基于食味计评价杂交籼稻食味品质

袁玉洁，张丝琪，卢 慧，李贵勇，朱海平，陶有凤，陈 虹，任万军,

（1.四川农业大学 作物生理生态及栽培四川省重点实验室，四川 成都 611130；2.云南省农业科学院粮食作物研究所，云南 昆明 650200）

随着生活水平日益提高，消费者对优质稻米的需求越来越迫切[1]，食味品质是食用稻米的重要性质[2]。蒸煮条件是影响米饭食味品质的主要因素之一[3]，明确蒸煮条件与不同稻区稻米品种米饭食味品质的互作关系，对通过优化大米蒸煮工艺参数来改善米饭的食味品质，并对指导培育高食味品质蒸煮稳定型品种具有重要意义。研究表明，蒸煮过程中水的扩散和淀粉的浸出是影响米饭食味品质的主要原因，其通过改变米饭的硬度和黏性来影响米饭的口感[4]。生态点对稻米的食味品质存在显著影响[5-6]，其中，海拔和日平均气温是影响食味品质稳定性的主要环境气候因子[7]。稻米食味品质除受遗传因素[8]、栽培管理[9-10]与生态点[11]等影响外，还与蒸煮条件密切相关。但由于各品质指标间关系的复杂性，以及不同国家和地区人员对米饭食味嗜好的差异性[12]，不同稻区的不同稻米品种在各蒸煮条件下表现出不同的食味特征[13-14]。前人对蒸煮预处理[15]、蒸煮条件[16]和蒸煮仪器[17]与米饭食味品质的关系进行了较多研究，但研究大多围绕粳米展开，且研究材料多来源于同一地点的品种，难以表征复杂的品种、生态点与蒸煮条件的互作效应。食味计测定法与依靠人的感官鉴定相比，具有样品用量少、简便、结果重现性好等优点[12,18]，利用米饭食味计测定米饭食味值是当前稻米食味品质研究中普遍采用的方法之一。目前有关采用食味计对粳稻食味品质进行的研究已较多，但对籼稻的研究大多是针对其理化指标与蒸煮食味品质的关系[11,19]。西南地区是全国最典型的一季中籼杂交稻区，而针对蒸煮条件、生态点及其互作效应对杂交籼稻米饭食味品质的影响鲜有研究。本研究选取云南永胜和四川大邑2 个稻区种植的9 个杂交籼稻品种，基于食味计评价研究蒸煮条件对不同稻米米饭食味品质的影响，以期明确生态点、杂交籼稻品种与蒸煮条件的互作效应，为杂交籼稻优质米的生产、推广与米饭蒸煮条件的改良提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 材料

2018年供试品种为适宜西南地区（云、贵、川、渝）种植的9 个（米质达国家标准3级或以上）中籼杂交稻品种，包括‘内5优39'‘Y两优1号'‘川优6203'‘C两优华占'‘天优华占'‘中优295'‘隆两优1146'‘F优498'‘宜香优2115'，均由四川农业大学作物生理生态及栽培四川省重点实验室种植。

1.2 仪器与设备

STA1A型米饭食味计 日本佐竹公司；6N80型碾米机 四川旭东机械制造有限公司；FQS-13X20型碎米分离器 浙江台州市新恩精密粮仪有限公司。

1.3 方法

1.3.1 田间试验

试验品种于2018年分别在云南省丽江市永胜县和四川省成都市大邑县两个生态点播种。试验采用单因素随机区组设计，进行3 次重复，试验小区面积均为25.2 m2。采用软盘育秧，在四川大邑于4月3日播种，5月3日移栽；在云南永胜于4月8日播种，5月13日移栽；行穴距为30 cm×20 cm，每穴3 苗。均施氮肥（纯量180 kg/hm2），按m（基肥）∶m（蘖肥）＝7∶3施用。按m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）＝2∶1∶2确定磷、钾肥施用量，磷肥作基肥一次性施用，钾肥按m（基肥）∶m（分蘖肥）＝5∶5施用。水分管理及病虫草害防治等相关栽培措施均按照当地常规高产稻谷栽培要求实施。各生态点根据各品种稻谷成熟情况逐一收获，云南永胜于10月1日至10月8日收获，四川大邑于8月30日至9月12日收获。2 个生态点土壤理化性质见表1。

表1 2 个生态点试验田土壤理化性质Table 1 Physicochemical properties of soils from the test fields in two ecological locations

1.3.2 样品前处理

各品种稻谷按照四分法选取约6 kg放在网袋中，晒至安全水分质量分数（＜14.5%）后，统一储存在四川农业大学成都校区，在室温下保存3 个月，待其理化性质趋于稳定后，使用6N80型碾米机碾精，使用FQS-13X20型碎米分离器分离加工成国家标准一等精度的大米备用。

1.3.3 蒸煮条件单因素试验设计

对于1.3.2节经前处理后的各生态点稻米分别开展不同浸泡时间（0、15、30、60 min）、不同水米质量比（1.3∶1、1.5∶1、1.6∶1、1.9∶1、2.1∶1、2.4∶1、2.7∶1）、不同蒸煮时间（20、30、40 min）、不同焖制时间（0、15、30 min）蒸煮单因素试验，不同条件蒸煮处理按GB/T 15682—2008《粮油检验 稻谷、大米蒸煮食用品质感官评价方法》[20]规定执行。蒸煮处理于四川成都四川农业大学成都校区（30°36’ N、103°41’ E）进行，海拔536 m。

1.3.4 米饭食味品质测定

使用米饭食味计进行米饭食味特性测定。使用不锈钢罐准确称取整精米（30.0±0.1）g，盖上洗米盖用水冲洗约30 s至水不浑浊为止，依次展开不同蒸煮条件实验，用滤纸将钢罐封口后，使用食味计配用蒸饭煲进行蒸煮，待米饭煮熟后进行焖制处理，室温下冷却2 h后，称取7 g米饭装入直径30 mm、高9 mm的不锈钢试样圆环内，用压饭器压成饭饼作为测定米饭样品。将测定米饭样品放于测定槽中插入食味计测定。一个米饭样品的正反面各测1 次（计2 次）。测定米饭的外观、口感和食味值，每个样品设置3 次平行。

1.4 数据统计与分析

使用Microsoft Excel 2016软件进行数据进行统计，采用Graphpad Prism 8.0软件作图；采用SPSS 24.0软件进行数据的方差分析，并采用Duncan法进行多重比较，以P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 各处理稻米米饭食味品质的方差分析结果

稻米米饭的食味品质受到生态点、品种、蒸煮条件及其互作效应的共同作用（表2）。米饭的外观和食味值均受生态点极显著影响；品种对米饭外观、口感、食味值存在极显著影响；除浸泡时间对米饭口感不存在显著影响外，各蒸煮条件均对稻米米饭的食味品质存在极显著影响。生态点与各蒸煮条件的互作效应极显著影响各食味品质指标，而品种与水米质量比的互作效应极显著影响稻米米饭的口感与食味值，生态点、品种及蒸煮条件三者的互作效应对稻米米饭食味品质也存在着极显著影响。

表2 稻米米饭食味品质的方差分析（F值）Table 2 Analysis of variance for taste quality of rice (F-value)

2.2 不同蒸煮条件对稻米米饭食味品质的影响

2.2.1 不同水米质量比的稻米米饭食味品质差异

蒸煮是水分由外向内迁移的过程，其使浸滤液中的直链淀粉和支链淀粉与水分相互作用，导致米饭变软、有咀嚼性以及黏性[21]。由表3可知，不同水米质量比处理组间，米饭的外观和口感值差异显著，平均变异系数分别为7.35%和7.29%；在水米质量比1.3∶1～2.1∶1间米饭外观和口感随水米质量比增加而变优，两个生态点米饭总体均在水米质量比2.1∶1时食味计评分的外观和口感值达到最高，水米质量比大于2.1∶1后食味品质开始下降。

表3 水米质量比对不同生态点杂交籼稻米米饭外观和口感的影响Table 3 Effect of water-to-rice ratio on the appearance and palatability of indica hybrid rice from different ecological locations

不同品种稻米米饭的外观和口感不同，其中，‘内5优39'米饭外观和口感均为最好，分别高出各品种平均值7.49%和7.96%，‘宜香优2115'米饭次之，‘C两优华占'和‘中优295'分别为米饭外观、口感最差的品种。通过比较不同生态点各品种米饭外观和口感平均值可知，云南永胜稻米米饭外观较好于四川大邑，其中，在水米质量比1.6∶1下，云南永胜稻米米饭外观高出四川大邑稻米米饭12.94%；而米饭口感在水米质量比1.3∶1～1.6∶1下表现为云南永胜优于四川大邑，在1.9∶1～2.7∶1范围内两生态点口感相差不大。由变异系数可知，除‘川优6203'外各品种米饭在不同水米质量比处理下均表现为四川大邑比云南永胜食味品质的变异系数更大，其中，‘中优295'在两个生态点食味品质变异系数的差异最大，说明不同生态点米饭受蒸煮水米质量比的影响程度不同，以云南永胜的稻米米饭外观、口感食味特性更为稳定。

由图1可知，在不同水米质量比处理下，各品种米饭的食味值差异明显，总体表现为随水米质量比的增大，食味值先上升后下降的趋势，这与樊奇良等[22]的研究结果趋势一致；各品种米饭的食味值总体在水米质量比2.1∶1时达到最高，但张玉荣等[23]以安徽籼米为材料，通过感官评定结果发现籼米在水米质量比1.6∶1～1.7∶1时米饭食味品质最好，与本实验结果差异较大，这主要是由于所选籼稻品种不同，以及种植地生态点与西南生态点差异较大[24-25]。此外，本研究采取的食味测定方法为食味计测定法，与感官测定法研究结果存在一定的差异。食味计是根据米饭的光泽（外观）与食味性综合评分之间相关性高的原理，选择能反映米饭外观品质的波长，利用可见光-近红外光谱技术测定米饭食味品质；而加水量过少或过多均不能如实反映米饭的光泽特性，加水量少时米饭坚硬而缺乏光泽特性，加水量过多时导致米饭容易煮烂，难以鉴定[26]。本实验基于食味计进行测定，籼米在水米质量比2.1∶1时米饭食味品质最好，这可能是由于稻米米饭含水量在水米质量比2.1∶1时显著增加，表面脂质含量降低，故表现出较好的食味品质[27-28]；而水米质量比超过2.1∶1后，由于加水量过多导致米饭光泽变差，饭粒爆花而测定结果变差。

图1 水米质量比对不同生态点杂交籼稻米饭食味值的影响Fig.1 Effect of water-to-rice ratio on the taste value of indica hybrid rice from different ecological locations

不同生态点下，各籼稻品种米饭食味值受水米质量比的影响而不同。云南永胜的‘内5优39'‘Y两优1号'‘C两优华占'和‘天优华占'米饭在水米质量比1.9∶1时已基本达到最高食味值，以‘F优498'米饭变幅最大；四川大邑种植的‘隆两优1146'和‘F优498'米饭在1.9∶1时便达到峰值，‘内5优39'米饭在2.4∶1时达到峰值，以‘中优295'变幅最大；两个生态点均以‘内5优39'米饭在各水米质量比间的变幅最小，食味品质较稳定。

2.2.2 不同浸泡时间的稻米米饭食味品质差异

在浸泡过程中，水分进入米粒并与非淀粉多糖和蛋白质结合，米粒直链淀粉缓慢浸出，因此未浸泡的米饭硬度一般高于浸泡后的米饭硬度[29]。前人研究指出浸泡时间过长会影响米饭的口感[30]，蒸煮前粳米浸泡20～40 min、籼米浸泡30～50 min时，米饭的弹性较大[23]。而张小明等[31]指出经过2 h的浸渍后水分子可渗透到达米粒淀粉中。由表4可知，不同浸泡时间下，稻米米饭食味品质差异显著，云南不同品种样品中除‘川优6203'和‘隆两优1146'表现为随浸泡时间的延长，米饭食味值先增加后降低的特点，其他品种均在浸泡15 min时出现一低谷值，在30 min米饭食味品质最好。四川不同品种样品受浸泡时间的影响较大，除‘Y两优1号'和‘隆两优1146'，其他品种均表现为随浸泡时间延长，米饭食味值先增加后降低，‘川优6203'‘C两优华占'‘天优华占'‘中优295'和‘F优498'在浸泡15 min便达到峰值，而‘内5优39'和‘宜香优2115'在浸泡30 min时米饭食味品质最优。由变异系数可知，不同品种的食味值受浸泡时间影响不同，其中，‘F优498'变异系数最大，达到5.78%，‘中优295'和‘C两优华占'的食味值在各浸泡时间下变幅较小，变异系数分别为1.63%和1.70%。不同品种稻米在浸泡和蒸煮过程中具有不同的食味特性，可能是由于稻米水分含量的变化与淀粉、蛋白质等有机物的理化特性密切相关[32]。

表4 浸泡时间对不同生态点杂交籼稻米饭食味品质的影响Table 4 Effect of soaking time on the eating quality of indica hybrid rice from different ecological locations

续表4

不同生态点的稻米在各浸泡时间处理下食味品质不同，除浸泡15 min外，其他浸泡时间处理的米饭外观、口感均为云南永胜较四川大邑更好；从米饭食味值来看，浸泡时间为0 min时，两个生态点样品食味值差异不明显，浸泡30 min时，云南样品食味值明显高于四川样品，而在浸泡15 min和60 min条件下，四川样品食味值高于云南样品。整体来看，云南永胜杂交籼稻在浸泡时间30 min下食味品质最好，而四川大邑各品种稻米对浸泡时间有不同的要求，综合分析以浸泡15 min较佳，两个生态点均以‘内5优39'品种食味最佳，在不同浸泡时间下变幅中等，稳定性较好。

2.2.3 不同蒸煮时间的稻米米饭食味品质差异

蒸煮是淀粉糊化的过程，蒸煮温度和蒸煮时间会显著影响米饭的物理化学特性[13]，因此不同蒸煮时间下米饭食味值差异明显。由表5可知，各品种米饭中，除四川大邑的‘天优华占'‘Y两优1号'和‘中优295'米饭外观和口感随蒸煮时间的延长而变好外，其他样品总体表现为随蒸煮时间的延长，食味品质呈先上升后降低的趋势，以蒸煮30 min食味最佳。这可能是由于加热时间过短，大米淀粉糊化不完全；加热时间过长，锅内上下层的温度不均匀，位于下层的米饭由于热量供给较多，大米淀粉过度糊化，易产生烂饭[33]。

表5 蒸煮时间对不同生态点杂交籼稻米饭食味品质的影响Table 5 Effect of cooking time on the eating quality of indica hybrid rice from different ecological locations

不同品种稻米米饭食味品质受蒸煮时间影响程度不同。‘F优498'米饭受蒸煮时间影响最大，其外观、口感和食味值的变异系数分别达到12.04%、10.98%和7.62%，而变异系数最小的品种仅分别为5.86%、5.05%和3.22%。两生态点稻米米饭食味值在不同的蒸煮时间下也不尽相同。蒸煮20 min时，云南永胜稻米米饭的外观、口感均优于四川大邑稻米米饭，食味值与四川大邑稻米米饭接近；蒸煮30 min时，两个生态点的品种米饭食味品质均达到最好，其中，云南样品的外观、口感和食味值平均值分别比四川样品高12.94%、7.59%和3.83%；蒸煮40 min时，四川大邑稻米米饭的口感和食味值较云南稻米米饭更好。

2.2.4 不同焖制时间的稻米米饭食味品质差异

焖制时间不足或不经焖制后直接进行食用时，米粒之间存有多余的水分且米粒中心较硬，米饭弹性较差，淀粉糊化不均匀，易出现夹生现象[33]。焖制后的米饭外表面孔隙较少，气孔更紧密，淀粉颗粒的糊化效果更好，膨胀性更强[34]。前人研究表明，随着焖制时间的延长，米饭的弹性先增大后减小，米饭的硬度与黏性比值先减小后增加，以焖制时间为20 min左右的米饭食味品质较好[23]。而Zeng Zhi等[35]将米饭蒸煮共分为4 个阶段，其中第4阶段为停止加热后保温焖制30 min，这个阶段能加速米饭产生大量的挥发性风味物质。

由表6可知，不同焖制时间下，稻米米饭食味品质发生明显变化，且大多数品种的稻米米饭食味品质变化规律基本一致，即焖制15 min时稻米米饭食味品质最高，在此基础上延长或缩短焖制时间，稻米米饭的食味品质都会降低。各品种米饭间以‘内5优39'米饭的食味品质最好，云南永胜以‘C两优华占'米饭食味品质最差，四川大邑以‘中优295'米饭食味品质最差。同时不同品种稻米米饭食味品质受焖制时间的影响程度不同，其中，‘F优498'‘天优华占'和‘宜香优2115'米饭食味值在各焖制时间之间变幅较大，变异系数分别为6.09%、5.28%和4.87%，均高于平均变异系数。不同生态点各品种米饭外观和口感变化规律有较大差异，其中云南各品种米饭变化趋势趋于一致，但四川各品种米饭间差异较大，以‘隆两优1146'‘川优6203'‘C两优华占'和‘F优498'表现为随焖制时间的延长，米饭的外观和口感逐渐变差，而‘中优295'米饭的食味品质随焖制时间的延长而外观和口感变好。

表6 焖制时间对不同生态点杂交籼稻米饭食味品质的影响Table 6 Effect of holding time on the eating quality of indica hybrid rice from different ecological locations

不同生态点间，各稻米品种米饭的食味品质在不同焖制时间下存在差异。云南永胜稻米米饭外观整体比四川稻米米饭好，在焖制15 min时高出四川大邑稻米米饭12.94%；而样品口感与食味值在焖制0 min时，表现为四川大邑稻米米饭更好，分别高出云南永胜稻米米饭7.33%、6.04%，而云南永胜稻米米饭的食味值在焖制15 min时口感高出四川大邑稻米米饭7.59%。综合来看，焖制时间15 min更适合云南永胜稻米。

3 结 论

稻米米饭的食味品质为品种、生态点、蒸煮条件及三者互作效应共同作用的结果。不同蒸煮条件对西南不同生态点杂交籼稻食味品质的影响不同，总体来说云南生态点稻米米饭外观更好，而四川稻米在特定蒸煮条件下食味值更高。9 个品种稻米米饭中‘内5优39'米饭的食味品质最好，‘宜香优2115'米饭次之，而‘中优295'和‘F优498'米饭的食味品质较差。不同品种在不同生态点的食味品质表现不同，可通过优化蒸煮水米质量比、浸泡时间、蒸煮时间和焖制时间，提高不同品种稻米米饭的食味品质。基于米饭食味计评价结果，云南永胜等光温充足稻区以水米质量比2.1∶1、浸泡30 min、蒸煮30 min以及焖制15 min蒸煮米饭的食味值较高；四川大邑等高湿寡照稻区以水米质量比2.1∶1、浸泡15 min、蒸煮30 min以及焖制15 min蒸煮米饭的食味值较高。由于食味计评价结果与感官食味测定存在一定差异，因此应进一步改进现有米饭食味计测定方法，引入人群的感官食味嗜好，以适用于杂交籼稻的食味评价。