水稻食味品质主要影响因子分析

曲红岩+张欣+施利利+李永杰+徐锡明+生华+崔晶

摘要：采用完全随机设计，以18个优质粳稻品种为材料，研究水稻食味品质主要影响因子以及各成分间的相关关系。结果表明，直链淀粉和蛋白质与食味值均呈负相关，且贡献率为蛋白质79%>直链淀粉21%，二者主要影响米饭的黏度和平衡性（黏度/硬度），蛋白质含量越高，直链淀粉含量越低，米饭越硬，质地越差。食味值与淀粉RVA谱中最高黏度、崩解值呈正相关，最低黏度、最终黏度和消减值呈负相关，且RVA谱主要影响米饭黏度和平衡性。食味值与碾米品质呈负相关，与米饭物性中硬度呈正相关，与黏度、平衡性呈负相关。同时，米饭物性指标中黏度、平衡性表现出与精米粒宽呈极显著负相关，与精米粒厚呈极显著正相关的趋势。

关键词：水稻；食味；品质；RVA；粳稻

中图分类号：TS207.3文献标志码：A文章编号：1002-1302（2017）06-0172-03

水稻作为世界三大粮食作物之一，单产始终呈上升的趋势。1961年，世界水稻平均单产为1 869.3 kg/hm2，截至2013年，水稻平均单产已达4 527.1 kg/hm2，增长1.42倍，年均增长1.74%[1]。在此基础上，日本、韩国、泰国等国家率先开展了高品质、高食味水平稻米的研发，世界稻米也正式宣布进入了由数量型向质量型、食味型、美味型方向发展[2-3]。国内相关方面的研究尚处于起步阶段，优质食味稻米缺乏、相关技术落后等问题依然存在，同时有关影响稻米食味品质的因素研究也存在很大的争议。已有研究结果中就水稻直链淀粉含量、蛋白质含量等成分对水稻食味品质的影响也存在较明显的差异，相关研究表明，直链淀粉含量与食味值呈负相关，也有结果显示出正相关，但蛋白质含量与直链淀粉含量对食味值的贡献率研究尚缺乏，相关淀粉黏滞性RVA谱及米饭物性测定与水稻食味值的关系以及国内有关水稻食味内在机制的研究尚有不足[4-6]，不同水稻品种间水稻食味差异的内在机制研究也不够明确。为进一步研究水稻食味品质的主要影响因子，本试验选定食味较好的18个水稻品种（品系），采用统一的栽培方式，测定影响水稻食味的主要因子，进一步探究不同性状间的关系以及与水稻食味品质内在构成机制之间的关系。

1材料与方法

1.1材料

材料选自天津农学院国际水稻食味研究中心，共计18个优质粳稻品种（品系）材料，相关品种（品系）名称见表1。

1.2试验方法

1.2.1试验设计试验于2014年在天津市宝坻区黄庄农场试验基地进行，采取完全随机设计，土壤类型为黑黏土，肥力水平中等。4月10日播種，5月27日移栽，行距30 cm，穴距15 cm，叶龄为3.5张，每穴3～5苗。田间施肥管理同当地生产田。

1.2.2测定方法水稻成熟后脱粒储藏于恒温储藏箱，利用SY88-TH三立式捣精机进行砻谷，使用日本佐竹生产的RGQI20型号水稻颗粒评定仪测定米粒长度、宽度、厚度、白度等。水稻直链淀粉含量，使用德国BRAN LUEBBE公司生产的AA3型连续流动分析仪测定；蛋白质含量，使用PS-500米饭食味计进行测定；稻米淀粉黏滞性RVA谱，采用澳大利亚Newport Scientific公司生产的RVA-4型RVA仪进行快速测定。采用日本佐竹生产的STA1A型炊饭食味计测定食味值，RHS1A型硬度黏度计测定米饭物性指标。

1.2.3数据统计分析使用Microsoft Excel进行数据计算与作图；SPSS 19.0进行统计分析。

2结果与分析

2.1稻米品质指标调查分析

从表2可以看出，18个水稻品种（品系）间不同品质性状标准差大小依次为RVA淀粉黏滞谱>食味值>加工品质>营养品质>外观品质>米饭物性，说明不同品种间RVA谱、食味值差异较大，加工品质、营养品质、精米外观、米饭物性几个指标在品种间波动较小，差异不明显。

2.2品质性状与食味的关系

从表3可以看出，相关分析结果食味值与直链淀粉含量呈正相关，与蛋白质含量呈极显著负相关，淀粉RVA黏滞谱中食味值与淀粉最高黏度、崩解值呈正相关，与最低黏度、最终黏度、消减值呈负相关。水稻精米率、整精米率皆与食味值呈负相关，碾白度、精米粒长与食味值呈正相关，食味值与精米宽达显著正相关，与厚度呈负相关的变化趋势，水稻质地检验指标则体现出食味值与米饭硬度呈正相关，与黏度、平衡性呈负相关，与米饭弹性呈显著正相关。

2.3水稻营养品质性状与米饭食味值的关系

对大米直链淀粉含量、蛋白质含量与食味值进行相关和偏相关分析（图1），直链淀粉含量与食味值的相关系数为r=0.105，为正相关，蛋白质含量与食味值的相关系数为r=-0.667**，呈极显著负相关。进一步对二者进行偏相关分析（表4），固定蛋白质，直链淀粉含量与食味值间r=-0.197，呈负相关，固定直链淀粉，蛋白质与食味值间相关系数为r=-0.615***，为极显著负相关。对二者进行回归分析，复相关系数R=0.627***，说明直链淀粉含量和蛋白质含量可以作为判断米饭食味的主要因素，由标准偏回归系数可知，二者对食味值的影响程度蛋白质为79%>直链淀粉21%，说明米饭食味主要受蛋白质含量的影响并呈极显著负相关关系，且通过对相关与偏相关结果进行分析可知，直链淀粉与蛋白质之间存在一定的协作效应。

2.4碾米外观品质与米饭理化性状指标间的关系

为探明米饭外观性状以及碾米强度对米饭食味品质影响的内在机制，进行了相关分析，相关分析结果见表5。稻米的直链淀粉含量、蛋白质含量与精米粒宽呈显著正相关和极显著负相关，而精米粒长、厚以及碾白度、精米率、整精米率等指标与直链淀粉、蛋白质之间的关系均未达到显著水平。米饭RVA谱中最高黏度、最低黏度、崩解值、最终黏度与精米粒长均表现出极显著负相关，其中，最高黏度与精米率、整精米率分别达到了显著和极显著的差异，最低黏度则与粒厚达到显著正相关，与碾白度、精米率表现为显著负相关。崩解值与精米率、整精米率均为极显著负相关，消减值则与二者呈现出显著正相关。米饭物性指标中黏度、平衡性（黏度/硬度）表现出与精米粒宽呈极显著负相关、与精米粒厚呈极显著正相关的趋势，弹性与碾磨外观品质无显著相关性。

2.5米饭物性与米饭化学性状指标间相关性分析

通过对比分析米饭物性与水稻直链淀粉、蛋白质以及RVA谱之间的关系，分析结果见表6。直链淀粉含量与米饭黏度、平衡性呈极显著负相关，与米饭硬度、弹性呈正相关，蛋白质含量则与直链淀粉呈相反的特性，与黏度、平衡性呈极显著正相关，与硬度、弹性呈负相关。RVA谱主要显著影响米饭的黏度、平衡性，其中最高黏度与米饭黏度呈显著正相关，与平衡性呈极显著正相关，最低黏度与二者均呈显著正相关，崩解值与黏度、弹性之间达显著正相关，与平衡性之间达极显著正相关，消减值与米饭黏度呈显著负相关，与平衡性呈极显著负相关，整体分析最高黏度、最低黏度、崩解值、最终黏度4个RVA谱的主要指标表现出，与米饭硬度呈负相关，与黏度、平衡性、弹性呈正相关。

3结论与讨论

3.1稻米品质性状与食味的关系

本研究对18个优质水稻品种（品系）的17个稻米食味品质性状指标与食味值间进行相关性分析，随着直链淀粉含量和蛋白质含量的升高，米饭食味值均呈现下降的趋势，同时直链淀粉和蛋白质对米饭食味的影响存在协作关系，从回归分析可知，复相关系数为R=0.627***，对食味值的贡献率为蛋白质（79%）>直链淀粉（21%），表明主要影响米饭食味评分的因子为大米中蛋白质含量。淀粉RVA黏滞谱分析结果表明，最高黏度、崩解值越高食味越好，最低黏度、最终黏度、消减值越低食味越好。水稻精米率、整精米率皆与食味值呈负相关关系，碾白度、精米粒长与食味值呈正相关，表明水稻的碾米品质与食味值呈负向趋势。水稻质地检验结果为食味值与米饭硬度呈正相关，与黏度、平衡性（黏度/硬度）呈负相关，与米饭弹性呈显著正相关，表明适当提升米饭硬度，降低黏度硬度比，可以在一定程度上有效提高米饭的食味值，同时米饭弹性也应作为米饭食味评分中重要的评价指标，尤其体现在对米饭咀嚼口感上的影响。

直链淀粉含量与蛋白质含量作为水稻食味品质评判的主要化学指标，受到国内外学者的广泛关注。徐正进等通过对95个水稻材料进行分析得出，蛋白质含量与食味值呈极显著负相关，直链淀粉含量与食味值呈正相关[7]。刘利成等研究显示，直链淀粉含量是导致食味品质较差的主要因子，并与食味值呈极显著负相关[8]。罗秋香的研究结果表明，蛋白质含量高，米饭硬度大，黏性差，质地特性变差[9]。张春红等通过对44个粳稻品种分析显示蛋白质是食味品质的一个重要指标，与食味值呈负相关[10]。陈能等进一步研究指出，蛋白质含量对直链淀粉含量有负面影响[11]。目前，研究人员针对直链淀粉和蛋白质对水稻食味品质的研究存在争议的原因可能在于试验材料的选择以及分析方法，同时有关二者对稻米物性影响的分析也略有缺乏，皆未明确指出二者对食味品质的贡献程度的大小。

淀粉RVA谱作为近年主要分析稻米食味品质的指标，陈书强的研究中蒸煮食味品质与RVA谱特征值的相关性最高，同时指出峰值黏度为最重要的指标[12]。张欣等的研究表明，稻米的直链淀粉含量与最高黏度呈极显著负相关，最高黏度与食味值呈显著正相关，认为崩解值能较好地表示食味值[13]。金正勋等研究结果则显示最高黏度、最低黏度与食味值呈极显著正相关[14]。本研究结果，最高黏度、崩解值与食味值呈正相关关系，与最低黏度则呈负相关趋势，RVA谱受外观品质影响较大，RVA谱对米饭食味的影响主要体现在米饭的黏度以及黏度硬度比，相关结论还有待进一步研究。

3.2稻米碾磨外观品质与理化指标间的关系

通过分析可知，稻米的直链淀粉含量、蛋白质含量与精米粒宽呈显著正相关和极显著负相关。米饭RVA谱中最高黏度、最低黏度、崩解值、最终黏度与精米粒长均表现出极显著负相关，其中最高黏度与精米率、整精米率分别达到了显著和极显著负相关，最低黏度则与粒厚达到了正相关，与碾白度、精米率表现为负相关。崩解值与精米率、整精米率均为极显著负相关，消减值则与二者呈现出显著正相关。表明大米的淀粉黏滞性RVA谱与水稻的碾米外观品质关系密切，进一步证明碾米外观品质直接影响米饭食味变化的内在机制。米饭物性指标中黏度、平衡性（黏度/硬度）表现出与精米粒宽呈极显著负相关，与精米粒厚呈极显著正相关的趋势，说明不同粒型间的食味差异在米饭黏度、平衡性间体现出差异较大。

陈书强的研究结果，碾磨品质主要通过整精米率、精米率和糙米率对直链淀粉含量、食味值产生影响，表明碾米品质与食味值呈极显著正相关[12]。徐正进等通过对黑龙江水稻进行分析发现，食味值与碾磨品质有负相关的趋势，与粒长有正相关的趋势，对辽宁水稻的分析中显示食味值与碾磨品质有正相关趋势[7，15]。刘利成等认为，整精米率与食味值呈极显著正相关[8]。本研究结果，精米率、整精米率与蛋白质、最高黏度、崩解值均呈负相关，说明对食味影响为负相关。前人研究主要集中于碾磨品质与食味值之间的关系，忽略了对相关RVA谱以及理化特性的影响，相关结论还有待进一步研究阐明。

3.3米饭物性与米饭化学性状之间的关系

本试验结果显示，直链淀粉含量与米饭黏度、平衡性之间达到了极显著负相关，蛋白质含量则与二者呈极显著正相关，说明在一定范围内直链淀粉含量越高，米饭硬度越大，黏度越小，平衡性越差，蛋白质含量越高米饭黏度越大，硬度越小，平衡性越好。米饭黏滞特性RVA谱则主要与米饭的黏度、平衡性相关关系显著，说明在模拟米饭蒸煮过程中，淀粉开始糊化的过程主要体现了米饭黏度上的变化，进而影响了米饭的食味品质。

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doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.06.046