不同直鏈淀粉含量秈稻食味品質與其他品質性狀的關系

王志東 周少川 王重榮 陳宜波 李宏 黃道強 周德貴 龔蓉 趙雷 吳玉坤 潘陽陽 楊義強

（廣東省農業科學院水稻研究所/廣東省水稻育種新技術重點實驗室，廣州510640 ；第一作者：zhidongwang@163.com；*通訊作者：xxs123@163.com）

水稻是我國最主要的糧食作物，其總產量約占糧食總產量的40%，全國有60%以上的人口以稻米為主食。近年來，隨著社會經濟的快速發展和人們生活水平的提高，大家對稻米食味品質的要求越來越高，已經由過去的吃飽向吃好轉變。2017 年中央1 號文件特別強調要穩定水稻生產，在確保糧食安全的前提下，要重點發展優質稻米。因此，開展稻米食味品質育種、稻米品質評價及相關研究顯得尤為重要和迫切。稻米品質包括加工品質、外觀品質、理化品質、營養品質和食味品質。由于大部分消費者都是把稻米蒸煮成米飯后食用，所以人們更關注稻米的食味品質。食味品質是指人們在食用米飯過程中通過眼、耳、鼻、口留下的感官印象，評價指標主要有米飯顏色、光澤、飯粒完整性、香味、粘性、硬度、彈性和食味值。食味值就是最后的綜合口感，直接反映稻谷的最終品質。食味的影響因素很多，大量研究表明，稻米食味與直鏈淀粉含量、蛋白質含量呈顯著負相關[1-3]，與膠稠度呈顯著正相關[1]，與淀粉RVA 譜特征值密切相關[4-7]。由于稻米主要成分是淀粉，并且稻米直鏈淀粉的含量、組成和結構與膠稠度、糊化溫度和淀粉RVA 譜等理化指標密切相關[8]。所以當品種之間直鏈淀含量差異達顯著水平時，直鏈淀粉含量作為優質稻米定級指標之一，對稻米食味品質評價具有決定性作用[9]。但當直鏈淀粉含量相似時，秈稻的食味品質影響因素又有那些呢？本研究選擇廣東地區種植推廣的20 個秈稻品種（系），根據直鏈淀粉含量（AC）不同，將其分為硬米（AC 在24.2%～26.4%之間）和軟米（AC在16.7%～19.3%之間，即中等直鏈淀粉含量），分別測定各品種的外觀品質、加工品質、理化品質和米飯食味品質，按照硬米和軟米兩類稻米對食味品質與其他品質性狀進行相關分析，探討當直鏈淀粉含量相近時，影響硬米和軟米的食味品質的關鍵因素。研究目的是建立一種針對直鏈淀粉含量相近時的稻米食味品質評價方法，為今后培育優質秈稻品種提供理論和技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料

常規秈稻材料20 個，包括硬米材料8 個，軟米材料12 個，于2018 年晚季種植于廣東省農業科學院大豐綜合試驗基地，常規水肥管理，適時收獲，貯藏2 個月后測定各品質性狀。具體材料名稱見表1。

1.2 稻米品質測定方法

1.2.1 稻米加工品質的測定

加工品質是指稻谷加工碾磨成稻米后的工藝品質和保持的特性，主要的衡量指標有糙米率、精米率和整精米率。本研究按農業農村部部頒“米質測定方法標準（NY-T83-2017）”測定糙米率和精米率，按“稻谷整精米率檢驗方法國家標準（GB/T21719-2008）”測定整精米率。

表1 試驗用水稻材料

1.2.2 稻米外觀品質測定

外觀品質是指稻米外在表現出來的物理特性，也稱商品品質，一般指米粒形狀、堊白度、堊白粒率和透明度等。本研究按農業農村部部頒“米質測定方法標準（NY-T83-2017）”測定稻米堊白度、堊白粒率和透明度，按糧油檢驗“稻谷粒型檢驗方法國家標準（GB/T 24535-2009）”測定粒長和長寬比。

1.2.3 稻米理化品質測定

理化品質是指稻米的化學特性和蒸煮過程中的物理特性，一般衡量指標有直鏈淀粉含量、蛋白質含量、脂肪含量和膠稠度。本研究按國家“直鏈淀粉含量測定標準GB/T 15683-2008”測定稻米直鏈淀粉含量，按食品安全國家標準“食品中蛋白質測定（GB5009.5-2016）”測定稻米蛋白質含量，膠稠度按糧油檢驗“大米膠稠度的測定國家標準（GB/T 22294-2008）”測定。

1.2.4 稻米淀粉RVA 譜測定

稻米淀粉黏滯譜是用快速黏度分析儀測定淀粉勻漿在加熱、持續高溫和冷卻過程中的粘滯力。不同的品種可獲得不同的淀粉粘滯性譜，即RVA 譜，主要包括6 個特征值，分別為冷膠黏度、崩解值、最高黏度、消減值、熱漿黏度和回復值。本研究RVA 譜特征值采用澳大利亞Newport scientific 儀器公司生產的Super-4 型快速黏度分析儀及TCW（Thermal Cycle for windows）配套軟件,根據美國谷物化學協會（AACC）的操作規程進行測定[10]。測定過程如下：稱取樣品（含水量14%）3 g，蒸餾水25 mL，在測定過程中罐內溫度變化為：50℃保持1 min，以12℃/min 升高到95℃（3.75 min），95℃保持2.5 min，以12℃/min 下降到50℃（3.75 min），50℃保持1.4 min。攪拌器在起始10 s 內轉速為960 r/min，以后保持在160 r/min。隨著溫度的變化和儀器旋轉的剪切作用，米粉在水中的黏滯性發生變化，產生最高黏度（Peak viscosity）、熱漿黏度（Hot past viscosity）和冷膠黏度（Cool paste viscosity），由這3 個基本黏度產生崩解值（Breakdown，BDV）、消減值（Setback，SBV）和回復值（Consistence，CSV）3 個二級數據。崩解值是最高粘度與熱漿黏度的差值，消減值是冷膠粘度與熱漿黏度的差值，回復值是冷膠粘度與熱漿黏度的差值。粘度單位采用“Rapid visco unit”，即RVU 表示。

1.2.5 米飯食味品質的測定

利用日本佐竹公司生產的（SATA1B）米飯食味計測定米飯的食味值、外觀和口感，重復2 次取平均值。

1.3 數據分析方法

采用IBM SPSS Stastics 22 統計軟件和Excel 2007對數據進行統計和分析。

2 結果與分析

2.1 硬米和軟米品質性狀指標數據比較

為了探討硬米和軟米品質性狀指標的差異，我們對兩類稻米的品質性狀平均值進行了比較分析。由表2 可以看出，硬米和軟米各品質性狀的中位數和平均值都較接近，說明硬米和軟米各項數據分布較對稱，無明顯偏分布。在加工品質性狀中，軟米與硬米相當，差異不大。在外觀品質性狀中軟米的堊白粒率、堊白度和透明度平均值均低于硬米，變幅和變異系數低于硬米，粒長比硬米長，長寬比比硬米大，說明軟米的外觀品質比硬米好。在理化品質指標中，軟米的膠稠度和蛋白質含量平均值高于硬米，但差異不顯著，直鏈淀粉含量明顯低于硬米，差異達極顯著水平。RVA 譜特征值中，軟米的崩解值和最高黏度平均值高于硬米，冷膠黏度、消減值、熱漿黏度和回冷值低于硬米，而且差異均達顯著或極顯著水平。在食味品質性狀中，軟米的米飯外觀、口感和食味值平均值均明顯高于硬米，差異達極顯著水平，變異系數均低于硬米，說明直鏈淀粉含量低的軟米食味品質明顯優于直鏈淀粉含量高的硬米。

表2 硬米和軟米各品質性狀的變幅、變異系數、中位數和均值

表3 加工品質與食味品質的相關性

2.2 加工品質與食味品質的相關性

為了探討食味品質與加工品質的關系，本研究分為硬米和軟米兩組對食味品質和加工品質進行相關性分析。結果表明（表3）軟米的加工品質與食味品質相關性不顯著，硬米的整精米率與米飯的外觀、口感和食味值均達顯著負相關，相關系數R 分別為-0.74、-0.75、-0.78，硬米的糙米率和精米率與食味品質的相關性不顯著。

2.3 外觀品質與食味品質的相關性

為了探討稻米外觀品質與食味品質的關系，本研究分為硬米和軟米兩組分別對外觀品質和食味品質進行相關性分析。研究發現（表4），軟米的外觀品質性狀與食味品質的相關性不顯著；硬米粒長與米飯外觀、口感和食味值均達極顯著正相關，相關系數R 分別為0.84、0.83 和0.87；硬米長寬比與米飯外觀和食味值達顯著正相關，相關系數R 均為0.78。說明硬米粒型與食味密切相關。

2.4 理化品質與食味品質的相關性

為了研究稻米食味品質與理化品質的關系，本研究分為硬米和軟米兩組分別對食味品質和理化品質進行相關性分析。結果表明（表5），硬米的膠稠度與米飯外觀、口感和食味值均達極顯著正相關，相關系數R 分別為0.92、0.94 和0.84；軟米膠稠度與米飯外觀、口感和食味值均達顯著正相關，相關系數R 分別為0.69、0.61 和0.67，軟米膠稠度與米飯食味的相關性比硬米小。硬米蛋白質含量與米飯外觀達極顯著負相關，相關系數為-0.85，與米飯口感和食味值達顯著負相關，相關系數R 分別為-0.77 和-0.76；軟米蛋白質含量與米飯外觀、米飯口感和食味值均達極顯著負相關，相關系數R 分別為-0.72、-0.72 和0.73。說明無論是硬米還是軟米，膠稠度和蛋白質含量都是影響稻米食味品質的重要因素。

表4 外觀品質與食味品質的相關性

表5 理化品質與食味品質的相關性

表6 稻米淀粉RVA 譜與食味品質的相關性

2.5 稻米淀粉RVA 譜特征值與食味品質的相關性

為了分析稻米RVA 譜與稻米食味品質的關系，本研究將稻米分為硬米和軟米兩類分別對RVA 譜和食味品質進行相關性分析。結果表明（表6），硬米RVA譜與食味品質的相關性不顯著；軟米的崩解值與米飯外觀、口感和食味值呈極顯著正相關，相關系數R 分別為0.83、0.90 和0.85；軟米的最高黏度值與米飯外觀、口感和食味值呈極顯著正相關，相關系數R 分別為0.72、0.76 和0.76；軟米的消減值與米飯外觀、口感和食味值呈極顯著負相關，相關系數R 分別為-0.80、-0.87和-0.81，而冷膠黏度、熱漿黏度、回復值與食味品質的相關性不顯著。說明RVA 譜中的崩解值、最高黏度和消減值與軟米食味品質關系密切，可用于衡量直鏈淀粉含量低的稻米食味品質。

2.6 主推品種比較

以本研究主推品種黃華占、美香占2 號和玉香油占為例，軟米品種黃華占和美香占2 號與硬米玉香油占的碾米品質基本一致，但外觀品質、理化品質和食味品質差異較大；而美香占2 號與黃華占相比外觀品質、理化品質基本一致，但食味品質中口感值（美香占2 號為7.9、黃華占為7.6）、脂肪含量（美香占2 號為0.7、黃華占為0.5）、RVA 譜中崩解值（美香占2 號為73.3）、黃華占為68.5）、最高黏度值（美香占2 號為205、黃華占為191）均存在較大差異。產業實踐中，美香占2 號因食味品質優異比黃華占高效的事實可得到解讀。

3 討論

3.1 硬米與軟米品質性狀差異分析

稻米淀粉是稻米最主要的成分，約占80%，由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成。前人研究認為直鏈淀粉含量與食味品質呈顯著負相關[1-2]。本研究依據直鏈淀粉含量高低將試驗材料分為硬米和軟米兩類，比較兩類稻米的食味品質性狀發現，軟米和硬米之間直鏈淀粉含量差異達極顯著水平，軟米食味值明顯高于硬米，食味值差異達極顯著水平，所以在材料之間直鏈淀粉含量高低差異達顯著水平時，直鏈淀粉含量是決定秈稻食味的首要因素，中低直鏈淀粉含量的食味明顯優于高直鏈淀粉含量的食味。優質食味稻選育過程中首先選擇直鏈淀粉含量中等或偏低的材料，淘汰直鏈淀粉含量高的材料。

表7 主推品種品質比較

3.2 加工品質與食味品質關系

關于稻米加工品質與食味品質性狀的關系，前人直接對其進行相關性分析研究的較少，大多是與稻米理化品質進行相關性研究。多數學者認為加工品質與直鏈淀粉含量呈顯著負相關。如朱碧巖等[11]對10 個主要品質性狀進行了遺傳相關分析，結果表明直鏈淀粉含量與碾磨品質有較密切的負相關，整精米率與蛋白質含量有密切的負相關。張云康等[12]在分析了浙江省1 103 個水稻品種的碾磨品質、蒸煮品質和營養品質后，認為浙江省秈、粳和糯稻的品質性狀變異豐富，糙米率和精米率與膠稠度呈極顯著正相關，與直鏈淀粉含量和蛋白質含量呈顯著負相關。但CHAUHAN 等[13]的分析結果卻發現，糙米率、精米率、整精米率與直鏈淀粉含量的正相關性均達顯著或極顯著水平。李洪亮等[14]對黑龍江省近年育成的63 個水稻品種的主要品質性狀與食味評分進行相關分析，結果表明糙米率和整精米率與食味評分呈顯著負相關。本研究結果表明，直鏈淀粉含量低的軟米加工品質與食味的相關性不強，直鏈淀粉含量高的硬米整精米率與食味呈顯著負相關，糙米率和精米率與食味的相關性不顯著。這與李洪亮等[14]的研究結果有一部分是一致的。本研究表明，硬米的整精米率影響硬米米飯的食味，整精米率越高，食味越差，原因可能是硬米直鏈淀粉含量高，吸水量大，完整體積大的米粒吸水效率比碎米低，吸水時間比碎米長，更難糊化，蒸煮時需要更多的水分和更長的時間。所以在相同水分和相同蒸煮時間內整精米率越高，米飯夾生的概率越大，口感越差，食味越差。

3.3 外觀品質與食味品質的關系

稻米外觀品質是稻米貿易流通中非常重要的商品品質。李洪亮等[14]研究認為，外觀品質中的堊白粒率、堊白度與食味評分呈顯著或極顯著負相關。王剛等[15]通過分析遼寧省187 個水稻品種（系）的品質性狀及相互關系，發現籽粒長寬比與食味品質呈顯著正相關，堊白粒率、堊白度與食味呈顯著負相關。CHEN 等[16]的研究結果表明，秈稻稻米食味與粒長和長寬比兩項指標呈極顯著正相關，而粳稻稻米的食味品質與透明度呈顯著負相關。本研究結果表明，軟米外觀品質與食味品質的相關性不顯著，硬米的米粒長度和長寬比與食味值分別達極顯著和顯著正相關。硬米粒長越細長，米飯食味越好，這可能與硬米直鏈淀粉含量高，蒸煮糊化時需要更多的水分和更多的能量，在米粒體積相同的情況下，細長型米粒與水的接觸面比短圓型更大，相同時間吸水量比短圓型大，受熱吸水糊化比短圓型米粒更加均勻一致，更容易蒸煮熟透，不會形成米飯夾生的情況，口感更好，所以硬米米粒越細長，米飯食味反而好。而軟米的直鏈淀粉含量低，在較低吸水率情況下就可充分糊化，糊化溫度較低，所以軟米食味品質不受粒型影響。

3.4 稻米理化品質與食味品質的關系

關于稻米理化品質與食味品質的關系，目前多數學者認為稻米食味品質與直鏈淀粉含量呈顯著負相關[1-2，17]，與蛋白質含量呈顯著負相關[2，18-19]，與膠稠度呈顯著正相關[3]，直鏈淀粉含量和蛋白質含量低、膠稠度長的米飯粘連軟滑，飯冷不硬，彈性好，口感佳[2]。本研究結果表明，秈稻硬米和軟米蛋白質含量與食味達顯著和極顯著負相關，硬米和軟米膠稠度與食味達極顯著和顯著正相關。說明無論是硬米還是軟米，膠稠度和蛋白質含量都是影響稻米食味品質的重要因素，這與曲紅巖[2]、徐正進[18]等研究結果是一致的。但具體到不同直鏈淀含量的稻米，軟米跟硬米相比較，軟米膠稠度與米飯食味的相關性比硬米小，軟米的食味品質受膠稠度影響要比硬米小，軟米蛋白質含量與米飯食味的相關性比硬米要大，受蛋白質含量影響比硬米大。所以在理化品質性狀中，影響硬米食味品質的首要因素是膠稠度，其次是蛋白質含量，而影響軟米食味的首要因素是蛋白質含量，其次是膠稠度。如果用理化品質性狀來衡量稻米食味品質，硬米首選膠稠度，其次蛋白質含量，而軟米則相反，首選蛋白質含量，其次膠稠度。

3.5 稻米淀粉RVA 譜與食味品質關系

稻米淀粉RVA 譜是指一定量的淀粉和水在加熱、高溫和冷卻過程中黏度隨溫度變化而形成的曲線[20]。RVA 譜的測定模擬了米飯的蒸煮過程，所以淀粉RVA譜特征值與米飯蒸煮食味品質密切相關。許多研究表明，食味品質與RVA 譜特征值中的最高黏度、崩解值呈極顯著正相關，與消減值和回復值呈極顯著負相關[21-23]。本研究結果表明，高直鏈淀粉含量的硬米品種蒸煮食味品質與RVA 譜特征值的相關性均不顯著，低直鏈淀粉含量的軟米品種崩解值和最高黏度值與食味值呈極顯著正相關，消減值與食味值呈極顯著負相關。說明直鏈淀粉含量相似的硬米品種蒸煮食味品質與淀粉黏滯譜特性關系不密切。直鏈淀粉含量相似的軟米品種蒸煮食味品質與淀粉黏滯譜密切相關，可用RVA 譜特征值中的崩解值、最高黏度值和消減值來衡量直鏈淀粉含量低且相近的品種間的食味值。這與鄒茜[24]等的研究結果是一致的。所以在選育特優質食味品種時，選擇直鏈淀粉含量較低的基礎上再輔以RVA 譜的測定是很有必要的。

4 結論

（1）當秈稻材料之間直鏈淀粉含量高低差異顯著時，直鏈淀粉含量是影響食味的首要因素，中等直鏈淀粉含量的軟米食味優于高直鏈淀粉含量的硬米。（2）粒型和整精米率對秈稻硬米食味有影響，粒型細長，整精米率較低，食味較好。（3）當直鏈淀粉含量相近時，不論是軟米還是硬米，蛋白質含量和膠稠度都是影響食味品質的重要因素，膠稠度越長，蛋白質含量越低，食味越好。（4）秈型硬米食味與RVA 譜相關性不顯著；軟米食味與RVA 譜關系密切，當試驗材料具有中等直鏈淀粉含量時可用RVA 譜特征值中的崩解值、最高黏度值和消減值來衡量食味品質，崩解值和最高黏度值越高、消減值越低，食味品質越好。因此，在今后的稻米食味品質評價工作中，應根據不同直鏈淀粉含量進行分類，再有針對性地選擇相應食味品質指標進行測定，以便能更加準確地評價不同類型稻米的食味品質。（5）從主推品種可見，軟米品種與硬米品種的碾米品質基本一致，但外觀品質、蒸煮品質和食味品質差異較大；品質性狀中，口感值、脂肪含量、崩解值和最高黏度值，美香占2 號與黃華占存在較大差異，產業實踐中美香占2號因食味品質優異比黃華占高效的事實可得到解讀。