江苏省半糯粳稻食味品质特征及其与感官评价的关系

岳红亮 赵庆勇 赵春芳 田 铮 陈 涛 梁文化 张亚东 王忠红 王才林

(西藏农牧学院植物科学学院1，林芝 860000)

(江苏省农业科学院粮食作物研究所；江苏省优质水稻工程技术研究中心；国家水稻改良中心南京分中心2，南京 210014)

目前我国粳米的食味品质已有所改善，有不少适口性好的稻米受到人们青睐，如东北“五常大米”、江苏“南粳系列优良食味稻米”等。稻米食味品质是一个综合指标，涉及的性状指标众多[1，2]。各指标间相关关系复杂，每个指标对稻米的食味品质产生的影响也不尽相同。阙补超等[3]和王莹等[4]研究发现直链淀粉含量和蛋白质含量与食味品质都呈显著负相关，直链淀粉含量和蛋白质含量间也存在显著正相关；李贞等[5]通过分析产自黑龙江省的6个大米品种，发现食味品质与胶稠度呈显著正相关；陈培峰等[6]以18份江苏省主要推广应用的粳稻品种为试材，研究发现胶稠度较高的水稻品种，食味品质较好。马畅等[7]通过对78份东北常规粳稻品质的研究发现食味值与起始糊化温度呈显著负相关，韩金香等[8]发现糊化温度低的稻米食味品质较好。

赵国珍等[9]通过对RVA谱特性值与蒸煮食味品质的相关性分析，发现RVA谱特征值与稻米蒸煮食味品质关系密切，特别是最高黏度、崩解值和消减值等特征值能较好地反映稻米蒸煮食味品质的优劣，最高黏度和崩解值越大，消减值越小，稻米食味品质越好。米饭蒸煮特性与食味品质的关系也有相关研究报道，边嘉宾等[10]对天津市新育成的22份水稻品系研究发现米汤碘蓝值与食味品质呈极显著正相关。赵孝东等[11]研究了54份粳稻的稻米蒸煮特性与理化性状的相关性，发现直链淀粉含量与碘蓝值、米汤溶出物以及碱消值与米汤溶出物都达到极显著正相关。

为进一步研究影响稻米食味品质的关键因素及其与感官评价之间的关系，本研究以感官评价值较高的34份江苏省粳稻稻米为实验材料，测定分析了稻米理化指标、RVA谱特征值及蒸煮特性，研究了各性状值与感官评价值的相关性，旨在发现半糯粳稻与普通粳稻的理化特性等方面的差异，为江苏省水稻育种提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为2018年江苏省各育种单位或种业公司培育种植的优质粳稻品种，由各育种单位种植管理并提供稻米样品。共34份，其中半糯粳稻21份，普通粳稻13份；对照2份为武育粳3号和南粳9108，如表1所示。

1.2 方法

1.2.1 稻米理化指标的测定

按NY/T 2639—2014《稻米直链淀粉含量的测定 分光光度法》进行稻米直链淀粉含量(AC)测定，每个样品测定3个重复。按GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定方法》进行稻米蛋白质含量(PC)测定，每个样品测定3个重复。按NY/T 83—2017《米质测定方法》进行胶稠度(GC)测定，每个样品测定5个重复。糊化温度(GT)采用由RVA测定的成糊温度。

1.2.2 稻米RVA谱特征值的测定

利用Perten TechMaster谷物黏度快速分析仪测定RVA谱黏滞特性，用配套软件TWC分析。参照美国谷物化学家协会AACC61-01和61-02操作规程进行参数设置。仪器测出的RVA参数包括：峰值黏度(PV)、热浆黏度(TV)、最终黏度(FV)、峰值时间(Pet)、崩解值(BDV)和消减值(SBV)。每个样品重复测定2次，取平均值为性状值。

1.2.3 米饭蒸煮特征值的测定

(1)延伸性(CRE)和延伸指数(CREI)按包劲松等[12]研究方法测定：选取20粒无裂纹且腹白尽可能少的整精米，测定其米粒长(L1，mm)和米粒宽(W1，mm)。将测定过长度及宽度的米粒放入同一型号的试管中，加入20 mL自来水，放入沸水中煮10 min，取出完整饭粒放在吸水纸上，静置3 h以上，测定饭粒长(L2，mm)和饭粒宽(W2，mm)。每个品种选取10粒饭粒以均值作为分析数值。米粒型S1=L1/W1，饭粒型S2=L2/W2，延伸性L=(L2-L1)/L1×100%，延伸指数S=(S1-S2)/S1×100%。

(2)米汤碘蓝值(IBV)、米汤溶出物(DL)和米饭吸水性(WB)参照文献的测定方法[13]，并作简要修改。称取相当于5.0 g(精确到0.01 g)精米干物质的样品(M1)，用自来水淘洗3次，再用蒸馏水淘洗1次，放入网袋中并放入盛有80 mL蒸馏水的烧杯中，将烧杯置于水浴锅中待温度达到100 ℃时保持沸腾状态，计时20 min后立即取出烧杯。将装有米饭的网袋置于烧杯口正上方直至没有液体滴落，冷却至室温后将米汤全部转移到100 mL容量瓶中定容并摇匀。

IBV：取出20 mL米汤于50 mL离心管中在1 500 r/min的条件下离心5 min。吸取5.0 mL上清液于100 mL容量瓶中，在5.0 mL上清液中加入1 mL 0.2%的碘-碘化钾溶液，并用蒸馏水定容，充分摇匀后静置20 min。在600 nm波长时测定样品的吸光值。

表1 供试材料

DL：量取定容至100 mL的米汤20 mL置于铝盒中，105 ℃干燥至少8 h使液体完全蒸发，得到的固体物量即为1 g大米干物质的米汤溶出物质量。

WB:将装有米饭的网袋放到吸水纸上晾置5 h吸干多余水分，称质量(M2)，米饭吸水率M=(M2-M1)/M1×100%。

1.2.4 米饭食味品质的感官评价

米饭食味值品质的感官评价按DB32/T 1762—2011《稻米食味品质评价》中的方法进行。称取每份样品500.0 g，按标准含水量确定米水比。加水前将米样淘洗3次，加水后浸泡30 min后开始蒸煮。煮熟后再焖10 min，最后开锅搅匀进行品尝。气味、外观、黏性、口感的品评在米饭冷却前完成，回生度的评定待米饭冷却后进行，同时进行综合食味值的评定。每次先品尝对照，半糯粳稻对照为南粳9108，普通粳稻对照为武育粳3号。米饭食味品质根据米饭气味、外观、黏性、口感、回生度和综合食味值6个指标评定。每个指标分别与对照相比，分为相当差、差、略差、相同、略好、好、相当好7个等级，分别记作-3、-2、-1、0、1、2、3分。食味品质的鉴定由23位省内从事品种选育、生产、销售等方面的资深专家作为食味评价员进行品尝打分，排除误差较大的数据后，将平均值换算成百分值作为该品种的感官评价值。

1.2.5 数据统计与分析

采用Excel2010对调查性状进行差异显著性分析，用SPSS22.0进行相关性分析和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 米饭食味品质的感官评价

34份供试稻米的感官评价值较高，说明供试样品的适口性均较好、属于优良食味型粳米(图1)。按AC高低，34份常规粳稻样品分为普通粳稻和半糯粳稻，二者在外观上无显著性差异；在综合食味值、气味、黏性、口感和回生度上，半糯粳稻均显著高于普通粳稻，2种粳稻类型中各性状值的变异系数均较小(表2)。

注：不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

图1不同样品类型间稻米食味品尝性状的差异

2.2 稻米食味品质理化指标的差异

34个供试稻米的AC变异系数较大，PC和GC的变异系数较小，GT变异系数最小(表3)。与普通粳稻相比，半糯粳稻具有较小的AC、较大的GC，PC和GT无差异。图2显示了各理化指标分别在半糯粳稻和普通粳稻中的分布。

表2 不同样品类型间稻米食味品尝性状的差异

注：同列不同字母表示表示差异显著(P<0.05)，下同。

表3 不同样品类型间稻米理化指标的差异

图2 普通粳稻和半糯粳稻中稻米食味品质理化性状的频率分布特征

2.3 稻米RVA谱特征值的差异

根据RVA谱特征值测定结果(表4)，4个RVA一级参数PKV、TV、FV、Pet的变异系数较小，而二级参数BDV和SBV的变异系数较大，其中SBV在普通粳稻和半糯粳稻中的变异系数分别为331.8%和56.8%。与普通粳稻相比，半糯粳稻具有较高的PKV和BDV，较低的TV、FV、SBV，较小的Pet。取21份半糯粳稻品种和13份普通粳稻品种的RVA曲线的平均值进行图谱绘制，可以看出半糯粳稻与普通粳稻在FV、Pet等性状上的差异(图3)。

图3 普通粳稻和半糯粳稻的RVA谱

2.4 稻米蒸煮品质的差异

稻米蒸煮后进行蒸煮特性分析(表5)，结果表明，6个性状值在34份稻米中均存在一定的变异幅度，其中米汤碘蓝值的变异系数最大，其次为延伸指数、米汤溶出物、延伸性、吸水率，米汤pH值最小。半糯粳稻的米粒延伸性、延伸指数显著大于普通粳稻，而碘蓝值、米汤pH值、米饭吸水率显著小于普通粳稻，米汤溶出物在二者间则无差异。

2.5 稻米理化性状与感官评价的相关性分析

稻米蒸煮食味品质与理化性状密切相关，相关性分析可以体现出各理化性状或蒸煮品质与感官评价值间的相关程度。米饭气味与AC、Pet存在显著负相关关系，而与延伸性表现出显著正相关。在米饭外观评价上，仅检测到外观与米粒延伸指数存在显著正相关关系。米饭黏性与AC、PC、FV、SBV、Pet、米汤碘蓝值呈极显著负相关，与TV、米汤溶出物呈显著负相关；与GC、BDV呈极显著正相关，与延伸性呈显著正相关。米饭口感与AC、PC、FV、SBV、Pet、米汤碘蓝值呈极显著负相关，与TV呈显著负相关；与BDV呈极显著正相关，与GC、延伸性呈显著正相关。米饭回生度与AC、FV、SBV、Pet、米汤碘蓝值、米汤溶出物呈极显著负相关，与PC、TV呈显著负相关；与BDV呈极显著正相关，与GC、延伸性呈显著正相关。综合食味值与SBV、Pet呈极显著负相关，与AC、PC、FV、米汤碘蓝值、米汤溶出物呈显著负相关性；与延伸性呈极显著正相关，与GC、BDV、延伸指数呈显著正相关。该结果进一步说明，AC、PC、FV、SBV、Pet及米汤碘蓝值越低，GC、BDV、延伸性及延伸指数越高，粳稻品种的食味品质综合值越高、适口性越好。

表4 不同样品类型间稻米RVA谱特征值的差异

表5 不同样品类型间稻米的蒸煮特性差异

表6 稻米食味品质理化性状与感官评价值间的相关性

注：*和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著性。

2.6 稻米蒸煮食味品质性状间的主成分分析

对16个稻米食味品质理化及蒸煮品质进行主成分分析，以特征值大于1为标准可筛选出5个主成分(表7)。这5个主成分的累计贡献率达到了82.7%，包含了16个性状中80%以上的信息量，说明这5个主成分可以体现对稻米食味品质理化及蒸煮品质的评价[14]。

第一类主成分为蒸煮因子，贡献率达到了42.7%，其中因子载荷较高(绝对值大于0.8)且为正的指标有SBV、FV、Pet、AC；因子载荷较高且特征值为负的指标为BDV、GC，说明当第一主成分值越大时，SBV、FV、AC越大，Pet越长，BDV、GC越低，进一步说明第一主成分因子对稻米食味品质起负向调节作用。第二类主成分为黏性因子，贡献率为15.5%，主要是PKV载荷值较高且特征值为负，说明第二类主成分越大时，PKV越小，间接说明第二主成分因子对稻米食味品质起负向调节作用。第三类主成分为延伸因子，贡献率为10.8%，受延伸指数、延伸性、GT影响较大，其中延伸指数和延伸性特征值为正，GT特征值为负，表明该类主成分对稻米食味品质起正向调节作用。第四、五主成分的贡献率较低，在10%以下，其中第四主成分为米汤因子，主要受米汤pH值、米汤溶出物影响，两特征值均为正；第五主成分受蛋白质的影响最大，特征值为正，表明这两类主成分对稻米食味品质起负向调节作用。综上，载荷值高的指标均是在稻米理化特性和蒸煮特性中可对稻米食味品质起关键作用的因子，由各指标与食味品质之间的相关关系可以得知，在育种过程中应尽可能选择第一主成分值小的粳稻品种。此外，第二、第四、第五主成分也要适当降低，而第三主成分适当增大，将利于稻米食味品质的提高。

表7 稻米蒸煮食味品质相关性状间的主成分分析

3 讨论

直链淀粉含量(AC)、胶稠度(GC)、糊化温度(GT)、蛋白质含量(PC)是影响稻米蒸煮食味品质的重要理化指标[15，16]。本研究对比分析了普通粳稻(AC一般为14%～20%)和半糯粳稻(AC一般为8%～12%)的食味品质及其理化、蒸煮特性等性状，发现半糯粳稻的感官评价值较高，GC、RVA谱特征值BDV和PV、蒸煮后的米粒延伸性较大，而普通粳稻的RVA谱特征值FV、Pet、SBV及蒸煮特性中碘蓝值和米饭吸水性较大。赵春芳等[17]研究发现半糯粳稻不仅AC降低，支链淀粉中长链比例也降低而短链比例增加，因而使米饭质地更柔软、米胶更易流淌，而回生性得到抑制，从而解释了半糯粳稻具有GC和米粒延伸性高、SBV和FV低的理化特性。米汤碘蓝值体现了稻米蒸煮后直链淀粉的溶解性，与品种AC密切相关，因而高AC水稻品种的碘蓝值较高，本研究同样检测到碘蓝值与AC具有较高的相关系数(0.849)。蒸煮过程中稻米吸水性与AC呈正相关，推测稻米吸水性可能与淀粉晶体结构具有一定关系[18，19]。以往研究表明PC与稻米食味品质呈显著负相关[20]，蒸煮过程中蛋白体会包围在复合淀粉粒周围形成大分子，阻碍了淀粉粒的吸水和糊化能力，因此PC高时淀粉粒因不能完全糊化而使米饭硬度增大、黏性降低，影响适口性[21，22]。谢黎虹等[23]报道蛋白质影响米饭食味品质可能与米饭蒸煮后的持水能力有关，PC越高米饭持水能力越差，因而硬度及回生性增加。本研究也检测到PC与部分感官评价呈显著负相关，与以往报道一致；34份粳稻中PC变异幅度较大(5.4%～10.9%)，但是在半糯粳稻和普通粳稻组间差异不显著，说明PC不受AC的影响，与其自身的基因型有关。

前人对稻米RVA谱特征值进行了大量的研究[24，25]，公认的食味较好的优质粳稻品种往往BDV大，多数在1 200 cP以上，而SBV小，一般在300 cP以下，且多数为负值；相反，食味差的粳稻品种BDV往往较小，一般低于420 cP，而SBV较大，多数高于960 cP。隋炯明等[26]表明稻米食味值与RVA谱特征值呈现极显著相关性。本研究检测也到感官评价值与BDV呈极显著正相关，与SBV、Pet、FV极显著负相关，并且这些特征值是第一主成分因子，是衡量稻米蒸煮食味品质的重要指标。赵春芳等[17]认为RVA谱特征值能体现稻米淀粉的黏滞性、崩解性、糊化特性、回生特性等多项理化特征，可以直接反映稻米蒸煮食味的优劣，适用于优质稻米筛选过程。此外，本研究检测到米饭食味值与米粒延伸性呈显著正相关，而与米汤溶出物呈显著负相关，说明食味品质越高的水稻，延伸性更好，淀粉粒更不易破裂，因此蒸煮品质可作为优质稻米筛选的另一重要指标。

食味品质越好的稻米，米粒延伸性越大，米粒支链淀粉结构中长链淀粉的含量越低，米粒越不易破裂，米粒延伸性、完整性与米饭食味值呈极显著正相关。半糯粳稻由于AC的降低，导致了理化特性及RVA谱与普通常规粳稻的显著差异，表现出更优异的蒸煮食味品质，在江苏省发展半糯型粳稻育种是培育可以与东北粳稻品种食味相比拟的优良食味粳稻品种的重要举措。

4 结论

34份粳稻的综合品尝值较高，变异系数较小，属于优良食味型粳稻，其中半糯粳稻比普通粳稻的感官评价值更高。相比普通粳稻，半糯粳稻AC和PC较低，GC较大，在RVA谱上，半糯粳稻具有更大的BDV和PV、更小的SBV、TV和FV及更短的Pet；在蒸煮特性上，半糯粳稻具有更大的米粒延伸性和延伸指数，更小的米汤碘蓝值、米汤pH值和米饭吸水率。米饭食味值与AC、PC、FV、SBV、Pet、米汤碘蓝值、米汤溶出物呈显著负相关，而与GC、BDV、延伸性、延伸指数呈显著正相关，这些性状亦是构成5个主成分因子的主要性状，表明它们与稻米食味品质的关系更密切，是优质粳稻品种筛选的重要参考指标。因此，在优质粳稻育种或品种改良中，通过降低AC、PC、SBV和米汤溶出物，提高BDV、GC和延伸性等理化指标，可培育出蒸煮食味品质优异的水稻新品种。