江蘇省半糯粳稻食味品質(zhì)特征及其與感官評價的關(guān)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(nóng)牧學(xué)院植物科學(xué)學(xué)院1，林芝 860000)

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所；江蘇省優(yōu)質(zhì)水稻工程技術(shù)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(zhì)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(yōu)良食味稻米”等。稻米食味品質(zhì)是一個綜合指標(biāo)，涉及的性狀指標(biāo)眾多[1，2]。各指標(biāo)間相關(guān)關(guān)系復(fù)雜，每個指標(biāo)對稻米的食味品質(zhì)產(chǎn)生的影響也不盡相同。闕補(bǔ)超等[3]和王瑩等[4]研究發(fā)現(xiàn)直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量與食味品質(zhì)都呈顯著負(fù)相關(guān)，直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量間也存在顯著正相關(guān)；李貞等[5]通過分析產(chǎn)自黑龍江省的6個大米品種，發(fā)現(xiàn)食味品質(zhì)與膠稠度呈顯著正相關(guān)；陳培峰等[6]以18份江蘇省主要推廣應(yīng)用的粳稻品種為試材，研究發(fā)現(xiàn)膠稠度較高的水稻品種，食味品質(zhì)較好。馬暢等[7]通過對78份東北常規(guī)粳稻品質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)食味值與起始糊化溫度呈顯著負(fù)相關(guān)，韓金香等[8]發(fā)現(xiàn)糊化溫度低的稻米食味品質(zhì)較好。

趙國珍等[9]通過對RVA譜特性值與蒸煮食味品質(zhì)的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)RVA譜特征值與稻米蒸煮食味品質(zhì)關(guān)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(zhì)的優(yōu)劣，最高黏度和崩解值越大，消減值越小，稻米食味品質(zhì)越好。米飯蒸煮特性與食味品質(zhì)的關(guān)系也有相關(guān)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(fā)現(xiàn)米湯碘藍(lán)值與食味品質(zhì)呈極顯著正相關(guān)。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(guān)性，發(fā)現(xiàn)直鏈淀粉含量與碘藍(lán)值、米湯溶出物以及堿消值與米湯溶出物都達(dá)到極顯著正相關(guān)。

為進(jìn)一步研究影響稻米食味品質(zhì)的關(guān)鍵因素及其與感官評價之間的關(guān)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(biāo)、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(guān)性，旨在發(fā)現(xiàn)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(yè)公司培育種植的優(yōu)質(zhì)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(biāo)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(jìn)行稻米直鏈淀粉含量(AC)測定，每個樣品測定3個重復(fù)。按GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測定方法》進(jìn)行稻米蛋白質(zhì)含量(PC)測定，每個樣品測定3個重復(fù)。按NY/T 83—2017《米質(zhì)測定方法》進(jìn)行膠稠度(GC)測定，每個樣品測定5個重復(fù)。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(xué)家協(xié)會AACC61-01和61-02操作規(guī)程進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。儀器測出的RVA參數(shù)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(fù)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(shù)(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(shù)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(shù)S=(S1-S2)/S1×100%。

(2)米湯碘藍(lán)值(IBV)、米湯溶出物(DL)和米飯吸水性(WB)參照文獻(xiàn)的測定方法[13]，并作簡要修改。稱取相當(dāng)于5.0 g(精確到0.01 g)精米干物質(zhì)的樣品(M1)，用自來水淘洗3次，再用蒸餾水淘洗1次，放入網(wǎng)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(dá)到100 ℃時保持沸騰狀態(tài)，計時20 min后立即取出燒杯。將裝有米飯的網(wǎng)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(zhuǎn)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(fā)，得到的固體物量即為1 g大米干物質(zhì)的米湯溶出物質(zhì)量。

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

1.2.4 米飯食味品質(zhì)的感官評價

米飯食味值品質(zhì)的感官評價按DB32/T 1762—2011《稻米食味品質(zhì)評價》中的方法進(jìn)行。稱取每份樣品500.0 g，按標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jìn)行，同時進(jìn)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(zhì)根據(jù)米飯氣味、外觀、黏性、口感、回生度和綜合食味值6個指標(biāo)評定。每個指標(biāo)分別與對照相比，分為相當(dāng)差、差、略差、相同、略好、好、相當(dāng)好7個等級，分別記作-3、-2、-1、0、1、2、3分。食味品質(zhì)的鑒定由23位省內(nèi)從事品種選育、生產(chǎn)、銷售等方面的資深專家作為食味評價員進(jìn)行品嘗打分，排除誤差較大的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel2010對調(diào)查性狀進(jìn)行差異顯著性分析，用SPSS22.0進(jìn)行相關(guān)性分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 米飯食味品質(zhì)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(yōu)良食味型粳米(圖1)。按AC高低，34份常規(guī)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(shù)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(zhì)理化指標(biāo)的差異

34個供試稻米的AC變異系數(shù)較大，PC和GC的變異系數(shù)較小，GT變異系數(shù)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(biāo)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(biāo)的差異

圖2 普通粳稻和半糯粳稻中稻米食味品質(zhì)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(jù)RVA譜特征值測定結(jié)果(表4)，4個RVA一級參數(shù)PKV、TV、FV、Pet的變異系數(shù)較小，而二級參數(shù)BDV和SBV的變異系數(shù)較大，其中SBV在普通粳稻和半糯粳稻中的變異系數(shù)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(jìn)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(zhì)的差異

稻米蒸煮后進(jìn)行蒸煮特性分析(表5)，結(jié)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(lán)值的變異系數(shù)最大，其次為延伸指數(shù)、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(shù)顯著大于普通粳稻，而碘藍(lán)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(guān)性分析

稻米蒸煮食味品質(zhì)與理化性狀密切相關(guān)，相關(guān)性分析可以體現(xiàn)出各理化性狀或蒸煮品質(zhì)與感官評價值間的相關(guān)程度。米飯氣味與AC、Pet存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與延伸性表現(xiàn)出顯著正相關(guān)。在米飯外觀評價上，僅檢測到外觀與米粒延伸指數(shù)存在顯著正相關(guān)關(guān)系。米飯黏性與AC、PC、FV、SBV、Pet、米湯碘藍(lán)值呈極顯著負(fù)相關(guān)，與TV、米湯溶出物呈顯著負(fù)相關(guān)；與GC、BDV呈極顯著正相關(guān)，與延伸性呈顯著正相關(guān)。米飯口感與AC、PC、FV、SBV、Pet、米湯碘藍(lán)值呈極顯著負(fù)相關(guān)，與TV呈顯著負(fù)相關(guān)；與BDV呈極顯著正相關(guān)，與GC、延伸性呈顯著正相關(guān)。米飯回生度與AC、FV、SBV、Pet、米湯碘藍(lán)值、米湯溶出物呈極顯著負(fù)相關(guān)，與PC、TV呈顯著負(fù)相關(guān)；與BDV呈極顯著正相關(guān)，與GC、延伸性呈顯著正相關(guān)。綜合食味值與SBV、Pet呈極顯著負(fù)相關(guān)，與AC、PC、FV、米湯碘藍(lán)值、米湯溶出物呈顯著負(fù)相關(guān)性；與延伸性呈極顯著正相關(guān)，與GC、BDV、延伸指數(shù)呈顯著正相關(guān)。該結(jié)果進(jìn)一步說明，AC、PC、FV、SBV、Pet及米湯碘藍(lán)值越低，GC、BDV、延伸性及延伸指數(shù)越高，粳稻品種的食味品質(zhì)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(zhì)理化性狀與感官評價值間的相關(guān)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(zhì)性狀間的主成分分析

對16個稻米食味品質(zhì)理化及蒸煮品質(zhì)進(jìn)行主成分分析，以特征值大于1為標(biāo)準(zhǔn)可篩選出5個主成分(表7)。這5個主成分的累計貢獻(xiàn)率達(dá)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(xiàn)對稻米食味品質(zhì)理化及蒸煮品質(zhì)的評價[14]。

第一類主成分為蒸煮因子，貢獻(xiàn)率達(dá)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(biāo)有SBV、FV、Pet、AC；因子載荷較高且特征值為負(fù)的指標(biāo)為BDV、GC，說明當(dāng)?shù)谝恢鞒煞种翟酱髸r，SBV、FV、AC越大，Pet越長，BDV、GC越低，進(jìn)一步說明第一主成分因子對稻米食味品質(zhì)起負(fù)向調(diào)節(jié)作用。第二類主成分為黏性因子，貢獻(xiàn)率為15.5%，主要是PKV載荷值較高且特征值為負(fù)，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(zhì)起負(fù)向調(diào)節(jié)作用。第三類主成分為延伸因子，貢獻(xiàn)率為10.8%，受延伸指數(shù)、延伸性、GT影響較大，其中延伸指數(shù)和延伸性特征值為正，GT特征值為負(fù)，表明該類主成分對稻米食味品質(zhì)起正向調(diào)節(jié)作用。第四、五主成分的貢獻(xiàn)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(zhì)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(zhì)起負(fù)向調(diào)節(jié)作用。綜上，載荷值高的指標(biāo)均是在稻米理化特性和蒸煮特性中可對稻米食味品質(zhì)起關(guān)鍵作用的因子，由各指標(biāo)與食味品質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系可以得知，在育種過程中應(yīng)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(dāng)降低，而第三主成分適當(dāng)增大，將利于稻米食味品質(zhì)的提高。

表7 稻米蒸煮食味品質(zhì)相關(guān)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(zhì)含量(PC)是影響稻米蒸煮食味品質(zhì)的重要理化指標(biāo)[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(zhì)及其理化、蒸煮特性等性狀，發(fā)現(xiàn)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(lán)值和米飯吸水性較大。趙春芳等[17]研究發(fā)現(xiàn)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(zhì)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(lán)值體現(xiàn)了稻米蒸煮后直鏈淀粉的溶解性，與品種AC密切相關(guān)，因而高AC水稻品種的碘藍(lán)值較高，本研究同樣檢測到碘藍(lán)值與AC具有較高的相關(guān)系數(shù)(0.849)。蒸煮過程中稻米吸水性與AC呈正相關(guān)，推測稻米吸水性可能與淀粉晶體結(jié)構(gòu)具有一定關(guān)系[18，19]。以往研究表明PC與稻米食味品質(zhì)呈顯著負(fù)相關(guān)[20]，蒸煮過程中蛋白體會包圍在復(fù)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(zhì)影響米飯食味品質(zhì)可能與米飯蒸煮后的持水能力有關(guān)，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(fù)相關(guān)，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(guān)。

前人對稻米RVA譜特征值進(jìn)行了大量的研究[24，25]，公認(rèn)的食味較好的優(yōu)質(zhì)粳稻品種往往BDV大，多數(shù)在1 200 cP以上，而SBV小，一般在300 cP以下，且多數(shù)為負(fù)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(shù)高于960 cP。隋炯明等[26]表明稻米食味值與RVA譜特征值呈現(xiàn)極顯著相關(guān)性。本研究檢測也到感官評價值與BDV呈極顯著正相關(guān)，與SBV、Pet、FV極顯著負(fù)相關(guān)，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(zhì)的重要指標(biāo)。趙春芳等[17]認(rèn)為RVA譜特征值能體現(xiàn)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(yōu)劣，適用于優(yōu)質(zhì)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(guān)，而與米湯溶出物呈顯著負(fù)相關(guān)，說明食味品質(zhì)越高的水稻，延伸性更好，淀粉粒更不易破裂，因此蒸煮品質(zhì)可作為優(yōu)質(zhì)稻米篩選的另一重要指標(biāo)。

食味品質(zhì)越好的稻米，米粒延伸性越大，米粒支鏈淀粉結(jié)構(gòu)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(guān)。半糯粳稻由于AC的降低，導(dǎo)致了理化特性及RVA譜與普通常規(guī)粳稻的顯著差異，表現(xiàn)出更優(yōu)異的蒸煮食味品質(zhì)，在江蘇省發(fā)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(yōu)良食味粳稻品種的重要舉措。

4 結(jié)論

34份粳稻的綜合品嘗值較高，變異系數(shù)較小，屬于優(yōu)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(shù)，更小的米湯碘藍(lán)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(lán)值、米湯溶出物呈顯著負(fù)相關(guān)，而與GC、BDV、延伸性、延伸指數(shù)呈顯著正相關(guān)，這些性狀亦是構(gòu)成5個主成分因子的主要性狀，表明它們與稻米食味品質(zhì)的關(guān)系更密切，是優(yōu)質(zhì)粳稻品種篩選的重要參考指標(biāo)。因此，在優(yōu)質(zhì)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(biāo)，可培育出蒸煮食味品質(zhì)優(yōu)異的水稻新品種。