中國部分優質粳稻外觀及蒸煮食味品質特征比較

馬會珍，陳心怡，王志杰，朱盈，蔣偉勤，任高磊，馬中濤，魏海燕，張洪程，劉國棟

揚州大學/江蘇省作物栽培生理重點實驗室/江蘇省糧食作物現代產業技術協同創新中心/農業部長江流域稻作技術創新中心，江蘇揚州 225009

0 引言

【研究意義】中國是世界上粳稻種植面積最大、總產量最高的國家[1-2]，常年的種植面積維持在900萬hm2左右，總產量約7 250萬t，分別占全國水稻總種植面積的29.5%、總產量的34.5%[1,3]。在中國，粳稻主要可以分為北方和南方兩大優勢產區[4]，以“秦嶺-淮河”為界[5]，北方粳稻區主要包括黑龍江、吉林、遼寧等地，南方粳稻產區主要包括江淮中下游的江蘇、安徽、上海、浙江和湖北北部、河南南部以及云南等地[6]。一直以來水稻栽培的主要目標在于獲得高產，以期解決人們的溫飽問題，但隨著生活水平的提高，人們對稻米的需求逐步由吃飽向吃好轉移，稻米品質尤其是食味品質越來越受到人們的重視，食味品質已經成為品鑒稻米品質的核心因素[7-8]?！厩叭搜芯窟M展】中國地方粳稻品種多、資源分布廣，且特征、特性豐富多樣[9]，而與此鮮明形成對比的是，優質稻米品種少，且供需矛盾仍較為突出[10]。一直以來，北方尤其是東北地區因其良好的自然條件，如土壤肥沃、水質好、晝夜溫差大等，產出的稻米具有質優、味香的特點，深受廣大消費者的喜愛，盡管總體產量高、商品率超過50%，但在市場上仍供不應求[6,11-14]。相較于北方，南方則因其高溫高濕的環境，粳米的外觀以及食味品質相對較差[15-16]，過去幾十年以來盡管有一些通過國家三級、二級審定的品種，但其食味品質并沒有受到廣大消費者的認可，市場上的優質米消費還是以中國東北大米為主。隨著南方粳稻育種工作的進展，近些年選育出了一批以南粳46、南粳9108為代表的優質、高產品種，獲得了廣大消費者的青睞，并多次在江蘇省和國家優質食味粳稻評比中獲得一等獎、優質食味粳米等榮譽稱號[17]。【本研究切入點】傳統觀念認為南方粳稻產量較高，而稻米品質劣于東北大米，尤其是食味品質。但在南方粳稻品質取得長足進步的當下，南方品種的特征特性與北方品種有何差異，尤其是食味與外觀方面的差異，前人對此鮮有研究。【擬解決的關鍵問題】本研究以參加第二屆全國優質稻品種食味品質鑒評活動的39個產自全國各地的粳稻品種為材料，通過對粒型、外觀品質、直鏈淀粉和蛋白質含量、淀粉RVA譜、米飯質構等理化指標的測定，分析這些優質粳稻品種在上述指標上的差異及其與稻米食味評價間的關系；以39個粳稻品種中榮獲第二屆全國優質稻品種食味品質金獎的15個品種為材料，將其歸為南、北兩大地域來源，研究其外觀和食味相關理化指標的差異，以期為優質粳稻品種的改良提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本研究以參加第二屆全國優質稻品種食味品質鑒評活動的 39個粳稻品種為材料（表 1）。在 39個粳稻品種中有 15個品種榮獲第二屆全國優質稻品種食味品質金獎，將這15個粳稻品種分為南、北兩大地域來源，系統地比較其品質特征的差異（表2）。

表1 第二屆全國優質稻品種食味品質鑒評參評粳稻品種Table 1 Japonica rice varieties participating in the second national quality rice variety appraisal and evaluation

表2 金獎粳稻品種的地域來源與品種名稱Table 2 The geographical origin and variety name of the gold award japonica rice varieties

1.2 試驗方法

1.2.1 測定項目及方法 參照國家標準《GB／T17891-2017優質稻谷》測定其蛋白質含量、直鏈淀粉含量。采用萬深 SC-E大米外觀品質檢測及稻米品質判定儀測定整精米長/寬、整精米長均值、整精米寬均值、堊白率、堊白度。采用澳大利亞 Newport Scientific儀器公司生產的Super3型RVA快速黏度分析儀測定淀粉譜黏滯特性，用配套軟件 TCW 分析。按照AACC規程（1995-61-02）和RACI標準方法，取含水量為14.0%的米粉3.00 g，加蒸餾水25.00 g。在攪拌測定過程中，罐內溫度為50℃，保持 1 min后以11.84℃·min-1的速度上升到95℃（3.75 min）并保持 2.5 min，再以 11.84℃·min-1的速度下降到50℃并保持1.4 min。攪拌器在起始10 s 內轉動速度為960 r/min，之后保持在 160 r/min。RVA 譜特征值包括峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度、崩解值（峰值黏度-熱漿黏度）、消減值（最終黏度-峰值黏度）、回復值（最終黏度-熱漿黏度）等。

1.2.2 食味值指標 采用米飯食味計（STA/A，日本佐竹公司），自動測定米飯的外觀、硬度、黏度、平衡值以及食味值。

1.2.3 質構特性 質構儀是通過探頭兩次擠壓被測食品，獲得的壓力-位移曲線，通過曲線可計算被測食品的硬度、黏度、彈性等質構參數。采用Measure Force in Compression測試模式，3粒米飯，輻射狀擺放，P/75圓盤擠壓探頭，70%的壓縮比和 0.5 mm·s-1的壓縮速率，0.2 N觸發力，500 N感應元量程，10 mm上升高度，測試速率30 mm·min-1。

1.3 數據分析

使用 Microsoft Excel 2016處理數據和繪制圖表，SPSS16.0軟件進行其他統計分析。

2 結果

2.1 參評粳稻品種稻米各項理化指標的差異

2.1.1 參評粳稻品種粒型與外觀品質指標的差異

參評粳稻品種的整精米粒長的最大值比最小值高64.11%，整精米粒寬的最大值比最小值高28.84%，從變異系數看，整精米粒長的變異系數大于整精米粒寬，表明不同品種間粒長的變異要大于粒寬。堊白方面，堊白率最小值比最大值低97.79%，堊白度最小值比最大值低 99.19%，堊白率和堊白度的變異系數均大于100%，表明堊白率和堊白度在不同品種間變異均較大（表3）。

表3 參評粳稻品種的粒型、外觀品質的差異Table 3 Differences in grain type and appearance quality of participating japonica rice varieties

2.1.2 參評粳稻品種直鏈淀粉含量與蛋白質含量的差異 參評粳稻品種的直鏈淀粉含量變幅為 9.36%—21.23%，蛋白質含量變幅為6.48%—8.93%，直鏈淀粉含量最高值和蛋白質含量最高值分別比最低值高127.88%和37.81%（表4）。直鏈淀粉含量的變異系數比蛋白質含量的變異系數高 101.71%，直鏈淀粉含量在參評粳稻品種中的差異程度要遠遠高于蛋白質含量。

表4 參評粳稻品種直鏈淀粉與蛋白質含量的差異Table 4 Differences in amylose and protein content of participating japonica rice varieties

2.1.3 參評粳稻品種淀粉 RVA譜特征值的差異 稻米淀粉RVA譜的各特征值中，峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度、崩解值、消減值和回復值的最小值分別比最大值低42.29%、40.57%、36.33%、58.30%、225.46%和56.85%，其中，崩解值、消減值和回復值在不同粳稻品種中的差異較大，尤其是消減值，變異系數達到2 085.88%，品種間差異最大（表5）。

表5 參評粳稻品種RVA譜特征值的差異Table 5 Differences in characteristic values of RVA profile of participating japonica rice varieties

2.1.4 參評粳稻品種米飯質構特性的差異 米飯的質構特性中，硬度、黏性和均衡值的變異系數均高于彈性（表 6）。參評粳稻品種的米飯硬度最大值為281.21 g，最小值為107.40 g，最大值比最小值高161.83%，差異相對較大；其次是黏性，絕對值變幅為1 475.37—2 092.46 g，最大值比最小值高41.83%；彈性的差異相對較小，最大值比最小值高34.88%。不同品種間硬度和黏性的差異，使得其米飯的均衡值有很大的不同，變異系數達到了12.63%。

表6 參評粳稻品種米飯質構特性的差異Table 6 Differences in rice texture characteristics of participating japonica rice varieties

2.1.5 參評粳稻品種米飯食味參數與專家食味評分的差異 參評粳稻品種的米飯，無論是使用食味計測定的食味值，還是通過專家的感官評定獲得的食味評分，在不同品種間均有較大的差異（表7）。在米飯食味計測定的項目中，不同品種間米飯的外觀、黏度、平衡度和食味值的變異程度均高于米飯的硬度。其中，食味計對米飯食味值的評分范圍在44—82分之間，最高分比最低分高 86.36%，而專家的感官評定打分分值在52.20—91.86分之間，最高分比最低分高75.98%。

表7 參評粳稻品種米飯食味參數與專家食味評分的差異Table 7 Differences between the eating parameters of the participating japonica rice varieties and the expert eating scores

2.2 各項理化指標以及專家評分與食味值的相關性

由表8可知，在粒型上，整精米長/寬值和整精米長均值與食味值均呈顯著負相關關系，而整精米寬均值與米飯食味值呈顯著正相關關系。在堊白方面，堊白率與堊白度與米飯食味值的相關性沒有達到顯著水平。在此次參評粳稻品種中，直鏈淀粉含量與食味值呈顯著負相關。蛋白質含量一直被認為是影響稻米食味的一個重要因素，在此次參評粳稻品種中，蛋白質含量與米飯食味值的相關系數僅-0.31，未達到顯著水平。在 RVA譜特征值中，消減值、回復值以及糊化溫度與米飯食味均呈顯著負相關，峰值黏度和崩解值與米飯食味呈顯著正相關關系。其他指標如熱漿黏度、最終黏度與米飯食味值相關性沒有達到顯著水平。通過質構儀對米飯粒的測定結果中，米飯的黏性和均衡值與米飯食味的相關性呈顯著水平，而硬度和彈性與米飯食味相關性未達顯著水平。專家感官評分值與米飯食味計食味值的相關系數為0.46，達到了顯著正相關，表明米飯食味計可以用于對稻米食味品質的評估。

表8 各項理化指標以及專家評分與食味值的相關系數Table 8 Correlation coefficient between physical and chemical indexes and expert score and taste value

2.3 南、北方粳稻各項理化指標的差異

在上述研究的基礎上，以獲得優質食味金獎的15個粳稻品種為材料，將其分為南、北兩大地域來源，其中有5個來自南方，10個來自北方。深入比較了南方優質食味粳稻與北方優質食味粳稻在粒型、外觀、蒸煮食味等方面的差異。

2.3.1 南、北方優質粳稻整精米粒型的差異 由圖1和表9綜合分析可以看出，在粒型上，無論是整精米的粒長、粒寬還是整精米的長／寬值，在南、北地域間并沒有顯著差異。

表9 不同地域優質粳稻整精米粒型的差異Table 9 Differences in grain types of high-quality japonica rice in different regions

2.3.2 南、北方優質粳稻外觀品質的差異 在外觀上，南方優質粳稻的堊白率和堊白度大小要顯著高于北方優質粳稻，分別高178.78%和139.11%。南、北方優質粳稻在外觀上差異顯著（圖 2，表10）。

表10 不同地域優質粳稻外觀品質的差異Table 10 Differences in appearance quality of high-quality japonica rice in different regions

2.3.3 南、北方優質粳稻直鏈淀粉含量與蛋白質含量的差異 南方優質粳稻的直鏈淀粉含量要低于北方優質粳稻，低28.25%，南、北地域間差異顯著。南方優質粳稻的蛋白質含量比北方優質粳稻高7.37%，但南、北方差異不顯著（圖3，表11）。

表11 不同地域優質粳稻直鏈淀粉與蛋白質含量的差異Table 11 Differences in amylose and protein content of high-quality japonica rice in different regions

2.3.4 南、北方優質粳稻淀粉 RVA譜特征值的差異南、北兩大地域的優質粳稻，其峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度和崩解值在地域間均沒有顯著差異。南方優質粳稻的消減值和回復值顯著低于北方優質粳稻，分別低12.00%和21.19%，南方優質粳稻的米飯質地與北方優質粳稻相比，明顯偏軟（圖4，表12）。

表12 不同地域優質粳稻淀粉RVA譜特征值的差異Table 12 Differences in characteristic values of starch RVA profiles of high-quality japonica rice in different regions

2.3.5 南、北方優質粳稻米飯質構特性的差異 南方優質粳稻米飯質構的硬度和彈性與北方優質粳稻相比無顯著差異。南方優質粳稻米飯質構的黏性和均衡值的絕對值均要顯著高于北方優質粳稻，說明與北方優質粳稻相比，南方優質粳稻的黏性相對大，均衡值要略好（圖5，表13）。

表13 不同地域優質粳稻米飯質構特性的差異Table 13 Differences in texture characteristics of high-quality japonica rice in different regions

2.3.6 南、北方優質粳稻米飯食味參數的差異 南、北兩大地域的優質粳稻，其蒸煮出來的米飯通過食味計光學方法所測定的米飯外觀、硬度、黏度和平衡度在地域間無顯著差異（圖6，表14）。

表14 不同地域優質粳稻米飯食味參數的差異Table 14 Differences in taste parameters of high-quality japonica rice in different regions

2.3.7 南、北方粳稻米飯食味評分值的差異 南、北兩大地域的優質粳稻，其米飯的食味值，無論是食味計的測定值，還是專家通過感官評定打分的分值均沒有顯著差異（圖7，表15）。

表15 不同地域優質粳稻米飯食味評分值的差異Table 15 Differences in the taste scoring value of high-quality japonica rice in different regions

3 討論

3.1 中國粳稻品質的差異

粳稻品質的表現是多因素綜合影響的結果，除了品種自身基因型外，還與環境、栽培措施等外部因素有關[18-20]。在中國，粳稻品質從南到北存在著較大的差異，品質特征隨緯度的變化而改變，而不同品質性狀的變化趨勢不同[21]。本研究通過對參加第二屆全國優質稻品種食味品質鑒評活動的 39個粳稻品種的比較發現，稻米無論是外觀品質，還是蒸煮食味品質相關的理化指標均存在顯著差異。其中，參評粳稻品種的米飯，無論是用米飯食味計測定的食味值，還是專家感官評定獲得的食味評分，在不同品種間均有較大的差異，且專家感官評分值與米飯食味計食味值的相關系數為0.46，達到了顯著正相關，表明米飯食味計可以用于對稻米食味品質的評估。

前人研究認為長寬比較大的稻米，在蒸煮過程中更容易受熱均勻，米飯的食味品嘗分值也越高[22]。本研究結果發現整精米長/寬值和整精米長均值與食味值均呈顯著負相關關系，而整精米寬均值則與米飯食味值呈顯著正相關關系，參評粳稻品種不同品種間整精米長/寬值變異顯著，尤其粒長的變異大于粒寬，這或許是導致參評粳稻品種食味值存在差異的原因之一。在外觀上，人們更青睞于選擇堊白較小的稻米，這是因為堊白大的稻米不僅加工過程中容易斷裂，導致外觀差，而且煮飯時飯?？v、橫都容易斷裂，導致食味品質變差[23-24]，而本研究表明，雖然堊白率和堊白度在不同品種間存在較大變異，但是其與米飯食味值的相關性沒有達到顯著水平。一般認為，蛋白質含量與直鏈淀粉含量是影響水稻品質尤其是食味品質的最主要的因素[25]。徐銓[26]、孟慶虹等[27]認為，蛋白質含量控制在6.5%—7.5%，直鏈淀粉含量控制在15.0%—16.5%稻米的食味品質較佳。直鏈淀粉含量越高，米飯食味值越低；蛋白質含量高，米飯質地越硬，食味變差[28-35]。在此次參評粳稻品種中，直鏈淀粉含量和食味值的相關系數為-0.39，呈顯著負相關，與前人研究結論一致，且不同的品種間，直鏈淀粉含量的變異系數達到了17.73%，品種間變異差異大，是導致此次參評粳稻食味品質差異大的主要原因之一。而蛋白質含量和米飯食味值的相關系數僅為-0.31，未達到顯著水平，且參評粳稻品種間蛋白質含量的變異系數為8.79%，其變異程度遠遠小于直鏈淀粉含量。RVA特征譜能快速反應淀粉在水中因加熱和冷卻產生的黏度變化，對稻米食味評價具有輔助作用[36]。相關研究表明，食味品質較好的稻米品種，其米粉峰值黏度、崩解值較高，而消減值絕對值、糊化溫度較低，與之相對應的米飯硬度較低、黏度較大、適口性好[37-39]。本研究結果表明，消減值、回復值以及糊化溫度與米飯食味均呈顯著負相關，峰值黏度和崩解值與米飯食味呈顯著正相關關系，其他指標如熱漿黏度、最終黏度與米飯食味值相關性沒有達到顯著水平。且在參評粳稻中，以崩解值、消減值和回復值在不同品種間的差異較大，尤其是消減值。米飯的質構特性是評價米飯食味品質的另一重要指標，代表了米飯的適口性[40]。一般認為，硬度小，黏性大、有彈性的稻米的食味較好[41]。通過質構儀對米飯粒的測定結果中，米飯的黏性和均衡值與米飯食味呈顯著相關性，參評粳稻品種間米飯黏性的變異差異相對不大，而米飯均衡值在參評粳稻品種間表現為變異差異較大。本研究結果中，硬度、彈性與米飯食味相關性沒有達到顯著水平，參評粳稻品種間米飯的彈性的差異雖較小，但硬度差異相對較大。正是參評粳稻品種間硬度、彈性的差異導致了米飯均衡值的差異，從而導致米飯食味的較大差異。

3.2 南、北方粳稻品質特征的差異

在中國，北方地區一直以粳稻種植為主，而南方則是秈、粳并存，以秈稻為主[42]。一般認為，南方粳稻的產量高于北方，但稻米品質尤其是食味品質相對較差[26]。

本研究通過對粒型、外觀以及米飯食味相關的理化指標的測定和對比發現，在粒型方面，南、北地域間沒有顯著差異，而在外觀上，南方優質粳稻的堊白率和堊白度顯著高于北方優質粳稻，一方面可能是由于南方雨水較多，平均氣溫比北方高，灌漿速率加快，導致胚乳中淀粉體排列折疊松散，進而導致堊白增加[43-46]；另一方面可能是南方優質粳稻直鏈淀粉含量低于15%，淀粉粒間空隙較大，從而導致堊白提高[47-48]。在稻米品質的評價中，蒸煮食味品質是決定稻米口感好壞的重要指標[49]。本研究發現，南、北方兩大地域的優質食味粳稻，其米飯無論是食味計測定的食味值，還是專家感官評定的評分均值均沒有顯著差異。直鏈淀粉含量和蛋白質含量是影響稻米蒸煮食味品質的2個重要指標。包勁松[28]、張艷霞[29]研究發現，在一定范圍內，直鏈淀粉含量越高，米飯質地越硬，黏度越小，且米飯干燥、蓬松，光澤較暗。直鏈淀粉含量越低，米飯硬度越小，黏度越大，米飯粒晶瑩有光澤。前人對蛋白質與食味品質關系的研究結論尚未統一，但大部分研究結果表明，稻米蛋白質含量與食味品質呈顯著負相關關系[31-32,50]，蛋白質含量增加，會導致米飯硬度增加，黏性降低，米飯粒光澤度降低，冷飯質地變差，食味水平降低[33-34]。前人研究發現，隨著蛋白質含量的下降，直鏈淀粉含量增加，蛋白質含量與直鏈淀粉含量之間存在著此消彼長的矛盾關系[51-53]。說明稻米食味品質是蛋白質含量與直鏈淀粉含量互作的結果，兩者相協調才能形成較好的食味品質。本研究發現，南方優質粳稻蛋白質含量偏高，而直鏈淀粉含量相對較低，米飯軟而黏；而北方優質粳稻雖然直鏈淀粉含量較高，但蛋白質含量較低，軟化了其口感，適口性也較好。因此，在RVA的譜特征值中，其峰值黏度、熱漿黏度、最終黏度和崩解值在地域間均沒有顯著差異，南方優質粳稻的消減值和回復值顯著低于北方優質粳稻；對米飯質構測定的結果也顯示，南方優質粳稻米飯質構的硬度和彈性與北方優質粳稻相比無顯著差異。

4 結論

參與第二屆全國優質稻品種食味品質鑒評活動的粳稻品種，其稻米無論是粒型、外觀品質，還是直鏈淀粉含量和蛋白質含量、淀粉RVA譜、米飯質構和食味值等理化指標均具有顯著的差異。參評粳稻品種中，專家感官評定分值與米飯食味計所測定的食味值之間具有極顯著的正相關關系。稻米各項理化指標中，直鏈淀粉含量，淀粉RVA譜中的峰值黏度、崩解值、消減值和回復值，米飯質構特性中的黏性和均衡值與米飯食味關系密切。獲得第二屆全國優質稻品種食味品質鑒評活動金獎的15個粳稻品種中，北方粳稻外觀晶瑩剔透，堊白度在 0.50%—3.50%，米飯直鏈淀粉含量高，蛋白質含量低，口感在 56.00—74.00；而南方粳稻外觀相對渾濁，堊白度 1.86%—11.21%，口感上雖然蛋白質含量高，但直鏈淀粉含量較低，米飯軟而黏，食味值在54.00—82.00。