江蘇省半糯粳稻食味品質特征及其與感官評價的關系

岳紅亮 趙慶勇 趙春芳 田 錚 陳 濤 梁文化 張亞東 王忠紅 王才林

(西藏農牧學院植物科學學院1，林芝 860000)

(江蘇省農業科學院糧食作物研究所；江蘇省優質水稻工程技術研究中心；國家水稻改良中心南京分中心2，南京 210014)

目前我國粳米的食味品質已有所改善，有不少適口性好的稻米受到人們青睞，如東北“五常大米”、江蘇“南粳系列優良食味稻米”等。稻米食味品質是一個綜合指標，涉及的性狀指標眾多[1，2]。各指標間相關關系復雜，每個指標對稻米的食味品質產生的影響也不盡相同。闕補超等[3]和王瑩等[4]研究發現直鏈淀粉含量和蛋白質含量與食味品質都呈顯著負相關，直鏈淀粉含量和蛋白質含量間也存在顯著正相關；李貞等[5]通過分析產自黑龍江省的6個大米品種，發現食味品質與膠稠度呈顯著正相關；陳培峰等[6]以18份江蘇省主要推廣應用的粳稻品種為試材，研究發現膠稠度較高的水稻品種，食味品質較好。馬暢等[7]通過對78份東北常規粳稻品質的研究發現食味值與起始糊化溫度呈顯著負相關，韓金香等[8]發現糊化溫度低的稻米食味品質較好。

趙國珍等[9]通過對RVA譜特性值與蒸煮食味品質的相關性分析，發現RVA譜特征值與稻米蒸煮食味品質關系密切，特別是最高黏度、崩解值和消減值等特征值能較好地反映稻米蒸煮食味品質的優劣，最高黏度和崩解值越大，消減值越小，稻米食味品質越好。米飯蒸煮特性與食味品質的關系也有相關研究報道，邊嘉賓等[10]對天津市新育成的22份水稻品系研究發現米湯碘藍值與食味品質呈極顯著正相關。趙孝東等[11]研究了54份粳稻的稻米蒸煮特性與理化性狀的相關性，發現直鏈淀粉含量與碘藍值、米湯溶出物以及堿消值與米湯溶出物都達到極顯著正相關。

為進一步研究影響稻米食味品質的關鍵因素及其與感官評價之間的關系，本研究以感官評價值較高的34份江蘇省粳稻稻米為實驗材料，測定分析了稻米理化指標、RVA譜特征值及蒸煮特性，研究了各性狀值與感官評價值的相關性，旨在發現半糯粳稻與普通粳稻的理化特性等方面的差異，為江蘇省水稻育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為2018年江蘇省各育種單位或種業公司培育種植的優質粳稻品種，由各育種單位種植管理并提供稻米樣品。共34份，其中半糯粳稻21份，普通粳稻13份；對照2份為武育粳3號和南粳9108，如表1所示。

1.2 方法

1.2.1 稻米理化指標的測定

按NY/T 2639—2014《稻米直鏈淀粉含量的測定 分光光度法》進行稻米直鏈淀粉含量(AC)測定，每個樣品測定3個重復。按GB 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定方法》進行稻米蛋白質含量(PC)測定，每個樣品測定3個重復。按NY/T 83—2017《米質測定方法》進行膠稠度(GC)測定，每個樣品測定5個重復。糊化溫度(GT)采用由RVA測定的成糊溫度。

1.2.2 稻米RVA譜特征值的測定

利用Perten TechMaster谷物黏度快速分析儀測定RVA譜黏滯特性，用配套軟件TWC分析。參照美國谷物化學家協會AACC61-01和61-02操作規程進行參數設置。儀器測出的RVA參數包括：峰值黏度(PV)、熱漿黏度(TV)、最終黏度(FV)、峰值時間(Pet)、崩解值(BDV)和消減值(SBV)。每個樣品重復測定2次，取平均值為性狀值。

1.2.3 米飯蒸煮特征值的測定

(1)延伸性(CRE)和延伸指數(CREI)按包勁松等[12]研究方法測定：選取20粒無裂紋且腹白盡可能少的整精米，測定其米粒長(L1，mm)和米粒寬(W1，mm)。將測定過長度及寬度的米粒放入同一型號的試管中，加入20 mL自來水，放入沸水中煮10 min，取出完整飯粒放在吸水紙上，靜置3 h以上，測定飯粒長(L2，mm)和飯粒寬(W2，mm)。每個品種選取10粒飯粒以均值作為分析數值。米粒型S1=L1/W1，飯粒型S2=L2/W2，延伸性L=(L2-L1)/L1×100%，延伸指數S=(S1-S2)/S1×100%。

(2)米湯碘藍值(IBV)、米湯溶出物(DL)和米飯吸水性(WB)參照文獻的測定方法[13]，并作簡要修改。稱取相當于5.0 g(精確到0.01 g)精米干物質的樣品(M1)，用自來水淘洗3次，再用蒸餾水淘洗1次，放入網袋中并放入盛有80 mL蒸餾水的燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中待溫度達到100 ℃時保持沸騰狀態，計時20 min后立即取出燒杯。將裝有米飯的網袋置于燒杯口正上方直至沒有液體滴落，冷卻至室溫后將米湯全部轉移到100 mL容量瓶中定容并搖勻。

IBV：取出20 mL米湯于50 mL離心管中在1 500 r/min的條件下離心5 min。吸取5.0 mL上清液于100 mL容量瓶中，在5.0 mL上清液中加入1 mL 0.2%的碘-碘化鉀溶液，并用蒸餾水定容，充分搖勻后靜置20 min。在600 nm波長時測定樣品的吸光值。

表1 供試材料

DL：量取定容至100 mL的米湯20 mL置于鋁盒中，105 ℃干燥至少8 h使液體完全蒸發，得到的固體物量即為1 g大米干物質的米湯溶出物質量。

WB:將裝有米飯的網袋放到吸水紙上晾置5 h吸干多余水分，稱質量(M2)，米飯吸水率M=(M2-M1)/M1×100%。

1.2.4 米飯食味品質的感官評價

米飯食味值品質的感官評價按DB32/T 1762—2011《稻米食味品質評價》中的方法進行。稱取每份樣品500.0 g，按標準含水量確定米水比。加水前將米樣淘洗3次，加水后浸泡30 min后開始蒸煮。煮熟后再燜10 min，最后開鍋攪勻進行品嘗。氣味、外觀、黏性、口感的品評在米飯冷卻前完成，回生度的評定待米飯冷卻后進行，同時進行綜合食味值的評定。每次先品嘗對照，半糯粳稻對照為南粳9108，普通粳稻對照為武育粳3號。米飯食味品質根據米飯氣味、外觀、黏性、口感、回生度和綜合食味值6個指標評定。每個指標分別與對照相比，分為相當差、差、略差、相同、略好、好、相當好7個等級，分別記作-3、-2、-1、0、1、2、3分。食味品質的鑒定由23位省內從事品種選育、生產、銷售等方面的資深專家作為食味評價員進行品嘗打分，排除誤差較大的數據后，將平均值換算成百分值作為該品種的感官評價值。

1.2.5 數據統計與分析

采用Excel2010對調查性狀進行差異顯著性分析，用SPSS22.0進行相關性分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 米飯食味品質的感官評價

34份供試稻米的感官評價值較高，說明供試樣品的適口性均較好、屬于優良食味型粳米(圖1)。按AC高低，34份常規粳稻樣品分為普通粳稻和半糯粳稻，二者在外觀上無顯著性差異；在綜合食味值、氣味、黏性、口感和回生度上，半糯粳稻均顯著高于普通粳稻，2種粳稻類型中各性狀值的變異系數均較小(表2)。

注：不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

圖1不同樣品類型間稻米食味品嘗性狀的差異

2.2 稻米食味品質理化指標的差異

34個供試稻米的AC變異系數較大，PC和GC的變異系數較小，GT變異系數最小(表3)。與普通粳稻相比，半糯粳稻具有較小的AC、較大的GC，PC和GT無差異。圖2顯示了各理化指標分別在半糯粳稻和普通粳稻中的分布。

表2 不同樣品類型間稻米食味品嘗性狀的差異

注：同列不同字母表示表示差異顯著(P<0.05)，下同。

表3 不同樣品類型間稻米理化指標的差異

圖2 普通粳稻和半糯粳稻中稻米食味品質理化性狀的頻率分布特征

2.3 稻米RVA譜特征值的差異

根據RVA譜特征值測定結果(表4)，4個RVA一級參數PKV、TV、FV、Pet的變異系數較小，而二級參數BDV和SBV的變異系數較大，其中SBV在普通粳稻和半糯粳稻中的變異系數分別為331.8%和56.8%。與普通粳稻相比，半糯粳稻具有較高的PKV和BDV，較低的TV、FV、SBV，較小的Pet。取21份半糯粳稻品種和13份普通粳稻品種的RVA曲線的平均值進行圖譜繪制，可以看出半糯粳稻與普通粳稻在FV、Pet等性狀上的差異(圖3)。

圖3 普通粳稻和半糯粳稻的RVA譜

2.4 稻米蒸煮品質的差異

稻米蒸煮后進行蒸煮特性分析(表5)，結果表明，6個性狀值在34份稻米中均存在一定的變異幅度，其中米湯碘藍值的變異系數最大，其次為延伸指數、米湯溶出物、延伸性、吸水率，米湯pH值最小。半糯粳稻的米粒延伸性、延伸指數顯著大于普通粳稻，而碘藍值、米湯pH值、米飯吸水率顯著小于普通粳稻，米湯溶出物在二者間則無差異。

2.5 稻米理化性狀與感官評價的相關性分析

稻米蒸煮食味品質與理化性狀密切相關，相關性分析可以體現出各理化性狀或蒸煮品質與感官評價值間的相關程度。米飯氣味與AC、Pet存在顯著負相關關系，而與延伸性表現出顯著正相關。在米飯外觀評價上，僅檢測到外觀與米粒延伸指數存在顯著正相關關系。米飯黏性與AC、PC、FV、SBV、Pet、米湯碘藍值呈極顯著負相關，與TV、米湯溶出物呈顯著負相關；與GC、BDV呈極顯著正相關，與延伸性呈顯著正相關。米飯口感與AC、PC、FV、SBV、Pet、米湯碘藍值呈極顯著負相關，與TV呈顯著負相關；與BDV呈極顯著正相關，與GC、延伸性呈顯著正相關。米飯回生度與AC、FV、SBV、Pet、米湯碘藍值、米湯溶出物呈極顯著負相關，與PC、TV呈顯著負相關；與BDV呈極顯著正相關，與GC、延伸性呈顯著正相關。綜合食味值與SBV、Pet呈極顯著負相關，與AC、PC、FV、米湯碘藍值、米湯溶出物呈顯著負相關性；與延伸性呈極顯著正相關，與GC、BDV、延伸指數呈顯著正相關。該結果進一步說明，AC、PC、FV、SBV、Pet及米湯碘藍值越低，GC、BDV、延伸性及延伸指數越高，粳稻品種的食味品質綜合值越高、適口性越好。

表4 不同樣品類型間稻米RVA譜特征值的差異

表5 不同樣品類型間稻米的蒸煮特性差異

表6 稻米食味品質理化性狀與感官評價值間的相關性

注：*和**分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著性。

2.6 稻米蒸煮食味品質性狀間的主成分分析

對16個稻米食味品質理化及蒸煮品質進行主成分分析，以特征值大于1為標準可篩選出5個主成分(表7)。這5個主成分的累計貢獻率達到了82.7%，包含了16個性狀中80%以上的信息量，說明這5個主成分可以體現對稻米食味品質理化及蒸煮品質的評價[14]。

第一類主成分為蒸煮因子，貢獻率達到了42.7%，其中因子載荷較高(絕對值大于0.8)且為正的指標有SBV、FV、Pet、AC；因子載荷較高且特征值為負的指標為BDV、GC，說明當第一主成分值越大時，SBV、FV、AC越大，Pet越長，BDV、GC越低，進一步說明第一主成分因子對稻米食味品質起負向調節作用。第二類主成分為黏性因子，貢獻率為15.5%，主要是PKV載荷值較高且特征值為負，說明第二類主成分越大時，PKV越小，間接說明第二主成分因子對稻米食味品質起負向調節作用。第三類主成分為延伸因子，貢獻率為10.8%，受延伸指數、延伸性、GT影響較大，其中延伸指數和延伸性特征值為正，GT特征值為負，表明該類主成分對稻米食味品質起正向調節作用。第四、五主成分的貢獻率較低，在10%以下，其中第四主成分為米湯因子，主要受米湯pH值、米湯溶出物影響，兩特征值均為正；第五主成分受蛋白質的影響最大，特征值為正，表明這兩類主成分對稻米食味品質起負向調節作用。綜上，載荷值高的指標均是在稻米理化特性和蒸煮特性中可對稻米食味品質起關鍵作用的因子，由各指標與食味品質之間的相關關系可以得知，在育種過程中應盡可能選擇第一主成分值小的粳稻品種。此外，第二、第四、第五主成分也要適當降低，而第三主成分適當增大，將利于稻米食味品質的提高。

表7 稻米蒸煮食味品質相關性狀間的主成分分析

3 討論

直鏈淀粉含量(AC)、膠稠度(GC)、糊化溫度(GT)、蛋白質含量(PC)是影響稻米蒸煮食味品質的重要理化指標[15，16]。本研究對比分析了普通粳稻(AC一般為14%～20%)和半糯粳稻(AC一般為8%～12%)的食味品質及其理化、蒸煮特性等性狀，發現半糯粳稻的感官評價值較高，GC、RVA譜特征值BDV和PV、蒸煮后的米粒延伸性較大，而普通粳稻的RVA譜特征值FV、Pet、SBV及蒸煮特性中碘藍值和米飯吸水性較大。趙春芳等[17]研究發現半糯粳稻不僅AC降低，支鏈淀粉中長鏈比例也降低而短鏈比例增加，因而使米飯質地更柔軟、米膠更易流淌，而回生性得到抑制，從而解釋了半糯粳稻具有GC和米粒延伸性高、SBV和FV低的理化特性。米湯碘藍值體現了稻米蒸煮后直鏈淀粉的溶解性，與品種AC密切相關，因而高AC水稻品種的碘藍值較高，本研究同樣檢測到碘藍值與AC具有較高的相關系數(0.849)。蒸煮過程中稻米吸水性與AC呈正相關，推測稻米吸水性可能與淀粉晶體結構具有一定關系[18，19]。以往研究表明PC與稻米食味品質呈顯著負相關[20]，蒸煮過程中蛋白體會包圍在復合淀粉粒周圍形成大分子，阻礙了淀粉粒的吸水和糊化能力，因此PC高時淀粉粒因不能完全糊化而使米飯硬度增大、黏性降低，影響適口性[21，22]。謝黎虹等[23]報道蛋白質影響米飯食味品質可能與米飯蒸煮后的持水能力有關，PC越高米飯持水能力越差，因而硬度及回生性增加。本研究也檢測到PC與部分感官評價呈顯著負相關，與以往報道一致；34份粳稻中PC變異幅度較大(5.4%～10.9%)，但是在半糯粳稻和普通粳稻組間差異不顯著，說明PC不受AC的影響，與其自身的基因型有關。

前人對稻米RVA譜特征值進行了大量的研究[24，25]，公認的食味較好的優質粳稻品種往往BDV大，多數在1 200 cP以上，而SBV小，一般在300 cP以下，且多數為負值；相反，食味差的粳稻品種BDV往往較小，一般低于420 cP，而SBV較大，多數高于960 cP。隋炯明等[26]表明稻米食味值與RVA譜特征值呈現極顯著相關性。本研究檢測也到感官評價值與BDV呈極顯著正相關，與SBV、Pet、FV極顯著負相關，并且這些特征值是第一主成分因子，是衡量稻米蒸煮食味品質的重要指標。趙春芳等[17]認為RVA譜特征值能體現稻米淀粉的黏滯性、崩解性、糊化特性、回生特性等多項理化特征，可以直接反映稻米蒸煮食味的優劣，適用于優質稻米篩選過程。此外，本研究檢測到米飯食味值與米粒延伸性呈顯著正相關，而與米湯溶出物呈顯著負相關，說明食味品質越高的水稻，延伸性更好，淀粉粒更不易破裂，因此蒸煮品質可作為優質稻米篩選的另一重要指標。

食味品質越好的稻米，米粒延伸性越大，米粒支鏈淀粉結構中長鏈淀粉的含量越低，米粒越不易破裂，米粒延伸性、完整性與米飯食味值呈極顯著正相關。半糯粳稻由于AC的降低，導致了理化特性及RVA譜與普通常規粳稻的顯著差異，表現出更優異的蒸煮食味品質，在江蘇省發展半糯型粳稻育種是培育可以與東北粳稻品種食味相比擬的優良食味粳稻品種的重要舉措。

4 結論

34份粳稻的綜合品嘗值較高，變異系數較小，屬于優良食味型粳稻，其中半糯粳稻比普通粳稻的感官評價值更高。相比普通粳稻，半糯粳稻AC和PC較低，GC較大，在RVA譜上，半糯粳稻具有更大的BDV和PV、更小的SBV、TV和FV及更短的Pet；在蒸煮特性上，半糯粳稻具有更大的米粒延伸性和延伸指數，更小的米湯碘藍值、米湯pH值和米飯吸水率。米飯食味值與AC、PC、FV、SBV、Pet、米湯碘藍值、米湯溶出物呈顯著負相關，而與GC、BDV、延伸性、延伸指數呈顯著正相關，這些性狀亦是構成5個主成分因子的主要性狀，表明它們與稻米食味品質的關系更密切，是優質粳稻品種篩選的重要參考指標。因此，在優質粳稻育種或品種改良中，通過降低AC、PC、SBV和米湯溶出物，提高BDV、GC和延伸性等理化指標，可培育出蒸煮食味品質優異的水稻新品種。