不同秈稻品種雜交一代RVA譜特征值與食味品質相關性研究

胡中娥， 李 健， 李 吉， 殷 雄

(湖北國寶橋米有限公司，武漢 430040)

稻米品質主要包括外觀品質、碾米品質、蒸煮食味品質和營養品質。育種研究大多側重外觀品質與碾米品質的鑒定工作，缺乏對蒸煮食味品質深入探討。因此，需要進一步研究食味品質好，食味值高的稻米品種及其內在影響因素和評價指標。利用RVA譜特征值挑選出食味品質優的稻米雜交一代進行回交，使后代特征更顯著，同時提前剔除掉食味品質差的品種。本研究利用秈稻雜交一代的21個樣品進行食味品質相關性分析，分析食味值與RVA譜特征值的相關性、食味值與稻米各理化指標的相關性、RVA譜特征值與理化指標的相關性和食味品質形成的機理研究，以期為稻米食味品質研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

21個秈稻雜交一代大米，經實驗室礱谷機、碾米機制得。

1.2 儀器

JSWL大米食味計，STA1B-CN米飯食味計，RVA-TecMaster快速粘度分析儀(RVA)。

1.3 實驗方法

1.3.1 稻米的理化品質檢測

利用大米食味計對大米的蛋白質含量、水分含量、直鏈淀粉含量進行檢測。檢測樣品使用量200 g精米，選擇“秈稻白米”檢量線檢測。

1.3.2 稻米的食味品質檢測

利用米飯食味計檢測米飯食味值、米飯外觀及口感。先用不銹鋼飯盒將米飯蒸熟，然后稱取7.0 g米飯放入金屬圓環壓片，放入儀器檢測入口，選擇“中國秈稻”檢量線檢測。

1.3.3 稻米的RVA譜特征值檢測

按GB/T 24852—2010《大米及米粉糊化特性測定 快速黏度儀法》[1]進行檢測。樣品含水量12%時，稱樣量為3.00 g，加水量為25.00 mL，其他含水量按12%濕基校正。

RVA譜特征值有最高黏度、最低黏度、最終黏度、峰值時間、糊化溫度、崩解值(最高黏度-最低黏度)、消減值(最終黏度-最高黏度)、回生值(最終黏度-最低黏度)。

2 結果與分析

2.1 各指標檢測結果

21個秈稻品種雜交一代大米的各理化指標(蛋白質、水分、直鏈淀粉)，食味品質指標(米飯外觀、口感、食味值)，RVA譜特征值(峰值黏度、最低黏度、崩解值、最終黏度、消減值、回生值、峰值時間、糊化溫度)如表1所示。

2.2 稻米的理化品質與食味品質的相關性分析

表2可見，稻米的理化品質，蛋白質、水分、直鏈淀粉與米飯的外觀、口感、食味值相關性均不顯著，蛋白質與食味值的相關系數為0.082，直鏈淀粉與食味值的相關系數為-0.193。各理化指標與食味品質的相關性不顯著，直鏈淀粉與食味品質呈負相關，但未達到顯著程度。采用蛋白質、水分、直鏈淀粉等單一指標來預測或評價秈稻的食味品質存在很大的局限性。Baxter等[2]推測，稻米中淀粉、蛋白質和水三者之間的相互作用影響米的物理特性。周顯青等[3]指出，食味形成機理是大米淀粉結構、蛋白質與脂類相互結合的分子構象共同作用的結果。

表1 秈稻理化指標、食味品質指標及RVA譜特征值

謝黎虹[4]等推論，蛋白質影響米飯食味不可簡單歸于蛋白質的量，而可能緣于對米粒吸水性的改變或蛋白質網絡本身或蛋白質與淀粉之間的相互作用等。錢春榮[5]等的實驗表明，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，但蛋白質過高或過低，食味品質均會不同程度的下降，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。相同蛋白質含量的稻米，其氨基酸組成也有可能不同，有文獻指出，游離氨基酸較少，谷氨酸和天冬氨酸相對較多的米食味值較高[6]。

表2 秈稻理化品質指標與食味品質指標的相關性

大米的直鏈淀粉質量分數分為5級，蠟質：0%～2%；非常低的：5%～12%；低的：12%～20%；中等的：20%～25%；高的：25%～33%[7]。GB/T 17891—2017《優質稻谷》[8]中規定：優質秈稻谷的直鏈淀粉含量為14%～24%。GB/T 15683—2008《大米 直鏈淀粉含量的測定》[9]中檢測的直鏈淀粉含量，實際上是表現直鏈淀粉(Apparent amylose content, AAC)，它包含真正的直鏈淀粉和能與碘起反應的支鏈淀粉的長鏈B部分[10-12]。研究表明，直鏈淀粉含量相似而米飯質地相去甚遠的情形相當普遍[4, 13]，并且大米中的淀粉并不完全由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，其中還有性質介于兩者之間的成分存在，與支鏈淀粉的分支度和鏈長有關[6]，米飯的物性口感受到支鏈淀粉聚合度、鏈長比例、鏈長分布等因素的影響[3]。王靜等[14]研究了硬度和直鏈淀粉的關系、黏度和溶出的支鏈淀粉的關系、直鏈淀粉在淀粉顆粒內的位置及其與支鏈淀粉的相互作用機制，得出淀粉結構是制約米飯質構特性的關鍵因素。應從淀粉結構整體層面出發，弄清支鏈淀粉的精細結構和非淀粉組分(包括蛋白質、脂質、氨基酸種類等)與理化指標和食味品質間的聯系，來輔助改良稻米食味品質[13,15]。

2.3 稻米的理化品質與RVA譜特征值的相關性分析

從表3可見，蛋白質含量與最低黏度、最終黏度呈顯著負相關，與峰值黏度、崩解值、消減值、回生值、峰值時間、糊化溫度的相關性均不顯著。直鏈淀粉含量與最終黏度、消減值、回生值呈極顯著正相關，與最低黏度、峰值時間呈顯著正相關，與崩解值呈顯著負相關，與峰值黏度、糊化溫度相關性不顯著。水分含量與糊化特性RVA譜8個特征值相關性均不顯著，這可能與糊化特性的國標檢測過程有關。RVA譜檢測時，盡管精米的水分含量不同，但都會校準為含水量12%的濕基來進行檢測，糊化特性RVA譜實際上是在相同米水比的情況下繪制出的曲線。因此RVA譜特征值與精米的水分含量相關性不大。

從各理化品質與RVA譜特征值來看，直鏈淀粉含量與糊化特性相關性最顯著，可以從淀粉顆粒的糊化過程來分析。高直鏈淀粉含量使得淀粉顆粒在加熱剪切過程時不易破裂，抑制了淀粉膨脹，不利于黏度上升，熱糊穩定性增強，峰值黏度、崩解值隨之下降，同時淀粉糊化延緩，也使到達峰值黏度時間延長，糊化溫度升高。淀粉糊在冷卻過程中直鏈淀粉聯結在一起形成不溶于水的聚合體，聚合的直鏈淀粉同時把水和蛋白質分子包裹起來形成網狀結構的聚合物，導致了最終黏度升高，從而使回生值、消減值增加[16]。

2.4 稻米的RVA譜特征值與食味品質的相關性分析

從表4可見，米飯食味值與峰值黏度、崩解值呈極顯著正相關，與最低黏度、最終黏度、消減值、回生值、峰值時間呈顯著或極顯著負相關。由此表明，RVA譜特征值能充分反應米飯食味值，以此反應米飯食味的優劣。崩解值、消減值、峰值黏度與米飯食味值相關系數分別為0.841、-0.807、0.759?？梢钥闯?，峰值黏度、崩解值越高，消減值越低的稻米，其米飯的食味品質越好。RVA譜中的崩解值與米飯的口感相關，其大小直接反映出米飯的硬軟，即崩解值大的品種的米飯較軟，崩解值小的米飯較硬[17]。消減值與米飯冷卻后的質地相關，一般消減值為負值且絕對值大，米飯軟；消減值為負值且絕對值小的，米飯軟而不黏；消減值為正值且過大時，米飯硬而糙；消減值為正值且小時，米飯也軟而不黏[18]。從表1的消減值可以看出這21個稻米樣品的口感差異還是很大的，各種口感都有。食味較好品種的RVA譜崩解值大多在100 RVU以上，而消減值小于25 RVU，且多為負值；相反，食味差的品種崩解值低于36RVU，而消減值高于80 RVU[17]。如樣品3號、10號稻米，崩解值小、消減值大(高于80 RVU)的稻米，在育種過程中應該首先剔除，回交培育食味品質優的品種。有關用快速黏度分析儀(RVA)測得的稻米黏滯性特征值與稻米蒸煮品質存在良好相關性也有不少報道[17-20]。

表3 秈稻理化品質指標與RVA譜特征值的相關性

表4 秈稻RVA譜特征值與食味品質的相關性

3 結論

本研究對21個秈稻品種雜交一代樣品的RVA特征值與食味值的相關性分析可以看出，RVA特征值中的崩解值、消減值、峰值黏度與食味值的相關性很顯著，相關系數達到0.8。而通常人們育種評價中的理化指標如直鏈淀粉與食味值的相關系數不足0.2。分析理化指標與RVA特征值時，直鏈淀粉與RVA部分特征值有一定的相關性，相關系數分別在0.4～0.6之間。由此可以推測出各理化指標如蛋白質、直鏈淀粉對食味品質的影響屬于單一指標、間接指標；RVA特征值屬于綜合指標、直接指標。RVA譜為大米變成米飯的整個糊化過程的黏度曲線，它是淀粉、蛋白質、水分、脂類等所有成分相互作用的綜合反應。而理化指標只是單一的某一項指標，單個指標變化可能會影響其他指標的變化，進而影響各成分之間相互結合的緊密程度。因此，用綜合指標RVA譜特征值來評價食味品質會更合理更直接，可以作為優質秈稻育種的主要依據。