠反映糯玉米食味品質差異的RVA譜特征值有峰值黏度、谷值黏度、終值黏度、崩解值、消減值和峰值時間,即8個特征值中只有回復值和糊化溫度在食味品質優劣不同的兩個組別間沒有顯著差異。

綜合RVA特征值與食味評分總分間的相關系數,我們認為食味品質優良的糯玉米淀粉RVA特征值表現為峰值黏度、谷值黏度、崩解值較高,峰值時間較短。從具體指標看,峰值黏度﹥1200 RVU、谷值黏度﹥1100 RVU、崩解值﹥120 RVU、峰值時間﹤6 min的糯玉米食味品質可能較優;峰值黏度﹤900 RVU、谷值黏度﹤900 RVU、崩解值<0 RVU、峰值時間﹥7 min的糯玉米食味品質可能表現劣質。

表4 食味品質不同的糯玉米品種在RVA譜上表現的差異

注：表中“**”表示兩組間差異達到極顯著水平。

3 討論

在本試驗中，不同糯玉米材料的品嘗評分變幅較大,基本上代表了不同的食味品質。不同品嘗評分的糯玉米材料間RVA譜各特征值變化明顯,變幅較大,表明不同食味品質的糯玉米材料在RVA譜特征值上存在著廣泛的變異,這為以RVA特征譜區分不同食味品質的糯玉米材料提供了前提條件。

淀粉糊化是淀粉的一個重要性質。糊化是指淀粉顆粒在過量水分條件下受熱,充分膨脹,形成粘稠淀粉糊的過程。淀粉的這種潤脹糊化特性對淀粉質材料的加工性能以及食品的質構和口感都有較大的影響[11-12]。RVA是將淀粉糊化全過程與實時連續測定融為一體,從而得到一條糊化曲線,由曲線上可以得到各個特征值。淀粉的RVA譜可較好地反映淀粉的糊化特性,是評價淀粉物理品質的一個重要參數。RVA譜特征值與小麥和稻米的食味品質間的關系已經有較多的報道。峰值黏度可能是決定面條品質優劣的最有效參數[13],已被廣泛地用于預測日本白鹽面條和中國黃堿面條[14-17]的食用品質。崩解值、回復值和消減值可以作為稻米食味品質優劣的評價指標,公認食味較好的品種RVA譜往往崩解值大于100 RVU,而消減值低于25 RVU;相反,食味差的品種崩解值大多低于35 RVU,而消減值大于80 RVU。本試驗相關分析結果表明：糯玉米食味評分總分與峰值黏度(PV)、谷值黏度(TV)和崩解值均呈極顯著正相關,且相關系數都在0.64以上;與峰值時間呈極顯著負相關,相關系數達-0.671。說明以RVA譜反映糯玉米的食味優劣具備可行性,可以用峰值黏度、谷值黏度、崩解值和峰值時間作為選擇食味品質優良糯玉米的有效指標。崩解值與總評分間的相關系數最高，達0.884,也與稻米上的研究結果一致,說明崩解值可以作為最有效的指標。

通過進一步分析,我們發現食味品質優良的糯玉米,其峰值黏度﹥1200 RVU,谷值黏度﹥1100 RVU,崩解值﹥120 RVU,峰值時間﹤6 min;食味劣質的糯玉米,其峰值黏度和谷值黏度均低于900 RVU,崩解值為負值,峰值時間長于7 min。

RVA譜測定需要的樣品量少,操作簡單,重復性好,其測定條件是模擬糯玉米的蒸煮過程,其指標能較貼切地反映材料的口感和質地,因此在育種中RVA譜特征值可以作為對糯玉米蒸煮食用品質評價的輔助指標。

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StudyonCorrelationbetweenStarchRVACharacteristicSpectrumandTastingEvaluationScoreofWaxyCorn

CHENG Yu-jing, CHEN Guo-qing, SHI Ming-liang, LU Hu-hua, HAO De-rong, MAO Yu-xiang, HUANG Xiao-lan, ZHANG Zhen-liang, ZHOU Guang-fei, ZHAO Jun-yu, XUE Lin*

(Institute of Agricultural Sciences in Riverside Region of Jiangsu, Nantong 226541, China)

The author determined the starch RVA spectrum and cooking and eating quality evaluation score of 63 waxy corn germplasm resources, analyzed the correlations among various characteristic values of RVA spectrum, as well as the correlations between characteristic values of starch RVA spectrum and different tasting evaluation indexes, and compared the differences in characteristic values of starch RVA spectrum between high-quality-taste and low-quality-taste waxy corn germplasm resources. The results showed that: there were very significantly positive correlations among peak viscosity, trough viscosity, final viscosity and breakdown value each other; the waxy corn germplasm resources with the following characteristic values of starch RVA spectrum maybe had a better eating quality: peak viscosity﹥1200 RVU, trough viscosity﹥1100 RVU, breakdown value﹥120 RVU, and peak time﹤6 min.

Waxy corn; Eating quality; RVA characteristic spectrum; Starch; Correlation

2017-07-04

江蘇省自然科學基金項目(BK20141241);江蘇省三新工程項目(SXGC[2015]105);南通市科技局項目(MS22016076、MS12015073)。

程玉靜(1984─),女,河南南陽人,助理研究員,碩士,研究方向為鮮食玉米育種與栽培。*通訊作者:薛林。

S513.033

A

1001-8581(2017)11-0021-04

(責任編輯:黃榮華)