不同籼稻品种杂交一代RVA谱特征值与食味品质相关性研究

胡中娥， 李 健， 李 吉， 殷 雄

(湖北国宝桥米有限公司，武汉 430040)

稻米品质主要包括外观品质、碾米品质、蒸煮食味品质和营养品质。育种研究大多侧重外观品质与碾米品质的鉴定工作，缺乏对蒸煮食味品质深入探讨。因此，需要进一步研究食味品质好，食味值高的稻米品种及其内在影响因素和评价指标。利用RVA谱特征值挑选出食味品质优的稻米杂交一代进行回交，使后代特征更显著，同时提前剔除掉食味品质差的品种。本研究利用籼稻杂交一代的21个样品进行食味品质相关性分析，分析食味值与RVA谱特征值的相关性、食味值与稻米各理化指标的相关性、RVA谱特征值与理化指标的相关性和食味品质形成的机理研究，以期为稻米食味品质研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

21个籼稻杂交一代大米，经实验室砻谷机、碾米机制得。

1.2 仪器

JSWL大米食味计，STA1B-CN米饭食味计，RVA-TecMaster快速粘度分析仪(RVA)。

1.3 实验方法

1.3.1 稻米的理化品质检测

利用大米食味计对大米的蛋白质含量、水分含量、直链淀粉含量进行检测。检测样品使用量200 g精米，选择“籼稻白米”检量线检测。

1.3.2 稻米的食味品质检测

利用米饭食味计检测米饭食味值、米饭外观及口感。先用不锈钢饭盒将米饭蒸熟，然后称取7.0 g米饭放入金属圆环压片，放入仪器检测入口，选择“中国籼稻”检量线检测。

1.3.3 稻米的RVA谱特征值检测

按GB/T 24852—2010《大米及米粉糊化特性测定 快速黏度仪法》[1]进行检测。样品含水量12%时，称样量为3.00 g，加水量为25.00 mL，其他含水量按12%湿基校正。

RVA谱特征值有最高黏度、最低黏度、最终黏度、峰值时间、糊化温度、崩解值(最高黏度-最低黏度)、消减值(最终黏度-最高黏度)、回生值(最终黏度-最低黏度)。

2 结果与分析

2.1 各指标检测结果

21个籼稻品种杂交一代大米的各理化指标(蛋白质、水分、直链淀粉)，食味品质指标(米饭外观、口感、食味值)，RVA谱特征值(峰值黏度、最低黏度、崩解值、最终黏度、消减值、回生值、峰值时间、糊化温度)如表1所示。

2.2 稻米的理化品质与食味品质的相关性分析

表2可见，稻米的理化品质，蛋白质、水分、直链淀粉与米饭的外观、口感、食味值相关性均不显著，蛋白质与食味值的相关系数为0.082，直链淀粉与食味值的相关系数为-0.193。各理化指标与食味品质的相关性不显著，直链淀粉与食味品质呈负相关，但未达到显著程度。采用蛋白质、水分、直链淀粉等单一指标来预测或评价籼稻的食味品质存在很大的局限性。Baxter等[2]推测，稻米中淀粉、蛋白质和水三者之间的相互作用影响米的物理特性。周显青等[3]指出，食味形成机理是大米淀粉结构、蛋白质与脂类相互结合的分子构象共同作用的结果。

表1 籼稻理化指标、食味品质指标及RVA谱特征值

谢黎虹[4]等推论，蛋白质影响米饭食味不可简单归于蛋白质的量，而可能缘于对米粒吸水性的改变或蛋白质网络本身或蛋白质与淀粉之间的相互作用等。钱春荣[5]等的实验表明，在一定的蛋白质含量范围内，降低蛋白质含量能够提高杂种早代稻米的蒸煮食味品质，但蛋白质过高或过低，食味品质均会不同程度的下降，说明在杂种后代中蛋白质含量与蒸煮食味品质并不是简单的线性关系。相同蛋白质含量的稻米，其氨基酸组成也有可能不同，有文献指出，游离氨基酸较少，谷氨酸和天冬氨酸相对较多的米食味值较高[6]。

表2 籼稻理化品质指标与食味品质指标的相关性

大米的直链淀粉质量分数分为5级，蜡质：0%～2%；非常低的：5%～12%；低的：12%～20%；中等的：20%～25%；高的：25%～33%[7]。GB/T 17891—2017《优质稻谷》[8]中规定：优质籼稻谷的直链淀粉含量为14%～24%。GB/T 15683—2008《大米 直链淀粉含量的测定》[9]中检测的直链淀粉含量，实际上是表现直链淀粉(Apparent amylose content, AAC)，它包含真正的直链淀粉和能与碘起反应的支链淀粉的长链B部分[10-12]。研究表明，直链淀粉含量相似而米饭质地相去甚远的情形相当普遍[4, 13]，并且大米中的淀粉并不完全由直链淀粉和支链淀粉组成，其中还有性质介于两者之间的成分存在，与支链淀粉的分支度和链长有关[6]，米饭的物性口感受到支链淀粉聚合度、链长比例、链长分布等因素的影响[3]。王静等[14]研究了硬度和直链淀粉的关系、黏度和溶出的支链淀粉的关系、直链淀粉在淀粉颗粒内的位置及其与支链淀粉的相互作用机制，得出淀粉结构是制约米饭质构特性的关键因素。应从淀粉结构整体层面出发，弄清支链淀粉的精细结构和非淀粉组分(包括蛋白质、脂质、氨基酸种类等)与理化指标和食味品质间的联系，来辅助改良稻米食味品质[13,15]。

2.3 稻米的理化品质与RVA谱特征值的相关性分析

从表3可见，蛋白质含量与最低黏度、最终黏度呈显著负相关，与峰值黏度、崩解值、消减值、回生值、峰值时间、糊化温度的相关性均不显著。直链淀粉含量与最终黏度、消减值、回生值呈极显著正相关，与最低黏度、峰值时间呈显著正相关，与崩解值呈显著负相关，与峰值黏度、糊化温度相关性不显著。水分含量与糊化特性RVA谱8个特征值相关性均不显著，这可能与糊化特性的国标检测过程有关。RVA谱检测时，尽管精米的水分含量不同，但都会校准为含水量12%的湿基来进行检测，糊化特性RVA谱实际上是在相同米水比的情况下绘制出的曲线。因此RVA谱特征值与精米的水分含量相关性不大。

从各理化品质与RVA谱特征值来看，直链淀粉含量与糊化特性相关性最显著，可以从淀粉颗粒的糊化过程来分析。高直链淀粉含量使得淀粉颗粒在加热剪切过程时不易破裂，抑制了淀粉膨胀，不利于黏度上升，热糊稳定性增强，峰值黏度、崩解值随之下降，同时淀粉糊化延缓，也使到达峰值黏度时间延长，糊化温度升高。淀粉糊在冷却过程中直链淀粉联结在一起形成不溶于水的聚合体，聚合的直链淀粉同时把水和蛋白质分子包裹起来形成网状结构的聚合物，导致了最终黏度升高，从而使回生值、消减值增加[16]。

2.4 稻米的RVA谱特征值与食味品质的相关性分析

从表4可见，米饭食味值与峰值黏度、崩解值呈极显著正相关，与最低黏度、最终黏度、消减值、回生值、峰值时间呈显著或极显著负相关。由此表明，RVA谱特征值能充分反应米饭食味值，以此反应米饭食味的优劣。崩解值、消减值、峰值黏度与米饭食味值相关系数分别为0.841、-0.807、0.759。可以看出，峰值黏度、崩解值越高，消减值越低的稻米，其米饭的食味品质越好。RVA谱中的崩解值与米饭的口感相关，其大小直接反映出米饭的硬软，即崩解值大的品种的米饭较软，崩解值小的米饭较硬[17]。消减值与米饭冷却后的质地相关，一般消减值为负值且绝对值大，米饭软；消减值为负值且绝对值小的，米饭软而不黏；消减值为正值且过大时，米饭硬而糙；消减值为正值且小时，米饭也软而不黏[18]。从表1的消减值可以看出这21个稻米样品的口感差异还是很大的，各种口感都有。食味较好品种的RVA谱崩解值大多在100 RVU以上，而消减值小于25 RVU，且多为负值；相反，食味差的品种崩解值低于36RVU，而消减值高于80 RVU[17]。如样品3号、10号稻米，崩解值小、消减值大(高于80 RVU)的稻米，在育种过程中应该首先剔除，回交培育食味品质优的品种。有关用快速黏度分析仪(RVA)测得的稻米黏滞性特征值与稻米蒸煮品质存在良好相关性也有不少报道[17-20]。

表3 籼稻理化品质指标与RVA谱特征值的相关性

表4 籼稻RVA谱特征值与食味品质的相关性

3 结论

本研究对21个籼稻品种杂交一代样品的RVA特征值与食味值的相关性分析可以看出，RVA特征值中的崩解值、消减值、峰值黏度与食味值的相关性很显著，相关系数达到0.8。而通常人们育种评价中的理化指标如直链淀粉与食味值的相关系数不足0.2。分析理化指标与RVA特征值时，直链淀粉与RVA部分特征值有一定的相关性，相关系数分别在0.4～0.6之间。由此可以推测出各理化指标如蛋白质、直链淀粉对食味品质的影响属于单一指标、间接指标；RVA特征值属于综合指标、直接指标。RVA谱为大米变成米饭的整个糊化过程的黏度曲线，它是淀粉、蛋白质、水分、脂类等所有成分相互作用的综合反应。而理化指标只是单一的某一项指标，单个指标变化可能会影响其他指标的变化，进而影响各成分之间相互结合的紧密程度。因此，用综合指标RVA谱特征值来评价食味品质会更合理更直接，可以作为优质籼稻育种的主要依据。