不同品种小米的直链淀粉含量与快速黏度分析仪谱特征值关系研究

2010-09-13刘辉，张敏*

食品科学 2010年15期

关键词：直链稻米特征值

刘辉，张敏*

(东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨 150030)

不同品种小米的直链淀粉含量与快速黏度分析仪谱特征值关系研究

刘辉，张敏*

(东北农业大学食品学院，黑龙江哈尔滨 150030)

采用快速黏度分析仪(RVA)分析全国27个小米品种的RVA谱线和各特征值间的相关性。结果表明：小米品种间的RVA谱特征值差异显著，小米衰减值的测定对于小米的品种鉴别具有较强的区分能力；直链淀粉含量与衰减值呈极显著负相关，与回生值呈极显著的正相关。可以利用直链淀粉含量并辅助RVA谱特征值进行小米品质的鉴定。

小米；糊化特性；直链淀粉含量；RVA谱

Abstract ：Rapid visco analyzer was used to analyze the RVA spectra of 27 millet varieties and correlations among RVA eigenvalues were explored. The results showed that there was a significant difference in RVA eigenvalues among different millet varieties. The measurement of millet attenuation values provided an effective discrimination for 27 millet varieties. Amylose content was negatively correlated with attenuation values but positively correlated with retrogradation values. Therefore, RVA determination combined with amylose content provides a good approach for the identification of millet quality.

Key words：millet；gelatinization characteristics；amylose content；RVA spectrum

小米，又称粟，原产于我国，栽培历史悠久，早在两千多年前的甲骨文中就记载了“神农五谷，粟居其一”。同其他谷类相比，小米含有丰富的蛋白质、脂肪，而且营养素配比较合理，人体消化吸收率高。此外，一般谷类缺乏的色氨酸、VB1、胡萝卜素等在小米中含量亦较丰富。小米还具有良好的药用价值，可以养胃健脾，是难得的滋补佳品[1]。

随着我国城乡居民生活水平的不断提高，人们对小米产品的要求是颜色鲜艳、柔软可口、没有回生现象。在优质谷子育种上，由仅注重外观品质转向理化指标与外观品质并重，因此品质育种在作物育种中越来越受到重视。在水稻、小麦等作物上利用快速黏度分析仪(rapid visco analyzer，RVA)快速分析品质性状的研究报道已有很多[2-3]，但在小米中的应用很少。

目前用比色法测定的直链淀粉含量(amylose content，AC)实际上包括了直链淀粉和支链淀粉的长链B，因此又称表观直链淀粉含量(apparent amylose content，AAC)[4]。AAC是决定稻米蒸煮与食用品质的一项重要品质性状[5]。吴殿星[6]和胡培松等[7]研究认为，RVA谱特征值与稻米理化品质指标AC关系密切。隋炯明[8]和吴殿星等[6]还进一步提出了区分优质稻米品种的RVA谱特征指标值。吴殿星等[6]另外还分析了不同AC水稻品种的RVA谱特征，较好地区分AC相似品种的优劣。贾良等[9]的研究结果表明，RVA谱特征值与稻米理化品质指标AC、胶稠度间都存在极显著的相关性。王丰等[10]通过分析不同食味类型稻米品种的RVA谱特性，发现食味较优的品种一般都具有较小的回生值，而食味较差的品种则相反。由于RVA谱的测定操作简单、重复性好、需样量少，因此，在谷物类作物的蒸煮与食用品质评价以及优质品种的选育中具有重要的应用价值。

本实验利用快速黏度分析仪测试不同品种的小米，对它们糊化特性的主要特征值进行比较分析，并对RVA谱特征值与直链淀粉含量的相关性进行初步探讨，旨在为今后小米的加工和育种工作提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

本研究采用全国27个小米品种(赤谷10、晋谷21、济谷13、龙谷32、公谷68、长生18、济谷12、陇谷10、冀谷19、冀谷26、长农0302、长生0301、朝谷13、冀谷22、陇谷8、长生04、晋谷27、长农35、赤谷8、朝谷12、延谷12、陇谷6、延谷13、龙谷31、公矮5、公矮2、龙谷25)作为研究对象。

RVA仪澳大利亚Newport Scientific仪器公司。

1.2 方法

1.2.1 淀粉黏滞特性分析

采用RVA仪快速测定淀粉黏滞特性，并用TCW(thermal cycle for windows)配套软件分析。测定按AACC操作规程61—02，1995《快速黏度分析仪测定大米的糊化特性》要求，即含水量为14.0%时，样品量3.00g，蒸馏水25.00mL。测定过程中，罐内温度变化如下：50℃保持1min，以12℃/min上升到95℃(3.75min)，95℃保持2.5min，以后下降到50℃(3.75min)，50℃保持1.4min。搅拌器起始10s转动速度为960r/min，之后保持在160r/min，产生峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、衰减值、回生值、糊化温度一系列特征值。

1.2.2 直链淀粉含量测定

按照GB/T 15683—1995《稻米直链淀粉含量的测定》进行测定。

1.2.3 统计分析

采用SPSS统计软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同小米品种间RVA 谱特征值分析

表1为测定的27种小米品种RVA特征值，峰值黏度的变化范围为918～2166cP，其中龙谷25的峰值黏度最小为918cP，而晋谷27的峰值黏度最大为2166cP；热浆黏度的变化范围为706～1360cP，其中龙谷25热浆黏度最小为706cP，而冀谷19和济谷13的热浆黏度最大，均为1360cP；最终黏度变化范围为2079～3501cP，其中公谷68最终黏度最小为2079cP，而龙谷32最大为3501cP；衰减值变化范围为210～1175cP，其中龙谷31最小为210cP，而晋谷27为最大为1175cP；回生值变化范围为1283～2596cP，其中晋谷27最小为1283cP，而龙谷32最大为2596cP。糊化温度变化范围为74.75～89.7℃，其中晋谷27最小为74.75℃，陇谷8最大为89.7℃。

不同小米品种间RVA谱的特征值变化较大。6个RVA谱特征值中变异系数最大的是衰减值，其次是最终黏度、热浆黏度、峰值黏度、回生值，最小的是糊化温度。变异系数反映了指标间的离散程度，说明小米衰减值的测定对于小米的品种鉴别具有较强的区分能力。不同品种小米间RVA谱特征值的差异，与小米品种的地域差异及其他一些环境因素和施肥量等因素直接相关[11]。

表1 27个小米品种的RVA特征值Table 1 RVA eigenvalues of 27 millet varieties

2.2 小米RVA谱特征值间的相关性

表2 小米RVA谱各特征值的相关性Table 2 Correlations among RVA spectral eigenvalues

进一步分析小米RVA谱各特征值的相关性，结果见表2所示。回生值和最终黏度呈极显著正相关，相关系数高达0.863；热浆黏度和峰值黏度呈极显著正相关，相关系数达0.822。在剩余指标中，衰减值和峰值黏度呈极显著正相关；糊化温度和峰值黏度、热浆黏度、衰减值呈极显著负相关。舒庆尧等[5]研究早籼米认为，RVA谱特征值的峰值黏度、热浆黏度、最终黏度3个基本指标可以反映RVA谱的基本特征。Juliano[12]的研究表明热浆黏度、最终黏度较大的小米品种的加工特性较好。比较本实验中27个小米品种的RVA谱各特征值得出，济谷13的热浆黏度较大为1360cP，最终黏度较大为2946cP；冀谷19的热浆黏度为1360cP，最终黏度为3317cP；公矮2的热浆黏度为1148cP，最终黏度为3037cP。

2.3 RVA谱特征值与直链淀粉的相关性

有研究表明，RVA谱特征值之间的差异主要是由于直链淀粉含量的差异引起的[13]。27个小米品种的直链淀粉含量测定结果如表3所示。

表3 27个小米品种的直链淀粉含量Table 3 Amylose contents of 27 millet varieties%

依据直链淀粉含量的不同，将27个小米品种分为3类：低AC品种(AC＜25%)、中低AC品种(25%≤AC≤35%)、高AC品种(AC＞35%)；其中低AC品种组共3个品种，中低AC品种组16个，高AC品种组8个。分析27个小米品种的直链淀粉含量与RVA谱特征值的相关性如表4所示。

表4 RVA谱特征值与直链淀粉含量的关系Table 4 Relationships between RVA eigenvalues and amylose content

由表4可见，随着小米AC的升高，衰减值、峰值黏度减小，其他的特征值随AC的升高而增大。这与稻米研究中，RVA 谱特征值中最高黏度(峰值黏度)、崩解值(衰减值)与AC呈极显著负相关[14]的结论具有一致性。相关系数分析表明，小米中的AC直接影响RVA谱线的各特征值大小，其相关系数都达到极显著的水平，特别是与回生值的正相关系数高达0.999；与衰减值的负相关系数高达0.996。即小米中的AC高，则衰减值小，而回生值大；若小米中的AC低，则衰减值大，而回生值小。这期间的数学变化规律还有待进一步的研究。

谷物中的直链淀粉含量是影响米饭适口性的重要因素[13-15]。虽然选择较低的直链淀粉含量可在一定程度使得稻米食味变佳，但稻米直链淀粉含量并非越低越好，直链淀粉含量过低，煮成的米饭就会太黏、味淡、食味差。一般，水稻品种要具备优良的食味，其直链淀粉含量应中等适宜[16]。NY/T 5932—2002《食用稻品种品质》[17]中规定直链淀粉含量为15%～20%时，可以达到粳稻品质1、2级标准。本实验测定的小米品种中，RVA谱表现较优的小米品种的直链淀粉含量基本在 25%≤AC＜35%之间。有关小米的食味与淀粉含量间的关系，有待进一步的研究。

3 结论

小米品种间的RVA谱特征值差异显著，其中变异系数最大的是衰减值，其次是最终黏度、热浆黏度、峰值黏度，回生值，最小的是糊化温度。小米衰减值的测定对于小米的品种鉴别具有较强的区分能力。在小米的RVA谱特征值中，回生值和最终黏度、热浆黏度呈极显著正相关；糊化温度和峰值黏度、热浆黏度、衰减值呈极显著负相关。小米的AC与衰减值呈极显著负相关，与回生值呈极显著的正相关。可以利用直链淀粉含量并辅助RVA谱特征值进行小米品质的鉴定。

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