鎮糯系列糯稻品種的主要品質特性

曾生元， 杜燦燦， 胡慶峰， 李 闖， 景德道， 林添資， 余 波， 錢華飛， 孫立亭， 周義文，費云燕， 韓華新， 楊 軍， 巫章平， 龔紅兵

(江蘇丘陵地區鎮江農業科學研究所，江蘇句容 212400)

糯米廣泛用于制作傳統小吃、加工食品、釀酒、制醋等產業，也是稻谷工業用糧的主要原料。江蘇省糯稻種植歷史悠久，粳糯稻種質資源豐富，其中包括知名優質糯稻品種蘇御糯等。江蘇丘陵地區鎮江農業科學研究所在粳糯品種選育方面有深厚的積淀，20世紀70年代及90年代育成的桂花糯、鎮稻2號曾長期作為江蘇省糯稻的主栽品種，在生產上發揮重要作用。進入21世紀后，又成功培育出了廣適型高產糯稻品種鎮糯19號。鎮糯19號一面世，就快速成為蘇皖晚粳稻區糯稻主栽品種，是2017年至今全國唯一在1年內推廣面積超過 6.67萬hm的糯稻品種。此后，以鎮糯19號為親本，又培育出了鎮糯20號、鎮糯22號、鎮糯762、鎮糯29號等一系列糯稻品種，當前鎮糯系列品種種植面積占蘇皖晚粳稻區糯稻總面積的3/4左右。

隨著我國人民生活水平的提高，消費結構與市場的變化，對優質糯稻谷的需求量持續增加，優良的品質是糯稻品種獲得市場認可的關鍵。稻米品質主要從碾磨品質、外觀品質、營養品質、蒸煮食味品質等4個方面來進行評價。碾磨品質與外觀品質是糯米能否進入市場的第1道關口，閔捷等綜合分析20世紀80年代以來育成的570份糯稻品種品質后認為，提高加工品質特別是整精米率是改良糯稻品質的重點。蒸煮食味品質則是稻米品質的最重要指標，直鏈淀粉含量(amylose content，AC)、膠稠度(gel consistency，GC)、糊化溫度(gelatinization temperature，GT)是最早被認為衡量稻米蒸煮食味品質的三大理化指標，RVA 譜與稻米的食味品質、淀粉合成關鍵酶活性等高度相關，已成為評價稻米食味品質優劣的重要指標。影響稻米蒸煮食味品質的內在因素是稻米中各化學成分的含量及其結構，淀粉是稻米中最主要的成分，在很大程度上決定著稻米品質，而糯稻作為栽培稻的黏性變種，其最主要的特點是胚乳淀粉以支鏈淀粉為主(≥98%)，直鏈淀粉含量很低。蛋白質在稻米中的含量僅次于淀粉，對稻米的蒸煮食味品質影響很大，一般認為蛋白質含量超過9.0%的品種，其風味往往較差。與淀粉及蛋白質相比，雖然稻米中脂肪含量很少，但據報道它對稻米品質也有重要影響。本研究通過綜合分析6個鎮糯品種與太湖地區優質糯稻代表品種蘇御糯主要品質性狀的特征、差異性及其與化學成分的相關性，以期為糯稻品質改良提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 水稻材料與田間管理

供試糯稻品種7個，其中鎮糯6個品種，包括鎮糯19號、鎮糯20號、鎮糯762、鎮糯29號、鎮稻2號和鎮糯22號，以太湖地區優質糯稻品種蘇御糯為對照。

所有材料于2020年正季種植于江蘇省句容市江蘇丘陵地區鎮江農業科學研究所試驗基地，每份材料種植 100 株，行株距為17 cm×17 cm，田間管理按常規方法進行，適時收獲后風干保存30 d以上，使含水量保持在14%左右。

1.2 粒型觀測

采用萬深SC-G型自動考種分析及千粒質量儀測定稻谷籽粒的粒長、粒寬、千粒質量等粒型指標。

1.3 稻米碾磨品質

從每份材料的收獲樣品中隨機稱取凈稻谷 450 g，先用FC2R型礱谷機(日本OTAKE公司)碾成糙米，然后稱質量，計算糙米率，糙米率=糙米質量/凈稻谷質量×100%，重復2次，取平均值，即為該品種的糙米率；再用VP-32型精米機(日本Yamamoto公司)將糙米碾成精米，完全去除種皮，果皮、糊粉層和胚后，稱質量，計算精米率，精米率=精米質量/凈稻谷質量×100%，重復2次，取平均值，即為該品種的精米率；最后從精米中篩選出整精米粒，稱質量，計算整精米率，整精米率=整精米質量/凈稻谷質量×100%，重復2次，取平均值，即為該品種的整精米率。

1.4 精米中各主要成分的測定

1.4.1 直鏈淀粉及總淀粉含量的測定 參照中華人民共和國農業行業標準NY/T 83—2017測定稻米直鏈淀粉含量，4個標準樣品(AC含量：1.5%、10.6%、16.4%和 25.6%)購自中國水稻研究所。米粉總淀粉含量(total starch content，TSC)按照試劑盒(愛爾蘭Megazyme公司)說明進行測定。

1.4.2 蛋白質及組分含量的測定 參照Yang等的方法，采用凱氏定氮法測定米粉中的全氮含量，再乘以換算系數 6.25，計算得到蛋白質含量(protein content，PC)；采用聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)法觀測蛋白質及組分。

1.4.3 脂肪含量的測定 本研究參照Welti 等提示的方法測定精米中的脂肪含量(lipid content，LC)。

1.5 蒸煮食味品質測定

1.5.1 膠稠度與堿消值 參照中華人民共和國農業行業標準NY/T 83—2017測定稻米膠稠度及堿消值(alkali spreading value ，ASV)，采用堿消值評估糊化溫度。

1.5.2 RVA譜 采用澳大利亞 Newport Scientific 儀器公司生產的 RVA-4 型 RVA 快速測定儀測定淀粉黏滯性，用 TCW(thermal cycle for windows)配套軟件進行分析。RVA 譜特征值用峰值黏度(peak viscosity，PKV)、熱漿黏度(hot paste viscosity，HPV)、冷膠黏度 (cool paste viscosity，CPV)、崩解值 (breakdown value，BDV)、消減值 (setback value，SBV)、回復值(consistence value，CSV)、峰值時間 (peak time，PeT)和起糊溫度(pasting temperature，PaT) 表示。黏滯性值以 centiPoise (cP)為單位。

1.6 數據分析

利用 Microsoft Excel 和 SPSS 17.0數據處理系統對數據進行分析，采用Duncan’s新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同糯稻品種粒型與外觀品質、碾磨品質及相關分析

比較7份糯稻材料的粒型及外觀品質可知，對照蘇御糯稻谷千粒質量達到36 g左右，稻谷長寬比為2.7左右，偏長粒，糯米純白，籽粒顯著大于6個鎮糯品種，外觀品質優異；6個鎮糯品種千粒質量在 25.58～26.80 g之間，稻谷長寬比≤2.3，呈橢圓形，其中鎮糯20號、鎮糯29號白度與蘇御糯相當(表1、圖1)。在碾磨品質方面，參照中華人民共和國農業行業標準NY/T 593—2021《食用稻品種品質標準》，對照蘇御糯整精米率達農業農村部二級標準，6個鎮糯品種整精米率除鎮稻2號不達標外，其他5個整精米率在69.38%～73.23%之間，均達農業農村部一級標準，其中鎮糯29號高達73.23%。進一步分析主要碾磨品質與粒型的相關性，粒長與出糙率達顯著負相關(相關系數=-0.769)，粒寬和長寬比與碾磨品質的相關性不顯著。

表1 供試材料的粒型及主要碾磨品質

2.2 不同糯稻品種主要化學成分及其關聯

7個品種糯米干基的直鏈淀粉含量在1.45%～2.57%之間，鎮糯20號、29號與對照蘇御糯同處最低水平，鎮糯19號、鎮糯762居中，鎮稻2號、鎮糯22號最高；總淀粉含量在83.30%～86.28%之間，變異系數僅1.3%，鎮糯品種總淀粉含量均高于對照蘇御糯，以鎮糯20號最高；脂肪含量在0.53%～0.73%之間，變異系數為12.9%，以鎮糯19號最高，蘇御糯和鎮糯762次之，鎮糯29號最低；總蛋白質含量在7.06%～10.50%之間，變異系數為14.5%，鎮糯29號總蛋白質含量最低，為7.06%。對照蘇御糯總蛋白質含量最高，達10.50%，顯著高于其他6個鎮糯品種(表2)。進一步分析蛋白質組分，鎮稻2號谷蛋白含量與對照蘇御糯相當，高于其他4個鎮糯品種，6個鎮糯品種醇溶蛋白含量均低于對照蘇御糯(圖2)。相關分析顯示，總淀粉含量與總蛋白含量的相關性達極顯著負相關(=-0.908)，而其他指標間(包括直鏈淀粉含量與總淀粉含量之間)的相關性不顯著。

表2 供試材料的主要化學組成 %

2.3 蒸煮食味品質

眾所周知糯稻的膠稠度大多要高于非糯品種。本研究顯示，所有糯稻品種GC均大于94 mm，變異系數為1.9%，除鎮糯29號顯著高于其他品種外(100 mm)，蘇御糯與其他4個鎮糯品種間的差異未達到顯著水平。

堿消值是堿液對完整米粒的侵蝕程度，通常數值越高則表示越容易被侵蝕，其糊化溫度越低。本研究顯示所有糯稻品種ASV均大于6.0，處于較高水平，變異系數為4.0%，其中鎮稻2號、鎮糯22號的ASV值處于最低水平，說明其糊化溫度較高，鎮糯19號、鎮糯20號、鎮糯29號與蘇御糯處于最高水平，表明這4個品種的糊化溫度較低。

7個品種的RVA 譜黏度特征值差異性較大，其中PKV在799.5～2 150.5 cP間，極差為1 351 cP，變幅最大；HPV、BDV、CPV、SBV、CSV的變異系數亦達到20%以上，經單向分組資料方差分析(ANOVA)，所有指標檢驗差異均達顯著水平。對照蘇御糯具有與6個鎮糯品種顯著不同的RVA特征值，其峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、冷膠黏度、回復值和峰值時間最低，消減值最高，說明其稻米回生特性及黏度較鎮糯品種差；而代表糊化特性的2個特征值(峰值時間與起糊溫度)的變異系數較小，分別只有3.8%、1.8%，除鎮稻2號的起糊溫度顯著較高外(這與ASV測定的結果也是一致的)，其他品種間的起糊溫度差異不顯著，表明糯稻品種間這2個特征值差異較小(表3)。

2.4 糯稻各化學成分與其蒸煮食味品質間的相關性

由表4可知，直鏈淀粉含量與堿消值達到極顯著負相關，與峰值時間呈顯著正相關，其次與起糊溫度的相關系數也接近0.7；而蛋白質含量與各黏度指標大多呈負相關關系，與回生性主要指標(消減值)呈正相關，其中與熱漿黏度、冷膠黏度達到顯著負相關水平；而總淀粉含量及脂肪含量與RVA譜各特征值均未達到顯著相關水平。說明在糯稻背景下，直鏈淀粉含量主要影響稻米的糊化特性，糯米中直鏈淀粉含量增加，其糊化溫度也隨之升高；而蛋白質含量則顯著影響其黏滯性特征，蛋白質含量增加，糯米粉的黏滯性降低，回生性變差。

表4 各化學成分與蒸煮食味品質各特征值之間的相關性

3 討論與結論

糯米的品質在很大程度上決定了其商品價值。從我國各地直接食用，糕點、麻團、粽子等傳統小吃制作，釀酒飲料等領域反映，糯米直鏈淀粉含量越低，其糯性越好，而蛋白質對糯米衍生產品的風味和品質往往具有不利影響。蘇御糯曾是太湖地區著名的優質糯稻代表品種，但也有研究認為其蛋白含量較高。本研究顯示，蘇御糯糯米籽粒大而白，具有突出的外觀品質。5個新近育成的鎮糯品種整精米率、糯米外觀等方面顯著好于早期的鎮糯品種——鎮稻2號，其中鎮糯20號、鎮糯29號白度高，糯米外觀與蘇御糯相當，且整精米率顯著高于其他糯稻品種。化學成分方面，蘇御糯的直鏈淀粉含量和總淀粉含量低，蛋白質含量高，鎮糯品種中鎮稻2號和鎮糯22號直鏈淀粉含量遠高于蘇御糯，總淀粉含量略高(或相當)于蘇御糯，蛋白質含量低于蘇御糯，其化學組成總體上比蘇御糯差；鎮糯19號、鎮糯762直鏈淀粉含量、總淀粉含量較蘇御糯高，但是蛋白質含量較蘇御糯顯著降低，其化學組成總體上與蘇御糯互有優劣；鎮糯20號、鎮糯29號直鏈淀粉含量與蘇御糯接近，蛋白質含量顯著降低，總淀粉含量顯著增加，因此化學組成顯著優于蘇御糯。蒸煮食味品質方面：除鎮糯29號外，其他鎮糯品種與蘇御糯的膠稠度處于同一水平，而鎮糯19號、鎮糯20號、鎮糯29號與蘇御糯的糊化溫度較其他3個鎮糯品種低。本研究RVA譜特征值中的峰值時間與起糊溫度在7份供試材料中變異不大，峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、冷膠黏度、消減值和回復值在蘇御糯與6個鎮糯品種中呈現顯著差異，蘇御糯的峰值黏度、崩解值、回復值最低，消減值最高，反映出蘇御糯的糯米回生性及黏滯性一般，相關分析表明糯米的黏滯性特征值與蛋白質含量呈顯著負相關，蘇御糯稻米中較高的蛋白質含量會增加米飯的硬度和粗糙感，從而降低稻米食味品質，這與前人的研究結果是一致的。

總體上看，7份糯稻品種中蘇御糯具有最佳的外觀品質、較優良的加工品質，但是蒸煮品質一般；而5個新近育成的鎮糯品種具有優于蘇御糯的加工品質，其中鎮糯20號、鎮糯29號在鎮糯19號的基礎上進一步提升了糯米外觀品質，降低了直鏈淀粉及蛋白質含量，提高了總淀粉含量及蒸煮食味品質(提高黏滯性、降低糊化溫度)，品質性狀較鎮糯19號有了顯著提升，品質綜合表現優于蘇御糯。

本研究還分析了影響糯稻品質的關鍵因素，結果表明：糯稻總淀粉含量與蛋白質含量存在顯著負相關關系，糯米粉的黏滯性指標與直鏈淀粉含量的相關性未達顯著水平，而與蛋白質含量呈顯著負相關，峰值時間及糊化溫度與直鏈淀粉含量緊密正相關。直鏈淀粉含量是決定非糯品種稻米蒸煮食味品質的重要性狀，對米飯的膠稠度、硬度、糊化特性等均有重要作用，但本研究結果顯示蛋白含量同樣對糯米粉RVA譜具有重要影響，這與楊博文等認為糯稻的品質評價不能借助非糯稻的評價體系是一致的。分析其原因可能是糯米攜帶的是無功能的基因，其胚乳中直鏈淀粉含量極低，而在測定稻米直鏈淀粉時，未消化的長鏈支鏈淀粉(B3鏈，DP≥37)也會計入其中，稱為表觀直鏈淀粉含量(AAC)。由于這些糯稻品種具有較為接近的AAC(變幅相差1%左右)，因而蛋白質含量的差異就成為了影響其黏滯性及硬度指標的主要因素；另一方面，已有研究表明，()基因對稻米的糊化溫度有顯著影響，而本研究7份供試材料基因關鍵SNP的基因型是一致的(未發表數據)，但是AAC較高的2份品種具有較高的起糊溫度，從側面可以反映它們應該具有較多的長鏈支鏈淀粉。但是由于支鏈淀粉鏈長的測定較為復雜，在育種實踐中不易定量檢測，因而本研究結果也給育種家一定的提示，即可通過測定糯米的AAC來判斷其鏈長分布的大致情況，從而增加了在實際應用中的可操作性。

本研究以6個鎮糯系列品種及蘇御糯為試驗材料，調查了它們之間粒型及外觀品質、碾磨品質、化學成分、蒸煮食味等品質性狀的差異，分析其化學成分與蒸煮食味品質間的相關性。結果表明蘇御糯具有優異的稻米外觀品質、較低的直鏈淀粉含量及糊化溫度，但其蛋白質含量高，米粉的黏滯性特征值較低，消減值較高；5個新近育成鎮糯品種的加工品質、蒸煮品質較早期鎮糯品種鎮稻2號有了顯著改良，其中鎮糯29號、鎮糯20號的綜合品質優于蘇御糯。相關分析進一步表明在糯稻背景下，蛋白質含量與米粉黏度存在顯著負相關關系，直鏈淀粉含量則主要影響糯米的糊化特性，總淀粉含量、脂肪含量與糯米蒸煮食味品質的相關性不顯著。降低表觀直鏈淀粉含量及蛋白質含量是進一步提升糯米理化品質與蒸煮食味品質的2個關鍵舉措，應在糯稻育種過程中加以重視。

致謝：本試驗得到揚州大學農學院嚴長杰課題組楊宜豪老師在品質測試方面提供的無私幫助，在此深表感謝。