氮肥水平对粳型软米食味特征与质构特性的影响

姜元华， 赵 可， 许俊伟， 孙建军， 张洪程， 戴其根， 许 轲， 霍中洋，魏海燕, 郭保卫， 高 辉

(扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心， 江苏省作物遗传生理重点实验室， 江苏扬州 225009)

氮肥水平对粳型软米食味特征与质构特性的影响

姜元华， 赵 可， 许俊伟， 孙建军， 张洪程*， 戴其根*， 许 轲， 霍中洋，魏海燕, 郭保卫， 高 辉

(扬州大学农业部长江流域稻作技术创新中心， 江苏省作物遗传生理重点实验室， 江苏扬州 225009)

【目的】旨在明确粳型软米食味品质及其质构特征对氮肥水平的响应差异及各指标间的关系。【方法】在稻麦两熟制条件下，选用江苏省生产上具有代表性的粳型软米品种南粳9108和南粳5055为试验材料，通过设置4种施氮水平0、150、225和300 kg/hm2，分析了不同施氮水平对粳型软米的食味品质与质构特征的影响，并对各指标间的关系进行了系统分析。【结果】1)在设计范围内，随施氮量的增加，稻米完整性持续增加，但香气、光泽、味道和食味值等指标呈下降趋势，粳型软米食味指标对氮肥的敏感程度表现为口感>光泽>食味值>味道>香气>完整性，说明氮肥水平对粳型软米口感和光泽的影响程度较大，而对香气和完整性的影响程度较小。2)随着施氮量的增加，硬度、粘聚型、咀嚼度和回复性呈先增加后降低趋势，最大值在N 225 kg/hm2；粘着性呈先降低后升高趋势，最低值在N 225 kg/hm2处理；弹性不受氮肥水平影响，粳型软米质构指标对氮肥的敏感程度表现为咀嚼度>硬度>回复性>粘着性>粘聚性，说明氮肥水平对粳型软米的胶粘性、咀嚼度、硬度影响较大，而对粘聚性的影响程度较小。3)南粳9108的香气、光泽、味道、口感和食味值均高于南粳5055，完整性低于南粳5055，并且其各食味指标的变异系数均高于南粳5055，说明南粳9108食味特征优于南粳5055，并且前者对氮肥的敏感性强于后者。4)南粳9108的硬度、粘着性、弹性、咀嚼度均低于南粳5055，粘聚性、胶粘性均高于南粳5055，并且各质构指标的变异系数均高于南粳5055，说明南粳9108质构特征较优并且前者对氮肥的敏感性弱于后者。5)相关分析表明，食味值与香气、光泽、味道、口感呈极显著正相关，与完整性呈极显著负相关；口感与光泽呈显著正相关，与完整性呈显著负相关；完整性与香气、光泽呈极显著负相关；光泽与香气呈极显著正相关；回复性与硬度极显著正相关，与粘聚性呈显著正相关。【结论】氮肥水平和品种对粳型软米食味品质与质构特征具有显著影响。增加施氮量将降低供试的两个品种米饭的口感、光泽、味道和香气，但增加其完整性，施氮量小于225 kg/hm2，施氮可以增加米饭的硬度、粘聚型、咀嚼度和回复性。因此，粳型软米生产中应特别重视氮肥的施用水平，以保持其优良的风味。

粳型软米； 氮肥； 食味品质； 质构特征

稻米的食味品质作为衡量稻米品质的重要方面越来越受到人们的关注[1-2]。食味品质十分复杂，一方面受遗传基因、环境及其互作的影响，另一方面受品尝感官评价方法的制约[ 3-4]。氮肥是生产上调控品质的一项关键栽培措施[5-6 ]。国内外学者围绕施氮水平对蒸煮食味品质的影响进行了大量研究[7-10 ]，但由于试验条件、供试材料和评价方法的不同，众多结论不一致。金正勋等[11]研究认为，随着氮肥施用量的增加，稻米直链淀粉含量逐渐降低，蛋白质含量显著提高。金军等[12]的研究则指出，在一定的施氮水平范围内，随施氮量的增加，胶稠度显著变软，施氮量再增加，则胶稠度无明显变化，而直链淀粉含量对氮素反应不敏感，处理间无显著差异。陈莹莹等[13]研究了氮肥水平对江苏早熟晚粳食味品质的影响，结果表明食味值随着施氮量的增加而降低，增施氮肥使稻米蒸煮食味品质变劣。刘建等[14]研究认为，蘖肥和穗肥不同配比处理间的稻米直链淀粉含量存在较大差异，稻米蛋白质含量随穗肥比例提高而增加，当穗肥占50%时，稻米淀粉RVA谱出现显著变化，表现为峰值黏度降低、崩解值减小、消解值增大和糊化温度提高。

软米是一种特异的优质稻米类型，在我国云南、东南亚、日本等国家和地区均有种植，它是从野生稻中经多代选择培育出的一种优质稻，米质优良，蒸煮米饭柔软甜润爽口，冷不回生，软而不烂，硬而不坚，有的还具有香味，食用时冷热皆宜，对改良我国稻米品质具有重要作用[15-17]。近年来，江苏省农科院粮食作物所在粳型软米育种上取得重要进展，培育出来的诸如南粳46、南粳5055、南粳9108等优质粳型软米品种，在江苏省乃至全国举办的优良食味粳稻品评中表现突出。前人就施氮量对南粳46产量与品质影响的研究已有报道[18]，但借助于食味计和质构仪，研究氮肥水平对粳型软米食味及质构特征影响的研究迄今尚未见报道。鉴于此，本课题组以2个粳型软米为试验材料，在机插条件下，设置了4个不同氮肥水平处理，分析了氮肥水平对粳型软米食味及质构特征的影响，以期为粳型软米的高产优质栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

选用迟熟中粳型软米品种南粳9108、早熟晚粳型软米品种南粳5055为试验材料。试验于2012年在扬州大学农学院实验农场进行。土质为砂壤土，地力中等、平衡，前茬为小麦。土壤全氮含量1.41 g/kg、 有机质2.07%、 pH值7.7、 碱解氮90.15 mg/kg、 速效磷34.12 mg/kg、 速效钾88.2 mg/kg。

1.2 试验设置

试验采用裂区设计，以品种为主区，施氮(纯氮)水平为裂区，设置N 0、150、225、300 kg/hm2(分别用N0、N150、N225和N300表示)4个氮肥水平，裂区面积15 m2，重复2次。主区间作大埂隔离，裂区内设小田埂，采用塑料薄膜覆盖所有埂体，保证各区间单独排灌。试验于5 月25 日软盘播种育秧，6 月15 日移栽, 栽插密度为28.5 万穴/hm2(11.7 cm × 30.0 cm)，三本栽插。氮肥基肥 ∶穗肥=6 ∶4，穗肥分别于倒四、倒二叶各施50%；基施磷(P2O5)、钾(K2O)肥每公顷各施150 kg。其他管理措施统一按高产栽培要求实施。

1.3 测试项目和分析方法

1.3.1 米饭样品的制备 米水比为1 ∶1.1，蒸煮前浸泡30 min。米饭的蒸煮方法参照GB/T(15682)1995，蒸煮后用于味道和质构测定。

1.3.2 米饭食味指标的测定 采用米饭食味计(STA 1A，日本佐竹公司)，自动测定米饭的气味、光泽和色泽、完整性、味道、口感的评分和综合评分值。

1.3.3 米饭质构指标的测定 采用质构仪(TA-XT2i，Stable Micro Systems，England)对蒸煮后的稻米进行质构分析，测试设置的参数为： 测前速度1.00 mm/s，测试速度2.00 mm/s，测后速度2.00 mm/s，压缩程度70%，停留间隔5 s，触发值5 g。TPA 试验特征值包括硬度、粘聚性、弹性、粘着性、 回复性及咀嚼度。

1.4 数据分析

以Microsoft Excel进行数据处理，采用DPS 7.05软件进行统计及相关分析。

2 结果与分析

2.1 氮肥水平对粳型软米食味品质指标的影响

方差分析表明，品种、氮肥水平在食味品质间差异极显著，除味值外，品种和氮肥水平在其他食味品质指标上存在显著互作效应。除完整性外，其他食味品质指标中氮肥的F值高于品种，说明粳型软米食味品质受到氮肥的影响大于品种(表1)。多重比较分析表明，不同氮肥水平对南粳9108和南粳5055两个品种的食味指标的影响均达到显著或极显著水平。香气、光泽、味道、口感和食味值随着施氮量的增加而降低，完整性随着施氮量增加而增加，其变异系数由高到低顺序为口感>光泽>食味值>味道>香气>完整性，说明氮肥水平对粳型软米口感和光泽的影响程度较大，对香气和完整性的影响程度较小。品种间进行比较，除了完整性外，其他指标值南粳9108均高于南粳5055，说明南粳9108食味优于南粳5055。南粳9108各指标变异系数均高于南粳5055，说明南粳9108食味品质对氮肥的敏感性高于南粳5055。

2.2 粳型软米食味特征指标间的关系

由表2可知，粳型软米食味特征指标间存在一定的相关关系。食味值与香气、光泽、味道呈极显著正相关，与完整性呈极显著负相关；口感与香气、光泽、味道呈正相关，与完整性呈负相关，其中与光泽、完整性达显著水平；完整性与香气、光泽呈极显著负相关；光泽与香气呈极显著正相关。

2.3 氮肥水平对粳型软米质构特征指标的影响

方差分析表明，除了弹性外，其他质构特征指标在品种、氮肥水平间均存在极显著差异，品种和氮肥水平在硬度、粘聚性、咀嚼度、回复性存在显著互作效应，且氮肥水平F值高于品种，表明氮肥水平对粳型软米质构特征的影响大于品种(表3)。多重比较分析表明，两个品种除了弹性外，其他质地指标不同氮肥水平间均存在显著或极显著差异，硬度、粘聚性、咀嚼度、回复性均随着施氮量的增加呈先增加后降低趋势，最大值均为N225处理，而粘着性随着施氮量先降低再升高。各指标值的变异系数均为咀嚼度>硬度>回复性>粘着性>粘聚性，说明氮肥水平对粳型软米的咀嚼度、硬度影响较大，而对粘聚性的影响程度较小。品种间进行比较，南粳9108的硬度、粘着性、弹性、咀嚼度均低于南粳5055，粘聚性、回复性均高于南粳5055。南粳9108的质构指标的变异系数均高于南粳5055，说明，南粳9108质构特征对氮肥的敏感性高于南粳5055。

2.4 粳型软米质构特征指标间的关系

由表4可知，粳型软米质构特征指标间存在一定的相关关系。回复性与硬度、粘聚性呈显著或极显著正相关，与粘着性、弹性呈负相关，但不显著；咀嚼度与硬度、粘聚性呈显著或极显著正相关，与粘着性、弹性呈负相关，但不显著；弹性与硬度呈负相关，与粘着性呈正相关，但均不显著；粘着性与硬度呈负相关，也不显著。

表1 不同处理粳型软米食味品质特征差异

注(Note): 同列数据后小、大写字母表示处理间差异达到5%或1%显著水平Values followed by different small and capital letters in a column indicate significant difference at 0.05 and 0.01 levels, respectively.

表2 不同食味特征指标间的相关性

注(Note): * —P<0.05； **—P<0.01.

表3 不同处理粳型软米质构特征差异

注(Note): 同列数据后小、 大写字母表示处理间差异达到5%或1%显著水平 Values followed by different small and capital letters in a column indicate significant difference at 0.05 and 0.01 levels, respectively. * —P<0.05； **—P<0.01.

表4 不同质构特征指标间的相关性

注(Note): * —P<0.05； **—P<0.01.

3 讨论

3.1 氮肥水平对粳型软米食味品质的影响及食味品质指标间的关系

前人研究结果表明，食味与稻米RVA特征值中的峰值黏度、热浆黏度、冷浆黏度与崩解值呈正相关，与消减值呈负相关，食味好的品种的峰值黏度高、崩解值大、消减值小[23-24]。本研究对不同氮肥条件下食味指标间的相关性进行了研究，结果表明，食味值与香气、光泽、味道、口感呈正相关，与完整性呈极显著负相关，其中与香气、光泽、味道、完整性达极显著水平；口感与香气、光泽、味道呈正相关，与完整性呈负相关，其中与光泽、完整性达显著水平；完整性与香气、光泽呈极显著负相关；光泽与香气呈极显著正相关。说明粳型软米香气、光泽、味道、口感提升的同时，完整性有变劣趋势，但食味值依然提高。本研究初步明确了采用STA 1A-东北粳稻模式下各食味特征参数间的相关性，加深了人们对食味指标间关系的认识，但各指标的相关性是固有的，还是受施氮水平的影响，有待于进一步深入研究和探讨。

3.2 氮肥水平对粳型软米质构特征的影响及质构指标间的关系

米饭的质构特征被认为是大米食用品质中最重要的因素[ 26-27 ]，国内外已有较多学者利用质构仪研究稻米质构特征[ 28-29 ]，但大多从品种角度研究稻米质构特征，关于施氮量对稻米质构特征的影响研究迄今尚未见报道。本研究结果表明，不同质构特征指标与施氮量的关系大致可以分为三类：第一类为硬度、粘聚性、咀嚼度、回复性等指标，表现为随着施氮量的增加呈先增加后降低趋势；第二类为粘着性，表现为随着施氮量的增加呈先降低再升高趋势；第三类为弹性，表现为不受施氮量的影响。陆大雷等[30]研究表明，拔节期随施氮肥水平增加鲜食糯玉米的硬度、脆度、弹性、粘聚性、咀嚼度、回复性等指标呈先升后降趋势，粘着性呈先降后升趋势，除弹性外，研究结果与本文基本一致。一般认为，食用功能好的稻米软而不粘，冷不回生，尽管本研究发现，米饭硬度和咀嚼度随着施氮水平均呈抛物线变化，且临界值在225 kg/hm2处，但与不施氮处理相比各施氮处理均有大幅升高，说明增施氮肥使得米饭质地偏硬，口感变差。从质构特征指标值的变异系数来看，变异系数较大的为咀嚼度、硬度和回复性，说明粳型软米的咀嚼度、硬度和回复性易通过施氮量来调节。此外，在不同施氮处理下，南粳9108的硬度、粘着性、弹性、咀嚼度均低于南粳5055，粘聚性高于南粳5055；并且南粳9108的质构指标的变异系数均高于南粳5055。这说明粳型软米的质构特征与食味特征一样存在基因型差异，因此，针对不同软米品种，采用合理的氮肥用量有利于改善粳型软米米饭质构特征。

金正勋等[23]研究表明，硬度和凝聚性与籼、粳稻的米饭适口性呈极显著负相关，而松弛性、黏附性和黏度与适口性呈极显著正相关。周显青等[32]研究表明，米饭硬度与脂肪含量、蛋白质含量、碱消度显著正相关，与米粒宽度和胶稠度显著负相关；黏着性与蛋白质含量极显著负相关；胶着性与蛋白质含量、 碱消度显著正相关，与胶稠度显著负相关；咀嚼度与蛋白质含量呈显著正相关，与胶稠度呈显著负相关；弹性与碘蓝值呈显著正相关；回复性与碘蓝值呈显著正相关。Singh 等[33]研究发现，米饭硬度和咀嚼度与直链淀粉含量呈极显著正向关系。以上研究均以基因型为对象，研究了米饭质构特征与稻米理化特性的关系，但关于不同氮肥条件下稻米质构特征间的关系迄今尚未见报道。本研究对不同氮肥水平条件下软米质构特征的相互关系进行了研究，结果表明粳型软米回复性与硬度、粘聚性呈显著或极显著正相关，与粘着性、弹性呈负相关，但不显著；咀嚼度与硬度、粘聚性呈显著或极显著正相关，与粘着性、弹性呈负相关，但相关不显著；弹性与硬度呈负相关，与粘着性呈正相关，系数均不显著；粘着性与硬度呈负相关，也不显著。说明粳型软米回复性、硬度、粘聚性、咀嚼度越好时，粘着性和弹性越差。本研究结果加深了人们对粳型软米质构特征的认识，但质构指标间的关系是固有的，还是由于氮肥引起的，有待于进一步研明。

4 结论

氮肥对粳型软米食味品质及质构特征存在显著影响。在本试验条件下，随着施氮量的增加，香气、光泽、味道、口感和食味值呈下降趋势，完整性则一直增加，食味指标对氮肥的敏感程度为口感>光泽>食味值>味道>香气>完整性；随着施氮量的增加，硬度、粘聚型、咀嚼度、回复性呈先增加后降低趋势，最大值在225 kg/hm2处理，粘着性呈先降低后升高趋势，最低值在225 kg/hm2处理，弹性不受氮肥的影响，质构指标对氮肥的敏感程度为咀嚼度>硬度>回复性>粘着性>粘聚性；南粳9108的食味品质和质构特征优于南粳5055，并且前者对氮肥的敏感性大于后者。

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Effect of nitrogen fertilizer application rate on the eating characteristic and textural properties ofjaponicasofter rice

JIANG Yuan-hua, ZHAO Ke, XU Jun-wei， SUN Jian-jun, ZHANG Hong-cheng*, DAI Qi-gen*, XU Ke, HUO Zhong-yang, WEI Hai-yan， GUO Bao-wei, GAO Hui

(InnovationCenterofRiceCultivationTechnologyinYangtzeValley，MinistryofAgriculture/KeyLaboratoryofCropGeneticandPhysiologyofJiangsuProvince，YangzhouUniversity，Yangzhou，Jiangsu225009，China)

【Objectives】 The objective of this study was to clarify the response to nitrogen levels in the eating quality and textural characteristic of different rice cultivars and the relationship between the tasty and texture related indexes.【Methods】 A field experiment was carried out with twojaponicasofter rice varieties. Four nitrogen application levels were designed: 0, 150, 225, and 300 kg/ha, and the eating qualities and mouthfeel ofjaponicasofter rice were measured and their relationships with each other were calculated. 【Results】 1)With the increment of nitrogen input levels, the aroma, gloss, taste, mouthfeel and comprehensive indices were decreased but the integrity increased, theCV% of eating indexes was in order of mouthfeel >gloss >taste value > taste >aroma >integrity; indicating that nitrogen levels affect mouthfeel and gloss more than aroma and integrity of rice. 2)With the increment of nitrogen levels, the hardness, cohesiveness, chewiness and resilience were increased at first and then decreased, the maximum value appeared at 225 kg/ha treatment; the adhesiveness of rice exhibited opposite trend, the minimum value appeared at 225 kg/ha treatment, springiness was not influenced by nitrogen fertilizer. TheCV% of rice textural properties was in order of chewiness>hardness>resilience>adhesiveness>cohesiveness, indicating that nitrogen levels affect the chewiness and hardness more than cohesiveness. 3) The values of aroma, gloss, taste, mouthfeel and comprehensive indexes of cultivar Nanjing9108 was higher than those of Nanjing5055, but the integrity was opposite. The coefficient of variation of taste indexes of Nanjing9108 were higher than Nanjing5055，indicating the better eating qualities of Nanjing 9108 than Nanjing5055. Nanjing 9108 was more sensitive to nitrogen fertilizer than Nanjing5055. 4)The values of hardness, adhesiveness, springiness, cohesiveness of Nanjing 9108 were lower than those of Nanjing5055, but the adhesiveness was opposite. 5)The aroma was positively correlated with aroma, gloss, taste and mouthfeel, negatively with integrity; hardness was significantly negatively correlated with cohesiveness and chewiness; resilience was negatively correlated with adhesiveness and springiness. 【Conclusions】 Nitrogen levels significantly impacted the eating quality and textural properties ofjaponicasoft rice. Nanjing 9108 was more sensitive to nitrogen fertilizer than Nanjing5055, N fertilization decreased the taste, aroma, mouthfeel, but increased the integrity of the selected two rice cultivars. When the N application levels were lower than 225 kg/ha, the N fertilization increased the chewiness, hardness, resilience and adhesiveness of the rice. Therefore, N application levels should be considered carefully for keeping the good tasty quality ofjaponicasofter rice.

japonicasoft rice; nitrogen fertilizer; eating quality; mouthfeel properties

2014-04-02 接受日期： 2014-11-21

国家粮食科技工程(2011BAD16B03)；同家公益性行业(农业)科研专项(201303102); 江苏省科技支撑项目(BE2013394)资助。

姜元华(1987—)， 男， 江苏东台人， 博士研究生， 主要从事水稻生理生态研究。E-mail： 447685778@qq.com * 通信作者 E-mail: hczhang@yzu.edu.cn; qgdai@yzu.edu.cn

S511.2+2

A

1008-505X(2015)02-0288-08