镇糯系列糯稻品种的主要品质特性

曾生元， 杜灿灿， 胡庆峰， 李 闯， 景德道， 林添资， 余 波， 钱华飞， 孙立亭， 周义文，费云燕， 韩华新， 杨 军， 巫章平， 龚红兵

(江苏丘陵地区镇江农业科学研究所，江苏句容 212400)

糯米广泛用于制作传统小吃、加工食品、酿酒、制醋等产业，也是稻谷工业用粮的主要原料。江苏省糯稻种植历史悠久，粳糯稻种质资源丰富，其中包括知名优质糯稻品种苏御糯等。江苏丘陵地区镇江农业科学研究所在粳糯品种选育方面有深厚的积淀，20世纪70年代及90年代育成的桂花糯、镇稻2号曾长期作为江苏省糯稻的主栽品种，在生产上发挥重要作用。进入21世纪后，又成功培育出了广适型高产糯稻品种镇糯19号。镇糯19号一面世，就快速成为苏皖晚粳稻区糯稻主栽品种，是2017年至今全国唯一在1年内推广面积超过 6.67万hm的糯稻品种。此后，以镇糯19号为亲本，又培育出了镇糯20号、镇糯22号、镇糯762、镇糯29号等一系列糯稻品种，当前镇糯系列品种种植面积占苏皖晚粳稻区糯稻总面积的3/4左右。

随着我国人民生活水平的提高，消费结构与市场的变化，对优质糯稻谷的需求量持续增加，优良的品质是糯稻品种获得市场认可的关键。稻米品质主要从碾磨品质、外观品质、营养品质、蒸煮食味品质等4个方面来进行评价。碾磨品质与外观品质是糯米能否进入市场的第1道关口，闵捷等综合分析20世纪80年代以来育成的570份糯稻品种品质后认为，提高加工品质特别是整精米率是改良糯稻品质的重点。蒸煮食味品质则是稻米品质的最重要指标，直链淀粉含量(amylose content，AC)、胶稠度(gel consistency，GC)、糊化温度(gelatinization temperature，GT)是最早被认为衡量稻米蒸煮食味品质的三大理化指标，RVA 谱与稻米的食味品质、淀粉合成关键酶活性等高度相关，已成为评价稻米食味品质优劣的重要指标。影响稻米蒸煮食味品质的内在因素是稻米中各化学成分的含量及其结构，淀粉是稻米中最主要的成分，在很大程度上决定着稻米品质，而糯稻作为栽培稻的黏性变种，其最主要的特点是胚乳淀粉以支链淀粉为主(≥98%)，直链淀粉含量很低。蛋白质在稻米中的含量仅次于淀粉，对稻米的蒸煮食味品质影响很大，一般认为蛋白质含量超过9.0%的品种，其风味往往较差。与淀粉及蛋白质相比，虽然稻米中脂肪含量很少，但据报道它对稻米品质也有重要影响。本研究通过综合分析6个镇糯品种与太湖地区优质糯稻代表品种苏御糯主要品质性状的特征、差异性及其与化学成分的相关性，以期为糯稻品质改良提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 水稻材料与田间管理

供试糯稻品种7个，其中镇糯6个品种，包括镇糯19号、镇糯20号、镇糯762、镇糯29号、镇稻2号和镇糯22号，以太湖地区优质糯稻品种苏御糯为对照。

所有材料于2020年正季种植于江苏省句容市江苏丘陵地区镇江农业科学研究所试验基地，每份材料种植 100 株，行株距为17 cm×17 cm，田间管理按常规方法进行，适时收获后风干保存30 d以上，使含水量保持在14%左右。

1.2 粒型观测

采用万深SC-G型自动考种分析及千粒质量仪测定稻谷籽粒的粒长、粒宽、千粒质量等粒型指标。

1.3 稻米碾磨品质

从每份材料的收获样品中随机称取净稻谷 450 g，先用FC2R型砻谷机(日本OTAKE公司)碾成糙米，然后称质量，计算糙米率，糙米率=糙米质量/净稻谷质量×100%，重复2次，取平均值，即为该品种的糙米率；再用VP-32型精米机(日本Yamamoto公司)将糙米碾成精米，完全去除种皮，果皮、糊粉层和胚后，称质量，计算精米率，精米率=精米质量/净稻谷质量×100%，重复2次，取平均值，即为该品种的精米率；最后从精米中筛选出整精米粒，称质量，计算整精米率，整精米率=整精米质量/净稻谷质量×100%，重复2次，取平均值，即为该品种的整精米率。

1.4 精米中各主要成分的测定

1.4.1 直链淀粉及总淀粉含量的测定 参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 83—2017测定稻米直链淀粉含量，4个标准样品(AC含量：1.5%、10.6%、16.4%和 25.6%)购自中国水稻研究所。米粉总淀粉含量(total starch content，TSC)按照试剂盒(爱尔兰Megazyme公司)说明进行测定。

1.4.2 蛋白质及组分含量的测定 参照Yang等的方法，采用凯氏定氮法测定米粉中的全氮含量，再乘以换算系数 6.25，计算得到蛋白质含量(protein content，PC)；采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)法观测蛋白质及组分。

1.4.3 脂肪含量的测定 本研究参照Welti 等提示的方法测定精米中的脂肪含量(lipid content，LC)。

1.5 蒸煮食味品质测定

1.5.1 胶稠度与碱消值 参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 83—2017测定稻米胶稠度及碱消值(alkali spreading value ，ASV)，采用碱消值评估糊化温度。

1.5.2 RVA谱 采用澳大利亚 Newport Scientific 仪器公司生产的 RVA-4 型 RVA 快速测定仪测定淀粉黏滞性，用 TCW(thermal cycle for windows)配套软件进行分析。RVA 谱特征值用峰值黏度(peak viscosity，PKV)、热浆黏度(hot paste viscosity，HPV)、冷胶黏度 (cool paste viscosity，CPV)、崩解值 (breakdown value，BDV)、消减值 (setback value，SBV)、回复值(consistence value，CSV)、峰值时间 (peak time，PeT)和起糊温度(pasting temperature，PaT) 表示。黏滞性值以 centiPoise (cP)为单位。

1.6 数据分析

利用 Microsoft Excel 和 SPSS 17.0数据处理系统对数据进行分析，采用Duncan’s新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同糯稻品种粒型与外观品质、碾磨品质及相关分析

比较7份糯稻材料的粒型及外观品质可知，对照苏御糯稻谷千粒质量达到36 g左右，稻谷长宽比为2.7左右，偏长粒，糯米纯白，籽粒显著大于6个镇糯品种，外观品质优异；6个镇糯品种千粒质量在 25.58～26.80 g之间，稻谷长宽比≤2.3，呈椭圆形，其中镇糯20号、镇糯29号白度与苏御糯相当(表1、图1)。在碾磨品质方面，参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 593—2021《食用稻品种品质标准》，对照苏御糯整精米率达农业农村部二级标准，6个镇糯品种整精米率除镇稻2号不达标外，其他5个整精米率在69.38%～73.23%之间，均达农业农村部一级标准，其中镇糯29号高达73.23%。进一步分析主要碾磨品质与粒型的相关性，粒长与出糙率达显著负相关(相关系数=-0.769)，粒宽和长宽比与碾磨品质的相关性不显著。

表1 供试材料的粒型及主要碾磨品质

2.2 不同糯稻品种主要化学成分及其关联

7个品种糯米干基的直链淀粉含量在1.45%～2.57%之间，镇糯20号、29号与对照苏御糯同处最低水平，镇糯19号、镇糯762居中，镇稻2号、镇糯22号最高；总淀粉含量在83.30%～86.28%之间，变异系数仅1.3%，镇糯品种总淀粉含量均高于对照苏御糯，以镇糯20号最高；脂肪含量在0.53%～0.73%之间，变异系数为12.9%，以镇糯19号最高，苏御糯和镇糯762次之，镇糯29号最低；总蛋白质含量在7.06%～10.50%之间，变异系数为14.5%，镇糯29号总蛋白质含量最低，为7.06%。对照苏御糯总蛋白质含量最高，达10.50%，显著高于其他6个镇糯品种(表2)。进一步分析蛋白质组分，镇稻2号谷蛋白含量与对照苏御糯相当，高于其他4个镇糯品种，6个镇糯品种醇溶蛋白含量均低于对照苏御糯(图2)。相关分析显示，总淀粉含量与总蛋白含量的相关性达极显著负相关(=-0.908)，而其他指标间(包括直链淀粉含量与总淀粉含量之间)的相关性不显著。

表2 供试材料的主要化学组成 %

2.3 蒸煮食味品质

众所周知糯稻的胶稠度大多要高于非糯品种。本研究显示，所有糯稻品种GC均大于94 mm，变异系数为1.9%，除镇糯29号显著高于其他品种外(100 mm)，苏御糯与其他4个镇糯品种间的差异未达到显著水平。

碱消值是碱液对完整米粒的侵蚀程度，通常数值越高则表示越容易被侵蚀，其糊化温度越低。本研究显示所有糯稻品种ASV均大于6.0，处于较高水平，变异系数为4.0%，其中镇稻2号、镇糯22号的ASV值处于最低水平，说明其糊化温度较高，镇糯19号、镇糯20号、镇糯29号与苏御糯处于最高水平，表明这4个品种的糊化温度较低。

7个品种的RVA 谱黏度特征值差异性较大，其中PKV在799.5～2 150.5 cP间，极差为1 351 cP，变幅最大；HPV、BDV、CPV、SBV、CSV的变异系数亦达到20%以上，经单向分组资料方差分析(ANOVA)，所有指标检验差异均达显著水平。对照苏御糯具有与6个镇糯品种显著不同的RVA特征值，其峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度、回复值和峰值时间最低，消减值最高，说明其稻米回生特性及黏度较镇糯品种差；而代表糊化特性的2个特征值(峰值时间与起糊温度)的变异系数较小，分别只有3.8%、1.8%，除镇稻2号的起糊温度显著较高外(这与ASV测定的结果也是一致的)，其他品种间的起糊温度差异不显著，表明糯稻品种间这2个特征值差异较小(表3)。

2.4 糯稻各化学成分与其蒸煮食味品质间的相关性

由表4可知，直链淀粉含量与碱消值达到极显著负相关，与峰值时间呈显著正相关，其次与起糊温度的相关系数也接近0.7；而蛋白质含量与各黏度指标大多呈负相关关系，与回生性主要指标(消减值)呈正相关，其中与热浆黏度、冷胶黏度达到显著负相关水平；而总淀粉含量及脂肪含量与RVA谱各特征值均未达到显著相关水平。说明在糯稻背景下，直链淀粉含量主要影响稻米的糊化特性，糯米中直链淀粉含量增加，其糊化温度也随之升高；而蛋白质含量则显著影响其黏滞性特征，蛋白质含量增加，糯米粉的黏滞性降低，回生性变差。

表4 各化学成分与蒸煮食味品质各特征值之间的相关性

3 讨论与结论

糯米的品质在很大程度上决定了其商品价值。从我国各地直接食用，糕点、麻团、粽子等传统小吃制作，酿酒饮料等领域反映，糯米直链淀粉含量越低，其糯性越好，而蛋白质对糯米衍生产品的风味和品质往往具有不利影响。苏御糯曾是太湖地区著名的优质糯稻代表品种，但也有研究认为其蛋白含量较高。本研究显示，苏御糯糯米籽粒大而白，具有突出的外观品质。5个新近育成的镇糯品种整精米率、糯米外观等方面显著好于早期的镇糯品种——镇稻2号，其中镇糯20号、镇糯29号白度高，糯米外观与苏御糯相当，且整精米率显著高于其他糯稻品种。化学成分方面，苏御糯的直链淀粉含量和总淀粉含量低，蛋白质含量高，镇糯品种中镇稻2号和镇糯22号直链淀粉含量远高于苏御糯，总淀粉含量略高(或相当)于苏御糯，蛋白质含量低于苏御糯，其化学组成总体上比苏御糯差；镇糯19号、镇糯762直链淀粉含量、总淀粉含量较苏御糯高，但是蛋白质含量较苏御糯显著降低，其化学组成总体上与苏御糯互有优劣；镇糯20号、镇糯29号直链淀粉含量与苏御糯接近，蛋白质含量显著降低，总淀粉含量显著增加，因此化学组成显著优于苏御糯。蒸煮食味品质方面：除镇糯29号外，其他镇糯品种与苏御糯的胶稠度处于同一水平，而镇糯19号、镇糯20号、镇糯29号与苏御糯的糊化温度较其他3个镇糯品种低。本研究RVA谱特征值中的峰值时间与起糊温度在7份供试材料中变异不大，峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度、消减值和回复值在苏御糯与6个镇糯品种中呈现显著差异，苏御糯的峰值黏度、崩解值、回复值最低，消减值最高，反映出苏御糯的糯米回生性及黏滞性一般，相关分析表明糯米的黏滞性特征值与蛋白质含量呈显著负相关，苏御糯稻米中较高的蛋白质含量会增加米饭的硬度和粗糙感，从而降低稻米食味品质，这与前人的研究结果是一致的。

总体上看，7份糯稻品种中苏御糯具有最佳的外观品质、较优良的加工品质，但是蒸煮品质一般；而5个新近育成的镇糯品种具有优于苏御糯的加工品质，其中镇糯20号、镇糯29号在镇糯19号的基础上进一步提升了糯米外观品质，降低了直链淀粉及蛋白质含量，提高了总淀粉含量及蒸煮食味品质(提高黏滞性、降低糊化温度)，品质性状较镇糯19号有了显著提升，品质综合表现优于苏御糯。

本研究还分析了影响糯稻品质的关键因素，结果表明：糯稻总淀粉含量与蛋白质含量存在显著负相关关系，糯米粉的黏滞性指标与直链淀粉含量的相关性未达显著水平，而与蛋白质含量呈显著负相关，峰值时间及糊化温度与直链淀粉含量紧密正相关。直链淀粉含量是决定非糯品种稻米蒸煮食味品质的重要性状，对米饭的胶稠度、硬度、糊化特性等均有重要作用，但本研究结果显示蛋白含量同样对糯米粉RVA谱具有重要影响，这与杨博文等认为糯稻的品质评价不能借助非糯稻的评价体系是一致的。分析其原因可能是糯米携带的是无功能的基因，其胚乳中直链淀粉含量极低，而在测定稻米直链淀粉时，未消化的长链支链淀粉(B3链，DP≥37)也会计入其中，称为表观直链淀粉含量(AAC)。由于这些糯稻品种具有较为接近的AAC(变幅相差1%左右)，因而蛋白质含量的差异就成为了影响其黏滞性及硬度指标的主要因素；另一方面，已有研究表明，()基因对稻米的糊化温度有显著影响，而本研究7份供试材料基因关键SNP的基因型是一致的(未发表数据)，但是AAC较高的2份品种具有较高的起糊温度，从侧面可以反映它们应该具有较多的长链支链淀粉。但是由于支链淀粉链长的测定较为复杂，在育种实践中不易定量检测，因而本研究结果也给育种家一定的提示，即可通过测定糯米的AAC来判断其链长分布的大致情况，从而增加了在实际应用中的可操作性。

本研究以6个镇糯系列品种及苏御糯为试验材料，调查了它们之间粒型及外观品质、碾磨品质、化学成分、蒸煮食味等品质性状的差异，分析其化学成分与蒸煮食味品质间的相关性。结果表明苏御糯具有优异的稻米外观品质、较低的直链淀粉含量及糊化温度，但其蛋白质含量高，米粉的黏滞性特征值较低，消减值较高；5个新近育成镇糯品种的加工品质、蒸煮品质较早期镇糯品种镇稻2号有了显著改良，其中镇糯29号、镇糯20号的综合品质优于苏御糯。相关分析进一步表明在糯稻背景下，蛋白质含量与米粉黏度存在显著负相关关系，直链淀粉含量则主要影响糯米的糊化特性，总淀粉含量、脂肪含量与糯米蒸煮食味品质的相关性不显著。降低表观直链淀粉含量及蛋白质含量是进一步提升糯米理化品质与蒸煮食味品质的2个关键举措，应在糯稻育种过程中加以重视。

致谢：本试验得到扬州大学农学院严长杰课题组杨宜豪老师在品质测试方面提供的无私帮助，在此深表感谢。