不同直链淀粉含量籼稻食味品质与其他品质性状的关系

王志东 周少川 王重荣 陈宜波 李宏 黄道强 周德贵 龚蓉 赵雷 吴玉坤 潘阳阳 杨义强

（广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻育种新技术重点实验室，广州510640 ；第一作者：zhidongwang@163.com；*通讯作者：xxs123@163.com）

水稻是我国最主要的粮食作物，其总产量约占粮食总产量的40%，全国有60%以上的人口以稻米为主食。近年来，随着社会经济的快速发展和人们生活水平的提高，大家对稻米食味品质的要求越来越高，已经由过去的吃饱向吃好转变。2017 年中央1 号文件特别强调要稳定水稻生产，在确保粮食安全的前提下，要重点发展优质稻米。因此，开展稻米食味品质育种、稻米品质评价及相关研究显得尤为重要和迫切。稻米品质包括加工品质、外观品质、理化品质、营养品质和食味品质。由于大部分消费者都是把稻米蒸煮成米饭后食用，所以人们更关注稻米的食味品质。食味品质是指人们在食用米饭过程中通过眼、耳、鼻、口留下的感官印象，评价指标主要有米饭颜色、光泽、饭粒完整性、香味、粘性、硬度、弹性和食味值。食味值就是最后的综合口感，直接反映稻谷的最终品质。食味的影响因素很多，大量研究表明，稻米食味与直链淀粉含量、蛋白质含量呈显著负相关[1-3]，与胶稠度呈显著正相关[1]，与淀粉RVA 谱特征值密切相关[4-7]。由于稻米主要成分是淀粉，并且稻米直链淀粉的含量、组成和结构与胶稠度、糊化温度和淀粉RVA 谱等理化指标密切相关[8]。所以当品种之间直链淀含量差异达显著水平时，直链淀粉含量作为优质稻米定级指标之一，对稻米食味品质评价具有决定性作用[9]。但当直链淀粉含量相似时，籼稻的食味品质影响因素又有那些呢？本研究选择广东地区种植推广的20 个籼稻品种（系），根据直链淀粉含量（AC）不同，将其分为硬米（AC 在24.2%～26.4%之间）和软米（AC在16.7%～19.3%之间，即中等直链淀粉含量），分别测定各品种的外观品质、加工品质、理化品质和米饭食味品质，按照硬米和软米两类稻米对食味品质与其他品质性状进行相关分析，探讨当直链淀粉含量相近时，影响硬米和软米的食味品质的关键因素。研究目的是建立一种针对直链淀粉含量相近时的稻米食味品质评价方法，为今后培育优质籼稻品种提供理论和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

常规籼稻材料20 个，包括硬米材料8 个，软米材料12 个，于2018 年晚季种植于广东省农业科学院大丰综合试验基地，常规水肥管理，适时收获，贮藏2 个月后测定各品质性状。具体材料名称见表1。

1.2 稻米品质测定方法

1.2.1 稻米加工品质的测定

加工品质是指稻谷加工碾磨成稻米后的工艺品质和保持的特性，主要的衡量指标有糙米率、精米率和整精米率。本研究按农业农村部部颁“米质测定方法标准（NY-T83-2017）”测定糙米率和精米率，按“稻谷整精米率检验方法国家标准（GB/T21719-2008）”测定整精米率。

表1 试验用水稻材料

1.2.2 稻米外观品质测定

外观品质是指稻米外在表现出来的物理特性，也称商品品质，一般指米粒形状、垩白度、垩白粒率和透明度等。本研究按农业农村部部颁“米质测定方法标准（NY-T83-2017）”测定稻米垩白度、垩白粒率和透明度，按粮油检验“稻谷粒型检验方法国家标准（GB/T 24535-2009）”测定粒长和长宽比。

1.2.3 稻米理化品质测定

理化品质是指稻米的化学特性和蒸煮过程中的物理特性，一般衡量指标有直链淀粉含量、蛋白质含量、脂肪含量和胶稠度。本研究按国家“直链淀粉含量测定标准GB/T 15683-2008”测定稻米直链淀粉含量，按食品安全国家标准“食品中蛋白质测定（GB5009.5-2016）”测定稻米蛋白质含量，胶稠度按粮油检验“大米胶稠度的测定国家标准（GB/T 22294-2008）”测定。

1.2.4 稻米淀粉RVA 谱测定

稻米淀粉黏滞谱是用快速黏度分析仪测定淀粉匀浆在加热、持续高温和冷却过程中的粘滞力。不同的品种可获得不同的淀粉粘滞性谱，即RVA 谱，主要包括6 个特征值，分别为冷胶黏度、崩解值、最高黏度、消减值、热浆黏度和回复值。本研究RVA 谱特征值采用澳大利亚Newport scientific 仪器公司生产的Super-4 型快速黏度分析仪及TCW（Thermal Cycle for windows）配套软件,根据美国谷物化学协会（AACC）的操作规程进行测定[10]。测定过程如下：称取样品（含水量14%）3 g，蒸馏水25 mL，在测定过程中罐内温度变化为：50℃保持1 min，以12℃/min 升高到95℃（3.75 min），95℃保持2.5 min，以12℃/min 下降到50℃（3.75 min），50℃保持1.4 min。搅拌器在起始10 s 内转速为960 r/min，以后保持在160 r/min。随着温度的变化和仪器旋转的剪切作用，米粉在水中的黏滞性发生变化，产生最高黏度（Peak viscosity）、热浆黏度（Hot past viscosity）和冷胶黏度（Cool paste viscosity），由这3 个基本黏度产生崩解值（Breakdown，BDV）、消减值（Setback，SBV）和回复值（Consistence，CSV）3 个二级数据。崩解值是最高粘度与热浆黏度的差值，消减值是冷胶粘度与热浆黏度的差值，回复值是冷胶粘度与热浆黏度的差值。粘度单位采用“Rapid visco unit”，即RVU 表示。

1.2.5 米饭食味品质的测定

利用日本佐竹公司生产的（SATA1B）米饭食味计测定米饭的食味值、外观和口感，重复2 次取平均值。

1.3 数据分析方法

采用IBM SPSS Stastics 22 统计软件和Excel 2007对数据进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 硬米和软米品质性状指标数据比较

为了探讨硬米和软米品质性状指标的差异，我们对两类稻米的品质性状平均值进行了比较分析。由表2 可以看出，硬米和软米各品质性状的中位数和平均值都较接近，说明硬米和软米各项数据分布较对称，无明显偏分布。在加工品质性状中，软米与硬米相当，差异不大。在外观品质性状中软米的垩白粒率、垩白度和透明度平均值均低于硬米，变幅和变异系数低于硬米，粒长比硬米长，长宽比比硬米大，说明软米的外观品质比硬米好。在理化品质指标中，软米的胶稠度和蛋白质含量平均值高于硬米，但差异不显著，直链淀粉含量明显低于硬米，差异达极显著水平。RVA 谱特征值中，软米的崩解值和最高黏度平均值高于硬米，冷胶黏度、消减值、热浆黏度和回冷值低于硬米，而且差异均达显著或极显著水平。在食味品质性状中，软米的米饭外观、口感和食味值平均值均明显高于硬米，差异达极显著水平，变异系数均低于硬米，说明直链淀粉含量低的软米食味品质明显优于直链淀粉含量高的硬米。

表2 硬米和软米各品质性状的变幅、变异系数、中位数和均值

表3 加工品质与食味品质的相关性

2.2 加工品质与食味品质的相关性

为了探讨食味品质与加工品质的关系，本研究分为硬米和软米两组对食味品质和加工品质进行相关性分析。结果表明（表3）软米的加工品质与食味品质相关性不显著，硬米的整精米率与米饭的外观、口感和食味值均达显著负相关，相关系数R 分别为-0.74、-0.75、-0.78，硬米的糙米率和精米率与食味品质的相关性不显著。

2.3 外观品质与食味品质的相关性

为了探讨稻米外观品质与食味品质的关系，本研究分为硬米和软米两组分别对外观品质和食味品质进行相关性分析。研究发现（表4），软米的外观品质性状与食味品质的相关性不显著；硬米粒长与米饭外观、口感和食味值均达极显著正相关，相关系数R 分别为0.84、0.83 和0.87；硬米长宽比与米饭外观和食味值达显著正相关，相关系数R 均为0.78。说明硬米粒型与食味密切相关。

2.4 理化品质与食味品质的相关性

为了研究稻米食味品质与理化品质的关系，本研究分为硬米和软米两组分别对食味品质和理化品质进行相关性分析。结果表明（表5），硬米的胶稠度与米饭外观、口感和食味值均达极显著正相关，相关系数R 分别为0.92、0.94 和0.84；软米胶稠度与米饭外观、口感和食味值均达显著正相关，相关系数R 分别为0.69、0.61 和0.67，软米胶稠度与米饭食味的相关性比硬米小。硬米蛋白质含量与米饭外观达极显著负相关，相关系数为-0.85，与米饭口感和食味值达显著负相关，相关系数R 分别为-0.77 和-0.76；软米蛋白质含量与米饭外观、米饭口感和食味值均达极显著负相关，相关系数R 分别为-0.72、-0.72 和0.73。说明无论是硬米还是软米，胶稠度和蛋白质含量都是影响稻米食味品质的重要因素。

表4 外观品质与食味品质的相关性

表5 理化品质与食味品质的相关性

表6 稻米淀粉RVA 谱与食味品质的相关性

2.5 稻米淀粉RVA 谱特征值与食味品质的相关性

为了分析稻米RVA 谱与稻米食味品质的关系，本研究将稻米分为硬米和软米两类分别对RVA 谱和食味品质进行相关性分析。结果表明（表6），硬米RVA谱与食味品质的相关性不显著；软米的崩解值与米饭外观、口感和食味值呈极显著正相关，相关系数R 分别为0.83、0.90 和0.85；软米的最高黏度值与米饭外观、口感和食味值呈极显著正相关，相关系数R 分别为0.72、0.76 和0.76；软米的消减值与米饭外观、口感和食味值呈极显著负相关，相关系数R 分别为-0.80、-0.87和-0.81，而冷胶黏度、热浆黏度、回复值与食味品质的相关性不显著。说明RVA 谱中的崩解值、最高黏度和消减值与软米食味品质关系密切，可用于衡量直链淀粉含量低的稻米食味品质。

2.6 主推品种比较

以本研究主推品种黄华占、美香占2 号和玉香油占为例，软米品种黄华占和美香占2 号与硬米玉香油占的碾米品质基本一致，但外观品质、理化品质和食味品质差异较大；而美香占2 号与黄华占相比外观品质、理化品质基本一致，但食味品质中口感值（美香占2 号为7.9、黄华占为7.6）、脂肪含量（美香占2 号为0.7、黄华占为0.5）、RVA 谱中崩解值（美香占2 号为73.3）、黄华占为68.5）、最高黏度值（美香占2 号为205、黄华占为191）均存在较大差异。产业实践中，美香占2 号因食味品质优异比黄华占高效的事实可得到解读。

3 讨论

3.1 硬米与软米品质性状差异分析

稻米淀粉是稻米最主要的成分，约占80%，由直链淀粉和支链淀粉组成。前人研究认为直链淀粉含量与食味品质呈显著负相关[1-2]。本研究依据直链淀粉含量高低将试验材料分为硬米和软米两类，比较两类稻米的食味品质性状发现，软米和硬米之间直链淀粉含量差异达极显著水平，软米食味值明显高于硬米，食味值差异达极显著水平，所以在材料之间直链淀粉含量高低差异达显著水平时，直链淀粉含量是决定籼稻食味的首要因素，中低直链淀粉含量的食味明显优于高直链淀粉含量的食味。优质食味稻选育过程中首先选择直链淀粉含量中等或偏低的材料，淘汰直链淀粉含量高的材料。

表7 主推品种品质比较

3.2 加工品质与食味品质关系

关于稻米加工品质与食味品质性状的关系，前人直接对其进行相关性分析研究的较少，大多是与稻米理化品质进行相关性研究。多数学者认为加工品质与直链淀粉含量呈显著负相关。如朱碧岩等[11]对10 个主要品质性状进行了遗传相关分析，结果表明直链淀粉含量与碾磨品质有较密切的负相关，整精米率与蛋白质含量有密切的负相关。张云康等[12]在分析了浙江省1 103 个水稻品种的碾磨品质、蒸煮品质和营养品质后，认为浙江省籼、粳和糯稻的品质性状变异丰富，糙米率和精米率与胶稠度呈极显著正相关，与直链淀粉含量和蛋白质含量呈显著负相关。但CHAUHAN 等[13]的分析结果却发现，糙米率、精米率、整精米率与直链淀粉含量的正相关性均达显著或极显著水平。李洪亮等[14]对黑龙江省近年育成的63 个水稻品种的主要品质性状与食味评分进行相关分析，结果表明糙米率和整精米率与食味评分呈显著负相关。本研究结果表明，直链淀粉含量低的软米加工品质与食味的相关性不强，直链淀粉含量高的硬米整精米率与食味呈显著负相关，糙米率和精米率与食味的相关性不显著。这与李洪亮等[14]的研究结果有一部分是一致的。本研究表明，硬米的整精米率影响硬米米饭的食味，整精米率越高，食味越差，原因可能是硬米直链淀粉含量高，吸水量大，完整体积大的米粒吸水效率比碎米低，吸水时间比碎米长，更难糊化，蒸煮时需要更多的水分和更长的时间。所以在相同水分和相同蒸煮时间内整精米率越高，米饭夹生的概率越大，口感越差，食味越差。

3.3 外观品质与食味品质的关系

稻米外观品质是稻米贸易流通中非常重要的商品品质。李洪亮等[14]研究认为，外观品质中的垩白粒率、垩白度与食味评分呈显著或极显著负相关。王刚等[15]通过分析辽宁省187 个水稻品种（系）的品质性状及相互关系，发现籽粒长宽比与食味品质呈显著正相关，垩白粒率、垩白度与食味呈显著负相关。CHEN 等[16]的研究结果表明，籼稻稻米食味与粒长和长宽比两项指标呈极显著正相关，而粳稻稻米的食味品质与透明度呈显著负相关。本研究结果表明，软米外观品质与食味品质的相关性不显著，硬米的米粒长度和长宽比与食味值分别达极显著和显著正相关。硬米粒长越细长，米饭食味越好，这可能与硬米直链淀粉含量高，蒸煮糊化时需要更多的水分和更多的能量，在米粒体积相同的情况下，细长型米粒与水的接触面比短圆型更大，相同时间吸水量比短圆型大，受热吸水糊化比短圆型米粒更加均匀一致，更容易蒸煮熟透，不会形成米饭夹生的情况，口感更好，所以硬米米粒越细长，米饭食味反而好。而软米的直链淀粉含量低，在较低吸水率情况下就可充分糊化，糊化温度较低，所以软米食味品质不受粒型影响。

3.4 稻米理化品质与食味品质的关系

关于稻米理化品质与食味品质的关系，目前多数学者认为稻米食味品质与直链淀粉含量呈显著负相关[1-2，17]，与蛋白质含量呈显著负相关[2，18-19]，与胶稠度呈显著正相关[3]，直链淀粉含量和蛋白质含量低、胶稠度长的米饭粘连软滑，饭冷不硬，弹性好，口感佳[2]。本研究结果表明，籼稻硬米和软米蛋白质含量与食味达显著和极显著负相关，硬米和软米胶稠度与食味达极显著和显著正相关。说明无论是硬米还是软米，胶稠度和蛋白质含量都是影响稻米食味品质的重要因素，这与曲红岩[2]、徐正进[18]等研究结果是一致的。但具体到不同直链淀含量的稻米，软米跟硬米相比较，软米胶稠度与米饭食味的相关性比硬米小，软米的食味品质受胶稠度影响要比硬米小，软米蛋白质含量与米饭食味的相关性比硬米要大，受蛋白质含量影响比硬米大。所以在理化品质性状中，影响硬米食味品质的首要因素是胶稠度，其次是蛋白质含量，而影响软米食味的首要因素是蛋白质含量，其次是胶稠度。如果用理化品质性状来衡量稻米食味品质，硬米首选胶稠度，其次蛋白质含量，而软米则相反，首选蛋白质含量，其次胶稠度。

3.5 稻米淀粉RVA 谱与食味品质关系

稻米淀粉RVA 谱是指一定量的淀粉和水在加热、高温和冷却过程中黏度随温度变化而形成的曲线[20]。RVA 谱的测定模拟了米饭的蒸煮过程，所以淀粉RVA谱特征值与米饭蒸煮食味品质密切相关。许多研究表明，食味品质与RVA 谱特征值中的最高黏度、崩解值呈极显著正相关，与消减值和回复值呈极显著负相关[21-23]。本研究结果表明，高直链淀粉含量的硬米品种蒸煮食味品质与RVA 谱特征值的相关性均不显著，低直链淀粉含量的软米品种崩解值和最高黏度值与食味值呈极显著正相关，消减值与食味值呈极显著负相关。说明直链淀粉含量相似的硬米品种蒸煮食味品质与淀粉黏滞谱特性关系不密切。直链淀粉含量相似的软米品种蒸煮食味品质与淀粉黏滞谱密切相关，可用RVA 谱特征值中的崩解值、最高黏度值和消减值来衡量直链淀粉含量低且相近的品种间的食味值。这与邹茜[24]等的研究结果是一致的。所以在选育特优质食味品种时，选择直链淀粉含量较低的基础上再辅以RVA 谱的测定是很有必要的。

4 结论

（1）当籼稻材料之间直链淀粉含量高低差异显著时，直链淀粉含量是影响食味的首要因素，中等直链淀粉含量的软米食味优于高直链淀粉含量的硬米。（2）粒型和整精米率对籼稻硬米食味有影响，粒型细长，整精米率较低，食味较好。（3）当直链淀粉含量相近时，不论是软米还是硬米，蛋白质含量和胶稠度都是影响食味品质的重要因素，胶稠度越长，蛋白质含量越低，食味越好。（4）籼型硬米食味与RVA 谱相关性不显著；软米食味与RVA 谱关系密切，当试验材料具有中等直链淀粉含量时可用RVA 谱特征值中的崩解值、最高黏度值和消减值来衡量食味品质，崩解值和最高黏度值越高、消减值越低，食味品质越好。因此，在今后的稻米食味品质评价工作中，应根据不同直链淀粉含量进行分类，再有针对性地选择相应食味品质指标进行测定，以便能更加准确地评价不同类型稻米的食味品质。（5）从主推品种可见，软米品种与硬米品种的碾米品质基本一致，但外观品质、蒸煮品质和食味品质差异较大；品质性状中，口感值、脂肪含量、崩解值和最高黏度值，美香占2 号与黄华占存在较大差异，产业实践中美香占2号因食味品质优异比黄华占高效的事实可得到解读。