水稻食味品質(zhì)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(jī)設(shè)計(jì)，以18個(gè)優(yōu)質(zhì)粳稻品種為材料，研究水稻食味品質(zhì)主要影響因子以及各成分間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明，直鏈淀粉和蛋白質(zhì)與食味值均呈負(fù)相關(guān)，且貢獻(xiàn)率為蛋白質(zhì)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(zhì)含量越高，直鏈淀粉含量越低，米飯?jiān)接?，質(zhì)地越差。食味值與淀粉RVA譜中最高黏度、崩解值呈正相關(guān)，最低黏度、最終黏度和消減值呈負(fù)相關(guān)，且RVA譜主要影響米飯黏度和平衡性。食味值與碾米品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)，與米飯物性中硬度呈正相關(guān)，與黏度、平衡性呈負(fù)相關(guān)。同時(shí)，米飯物性指標(biāo)中黏度、平衡性表現(xiàn)出與精米粒寬呈極顯著負(fù)相關(guān)，與精米粒厚呈極顯著正相關(guān)的趨勢。

關(guān)鍵詞：水稻；食味；品質(zhì)；RVA；粳稻

中圖分類號：TS207.3文獻(xiàn)標(biāo)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(chǎn)始終呈上升的趨勢。1961年，世界水稻平均單產(chǎn)為1 869.3 kg/hm2，截至2013年，水稻平均單產(chǎn)已達(dá)4 527.1 kg/hm2，增長1.42倍，年均增長1.74%[1]。在此基礎(chǔ)上，日本、韓國、泰國等國家率先開展了高品質(zhì)、高食味水平稻米的研發(fā)，世界稻米也正式宣布進(jìn)入了由數(shù)量型向質(zhì)量型、食味型、美味型方向發(fā)展[2-3]。國內(nèi)相關(guān)方面的研究尚處于起步階段，優(yōu)質(zhì)食味稻米缺乏、相關(guān)技術(shù)落后等問題依然存在，同時(shí)有關(guān)影響稻米食味品質(zhì)的因素研究也存在很大的爭議。已有研究結(jié)果中就水稻直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量等成分對水稻食味品質(zhì)的影響也存在較明顯的差異，相關(guān)研究表明，直鏈淀粉含量與食味值呈負(fù)相關(guān)，也有結(jié)果顯示出正相關(guān)，但蛋白質(zhì)含量與直鏈淀粉含量對食味值的貢獻(xiàn)率研究尚缺乏，相關(guān)淀粉黏滯性RVA譜及米飯物性測定與水稻食味值的關(guān)系以及國內(nèi)有關(guān)水稻食味內(nèi)在機(jī)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(nèi)在機(jī)制研究也不夠明確。為進(jìn)一步研究水稻食味品質(zhì)的主要影響因子，本試驗(yàn)選定食味較好的18個(gè)水稻品種（品系），采用統(tǒng)一的栽培方式，測定影響水稻食味的主要因子，進(jìn)一步探究不同性狀間的關(guān)系以及與水稻食味品質(zhì)內(nèi)在構(gòu)成機(jī)制之間的關(guān)系。

1材料與方法

1.1材料

材料選自天津農(nóng)學(xué)院國際水稻食味研究中心，共計(jì)18個(gè)優(yōu)質(zhì)粳稻品種（品系）材料，相關(guān)品種（品系）名稱見表1。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2014年在天津市寶坻區(qū)黃莊農(nóng)場試驗(yàn)基地進(jìn)行，采取完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，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(dāng)?shù)厣a(chǎn)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(jī)進(jìn)行礱谷，使用日本佐竹生產(chǎn)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(chǎn)的AA3型連續(xù)流動分析儀測定；蛋白質(zhì)含量，使用PS-500米飯食味計(jì)進(jìn)行測定；稻米淀粉黏滯性RVA譜，采用澳大利亞Newport Scientific公司生產(chǎn)的RVA-4型RVA儀進(jìn)行快速測定。采用日本佐竹生產(chǎn)的STA1A型炊飯食味計(jì)測定食味值，RHS1A型硬度黏度計(jì)測定米飯物性指標(biāo)。

1.2.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析使用Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與作圖；SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1稻米品質(zhì)指標(biāo)調(diào)查分析

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

2.2品質(zhì)性狀與食味的關(guān)系

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

2.3水稻營養(yǎng)品質(zhì)性狀與米飯食味值的關(guān)系

對大米直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量與食味值進(jìn)行相關(guān)和偏相關(guān)分析（圖1），直鏈淀粉含量與食味值的相關(guān)系數(shù)為r=0.105，為正相關(guān)，蛋白質(zhì)含量與食味值的相關(guān)系數(shù)為r=-0.667**，呈極顯著負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步對二者進(jìn)行偏相關(guān)分析（表4），固定蛋白質(zhì)，直鏈淀粉含量與食味值間r=-0.197，呈負(fù)相關(guān)，固定直鏈淀粉，蛋白質(zhì)與食味值間相關(guān)系數(shù)為r=-0.615***，為極顯著負(fù)相關(guān)。對二者進(jìn)行回歸分析，復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0.627***，說明直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量可以作為判斷米飯食味的主要因素，由標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)可知，二者對食味值的影響程度蛋白質(zhì)為79%>直鏈淀粉21%，說明米飯食味主要受蛋白質(zhì)含量的影響并呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，且通過對相關(guān)與偏相關(guān)結(jié)果進(jìn)行分析可知，直鏈淀粉與蛋白質(zhì)之間存在一定的協(xié)作效應(yīng)。

2.4碾米外觀品質(zhì)與米飯理化性狀指標(biāo)間的關(guān)系

為探明米飯外觀性狀以及碾米強(qiáng)度對米飯食味品質(zhì)影響的內(nèi)在機(jī)制，進(jìn)行了相關(guān)分析，相關(guān)分析結(jié)果見表5。稻米的直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量與精米粒寬呈顯著正相關(guān)和極顯著負(fù)相關(guān)，而精米粒長、厚以及碾白度、精米率、整精米率等指標(biāo)與直鏈淀粉、蛋白質(zhì)之間的關(guān)系均未達(dá)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(xiàn)出極顯著負(fù)相關(guān)，其中，最高黏度與精米率、整精米率分別達(dá)到了顯著和極顯著的差異，最低黏度則與粒厚達(dá)到顯著正相關(guān)，與碾白度、精米率表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)。崩解值與精米率、整精米率均為極顯著負(fù)相關(guān)，消減值則與二者呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)。米飯物性指標(biāo)中黏度、平衡性（黏度/硬度）表現(xiàn)出與精米粒寬呈極顯著負(fù)相關(guān)、與精米粒厚呈極顯著正相關(guān)的趨勢，彈性與碾磨外觀品質(zhì)無顯著相關(guān)性。

2.5米飯物性與米飯化學(xué)性狀指標(biāo)間相關(guān)性分析

通過對比分析米飯物性與水稻直鏈淀粉、蛋白質(zhì)以及RVA譜之間的關(guān)系，分析結(jié)果見表6。直鏈淀粉含量與米飯黏度、平衡性呈極顯著負(fù)相關(guān)，與米飯硬度、彈性呈正相關(guān)，蛋白質(zhì)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(guān)，與硬度、彈性呈負(fù)相關(guān)。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(guān)，與平衡性呈極顯著正相關(guān)，最低黏度與二者均呈顯著正相關(guān)，崩解值與黏度、彈性之間達(dá)顯著正相關(guān)，與平衡性之間達(dá)極顯著正相關(guān)，消減值與米飯黏度呈顯著負(fù)相關(guān)，與平衡性呈極顯著負(fù)相關(guān)，整體分析最高黏度、最低黏度、崩解值、最終黏度4個(gè)RVA譜的主要指標(biāo)表現(xiàn)出，與米飯硬度呈負(fù)相關(guān)，與黏度、平衡性、彈性呈正相關(guān)。

3結(jié)論與討論

3.1稻米品質(zhì)性狀與食味的關(guān)系

本研究對18個(gè)優(yōu)質(zhì)水稻品種（品系）的17個(gè)稻米食味品質(zhì)性狀指標(biāo)與食味值間進(jìn)行相關(guān)性分析，隨著直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量的升高，米飯食味值均呈現(xiàn)下降的趨勢，同時(shí)直鏈淀粉和蛋白質(zhì)對米飯食味的影響存在協(xié)作關(guān)系，從回歸分析可知，復(fù)相關(guān)系數(shù)為R=0.627***，對食味值的貢獻(xiàn)率為蛋白質(zhì)（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(zhì)含量。淀粉RVA黏滯譜分析結(jié)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(fù)相關(guān)關(guān)系，碾白度、精米粒長與食味值呈正相關(guān)，表明水稻的碾米品質(zhì)與食味值呈負(fù)向趨勢。水稻質(zhì)地檢驗(yàn)結(jié)果為食味值與米飯硬度呈正相關(guān)，與黏度、平衡性（黏度/硬度）呈負(fù)相關(guān)，與米飯彈性呈顯著正相關(guān)，表明適當(dāng)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(shí)米飯彈性也應(yīng)作為米飯食味評分中重要的評價(jià)指標(biāo)，尤其體現(xiàn)在對米飯咀嚼口感上的影響。

直鏈淀粉含量與蛋白質(zhì)含量作為水稻食味品質(zhì)評判的主要化學(xué)指標(biāo)，受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。徐正進(jìn)等通過對95個(gè)水稻材料進(jìn)行分析得出，蛋白質(zhì)含量與食味值呈極顯著負(fù)相關(guān)，直鏈淀粉含量與食味值呈正相關(guān)[7]。劉利成等研究顯示，直鏈淀粉含量是導(dǎo)致食味品質(zhì)較差的主要因子，并與食味值呈極顯著負(fù)相關(guān)[8]。羅秋香的研究結(jié)果表明，蛋白質(zhì)含量高，米飯硬度大，黏性差，質(zhì)地特性變差[9]。張春紅等通過對44個(gè)粳稻品種分析顯示蛋白質(zhì)是食味品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，與食味值呈負(fù)相關(guān)[10]。陳能等進(jìn)一步研究指出，蛋白質(zhì)含量對直鏈淀粉含量有負(fù)面影響[11]。目前，研究人員針對直鏈淀粉和蛋白質(zhì)對水稻食味品質(zhì)的研究存在爭議的原因可能在于試驗(yàn)材料的選擇以及分析方法，同時(shí)有關(guān)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(zhì)的貢獻(xiàn)程度的大小。

淀粉RVA譜作為近年主要分析稻米食味品質(zhì)的指標(biāo)，陳書強(qiáng)的研究中蒸煮食味品質(zhì)與RVA譜特征值的相關(guān)性最高，同時(shí)指出峰值黏度為最重要的指標(biāo)[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(fù)相關(guān)，最高黏度與食味值呈顯著正相關(guān)，認(rèn)為崩解值能較好地表示食味值[13]。金正勛等研究結(jié)果則顯示最高黏度、最低黏度與食味值呈極顯著正相關(guān)[14]。本研究結(jié)果，最高黏度、崩解值與食味值呈正相關(guān)關(guān)系，與最低黏度則呈負(fù)相關(guān)趨勢，RVA譜受外觀品質(zhì)影響較大，RVA譜對米飯食味的影響主要體現(xiàn)在米飯的黏度以及黏度硬度比，相關(guān)結(jié)論還有待進(jìn)一步研究。

3.2稻米碾磨外觀品質(zhì)與理化指標(biāo)間的關(guān)系

通過分析可知，稻米的直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量與精米粒寬呈顯著正相關(guān)和極顯著負(fù)相關(guān)。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(xiàn)出極顯著負(fù)相關(guān)，其中最高黏度與精米率、整精米率分別達(dá)到了顯著和極顯著負(fù)相關(guān)，最低黏度則與粒厚達(dá)到了正相關(guān)，與碾白度、精米率表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)。崩解值與精米率、整精米率均為極顯著負(fù)相關(guān)，消減值則與二者呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)。表明大米的淀粉黏滯性RVA譜與水稻的碾米外觀品質(zhì)關(guān)系密切，進(jìn)一步證明碾米外觀品質(zhì)直接影響米飯食味變化的內(nèi)在機(jī)制。米飯物性指標(biāo)中黏度、平衡性（黏度/硬度）表現(xiàn)出與精米粒寬呈極顯著負(fù)相關(guān)，與精米粒厚呈極顯著正相關(guān)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(xiàn)出差異較大。

陳書強(qiáng)的研究結(jié)果，碾磨品質(zhì)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(chǎn)生影響，表明碾米品質(zhì)與食味值呈極顯著正相關(guān)[12]。徐正進(jìn)等通過對黑龍江水稻進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，食味值與碾磨品質(zhì)有負(fù)相關(guān)的趨勢，與粒長有正相關(guān)的趨勢，對遼寧水稻的分析中顯示食味值與碾磨品質(zhì)有正相關(guān)趨勢[7，15]。劉利成等認(rèn)為，整精米率與食味值呈極顯著正相關(guān)[8]。本研究結(jié)果，精米率、整精米率與蛋白質(zhì)、最高黏度、崩解值均呈負(fù)相關(guān)，說明對食味影響為負(fù)相關(guān)。前人研究主要集中于碾磨品質(zhì)與食味值之間的關(guān)系，忽略了對相關(guān)RVA譜以及理化特性的影響，相關(guān)結(jié)論還有待進(jìn)一步研究闡明。

3.3米飯物性與米飯化學(xué)性狀之間的關(guān)系

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，直鏈淀粉含量與米飯黏度、平衡性之間達(dá)到了極顯著負(fù)相關(guān)，蛋白質(zhì)含量則與二者呈極顯著正相關(guān)，說明在一定范圍內(nèi)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(zhì)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(guān)關(guān)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(xiàn)了米飯黏度上的變化，進(jìn)而影響了米飯的食味品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙凌，趙春芳，周朋慧，等. 中國水稻生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43（10）：105-107.

[2]崔晶，楠谷彰人，松江勇次，等. 中日合作水稻品質(zhì)·食味研究的現(xiàn)狀和展望[J]. 北方水稻，2011，41（4）：1-6.

[3]楠谷彰人. 中日水稻品種的食味比較[J]. 北方水稻，2007（5）：72-77.

[4]徐銓，唐亮，徐凡，等. 粳稻食味品質(zhì)改良研究現(xiàn)狀與展望[J]. 作物學(xué)報(bào)，2013，39（6）：961-968.

[5]張巧鳳，吉健安，張亞東，等. 粳稻食味儀測定值與食味品嘗綜合值的相關(guān)性分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2007，23（3）：161-165.

[6]陳能，羅玉坤，朱智偉，等. 優(yōu)質(zhì)食用稻米品質(zhì)的理化指標(biāo)與食味相關(guān)性研究[J]. 中國水稻科學(xué)，1997，11（2）：70-77.

[7]徐正進(jìn)，陳溫福，馬殿榮，等. 遼寧水稻食味值及其與品質(zhì)性狀的關(guān)系[J]. 作物學(xué)報(bào)，2005，31（8）：1092-1094.

[8]劉利成，閔軍，劉三雄，等. 湖南優(yōu)質(zhì)稻品種品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性分析[J]. 中國稻米，2015，21（1）：30-33.

[9]羅秋香. 粳稻稻米蛋白與蒸煮食味品質(zhì)的關(guān)系[D]. 哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

[10]張春紅，李金州，張亞東，等. 食味儀測定與感官評價(jià)相結(jié)合鑒定優(yōu)質(zhì)粳稻食味特性[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，25（5）：958-965.

[11]陳能，羅玉坤，謝黎虹，等. 我國水稻品種的蛋白質(zhì)含量及與米質(zhì)的相關(guān)性研究[J]. 作物學(xué)報(bào)，2006，32（8）：1193-1196.

[12]陳書強(qiáng). 粳稻米蒸煮食味品質(zhì)與其他品質(zhì)性狀的典型相關(guān)分析[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，24（1）：60-67.

[13]張欣，施利利，丁得亮，等. 引進(jìn)水稻品種（系）的產(chǎn)量，品質(zhì)及RVA特性[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（19）：120-123.

[14]金正勛，秋太權(quán)，孫艷麗，等. 稻米蒸煮食味品質(zhì)特性間的相關(guān)性研究[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，32（1）：1-7.

[15]徐正進(jìn)，范淑秀，潘國君，等. 黑龍江水稻食味和其他品質(zhì)性狀的變化及相互關(guān)系[J]. 中國稻米，2010，16（4）：15-18.高波，胡洪瑞，李河，等. 超聲波輔助提取刺芫荽黃酮條件的優(yōu)化[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（6）：175-177.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.06.046