糯玉米淀粉RVA特征谱与品尝评分相关性研究

程玉静,陈国清,石明亮,陆虎华,郝德荣,冒宇翔,黄小兰,张振良,周广飞,赵浚宇,薛 林

(江苏沿江地区农业科学研究所,江苏 南通 226541)

糯玉米淀粉RVA特征谱与品尝评分相关性研究

程玉静,陈国清,石明亮,陆虎华,郝德荣,冒宇翔,黄小兰,张振良,周广飞,赵浚宇,薛 林*

(江苏沿江地区农业科学研究所,江苏 南通 226541)

测定了63份不同来源的糯玉米种质的淀粉RVA谱及蒸煮食味品质品尝评分值,分析了RVA谱各特征值间及其与各品尝指标间的相关关系,比较了优质和劣质食味糯玉米种质间RVA特征值的差异。结果表明：峰值黏度、谷值黏度、终值黏度和崩解值两两间均呈极显著正相关;峰值黏度﹥1200 RVU、谷值黏度﹥1100 RVU、崩解值﹥120 RVU、峰值时间﹤6 min的糯玉米可能具有较优的食味品质。

糯玉米;食味品质;RVA特征谱；淀粉；相关性

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,鲜食糯玉米已经成为人们餐桌上的一道新型佳肴。鲜食糯玉米棒香甜可口,风味独特,营养丰富,深受我国广大民众的青睐。鲜食糯玉米品质是决定一个品种的经济价值和衡量该品种的首要标准。根据我国市场需要和加工要求,品质方面主要考虑食味品质、商业品质、加工品质和营养品质四个方面[1]。食味品质又叫品尝品质、食用品质,品尝品质是鲜食型玉米品质标准之首,它包括色泽、气味和风味、甜糯性、柔嫩性和果皮的厚薄共5个指标。

目前生产上玉米食味品质评价一直采用“品尝”法,但这一方法的科学性、准确性和可操作性屡遭质疑[2-5]。因这一方法可能会随品尝人的年龄、性别、地区等方面的差异而对相同品种的品尝结果产生较大差异,而且一次品尝品种过多或品尝频度过高也会影响结果的正确性,对一组试验玉米品种的食味评价往往需要几周甚至几个月[6-7]。这种情况致使食味优良的基因型可能被淘汰,最终育成品种的食味可能不尽如人意,给优质糯玉米育种带来了很大的盲目性。澳大利亚Newport Scientific仪器公司开发的黏度速测仪(Rapid Visco-Analyzer, RVA)逐渐在稻米食味品质测定中得到了应用[8-10],该仪器测定一份样品只需12.5 min,样品量仅需要3 g左右,具有快速、简单、准确、重复性好等特点。前人研究表明稻米RVA谱特征值与蒸煮食味品质关系密切,特别是崩解值、消减值、回复值等特征值能较好地反映稻米蒸煮食味品质的优劣,而且也提出了区分优质米品种的RVA谱特征指标值。关于鲜食糯玉米RVA特征值与品尝评分间的相关性已有所研究,例如刘萍报道品尝评分分别与峰值黏度、终值黏度、崩解值、籽粒粗淀粉含量呈显著或极显著正相关,但此方面的研究还比较少。本文对大量鲜食糯玉米材料的RVA特征值和品尝评分间的相关性和定量关系进行了研究,以期为RVA谱测定成为优质糯玉米育种的辅助选择技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

糯玉米材料63个,包括自交系16个、杂交种47个。于2016年正季将这些材料种植于江苏沿江地区农科所试验农田。

1.2 试验设计

采用单因素随机区组设计,栽培措施按常规要求实施。在吐丝前各小区选有代表性、长势一致的植株20株套袋；在吐丝后2～3 d进行人工自交授粉,并挂牌标记；于玉米乳熟期摘取标记的果穗,进行各项分析和测定。

1.3 籽粒淀粉黏质性的测定

采用湿磨法分离样本籽粒的皮浆,将浆液离心3次脱去蛋白质,再用无水酒精溶解沉淀物，离心3次；经充分脱水后用乙醚溶解，离心脱脂2次；采用澳大利亚Newport Scientific仪器公司生产的32D型RVA,按照ST201(食用糯性淀粉的RVA黏度)方法测定淀粉黏度的特征值：峰值黏度(peak viscosity, PV)、谷值黏度(trough viscosity, TV)、终值黏度(final viscosity, FV)、崩解值(break down, BD)、消减值(set back, SB)、回复值(consistence, CS)、峰值时间(PT)和糊化温度(PTP)。其中BD=PV-TV,SB=FV-PV,CS=FV-TV。RVA谱中的糊化温度定义为黏度开始增加时的温度,即淀粉粒发生不可逆崩解时的温度,是熟化给定试样所需要的最低温度。峰值时间是指峰值黏度出现所需的时间。

1.4 蒸煮品尝品质的评价

按行业标准NY/T 52322002进行玉米蒸煮品尝品质的评价。品尝人员由5人组成,为国家甜、糯玉米品种试验东南区品质检测人员。各指标的评分标准为:色泽满分为7分,色泽纯正亮丽的得7分,色泽灰暗的得4分,1分一个级别逐级递减;气味风味满分为17分,有良好风味的得17分,有特殊怪味的得11分,每2分一个级别逐级递减;糯性满分为18分,糯性好且糯中带甜的得18分,不糯不甜者得10分,每3分一个级别逐级递减;柔嫩性满分为10分,口感柔软细腻的得10分,口感硬的得7分,每1分一个级别逐级递减;皮厚薄满分为18分,皮薄无渣的得18分,皮渣明显者得10分,每3分一个级别逐级递减。最后,再把各指标的得分相加得综合评分。

1.5 数据分析

数据处理分析采用Microsoft Excel 2007和SPSS 17.0软件进行。

2 结果与分析

63个糯玉米材料RVA谱8个特征值PV、TV、FV、BD、SB、CS、PT和PTP的变幅分别为541～1600 RVU、541～1405 RVU、763～1709 RVU、-19～195 RVU、-18～710 RVU、147～706 RVU、5.13～7.20 min、69.85～79.55 ℃，平均值分别为1090.2 RVU、1046.2 RVU、1314.8 RVU、44.0 RVU、224.6 RVU、268.6 RVU、6.72 min、73.1 ℃，标准差分别是225.01 RVU、183.32 RVU、185.43 RVU、58.62 RVU、83.85 RVU、108.78 RVU、0.57 min、1.72 ℃。在鲜食糯玉米蒸煮食味品尝评分中6项指标色泽、气味风味、糯性、柔嫩性、皮厚薄、总分的变幅分别为4.0～7.0、11.0～16.4、11.0～17.6、7.0～12.5、11.8～18.3、50.0～67.4分,平均得分分别为5.88、14.07、14.70、8.09、14.83和57.57分,标准差分别为0.62、1.35、1.30、0.94、1.27和4.12分。表明63份糯玉米材料的RVA谱特征值和品尝评分变异广泛,所选糯玉米材料的食味品质差异较大,所对应的RVA谱的特征值差异也较大。

2.1 RVA各特征值间的相关性

在RVA谱特征值的构成上,峰值黏度PV、谷值黏度TV和终值黏度FV是3个最基本的指标,可以反映RVA谱的基本特征。由表1可知：PV、TV、FV三个指标两两间均呈极显著正相关,相关系数都在0.877以上,最高达0.979；BD分别与PV、TV、FV间呈极显著正相关；PV、TV分别与CS、PT、PTP间,BD分别与CS、PT间均呈极显著负相关,其中BD与PT间相关系数达-0.737；SB分别与CS、PT间,CS分别与PT、PTP间,PT与PTP间均呈极显著正相关,其中SB与CS间相关系数达0.846。说明糯玉米淀粉RVA谱的各特征值间存在明显的相关性。

2.2 各品尝指标评分间的相关性

糯玉米食味品质是一个综合指标,主要是玉米入口咀嚼时的综合感觉。品尝法主要是通过糯性、皮厚薄、气味风味、柔嫩性和色泽等指标进行评定，这些指标的最高分值分别为18、18、17、10和7分,总分70分,其中糯性、皮厚薄和气味风味所占分值较大。由表2可知,在糯玉米食味品尝评分中，除柔嫩性与皮厚薄间呈显著正相关外,各指标间以及各指标与总分间均呈极显著正相关，其中气味风味、糯性与总分间的相关系数分别达到了0.806和0.847,说明气味风味和糯性是影响糯玉米品尝评分最主要的两个指标。

表1 糯玉米淀粉RVA谱各特征值间的相关性

注：“*”表示显著相关；“**”表示极显著相关。下同。

表2 在糯玉米食味品尝评分中各指标间的相关性

2.3 RVA特征值与品尝评分指标间的相关性

由表3可知：糯玉米淀粉RVA特征值中的PV、TV、FV和BD与品尝各指标间均呈极显著正相关；CS与品尝各指标间均呈极显著负相关；PT除与柔嫩性呈显著负相关外,与其余品尝指标间均呈极显著负相关；PTP与糯性和总分间均呈极显著负相关,与色泽和气味风味间均呈显著负相关；PV、TV、FV、BD与总分间均呈极显著正相关；PT、CS、PTP与总分间均呈极显著负相关。说明糯玉米若具有较高的峰值黏度、谷值黏度和崩解值,具有较短的峰值时间,则其食味品质会较好；反之,则食味品质较差。PV、BD、PT与糯性和气味风味间较高的相关系数也表明RVA特征值主要是通过糯性和气味风味来影响糯玉米的综合评分的。

表3 糯玉米淀粉RVA特征值与各品尝评分指标间的相关性

2.4 RVA谱特征值在食味品质上的差异

为了进一步明确RVA谱特征值与食味品质指标间的关系,我们以食味评分总分为划分食味品质优劣的标准,从63个糯玉米种质中选取食味品质总分在60分以上的优质种质18个,食味品质总分在52分以下的劣质种质8个。对食味品质优劣不同组别的RVA值进行t测验,将结果列于表4。

从表4中可以看出,能够反映糯玉米食味品质差异的RVA谱特征值有峰值黏度、谷值黏度、终值黏度、崩解值、消减值和峰值时间,即8个特征值中只有回复值和糊化温度在食味品质优劣不同的两个组别间没有显著差异。

综合RVA特征值与食味评分总分间的相关系数,我们认为食味品质优良的糯玉米淀粉RVA特征值表现为峰值黏度、谷值黏度、崩解值较高,峰值时间较短。从具体指标看,峰值黏度﹥1200 RVU、谷值黏度﹥1100 RVU、崩解值﹥120 RVU、峰值时间﹤6 min的糯玉米食味品质可能较优;峰值黏度﹤900 RVU、谷值黏度﹤900 RVU、崩解值<0 RVU、峰值时间﹥7 min的糯玉米食味品质可能表现劣质。

表4 食味品质不同的糯玉米品种在RVA谱上表现的差异

注：表中“**”表示两组间差异达到极显著水平。

3 讨论

在本试验中，不同糯玉米材料的品尝评分变幅较大,基本上代表了不同的食味品质。不同品尝评分的糯玉米材料间RVA谱各特征值变化明显,变幅较大,表明不同食味品质的糯玉米材料在RVA谱特征值上存在着广泛的变异,这为以RVA特征谱区分不同食味品质的糯玉米材料提供了前提条件。

淀粉糊化是淀粉的一个重要性质。糊化是指淀粉颗粒在过量水分条件下受热,充分膨胀,形成粘稠淀粉糊的过程。淀粉的这种润胀糊化特性对淀粉质材料的加工性能以及食品的质构和口感都有较大的影响[11-12]。RVA是将淀粉糊化全过程与实时连续测定融为一体,从而得到一条糊化曲线,由曲线上可以得到各个特征值。淀粉的RVA谱可较好地反映淀粉的糊化特性,是评价淀粉物理品质的一个重要参数。RVA谱特征值与小麦和稻米的食味品质间的关系已经有较多的报道。峰值黏度可能是决定面条品质优劣的最有效参数[13],已被广泛地用于预测日本白盐面条和中国黄碱面条[14-17]的食用品质。崩解值、回复值和消减值可以作为稻米食味品质优劣的评价指标,公认食味较好的品种RVA谱往往崩解值大于100 RVU,而消减值低于25 RVU;相反,食味差的品种崩解值大多低于35 RVU,而消减值大于80 RVU。本试验相关分析结果表明：糯玉米食味评分总分与峰值黏度(PV)、谷值黏度(TV)和崩解值均呈极显著正相关,且相关系数都在0.64以上;与峰值时间呈极显著负相关,相关系数达-0.671。说明以RVA谱反映糯玉米的食味优劣具备可行性,可以用峰值黏度、谷值黏度、崩解值和峰值时间作为选择食味品质优良糯玉米的有效指标。崩解值与总评分间的相关系数最高，达0.884,也与稻米上的研究结果一致,说明崩解值可以作为最有效的指标。

通过进一步分析,我们发现食味品质优良的糯玉米,其峰值黏度﹥1200 RVU,谷值黏度﹥1100 RVU,崩解值﹥120 RVU,峰值时间﹤6 min;食味劣质的糯玉米,其峰值黏度和谷值黏度均低于900 RVU,崩解值为负值,峰值时间长于7 min。

RVA谱测定需要的样品量少,操作简单,重复性好,其测定条件是模拟糯玉米的蒸煮过程,其指标能较贴切地反映材料的口感和质地,因此在育种中RVA谱特征值可以作为对糯玉米蒸煮食用品质评价的辅助指标。

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StudyonCorrelationbetweenStarchRVACharacteristicSpectrumandTastingEvaluationScoreofWaxyCorn

CHENG Yu-jing, CHEN Guo-qing, SHI Ming-liang, LU Hu-hua, HAO De-rong, MAO Yu-xiang, HUANG Xiao-lan, ZHANG Zhen-liang, ZHOU Guang-fei, ZHAO Jun-yu, XUE Lin*

(Institute of Agricultural Sciences in Riverside Region of Jiangsu, Nantong 226541, China)

The author determined the starch RVA spectrum and cooking and eating quality evaluation score of 63 waxy corn germplasm resources, analyzed the correlations among various characteristic values of RVA spectrum, as well as the correlations between characteristic values of starch RVA spectrum and different tasting evaluation indexes, and compared the differences in characteristic values of starch RVA spectrum between high-quality-taste and low-quality-taste waxy corn germplasm resources. The results showed that: there were very significantly positive correlations among peak viscosity, trough viscosity, final viscosity and breakdown value each other; the waxy corn germplasm resources with the following characteristic values of starch RVA spectrum maybe had a better eating quality: peak viscosity﹥1200 RVU, trough viscosity﹥1100 RVU, breakdown value﹥120 RVU, and peak time﹤6 min.

Waxy corn; Eating quality; RVA characteristic spectrum; Starch; Correlation

2017-07-04

江苏省自然科学基金项目(BK20141241);江苏省三新工程项目(SXGC[2015]105);南通市科技局项目(MS22016076、MS12015073)。

程玉静(1984─),女,河南南阳人,助理研究员,硕士,研究方向为鲜食玉米育种与栽培。*通讯作者:薛林。

S513.033

A

1001-8581(2017)11-0021-04

(责任编辑:黄荣华)