施氮量和品種類型對稻米食味品質的影響

趙 可，許俊偉，姜元華，韋還和，張洪程*，許 軻，李 超，丁煥新

（揚州大學農學院，農業部長江流域稻作技術創新中心，江蘇省作物遺傳生理重點實驗室，江蘇 揚州 225009）

施氮量和品種類型對稻米食味品質的影響

趙 可，許俊偉，姜元華，韋還和，張洪程*，許 軻，李 超，丁煥新

（揚州大學農學院，農業部長江流域稻作技術創新中心，江蘇省作物遺傳生理重點實驗室，江蘇 揚州 225009）

以常規晚粳、雜交晚粳、雜交中秈3 種類型水稻為材料，在大田條件下設置0、150、225、300 kg/hm2這4 種施氮水平，研究品種類型和施氮量對食味品質的影響。結果表明：隨著施氮量的增加，米飯的硬度、黏聚性、咀嚼度、回復性呈先增加后降低趨勢，最大值在225 kg/hm2水平；黏著性呈先降低后升高趨勢，最低值在225 kg/hm2水平；彈性不受氮肥的影響；香氣、光澤、味道、口感和食味值呈下降趨勢；完整性則一直增加。常規晚粳的米飯各項質構、食味指標均優于雜交晚粳、雜交中秈，雜交晚粳略優于雜交中秈。硬度與黏聚性、咀嚼度、回復性、完整性極顯著正相關，與黏著性、香氣、光澤、味道、口感、味道、食味值極顯著負相關，食味計的各指標間都有顯著的相關性，質構指標中除彈性和黏聚性外，其他指標都與食味計指標有顯著相關性。

常規晚粳；雜交晚粳；雜交中秈；氮肥；質構；食味值

水稻是我國主要的糧食作物，同時也是我國居民最主要的糧食作物之一[1]。近年來，隨著人們生活水平的提高，人們對稻米品質的要求也越來越高，在評價稻米的指標中，蒸煮食味品質是其中最為重要的一項。稻米蒸煮食味品質受到基因型和壞境的雙重影響，其中氮肥對米質的影響最為重要。前人對于基因型和氮肥對稻米蒸煮食味的影響已進行了大量的研究[2-5]：楊益善等[6]研究表明我國稻米品質總體而言早中稻比晚稻差、雜交稻比常規稻差，北方粳稻米飯偏硬、易回生，而南方早秈食味較差、堊白大、膠稠度短；張洪程等[7]研究表明粳稻的加工品質和蒸煮食味品質顯著優于秈稻，而外觀品質和營養品質稍遜于秈稻。氮肥對于稻米蒸煮食味的影響結論尚不一致：金正勛等[8]研究表明，隨著施氮量增加，稻米的直鏈淀粉含量降低，膠稠度變短；而馬群[9]認為，稻米的膠稠度隨施氮水平的增加而變長，而直鏈淀粉含量隨施氮水平的增加而下降；陳瑩瑩等[10]研究表明隨著施氮水平的提高，稻米的食味值逐漸降低。目前，人們對米飯食味的評價主要包括感官評價和理論指標評價，感官評價主觀性太大，理論指標的分析難以準確預測蒸煮后米飯的食味品質，近年來，隨著質構儀和食味計的應用[11-15]，人們對于米飯食味的評價更為準確。陳能等[16]對米飯質地指標和感官評價進行相關性分析和回歸分析，并建立回歸方程對米飯適口性進行預測，結果表明米飯質地指標比直鏈淀粉含量、膠稠度更具參考價值；孟慶虹等[17]運用質構儀與食味計研究了粳米理化指標與食味之間的關系。關于氮肥和品種類型對米飯質構和食味的影響的研究還較少，因此本實驗以3 種水稻類型為研究對象，設置不同的施氮水平，研究氮肥和品種類型對米飯質構及食味值的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

以常規晚粳、雜交晚粳、雜交中秈3 種類型水稻為研究材料，見表1。

表1 供試材料Table1 Rice varieties used in the experiment

1.2 儀器與設備

TA-XT2i物性分析儀 英國Stable Micro Systems公司；STA1A米飯食味計 日本佐竹公司。

1.3 方法

1.3.1 實驗設計

實驗于2012年在揚州大學農學院試驗農場進行，質為砂壤土，地力中等、平衡，前茬小麥。土壤全氮含量1.5 g/kg，其中堿解氮90.12 mg/kg，速效磷 34.4 mg/kg；速效鉀含量為 88.0 mg/kg。采用單因素裂區試驗設計，以施氮（純氮）水平為主區，設不施氮（N0）、低氮（150 kg/hm2，N1）、中氮（225 kg/hm2，N2）、高氮（300 kg/hm2，N3） 4 個施氮水平。以品種類型為裂區，裂區面積為 25 m2，重復3 次（裂區內3種類型水稻間設小田埂包膜隔離便于不同時期施肥），區間做大埂隔離，并用塑料薄膜覆蓋埂體，保證各區間單獨排灌。于5月20日播種，6月10日移栽，栽插密度為28.5萬穴/hm2（株行距為11.7 cm×30 cm），雙本栽插。氮肥（尿素）的基肥∶蘗肥∶穗肥=3∶3∶4（m/m），其中穗肥分別于倒4 葉和倒2 葉葉齡期等量施入，不同類型水稻分別按其生育進程嚴格控制施肥時間；磷、鉀肥同常規栽培，每公頃施P2O5150 kg，K2O 150 kg，全部用作基肥。其他管理措施統一按高產栽培要求實施。

1.3.2 米飯樣品的制備

米飯蒸煮方法參照GB/T 15682—1995《稻米蒸煮試驗品質評定》，略作修改：蒸煮前增加30 min浸泡。蒸煮后的米飯樣品用于進行物性和食味的測定。

1.3.3 米飯物性的測定

采用物性分析儀測定，設定為質地剖面分析（texture profile analysis，TPA）模式，測試參數為：測前速率1.00 mm/s，測試速率2.00 mm/s，測后速率2.00 mm/s，壓縮程度70%，停留間隔5 s，觸發值5 g。測試指標為：TPA特征值包括硬度、黏聚性、彈性、黏著性、回復性及咀嚼度。

1.3.4 米飯食味值的測定

采用米飯食味計自動測定米飯的氣味、光澤、完整性、味道、口感的評分和綜合評分值。

1.4 統計分析

以Microsoft Excel進行數據處理，采用DPS7.05軟件進行統計及相關分析。

2 結果與分析

2.1 氮肥水平和品種類型對米飯質構特征的影響

表2 氮肥水平對米飯質構特征參數的影響Table2 Effect of nitrogen nutrition on the textural properties of different rice varieties

續表2

由表2可知，3 種品種類型米飯的硬度均隨著施氮量的增加呈現先上升再下降的趨勢，在中氮水平下達到最大；米飯硬度還受到基因型的影響，2 種粳稻的米飯硬度低于秈稻，雜交晚粳米飯硬度大于常規晚粳。由表3可知，黏著性在品種類型和氮肥水平間均存在顯著差異（P＜0.05），隨著氮肥水平的提高各品種類型米飯的黏著性先下降后上升，不施肥條件下最大，施氮量為中氮水平時最低；在不同品種類型間，雜交中秈米飯黏著性最大，常規晚粳和雜交晚粳之間差異不顯著（P＞0.05）。米飯的彈性在施氮水平和品種類型間無顯著差異，均在0.40左右。米飯黏聚性同樣受到基因型、施氮量的影響，黏聚性隨著施氮量的增加呈先升后降的趨勢；雜交晚粳米飯的黏聚性最大，其次是雜交中秈、常規晚粳；雜交晚粳黏聚性在各個施氮水平間差異比較大，其次是雜交中秈、常規晚粳。咀嚼度同樣隨著施氮量的增加先上升后下降，范圍為750.77～2 523.55 g；雜交稻米飯的咀嚼度從低氮到中氮的增幅要大于常規粳稻。米飯回復性在不施氮和低氮水平下差異不大，均在0.2左右，在中氮水平下達最大值，施氮量繼續增加，回復性又降低。

表3 氮肥和品種類型米飯質構特征方差分析（F值）Table3 Analysis of variance for textural properties of different varieties under different nitrogen fertilizer levels (F value)

2.2 氮肥水平和品種類型對米飯食味值的影響

由表4、5可知，米飯的香氣隨著施氮量的增加而降低，雜交晚粳下降幅度最大，其次是雜交中秈，常規晚粳下降的幅度最小；常規晚粳的香氣值最大，其次是雜交中秈、雜交晚粳。施氮水平的增加使米飯光澤值變小，3 種類型水稻米飯的光澤差異較大，常規粳稻光澤大于雜交稻。與香氣、光澤指標不同，米飯的完整性隨著施氮量的增加而呈現上升的趨勢，雜交晚粳與雜交中秈的完整性差異不大，均在7.6左右，常規晚粳的完整性最小。味道與香氣、光澤的趨勢一致，均隨著施氮量的增加呈下降的趨勢，雜交中秈下降的幅度最大，其次是雜交晚粳；常規粳稻米飯的味道值大于雜交稻。在低氮水平下，雜交粳稻與常規粳稻米飯的口感較接近，隨著施氮量的增加，雜交粳稻口感下降的幅度變大，三者中雜交中秈口感較差，且隨著施氮水平的提高，口感越來越差。味值是前5 個指標的綜合表現，常規晚粳米飯的食味值最高，食味最好，其次是雜交晚粳、雜交中秈；提高施氮水平會使米飯的食味變差，雜交秈稻米飯的食味變異最大，其次是雜交粳稻、常規粳稻。

表4 氮肥水平對食味特征參數的影響Table4 Effect of nitrogen nutrition on the taste values of different rice varieties

表5 氮肥和品種類型米飯食味特征方差分析（F值）Table5 Analysis of variance for the taste values of different rice varieties under different nitrogen fertilizer levels (F value)

2.3 各指標間的相關性分析

表6 米飯質構特征與食味特征的相關關系Table6 Correlation coeff i cients between textural properties and taste values

由表6可知，除彈性與各指標間、黏著性與食味計的6 個指標間沒有顯著相關性外，其余各指標間均呈顯著或極顯著相關。其中，硬度與黏聚性、咀嚼度、回復性、完整性呈極顯著正相關；黏著性與黏聚性、咀嚼度、回復性間存在極顯著負相關；完整性與食味計其他5 個指標極顯著負相關，而與硬度、黏聚性、咀嚼度、回復性極顯著正相關。硬度、黏聚性、咀嚼度、回復性與食味值均呈顯著或極顯著負相關。

3 討 論

質構儀可以通過模擬人的口腔咀嚼功能，測定探頭對試樣的壓力以及其他相關質構參數，客觀地將普通大米食用品質分析中的人的觸覺感受分解成硬度、黏度、黏聚性、咀嚼度等指標，從而評價米飯的優劣[18]。在日本發展起來的可見光/近紅外光譜分析技術（米飯食味計）是一種較為理想的稻米食味品質測定方法，在粳稻、秈稻食味品質方面的研究已有較多的報道[19-20]，但是無法對米飯的氣味進行準確的評價。這兩種稻米食味評價儀器在國內已有應用[21-23]，但大多數僅應用單個儀器，本實驗采用質構儀和食味計來綜合系統評價稻米的食味品質。

水稻品種類型對米飯食味品質有很大的影響，本研究發現3 種類型水稻米飯的食味品質存在很大的差異，這種差異在不施氮條件下最小，隨施氮水平提高差異呈增大趨勢。總體而言，常規晚粳的食味較好，雜交晚粳和雜交中秈次之。常規晚粳的硬度小，黏聚性和黏著性大，口感較好，雜交晚粳的食味稍優于雜交中秈。3 種類型水稻品種的食味品質對于氮肥的響應有差異，可見，采用氮肥技術對于食味品質調控，必須根據品種類型的特性而定。

氮肥對于稻米食味品質的影響已有大量研究，但氮肥對米飯質構特征影響的研究較少，本研究發現米飯的硬度、黏聚性、回復性、咀嚼度都隨著施氮量的增加呈現先上升后下降的趨勢，黏著性呈先下降后上升趨勢，彈性則不受氮肥施用量的影響，與陸大雷等[24]對玉米質構的研究結論一致。在米飯蒸煮加熱過程中，蛋白質、直鏈淀粉、支鏈淀粉、脂類相互結合的分子構象對米飯物性等食味的形成具有重要作用。施用氮肥會對稻米中蛋白質含量產生顯著影響[25-26]，從對其質構產生影響[27-29]。氮肥對于稻米食味值的影響與物性不同，隨著施氮量的增加，香氣、光澤、味道、口感以及綜合值都呈現逐漸下降的趨勢，而完整性呈上升趨勢。總體來看，施氮量的增加使稻米的食味變差，這與陳瑩瑩[10]和殷春淵[30]等研究結果一致。

周顯青等[31]研究發現米飯硬度與大米的脂肪含量、蛋白質、堿消度呈顯著正相關，與寬和膠稠度呈顯著負相關；黏著性與蛋白質含量呈極顯著負相關；膠著性與蛋白質含量、堿消度呈顯著正相關，與膠稠度呈顯著負相關；咀嚼度與蛋白質含量呈顯著正相關，與膠稠度呈顯著負相關；彈性與碘藍值呈顯著正相關；回復性與碘藍值呈顯著正相關。嚴文潮等[32]的研究發現損失正切值與米飯滋味、黏性均呈極顯著正相關，與米飯硬度呈極顯著負相關。本研究發現米飯硬度與黏聚性、咀嚼度、回復性、完整性呈極顯著正相關；與黏著性、香氣、味道、光澤、口感呈極顯著負相關，說明稻米硬度越高，食味品質較差。米飯質構參數之間、食味參數之間以及質構參數與食味參數間都有良好的相關關系。除彈性和黏著性外，其他質構指標與食味指標間均呈顯著的相關性，說明可以依據質構指標來判斷米飯的食味值。在質構指標中彈性和黏著性與食味指標無顯著相關性，稻米的彈性和黏聚性可能并不影響米飯的食味值。陸大雷等[24]發現硬度除了與黏聚性、咀嚼度顯著正相關外，還與彈性顯著正相關，孫輝等[33]發現硬度除了與咀嚼度顯著正相關外，與其他質構指標呈現負相關關系，這種差異可能是樣品材料以及處理的不同共同造成的。

4 結 論

氮肥和品種類型對于稻米的食味品質有著顯著影響。隨著施氮量的增加，米飯硬度、黏聚性、咀嚼度、回復性都呈現先上升后下降的趨勢，且最大值都出現在在225 kg/hm2處理水平，黏著性先下降后上升，彈性在各處理間無顯著性差異；香氣、光澤、味道、口感、總食味值呈現逐漸下降的趨勢，而完整性逐漸升高。常規晚粳的食味品質要優于雜交晚粳、雜交中秈，雜交晚粳食味品質略好于雜交中秈。

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Effect of Nitrogen Fertilizer Application on the Eating Quality of Different Types of Rice Varieties

ZHAO Ke, XU Jun-wei, JIANG Yuan-hua, WEI Huan-he, ZHANG Hong-cheng*, XU Ke, LI Chao, DING Huan-xin
(Innovation Center of Rice Cultivation Technology in Yangtze Valley, Ministry of Agriculture, Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology of Jiangsu Province, Agricultural College, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China)

A fi eld experiment was carried out with three different types of rice varieties (conventional late japonica rice, hybrid late japonica rice, and hybrid medium indicia rice) to study the effects of four nitrogen application levels (0, 150, 225, and 300 kg/hm2) on their differences in eating qualities. The main results showed that with increasing nitrogen fertilizer amount, the hardness, cohesiveness, resilience, and chewiness increased at fi rst and then decreased, whereas adhesiveness exhibited the opposite trend, with 225 kg/hm2being the turning point for both trends. Neither nitrogen fertilizer nor rice type affected springiness. Aroma, gloss, taste, texture and taste value decreased whereas integrity increased with increasing nitrogen application. The eating quality of conventional late japonica rice was the best, followed by that of hybrid late japonica rice and hybrid medium indicia rice. The three rice cultivars differed in their sensitivities to nitrogen fertilizer in the decreasing order: hybrid medium indicia rice, hybrid late japonica rice and conventional late japonica rice. Hardness displayed a signif i cantly positive correlation with adhesiveness, cohesiveness, chewiness, resilience, and integrity, but a signif i cantly negative correlation with adhesiveness, aroma, gloss, taste, texture and taste values. There was a signif i cant correlation between taste values. In addition to the springiness and cohesiveness, other textural properties showed a signif i cant correlation with taste values.

conventional late japonica rice; hybrid late japonica rice; hybrid medium indicia rice; nitrogen fertilizer; textural properties; taste value

TS201.4

A

1002-6630（2014）21-0063-05

10.7506/spkx1002-6630-201421013

2013-12-05

科技部國家糧食豐產科技工程項目（2011BAD16B03）；農業部超級稻專項（02318802013231）；江蘇省農業三新工程項目（SXGC[2012]397）

趙可（1989—），女，碩士研究生，研究方向為作物栽培與耕作學。E-mail：634277352@qq.com

*通信作者：張洪程（1951—），男，教授，本科，研究方向為作物栽培與耕作學。E-mail：hczhang@yzu.edu.cn