不同秈稻品種雜交一代RVA譜特征值與食味品質(zhì)相關(guān)性研究

胡中娥， 李 健， 李 吉， 殷 雄

(湖北國(guó)寶橋米有限公司，武漢 430040)

稻米品質(zhì)主要包括外觀品質(zhì)、碾米品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。育種研究大多側(cè)重外觀品質(zhì)與碾米品質(zhì)的鑒定工作，缺乏對(duì)蒸煮食味品質(zhì)深入探討。因此，需要進(jìn)一步研究食味品質(zhì)好，食味值高的稻米品種及其內(nèi)在影響因素和評(píng)價(jià)指標(biāo)。利用RVA譜特征值挑選出食味品質(zhì)優(yōu)的稻米雜交一代進(jìn)行回交，使后代特征更顯著，同時(shí)提前剔除掉食味品質(zhì)差的品種。本研究利用秈稻雜交一代的21個(gè)樣品進(jìn)行食味品質(zhì)相關(guān)性分析，分析食味值與RVA譜特征值的相關(guān)性、食味值與稻米各理化指標(biāo)的相關(guān)性、RVA譜特征值與理化指標(biāo)的相關(guān)性和食味品質(zhì)形成的機(jī)理研究，以期為稻米食味品質(zhì)研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

21個(gè)秈稻雜交一代大米，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室礱谷機(jī)、碾米機(jī)制得。

1.2 儀器

JSWL大米食味計(jì)，STA1B-CN米飯食味計(jì)，RVA-TecMaster快速粘度分析儀(RVA)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 稻米的理化品質(zhì)檢測(cè)

利用大米食味計(jì)對(duì)大米的蛋白質(zhì)含量、水分含量、直鏈淀粉含量進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)樣品使用量200 g精米，選擇“秈稻白米”檢量線檢測(cè)。

1.3.2 稻米的食味品質(zhì)檢測(cè)

利用米飯食味計(jì)檢測(cè)米飯食味值、米飯外觀及口感。先用不銹鋼飯盒將米飯蒸熟，然后稱取7.0 g米飯放入金屬圓環(huán)壓片，放入儀器檢測(cè)入口，選擇“中國(guó)秈稻”檢量線檢測(cè)。

1.3.3 稻米的RVA譜特征值檢測(cè)

按GB/T 24852—2010《大米及米粉糊化特性測(cè)定 快速黏度儀法》[1]進(jìn)行檢測(cè)。樣品含水量12%時(shí)，稱樣量為3.00 g，加水量為25.00 mL，其他含水量按12%濕基校正。

RVA譜特征值有最高黏度、最低黏度、最終黏度、峰值時(shí)間、糊化溫度、崩解值(最高黏度-最低黏度)、消減值(最終黏度-最高黏度)、回生值(最終黏度-最低黏度)。

2 結(jié)果與分析

2.1 各指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

21個(gè)秈稻品種雜交一代大米的各理化指標(biāo)(蛋白質(zhì)、水分、直鏈淀粉)，食味品質(zhì)指標(biāo)(米飯外觀、口感、食味值)，RVA譜特征值(峰值黏度、最低黏度、崩解值、最終黏度、消減值、回生值、峰值時(shí)間、糊化溫度)如表1所示。

2.2 稻米的理化品質(zhì)與食味品質(zhì)的相關(guān)性分析

表2可見(jiàn)，稻米的理化品質(zhì)，蛋白質(zhì)、水分、直鏈淀粉與米飯的外觀、口感、食味值相關(guān)性均不顯著，蛋白質(zhì)與食味值的相關(guān)系數(shù)為0.082，直鏈淀粉與食味值的相關(guān)系數(shù)為-0.193。各理化指標(biāo)與食味品質(zhì)的相關(guān)性不顯著，直鏈淀粉與食味品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)，但未達(dá)到顯著程度。采用蛋白質(zhì)、水分、直鏈淀粉等單一指標(biāo)來(lái)預(yù)測(cè)或評(píng)價(jià)秈稻的食味品質(zhì)存在很大的局限性。Baxter等[2]推測(cè)，稻米中淀粉、蛋白質(zhì)和水三者之間的相互作用影響米的物理特性。周顯青等[3]指出，食味形成機(jī)理是大米淀粉結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)與脂類相互結(jié)合的分子構(gòu)象共同作用的結(jié)果。

表1 秈稻理化指標(biāo)、食味品質(zhì)指標(biāo)及RVA譜特征值

謝黎虹[4]等推論，蛋白質(zhì)影響米飯食味不可簡(jiǎn)單歸于蛋白質(zhì)的量，而可能緣于對(duì)米粒吸水性的改變或蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)本身或蛋白質(zhì)與淀粉之間的相互作用等。錢春榮[5]等的實(shí)驗(yàn)表明，在一定的蛋白質(zhì)含量范圍內(nèi)，降低蛋白質(zhì)含量能夠提高雜種早代稻米的蒸煮食味品質(zhì)，但蛋白質(zhì)過(guò)高或過(guò)低，食味品質(zhì)均會(huì)不同程度的下降，說(shuō)明在雜種后代中蛋白質(zhì)含量與蒸煮食味品質(zhì)并不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。相同蛋白質(zhì)含量的稻米，其氨基酸組成也有可能不同，有文獻(xiàn)指出，游離氨基酸較少，谷氨酸和天冬氨酸相對(duì)較多的米食味值較高[6]。

表2 秈稻理化品質(zhì)指標(biāo)與食味品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性

大米的直鏈淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)分為5級(jí)，蠟質(zhì)：0%～2%；非常低的：5%～12%；低的：12%～20%；中等的：20%～25%；高的：25%～33%[7]。GB/T 17891—2017《優(yōu)質(zhì)稻谷》[8]中規(guī)定：優(yōu)質(zhì)秈稻谷的直鏈淀粉含量為14%～24%。GB/T 15683—2008《大米 直鏈淀粉含量的測(cè)定》[9]中檢測(cè)的直鏈淀粉含量，實(shí)際上是表現(xiàn)直鏈淀粉(Apparent amylose content, AAC)，它包含真正的直鏈淀粉和能與碘起反應(yīng)的支鏈淀粉的長(zhǎng)鏈B部分[10-12]。研究表明，直鏈淀粉含量相似而米飯質(zhì)地相去甚遠(yuǎn)的情形相當(dāng)普遍[4, 13]，并且大米中的淀粉并不完全由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，其中還有性質(zhì)介于兩者之間的成分存在，與支鏈淀粉的分支度和鏈長(zhǎng)有關(guān)[6]，米飯的物性口感受到支鏈淀粉聚合度、鏈長(zhǎng)比例、鏈長(zhǎng)分布等因素的影響[3]。王靜等[14]研究了硬度和直鏈淀粉的關(guān)系、黏度和溶出的支鏈淀粉的關(guān)系、直鏈淀粉在淀粉顆粒內(nèi)的位置及其與支鏈淀粉的相互作用機(jī)制，得出淀粉結(jié)構(gòu)是制約米飯質(zhì)構(gòu)特性的關(guān)鍵因素。應(yīng)從淀粉結(jié)構(gòu)整體層面出發(fā)，弄清支鏈淀粉的精細(xì)結(jié)構(gòu)和非淀粉組分(包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、氨基酸種類等)與理化指標(biāo)和食味品質(zhì)間的聯(lián)系，來(lái)輔助改良稻米食味品質(zhì)[13,15]。

2.3 稻米的理化品質(zhì)與RVA譜特征值的相關(guān)性分析

從表3可見(jiàn)，蛋白質(zhì)含量與最低黏度、最終黏度呈顯著負(fù)相關(guān)，與峰值黏度、崩解值、消減值、回生值、峰值時(shí)間、糊化溫度的相關(guān)性均不顯著。直鏈淀粉含量與最終黏度、消減值、回生值呈極顯著正相關(guān)，與最低黏度、峰值時(shí)間呈顯著正相關(guān)，與崩解值呈顯著負(fù)相關(guān)，與峰值黏度、糊化溫度相關(guān)性不顯著。水分含量與糊化特性RVA譜8個(gè)特征值相關(guān)性均不顯著，這可能與糊化特性的國(guó)標(biāo)檢測(cè)過(guò)程有關(guān)。RVA譜檢測(cè)時(shí)，盡管精米的水分含量不同，但都會(huì)校準(zhǔn)為含水量12%的濕基來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，糊化特性RVA譜實(shí)際上是在相同米水比的情況下繪制出的曲線。因此RVA譜特征值與精米的水分含量相關(guān)性不大。

從各理化品質(zhì)與RVA譜特征值來(lái)看，直鏈淀粉含量與糊化特性相關(guān)性最顯著，可以從淀粉顆粒的糊化過(guò)程來(lái)分析。高直鏈淀粉含量使得淀粉顆粒在加熱剪切過(guò)程時(shí)不易破裂，抑制了淀粉膨脹，不利于黏度上升，熱糊穩(wěn)定性增強(qiáng)，峰值黏度、崩解值隨之下降，同時(shí)淀粉糊化延緩，也使到達(dá)峰值黏度時(shí)間延長(zhǎng)，糊化溫度升高。淀粉糊在冷卻過(guò)程中直鏈淀粉聯(lián)結(jié)在一起形成不溶于水的聚合體，聚合的直鏈淀粉同時(shí)把水和蛋白質(zhì)分子包裹起來(lái)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物，導(dǎo)致了最終黏度升高，從而使回生值、消減值增加[16]。

2.4 稻米的RVA譜特征值與食味品質(zhì)的相關(guān)性分析

從表4可見(jiàn)，米飯食味值與峰值黏度、崩解值呈極顯著正相關(guān)，與最低黏度、最終黏度、消減值、回生值、峰值時(shí)間呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。由此表明，RVA譜特征值能充分反應(yīng)米飯食味值，以此反應(yīng)米飯食味的優(yōu)劣。崩解值、消減值、峰值黏度與米飯食味值相關(guān)系數(shù)分別為0.841、-0.807、0.759?？梢钥闯觯逯叼ざ?、崩解值越高，消減值越低的稻米，其米飯的食味品質(zhì)越好。RVA譜中的崩解值與米飯的口感相關(guān)，其大小直接反映出米飯的硬軟，即崩解值大的品種的米飯較軟，崩解值小的米飯較硬[17]。消減值與米飯冷卻后的質(zhì)地相關(guān)，一般消減值為負(fù)值且絕對(duì)值大，米飯軟；消減值為負(fù)值且絕對(duì)值小的，米飯軟而不黏；消減值為正值且過(guò)大時(shí)，米飯硬而糙；消減值為正值且小時(shí)，米飯也軟而不黏[18]。從表1的消減值可以看出這21個(gè)稻米樣品的口感差異還是很大的，各種口感都有。食味較好品種的RVA譜崩解值大多在100 RVU以上，而消減值小于25 RVU，且多為負(fù)值；相反，食味差的品種崩解值低于36RVU，而消減值高于80 RVU[17]。如樣品3號(hào)、10號(hào)稻米，崩解值小、消減值大(高于80 RVU)的稻米，在育種過(guò)程中應(yīng)該首先剔除，回交培育食味品質(zhì)優(yōu)的品種。有關(guān)用快速黏度分析儀(RVA)測(cè)得的稻米黏滯性特征值與稻米蒸煮品質(zhì)存在良好相關(guān)性也有不少報(bào)道[17-20]。

表3 秈稻理化品質(zhì)指標(biāo)與RVA譜特征值的相關(guān)性

表4 秈稻RVA譜特征值與食味品質(zhì)的相關(guān)性

3 結(jié)論

本研究對(duì)21個(gè)秈稻品種雜交一代樣品的RVA特征值與食味值的相關(guān)性分析可以看出，RVA特征值中的崩解值、消減值、峰值黏度與食味值的相關(guān)性很顯著，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.8。而通常人們育種評(píng)價(jià)中的理化指標(biāo)如直鏈淀粉與食味值的相關(guān)系數(shù)不足0.2。分析理化指標(biāo)與RVA特征值時(shí)，直鏈淀粉與RVA部分特征值有一定的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別在0.4～0.6之間。由此可以推測(cè)出各理化指標(biāo)如蛋白質(zhì)、直鏈淀粉對(duì)食味品質(zhì)的影響屬于單一指標(biāo)、間接指標(biāo)；RVA特征值屬于綜合指標(biāo)、直接指標(biāo)。RVA譜為大米變成米飯的整個(gè)糊化過(guò)程的黏度曲線，它是淀粉、蛋白質(zhì)、水分、脂類等所有成分相互作用的綜合反應(yīng)。而理化指標(biāo)只是單一的某一項(xiàng)指標(biāo)，單個(gè)指標(biāo)變化可能會(huì)影響其他指標(biāo)的變化，進(jìn)而影響各成分之間相互結(jié)合的緊密程度。因此，用綜合指標(biāo)RVA譜特征值來(lái)評(píng)價(jià)食味品質(zhì)會(huì)更合理更直接，可以作為優(yōu)質(zhì)秈稻育種的主要依據(jù)。