碾磨品質對秈稻食味品質的影響

郭桂英+王青林+馬漢云+魯偉林+沈光輝+全瑞蘭+余新春+扶定+霍二偉

摘 要：分別測定豫南稻區2013年收獲的153個普通秈稻品種材料的糙米食味品質和精米食味品質，并比較分析碾磨前后食味值、直鏈淀粉含量、蛋白質含量和水分含量之間的相關性，最后運用DPS軟件進行數據處理并分析得出碾磨品質和食味品質的典型相關性。結果顯示，糙米的食味值明顯高于精米的食味值，食味品質是直鏈淀粉含量與蛋白質含量綜合作用的結果，只有蛋白質與直鏈淀粉兩者含量相互協調時才能形成良好的食味品質，食味值才會比較高。研究認為：稻米碾磨精加工后，食味值下降，食味品質相應變差；稻米碾磨品質和食味品質具有典型性相關關系。

關鍵詞：秈稻；糙米；精米；碾磨品質；食味品質；典型性相關關系

中圖分類號：S511.2+1 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.06.011

Abstract： The index of eating quality of brown rice and polished rice of 153 ordinary indica rice harvested in 2013 were separately determined， and comparatively analyzed the correlation between eating value， amylose content， protein content and water content before and after grinding， DPS software was used for data processing and analysis. The results showed that the value of brown rice was significantly higher than that of polished rice， eating quality was a result of the combined action of amylose content and protein content， protein and amylose content could form a good eating quality only when they coordinated each other. It was concluded that after grinding， rice eating values falls， rice eating quality became poor， and the grinding quality and eating quality had typical correlation.

Key words： indica rice； brown rice； polished rice； grinding quality； eating quality； typicality

中國是一個“稻米王國”，年產量占世界稻谷總產量的37%左右，居世界首位，而且在中國以大米為主食的人口占60%以上[1]。隨著人們生活水平的提高以及國家貿易競爭的加劇，對優質稻米的需求量日益增高，水稻品質育種越來越受到重視。因此，稻米品質優化不僅影響人民的生活水平，也影響稻米的生產、流通和銷售。當前，我國優質稻米較少，價格也明顯低于日本、泰國大米，缺少國際競爭優勢。因此，提高中國稻米品質是一個亟待解決的重要課題[2]。稻米品質包括碾磨品質、外觀品質、蒸煮與食味品質以及營養品質4個方面[3]。因此，稻米品質是一個綜合性狀，其中碾磨品質對稻米品質影響較大[4]，直接影響到稻米市場價格和銷售。根據農業部最新行業標準（NY/T-593—2002）[5]，秈稻碾磨品質包括出糙率、精米率和整精米率3項標準。整精米率是制約當前雜交秈稻碾磨品質的最主要因素[6]。當前，對消費者而言，最重要的莫過于米飯的食味。據調查，消費者購買稻米時主要考慮“食味”者占45%，“食味”已成為現代稻米商戰中的決定性因素，而且稻米的食味品質還與其他品質諸如營養品質、碾磨品質、外觀等密切相關。

河南省秈稻種植區域集中，主要分布在豫南稻區，主要包括河南省南部的信陽市以及南陽、駐馬店兩市的部分縣（區），以信陽市面積最大，有“豫南老稻區”之稱，是河南省水稻的主產區。河南省南部稻區水稻生產以一季中秈稻品種為主，當地光、溫、水資源能充分滿足水稻需求，特別是在水稻的抽穗灌漿中后期，光照充足、晝夜溫差較大，病蟲害較輕，稻米品質明顯優于我國南方稻區生產的一季中秈稻品種，也是全國一季中秈的高產區之一，水稻產量和品質優勢非常明顯。水稻已成為河南省南部稻區不可替代的高產穩產類糧食作物，水稻生產對豫南地區糧食增產、農民致富起到了十分重要的作用。

稻米籽粒直鏈淀粉和蛋白質含量是影響稻米蒸煮食味品質的重要因素，而食味值是代替官能鑒定對稻米食味品質進行直接評價的指標，食味值越大，食味品質就越好，反之，食味品質就越差。所謂碾精程度是指將糙米碾成精米的程度。隨著碾米精度的增加，與米飯食味有密切關系的直鏈淀粉含量、膠稠度和糊化溫度大多顯著或極顯著提高[7]。另外，在碾精加工過程中，米粒因摩擦生熱而溫度上升，這種升溫也會使米飯食味有所下降[3]。

淀粉是稻米最主要的成分，食用精米中淀粉約占90%，因而淀粉品質與食味品質直接關聯[8]，水稻籽粒的灌漿過程主要為淀粉的合成和積累過程[9]。稻米淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，其中，直鏈淀粉含量是評價稻米蒸煮食用品質好壞的重要指標之一。直鏈淀粉由蠟質基因（Wx）編碼的顆粒性結合淀粉合成酶（Granule-bound starch synthase，GBSS）催化合成，目前人們對Wx基因的遺傳調控機理已有深入的研究[10-13]。有研究指出，直鏈淀粉含量與稻米食味呈顯著或極顯著負相關[14-19]，通過選擇較低的直鏈淀粉含量可在一定程度上使膠稠度變軟，糊化溫度降低，米粒延伸性變好，而使得稻米食味變佳[16]。然而，稻米直鏈淀粉含量并不是越低越好，直鏈淀粉含量過低，煮成米飯就會太粘，味淡，食味差。因此，一個水稻品種要具備優良的食味，它的直鏈淀粉含量一般應在中等適宜水平。已有研究表明，淀粉中直鏈淀粉的相對含量多少是決定米飯質地和食味的重要因素之一。直鏈淀粉含量低，米飯黏軟，外觀油潤、有光澤，冷不回生，適口性好；反之，則米飯質地硬、黏性小，蓬松干燥、光澤差[20]。因此，直鏈淀粉含量已經成為稻米食味品質改良的一項重要指標。

蛋白質作為稻米胚乳的第二大主要成份，占胚乳質量的6%～10%，它是影響稻米蒸煮食味品質性狀因素中最主要的內在因素之一，其含量高低直接影響稻米蒸煮食味品質[21-23]。Juliano等已經證實蛋白質含量高低影響米飯的色澤和光澤，高蛋白米飯相對于低蛋白米飯呈現輕微的奶油色。可見，蛋白質雖在稻米胚乳中含量不高，但對稻米蒸煮食味品質的影響較大，一般認為蛋白質含量超過9.0%的稻米食味品質下降[24]。因此，進一步深入研究蛋白質含量對稻米蒸煮食味品質的影響非常有必要，但研究結果并不太一致。最近的研究結果表明[25]，在一定的蛋白質含量范圍內，降低蛋白質含量能夠提高雜種早代稻米的蒸煮食味品質，但蛋白質含量過高或過低，食味品質均會呈現不同程度的下降趨勢，這說明在雜種后代中蛋白質含量與蒸煮食味品質并不是簡單的線性關系。另外，在試驗中，隨著蛋白質含量下降，直鏈淀粉含量增加，蛋白質和直鏈淀粉含量之間存在著此消彼長的矛盾關系，然而直鏈淀粉含量增加同樣導致蒸煮食味道品質變劣。因此，從另一個角度說明了蛋白質含量下降到一定程度后蒸煮食物味品質反而變劣的內在原因。

衡量稻米品質的兩個重要指標是稻米的蛋白質含量與直鏈淀粉含量[26]，當前日本已開發出基于光譜方法的大米品質自動監測系統[27]。日本用近紅外評價裝置建立蛋白質、水分、脂質、直鏈淀粉等成分平衡原理設計的食味計，借助計算機及相應軟件，計算食味值，該法被廣泛應用在稻米的品質篩選上。大米在碾制過程中皮層（糊粉層）被除去的程度稱為碾白度[28]。由于稻米的蛋白質和脂類物質主要分布在皮層中，而淀粉則集中分布在胚乳中，碾米過程中除去皮層使米粒中淀粉含量增高而蛋白質和脂質含量降低，因此，精米的組成成分及相應的糊化性質隨之變化。多年的研究結果表明，高碾白度可以提高大米的吸水性、溶脹性，因而可以提高米飯的一些感官品質。然而，為了兼顧大米的食用品質、營養品質和生產成本等，碾白度不是越高越好，為此必須確定合理的碾白度。沈鵬等[22]利用不同品質類型的粳稻品種，測定在不同碾磨程度下的稻米蒸煮食味品質。結果表明，在不同的精碾程度下，隨著蛋白質含量的下降，RVA最高粘度、下降粘度值升高，粘滯峰消減值變小。隨著碾白度的提高，蛋白質含量有所降低，稻米硬度逐漸減小而膠粘性逐步提高。米飯的粗糙性隨著碾白度的提高而稍有所下降。柔韌性、內部水分含量和飯團粘合性隨著碾白度明顯提高，然而耐嚼性隨之降低。這些都表明，稻米的碾磨品質對稻米食味品質有很大影響，有必要將食味計測定的食味品質指標和稻米的碾磨品質的相關性做進一步的相關性分析。

本研究的目的是探索秈稻稻米碾精前后食味品質指標的變化情況包括食味值、直鏈淀粉含量、蛋白質含量和水分含量，以及通過數據分析找出稻米碾磨品質指標和食味品質指標之間的典型性相關關系。

1 材料和方法

1.1 供試材料

利用當前河南省南部稻區生產中大面積利用的主導品種，2010年全國南方稻區長江中下游中秈遲熟所有參試品種，河南省南部稻區區域試驗、生產試驗、區試預備試驗及信陽市農科所品比試驗參試品種共153個（糯稻除外）。所有品種均在信陽市農業科學院試驗田正季種植，播種期在4月21日—4月27日，田間施肥、管理及收獲、干燥、貯藏基本一致。

1.2 方法與步驟

1.2.1 稻米碾磨品質測定 每個樣品稻谷取1 000 g，用網袋裝好，并標簽標記，封口放在用塑料布隔潮的紙板箱內。將每個樣品稻谷用萬分之一天平稱取20.0 g左右用JGMJ8098稻谷-精米檢測機打成糙米，記錄糙米質量，計算糙米率；挑出糙米中的不完善粒，稱質量記錄，計算不完善粒率；將剔除不完善粒的糙米再用該檢測機打成精米，計算精米率；將精米保留大于2/3粒長的精米，稱質量計算整精米率。公式如下，注意每個樣品碾磨品質指標測定均重復3次，然后取平均值記錄。

糙米率=糙米質量（g）/供試稻谷質量（g）×100%

不完善粒率=不完善粒質量（g）/供試稻谷質量（g）×100%

精米率=精米質量（g）/供試稻谷質量（g）×100%

整精米率=整精米質量（g）/供試稻谷質量（g）×100%

1.2.2 糙米食味品質測定 每個品種樣品稻谷取1 000 g，用網袋裝好，并標簽標記，封口放在用塑料布隔潮的紙板箱內。將每個樣品稻谷用JY7132單項分馬力電動機打成糙米并用自封袋密封保存，采用日本進口的RCTA 11A4800米粒食味計進行糙米食味品質指標測定，重復3次。剔除每個樣品糙米中的雜質后，每次重復用300 mL糙米測定食味品質指標，包括食味值、直鏈淀粉含量、蛋白質含量、水分含量4個指標。如果品種不夠第3次重復的量，應將該品種樣品全部混合均勻后再隨機取300 mL進行測定，認真記錄數據。（注意：每次重復測定完畢后需清理儀器，并且每個樣品測定結束后一定得將殘留在料斗內的殘留樣排出干凈后再進行下一個樣品的測定。測定過后的樣品用自封袋密封存放。）

1.2.3 精米食味品質測定 將每個樣品的糙米用JY7132單項分馬力電動機打成精米并用自封袋密封保存，采用日本進口的RCTA 11A4800米粒食味計進行精米食味品質指標測定，包括食味值、直鏈淀粉含量、蛋白質含量、水分含量4個指標。測定方法和步驟以及注意事項與糙米食味品質測定相同。

1.3 數據處理

用DPS軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 豫南稻區秈稻糙米和精米食味品質指標匯總

將2013年種植的153個普通秈稻水稻樣品測定的食味品質指標進行匯總，得出如下結果：糙米食味值≥80的品種數有86個，食味值75～79的品種數有64個，食味值為74和73的品種數分別為2個和1個；用這些品種和材料的糙米打成精米后，食味值≥80的品種數為0個，食味值75～79的品種數為51個，食味值70～74的品種數為83個，食味值<70的品種數為19個。可見，糙米比精米的食味品質好，糙米在碾精加工過程后食味品質明顯下降。這些測定結果的匯總如表1、表2所示。

從表1和表2還可以看出，稻米食味值是在直鏈淀粉含量、蛋白質含量和水分含量在一定含量范圍內平衡所得，食味值是蛋白質與直鏈淀粉綜合作用的結果。在稻米水分含量比較一致的基礎上，只有當蛋白質含量與直鏈淀粉含量相互協調時才能形成比較高的食味值，食味品質才會比較好。

2.2 豫南稻區秈稻食味品質與碾磨品質之間的關系分析

碾磨過程中，隨著碾磨精度的提高，與米飯食味密切相關的直鏈淀粉含量、膠稠度和糊化溫度大多顯著或極顯著提高，因此，碾磨品質間接影響著稻米食味品質。將表1中碾磨品質與精米食味指標做典型性分析，結果見表3。從表3可以看出，第一組典型相關系數為0.660 5，P值為0.000 1，統計檢驗結果達到極顯著水平。因此，根據第一個典型變量來分析兩類性狀之間的相互關系。從典型變量系數可以看出：主要反映了出糙率（X1）和食味值（Y1）、直鏈淀粉含量（Y2）、水分（Y4）的極顯著正相關關系，與蛋白質含量（Y3）的極顯著負相關關系；不完善粒率（X2）與食味值（Y1）、直鏈淀粉含量（Y2）、水分含量（Y4）的負相關關系，與蛋白質含量（Y3）的正相關關系；精米率（X3）與食味值（Y1）、直鏈淀粉含量（Y2）、水分含量（Y4）的正相關關系，與蛋白質含量（Y3）的負相關關系；整精米率（X4）與直鏈淀粉含量（Y2）、蛋白質含量（Y3）、水分含量（Y4）的正相關關系，與食味值（Y1）的負相關關系。

3 討 論

由于稻米的蛋白質和脂質主要分布在穎果的皮層中，而淀粉則集中分布在胚乳中，碾米時除去皮層使得米粒中淀粉含量增高而蛋白質含量和脂質含量降低，因而精米的組成成分及相應的糊化特性隨之變化。根據多年來的研究結果得出，高碾白度可以提高稻米的吸水性、溶脹性，因而可使米飯的一些感官品質提高。但是，為綜合考慮稻米食用品質、營養品質和生產成本等因素，碾白度并不是越高越有利，因此，必須確定合理的稻米碾白度。本研究通過對稻米碾磨品質指標進行測定，糙米和精米食味品質相關主要指標食味值、直鏈淀粉含量、蛋白質含量、水分含量的測定分析，并將稻米碾磨品質和稻米食味品質做了進一步的相關性分析，結果表明：糙米比精米的食味品質好，糙米在碾精加工過程后食味品質明顯下降；稻米食味值是在直鏈淀粉含量、蛋白質含量和水分含量在一定含量范圍內平衡所得，食味值是蛋白質含量與直鏈淀粉含量綜合作用的結果，因此，在稻米水分含量相對一致的基礎上，只有蛋白質與直鏈淀粉兩者的含量相互協調時才能形成高的食味值，食味品質才比較好。

4 結 論

本研究利用RCTA 11A4800米粒食味計，根據其近紅外（波長600～1 100 nm）微光投射方式測定稻米食味值、直鏈淀粉含量、蛋白質含量和水分含量4個指標，快速、準確地測定相應數據，并運用DPS數據處理軟件精確地分析比較了碾精前后的食味品質指標變化情況，發現稻米碾磨品質和食味品質具有典型性相關關系。

本研究表明，糙米食味品質較精米食味品質好，起因于稻米的蛋白質和脂類主要分布在穎果的皮層中，然而碾磨過程中因除去皮層而使得米粒中淀粉含量增高而蛋白質和脂質含量降低，稻米碾磨品質和食味品質存在典型性相關關系。從典型變量系數可以得出，出糙率和食味值、直鏈淀粉含量、水分含量呈極顯著正相關關系，與蛋白質含量呈極顯著負相關關系。

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