不同生態型低AC稻米蒸煮和食味品質特性研究

鄒 茜，邵源梅，黃 平，李華慧，辜瓊瑤，郭詠梅*，李少明

(1.云南省農業科學院糧食作物研究所，云南 昆明 650205；2.云南農業大學，云南 昆明 650201)

【研究意義】隨著生活水平的不斷提高，人們對稻米品質尤其是食味品質的要求越來越高，淀粉是稻米的主要成分，約占77 %～80 %，由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，兩類淀粉所占的比例以及支鏈淀粉結構共同決定了稻米加工、蒸煮和食味品質[1]?！厩叭搜芯窟M展】AC是影響稻米食味品質的最主要因素，然而AC相同或相似的品種，尤其是低直鏈淀粉含量品種，米飯質地和食味往往相差甚遠。進一步研究發現，支鏈淀粉的結構(鏈長、鏈長分布和分支頻率等)是造成AC相似的品種間品質差異的主要原因[2-4]，而RVA譜作為評價蒸煮食味品質優劣的重要指標，能較好地區分AC相似品種的食口性[5-7]?！颈狙芯壳腥朦c】云南軟米屬低AC秈稻，種植于不同海拔稻區，米粒外觀半透明，介于粘米和糯米之間，直鏈淀粉含量為9 %～20 %，具有米飯滋潤爽口、油潤光亮、軟而不粘、冷不回生、膨化性好等特點，不僅成為人們喜愛的特優稻米，也是加工壽司、方便飯、點心和膨化食品的上等原料。研究表明，AC等蒸煮理化指標和RVA譜特征值受海拔影響較大[8-10]，低AC品種在不同海拔條件下種植，其蒸煮和食味等理化指標變化較大，表現出較強的地域性[11-13]。【擬解決的關鍵問題】本研究收集了不同海拔種植的不同生態型低AC品種，測定AC、GC、GT和FC等理化指標，以及與稻米食味、米飯質地相關的RVA譜特征值，分析低AC秈米和粳米的蒸煮和食味品質特性，以及各食味品質指標間的相關性，探討決定軟米食味品質的關鍵的指標；比較不同生態型低AC秈米蒸煮和食味品質特性差異，分析不同海拔種植條件下各食味品質指標間相關的特點，探討受環境影響較大的食味品質指標。一是為低AC水稻品種的支鏈淀粉特性研究提供參考；二是為低AC種質利用和品質改良，以及優質品種生態布局提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

低直鏈淀粉含量水稻品種21個，包括秈稻13個、粳稻 8 個。秈稻來源于3個不同海拔主產區同年種植的軟米品種，分別是德宏州芒市遮放鎮(海拔914 m)5個、紅河州開遠市(海拔1051 m)4個、文山州廣南縣八寶鎮(海拔1246 m)4個；粳稻均來源于昆明市小哨鎮(海拔1905 m)。

材料分別于2016年正季種植于4個生態區，田間按統一的施肥方案管理，適期收獲，貯藏3個月后測定各品質性狀。

1.2 稻米品質測定

1.2.1 理化指標測定 直鏈淀粉含量(amylose content, AC)、糊化溫度(gelatinization temperature, GT)和膠稠度(gel consistency, GC)測定方法參照NY/T 83-1988，粗脂肪(fat content, FC )測定方法參照GB/T 5009.6-2003。

1.2.2 RVA譜特征值的測定 將收獲的水稻種子用佐竹機械有限公司生產的THU35B型實驗礱谷機碾成糙米，用日本KETT公司生產的PEARLEST型精米器碾成精米，再用Brabender公司生產的磨粉機磨粉，過100目篩，測定前供試粉樣在恒濕柜中穩定24 h以上，使含水量穩定在14.0 %左右。

RVA譜特征值采用德國Brabender公司生產的微型粘度糊化儀(Micro Visco-Amylo-Graph)測定，用Viscograph program for Windows 和Viscograph corre-lation program for Windows配套軟件對各項指標進行分析。根據美國谷物化學協會(AACC)的操作規程[4]， 含水量為14.0 %時，樣品量為3.00 g，蒸餾水25.0 mL。在攪拌過程中，罐內溫度變化如下：50 ℃保持1 min，以7.5 ℃/min上升到95 ℃(3.75 min)，95 ℃保持2.5 min，以后下降到50 ℃(3.75 min)，50 ℃保持1 min。攪拌器轉動速度為160 r/min。粘滯值用BU作單位。RVA特征值主要用最高粘度(peak viscosity, PKV)、熱漿粘度(hot paste viscosity, HPV)、冷膠粘度(cold paste viscosity, CPV)、崩解值(breakdown, BDV)、消堿值(setback, SBV)和回復值(consistence, CSV)等表示，并記錄起漿溫度(pasting temperature, PAT)，峰值時間(peak time, PET)。

2 結果與分析

2.1 秈、粳低AC稻米蒸煮和食味品質特性的差異及相關性分析

中國栽培稻主要分為秈稻(Oryzasativassp.indica)和粳稻(O.sativassp.japonica)2個亞種。除糯稻外，秈、粳稻均可按照直鏈淀粉含量(amylose content, AC)不同分為低AC(5 %～20 %)、中AC(20 %～25 %)和高AC(>25 %)，其中低AC稻米外觀多呈半透明或乳白色，米飯柔軟，冷不回生，亦稱為軟米，其蒸煮食味品質明顯優于中、高AC的稻米。云南優質米開發以秈型軟米為主，對來源于不同海拔種植軟米品種的蒸煮食味品質理化特性以及RVA譜特征值分析，由表1可見，低AC秈米和粳米的蒸煮食味品質性狀中，除PAT和ASV的差異性分別達到顯著和極顯著水平外，其余性狀差異均不顯著。GT是稻米淀粉顆粒在熱水中開始發生不可逆膨脹，并失去其雙折射性和結晶性的臨界溫度，由于直接測定較為困難，通常用稻米的堿消值(alkali spread value, ASV)來間接評價，而RVA譜特征值中的PAT能直觀的描述GT，并且讀出的實際GT值比用堿消法測定更加準確[14]，秈型和粳型軟米品種GT相差較大，分別為80.28和77.15 ℃，說明秈型軟米蒸煮所需溫度較高。蒸煮和食味理化指標AC和GC相似的秈、粳型軟米，其對應的影響米飯口感和質地的RVA譜特征值沒有太大差異，秈米達到PKV所需時間為5.13 min，略高于粳米；秈米和粳米的SBV均為負值，分別為-8.82和-0.19 BU，米飯均軟而粘，并且秈米比粳米更軟更粘；秈米BDV高于粳米，淀粉顆粒進一步崩解，秈米保持粘度較高，米飯富有彈性，口感優于粳米；秈米CSV低于粳米，在逐漸冷卻過程中，秈米淀粉分子間重聚合率較低，米飯冷后不易回生?？傮w來看，低AC秈米蒸煮時GT 顯著高于粳米，影響米飯質地和口感等食味品質略優于粳米，表現出米飯軟而粘，熱飯有彈性，適口性好，冷飯柔軟不回生。

表1 秈型和粳型軟米品種蒸煮食味品質特性的差異

注：* 和 ** 分別表示達到5 %和1 %的顯著水平。下同。

Note： * and ** mean significant difference at the 5 % and 1 % probability levels, respectively. The same as below.

對低AC品種蒸煮和食味品質性狀進行相關性分析(表2)，結果表明，蒸煮理化指標間相關均不顯著，各蒸煮理化指標與RVA譜部分特征值間，以及RVA譜各特征值間有顯著相關性。首先，蒸煮理化指標與RVA譜特征值間的相關為：蒸煮米飯所需的時間和溫度密切相關的SBV僅與PAT呈顯著負相關，即SBV越低GT越高；影響米飯口感和質地的AC與CPV和CSV均呈極顯著正相關，GC與SBV呈顯著負相關，即AC愈低，米飯冷后不易回生，GC越高米飯就越柔軟；影響米飯香味和光澤度的FC與PET呈顯著正相關，FC會影響淀粉的糊化，蒸煮米飯達到PKV時所需的時間較長。其次，RVA譜各特征值間的相關為：PKV與HPV、CPV、BDV和CSV均呈顯著或極顯著正相關，與SBV呈極顯著負相關；BDV與CSV呈極顯著正相關，與SBV呈極顯著負相關；CPV與HPV和CSV呈顯著或極顯著正相關；PET與SBV和PAT呈極顯著正相關。由此可見，低AC稻米蒸煮和食味品質特性主要由支鏈淀粉差異引起，RVA譜特征值中決定食味品質的關鍵指標是HPV，即HPV越高，米飯更軟更粘，GT較低，達到HPV所需的時間較短。

2.2 不同生態型低AC秈米食味品質性狀的差異比較

比較不同生態型低AC秈米蒸煮和食味品質特性(表3)，結果表明：蒸煮理化指標中，僅FC和AC的差異性分別達到顯著和極顯著，AC受環境影響最大，隨海拔降低而降低，其均值八寶為17.92 %、開遠為16.23 %和遮放為12.64 %；FC受環境影響較大，其均值遮放最高為0.67 %，八寶為0.56 %，開遠僅0.21 %，說明遮放和八寶種植的軟米，其米飯的香味和光澤度明顯優于開遠；GC和ASV在3點間差異不大，GC隨海拔降低而增加，米質變軟，ASV隨海拔降低而降低，蒸煮米飯所需PT略有升高。RVA譜各特征值中，僅有SBV的差異性達到顯著水平，受環境影響較大，隨海拔降低而降低，并且3點均為負值，分別是八寶為-3.75、開遠為-4.13和遮放為-22.30，米飯明顯變軟變粘；開遠種植的軟米PKV、HPV和BDV分別為79.25、42.50和36.75 BU，均分別低于遮放和八寶，遮放和八寶種植的軟米米飯口感和彈性優于開遠；開遠種植的軟米GT為82.83 ℃，達到PKV所需時間為5.13 min，均分別大于遮放和八寶，說明開遠種植的軟米蒸煮米飯所需時間較長、溫度較高。

表2 軟米品種蒸煮食味品質性狀間的相關性

2.3 不同海拔條件下低AC秈米蒸煮和食味品質性狀間的相關性比較

分析比較不同海拔種植條件下低AC秈米蒸煮和食味品質以及不同生態型秈米食味品質指標間的相關性(表4)，結果表明，不同生態型秈米RVA譜特征值之間，除PKV與CPV及BDV、BDV和CSV均呈顯著或極顯著正相關外，其余指標相關性在各點均有差異。影響米飯食口性的兩個重要指標BDV和CSV相關性均表現一致，在低AC品種選育中，選BDV和CSV適中的品種，能達到熱飯富彈性、冷飯不回生的特性。

遮放種植的軟米，各品質指標間相關系數達顯著和極顯著水平的較多，GC與SBV呈極顯著負相關，AC與PKV和BDV呈極顯著正相關，PAT與PKV、CPV、BDV和CSV呈顯著或極顯著正相關，PET與CPV和CSV呈顯著正相關，CPV與PKV、BDV和CSV呈顯著或極顯著正相關；開遠種植的軟米相關性次之，HPV與PKV、CPV、BDV和CSV呈顯著正相關，BDV與PKV、CPV和CSV呈極顯著正相關，FC與PAT呈顯著負相關；八寶種植的軟米，各品質指標間相關系數達顯著和極顯著水平的最少，僅PKV與CPV、BDV呈顯著正相關，BDV與PET和SBV呈顯著負相關，SBV與PET呈極顯著正相關，HPV與PAT呈顯著正相關。由此可見，只有在種植海拔較低的遮放，AC與RVA譜部分特征值間有極顯著相關性，種植海拔越低，AC越低，食味品質理化指標以及RVA譜特征值間的關系越密切，選育低AC優質水稻應重視RVA譜的測定，低AC品種的推廣應考慮合理生態布局。

表3 不同海拔條件下秈米品種蒸煮和食味品質特性的比較

表4 不同海拔條件下秈米品種蒸煮和食味品質性狀間狀的相關性

3 討 論

3.1 秈、粳低AC稻米蒸煮食味品質特性的差異及相關性分析

云南省地處南亞熱帶，屬低緯高原地區，境內地貌多樣、海拔高差懸殊，水稻種植從南部的河口至滇西北的瀘沽湖畔，南北跨8個緯度(21°8′32"～29°15′8")，海拔76.4～2700 m，含熱帶、亞熱帶、溫帶3個大氣候帶，立體氣候特點顯著，生態類型多樣。云南軟米是一類珍稀的秈型特種稻，品質介于粘米和糯米之間，其米粒外觀細長、半透明、無堊白；食味品質極佳，因熱飯柔軟爽口、油潤光亮、冷飯不回生而得名，歷史上曾作為貢米的“遮放貢”和“八寶貢”均為該類軟米，主要分布在德宏、版納、保山、文山、紅河等州、市的部分縣區，因少數民族的飲食習慣而得與保存下來。許多研究[15-16]表明：淀粉RVA譜特征值與蒸煮和食味品質密切相關，尤其是SBV、BDV和CSV等評價食味品質優劣較準確，能較好地區分AC相似稻米蒸煮食味品質的差異[5-7]，認為PKV和BDV相對高，SBV和CSV相對低的品種食味較優。分析不同生態型軟米品種食味品質特性顯示，低AC秈米GT顯著大于粳米，RVA譜特征值沒有太大差異，賀曉鵬等[2]研究支鏈淀粉不同鏈長范圍的支鏈數量比例主要與淀粉的GT相關，由此推斷，秈、粳低AC稻米間GT的差異是支鏈淀粉中支鏈數量和結構的不同引起的。以此解釋遮放種植的軟米運至昆明(海拔1900 m)蒸煮，米飯沒有在當地蒸煮的柔軟和爽口，是因隨海拔升高，氣壓下降，水的沸點變低，從而影響到淀粉的糊化。

研究低AC稻米蒸煮理化指標與RVA譜特征值間的相關性顯示：AC與CPV和CSV均呈極顯著正相關，GC與SBV呈顯著負相關。隋炯明等[17]研究稻米RVA譜特征值與蒸煮理化指標中的AC和GC相關極顯著，AC、GC的差異可表現出不同的RVA譜特征值，結果與前人研究一致。此外，ASV與PAT呈顯著負相關，FC與PET呈顯著正相關，FC高會影響淀粉的糊化，蒸煮米飯達到PKV時所需的時間較長。研究顯示RVA譜特征值間的相關系數達顯著和極顯著水平的較多，低AC稻米蒸煮和食味品質特性主要由支鏈淀粉差異引起，RVA譜特征值中決定食味品質的關鍵指標是PKV，即PKV越高，米飯更軟更粘，GT較低，達到PKV所需的時間較短。

3.2 不同生態型低AC秈米蒸煮和食味品質特性的差異及相關性比較

Cheng等[18]研究高溫會引起可溶性淀粉合成酶、顆粒結合態淀粉合成酶、異淀粉酶和淀粉分支酶等酶活性的變化，對稻米AC和支鏈淀粉精細結構產生影響，而支鏈淀粉分子結構的變化與RVA特性變化存在密切的關系[2]，比較不同生態型低AC秈米蒸煮和食味品質特性顯示，不同生態型低AC秈米的AC、FC和SBV存在顯著性差異，受環境影響較大；隨著種植海拔的降低，溫度升高，AC和SBV降低，米飯變軟變粘；遮放和八寶種植的軟米米飯口感和彈性優于開遠，由此歷史上的貢米出自遮放和八寶兩地。

研究不同海拔種植條件下低AC秈米各蒸煮和食味品質指標間的相關性顯示，不同生態型秈米RVA譜特征值之間，除PKV與CPV及BDV、BDV和CSV均呈顯著或極顯著正相關外，其余指標相關性在各點均有差異。遮放種植的軟米，各品質指標間相關系數達顯著和極顯著水平的較多，AC與RVA特征譜值間有極顯著相關性；開遠種植的軟米，各品質指標間相關系數達顯著和極顯著水平的較少，八寶的則最少，開遠和八寶2地種植的軟米AC與RVA特征譜值間相關性均不顯著。由此可見，不同生態型秈米PKV、BDV和CSV相關性均表現一致，均有軟米特有的食味品質，僅種植在較低海拔的秈米，其AC與RVA譜部分特征值間有極顯著相關性。種植海拔越低的生態型，AC越低，食味品質理化指標以及RVA譜特征值間的關系越密切，這個結果可以解釋具有相同或相似AC的不同生態型水稻品種的蒸煮和食味品質卻相差較大的現象。因此，選育低AC優質水稻品種要重視RVA譜特征值的測定，推廣低AC品種要予以合理生態布局。

4 結 論

低AC秈米GT顯著大于粳米，食味品質略優于粳米；低AC稻米蒸煮和食味品質特性主要由支鏈淀粉差異引起，RVA譜特征值中決定食味品質的關鍵指標是PKV，PKV越高，米飯更軟更粘，GT較低，達到PKV所需的時間較短；不同生態型低AC品種，種植海拔越低，AC越低，食味品質理化指標以及RVA譜特征值間的關系越密切。