浙江省粽子专用糯稻品种筛选及其综合评价

王保君，程旺大，沈亚强，陈召桂，彭玉慧，朱佳伟，黄家频，张红梅，*

(1.嘉兴市农业科学研究院 生态环境研究所，浙江 嘉兴314016；2.浙江五芳斋实业股份有限公司，浙江 嘉兴 314000；3.浙江禾天下种业股份有限公司，浙江 嘉兴 314000)

粽子是中华历史文化沉淀最为浓厚的传统美食之一，深受大家喜爱。糯稻(OryzasativaL.var.Glutinosa Matsum)作为粽子加工的重要原料，营养价值丰富[1]，市场价格较高，是我国稻米中不可或缺的珍贵品种[2]。据估算，2020年，我国糯稻的种植面积为66.67万hm2左右，产量为500万～550万t[3]。近几年来，随着人民生活水平的提高和膳食结构的不断调整，市场对糯米的需求量逐年上升，长江以南等地区的糯稻种植规模也在不断扩大[4]，糯米生产已经成为中国粮食生产中不容忽视的特色产业[5-6]。

糯米不仅是粽子营养的核心部分，也是粽子品质的重要命脉[7]。五芳斋等大型粽子加工企业制定了粽子专用糯稻采购的相关企业标准，其具体要求为：糙米率、精米率和整精米率要高，直链淀粉低于2.0%，蛋白质含量适中，精米籽粒呈瓷白色、体态饱满、有香气。因此，筛选和确定适宜浙江省种植的粽子专用糯稻品种，充分发挥浙江省粽子加工等龙头企业优势，依托粽子文化、山水资源、生态环境，打造产加销糯米全产业链，是促进浙江省现代糯米产业发展的重要举措。目前浙江省专用性糯稻的筛选研究主要集中在黄酒、米粉、汤圆等方面[8-9]，而有关粽子专用糯稻品种的筛选鲜为报道。本研究收集环太湖地区糯稻材料27份，通过糯稻田间表现，结合产量、米质和加工成粽子的食味品质进行综合评价，筛选出适合浙北地区种植的粽子专用优质糯稻品种，以期为浙江省优质糯稻产业振兴提供支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

以收集的环太湖地区27份糯稻资源为材料，其中17份来自浙江，分别为浙糯优1号、春江糯6号、浙糯106、祥湖13、绍糯9714、甬糯34、糯示01、嘉禾糯1号、糯示02、糯示03、糯示04、糯示05、糯示06、糯示07、糯示08、糯示09、糯示10；6份来自江苏，分别为太湖糯、澄糯218、镇糯19、苏御糯、香糯833、武育糯4819；3份来自安徽，分别为皖垦糯1116、皖垦糯1号、皖垦糯3号；1份来自上海，为光明糯1号。编号J-01～J-27对应的材料见表1。

1.2 试验地概况

试验于2020年在浙江省嘉兴市秀洲区新塍镇火炬村禾天下种业育繁科研基地(120°37′58″E，30°45′22″N)开展，地属亚热带海洋性季风气候，平均海拔3.7 m，年平均气温15.5 ℃，年均降水量1 167.5 mm，年均日照时间2 007 h。试验地土壤肥力水平均匀，0～20 cm土层土壤基本理化性状为：有机质 21.02 g·kg-1、全氮0.79 g·kg-1、速效磷5.24 mg·kg-1、速效钾83.28 mg·kg-1、铵态氮28.10 mg·kg-1、硝态氮14.19 mg·kg-1，pH值6.35。

1.3 试验设计与田间管理

试验采用田间大区设计，将收集的27个糯稻材料随机排列种植，种植面积为466.7 m2(10.0 m×46.7 m)，不同处理间用小田埂隔开。2020年5月25日进行糯稻播种，2020年6月15日进行机插，机插密度为30 cm×12 cm。

供试化肥商品名和生产商分别为：粉末或颗粒有机肥(有机质≥45%)，桐乡同奥农业科技有限公司；尿素(N≥46%)，灵谷化工集团有限公司；15-15-15司尔特复合肥(N+P2O5+K2O≥45%)，安徽省司尔特肥业股份有限公司。试验地各材料的水分管理模式和病、虫、草害防治保持一致。2020-06-10施基肥(有机肥750 kg·hm-2、复合肥375 kg·hm-2)，2020-06-22施返青肥(尿素112.5 kg·hm-2)，2020-07-01施分蘖肥(尿素112.5 kg·hm-2)，2020-08-05施穗肥(复合肥150 kg·hm-2)。

1.4 指标测定

1.4.1 生育时期记录与产量测定

2020年8月中旬—9月记录不同糯稻材料的齐穗期。待糯稻成熟后，整个小区全部用久保田4LZ-4(PRO988Q)单独机械收割，并测定收割时含水量，折算为14.5%含水量记为实收产量。

1.4.2 糯米品质测定

以五芳斋糯稻原料龙粳57(CK)为对照，待糯稻材料全部收获后，稻谷自然晒干储藏3个月，而后，称取500 g，委托农业农村部稻米及制品质量监督检验测试中心(杭州)进行米质检测，其中，糯米糙米率、精密率、碱消值、胶稠度按照行业标准NY/T 83—2017检测，糯米整精米率、粒长和长宽比按照行业标准NY/T 2334—2013检测，糯米白度和阴糯米率按照行业标准NY/T 593—2013检测，糯米的直链淀粉含量按照行业标准NY/T 2639—2014检测，糯米蛋白质含量按照行业标准NY/T 2007—2011检测。

1.4.3 食味品质评价

糯稻材料全部收获后，稻谷自然晒干，每个糯稻材料各自加工成500 g糯米并包制成棕子，委托五芳斋粽子感官实验室进行人工食味品鉴。糯稻白米粽子加工流程：首先将不同材料的糯米进行单独淘洗，淘洗时间不超5 min，沥干时间为30 min左右，使沥干后的糯米质量为原始未淘洗糯米质量的1.1倍左右，开始包粽子。将包好的粽子统一放入高压锅加水烧煮，先常压烧煮40 min，再加压烧煮40 min，最后将煮好的粽子冷冻保存，复热后分批次进行食味品鉴。食味品质的鉴定由10名五芳斋从事粽子生产加工、销售的资深从业人员进行打分，其中，以五芳斋糯稻原料龙粳57加工的白米粽子为对照(各项食味指标评分均为9分)，各项指标评分结果除以9，折算后进行食味评价，具体评价标准如下。

粽子紧实度：剥开粽叶，无粽子形状，米粒排列不整齐、松散，0～3分；粽子棱角较分明，米粒排列较整齐，4～7分；粽子棱角分明，米粒排列整齐，8～10分。

粽子色泽：色泽较暗淡，很不均匀，0～3分；色泽洁白，一般均匀或略带黄色，4～7分；色泽洁白为本白色，均匀一致，米粒有光泽，8～10分。

粽子气味：无异味、无糯米或其他谷物固有的香味，0～3分；具有轻微糯米或其他谷物固有的香味，4～7分；具有浓郁糯米或其他谷物固有的香味，8～10分。

黏性适宜度(粽子对口腔的黏附程度)：无黏性或黏性太大，0～3分；稍有黏性，4～7分；黏性适中，8～10分。

软硬适宜度(臼齿咬断样品所需力的大小)：太软或太硬，0～3分；稍软或稍硬4～7分；硬度适中，8～10分。

喜爱程度：不喜欢，0～3分；较喜欢，4～7分；很喜欢，8～10分。

1.5 数据处理

试验数据用SPSS20.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)、主成分分析和聚类分析，用Microsoft Office Excel 2010软件辅助处理数据和制表，用Origin 2021软件作图。

2 结果与分析

2.1 齐穗期与齐穗20 d气温

由表1可知，不同糯稻材料的播齐历期差异较大，变幅为23 d，其中J-13、J-18、J-19、J-20、J-22、J-24的齐穗时间最早(2020年8月20日)，播齐历期为87 d，J-12的齐穗时间最晚(2020年9月12日)，播齐历期为110 d。齐穗后20 d内，J-13、J-18、J-19、J-20、J-22、J-24的日平均气温、日平均最高气温、日平均最低气温和平均日较差相同，且均最高，分别为28.60、32.75、24.45、8.30 ℃；J-12的日平均气温、日平均最高气温、日平均最低气温、平均日较差均最低，分别为22.03、25.00、19.05、5.95 ℃(图1)。

糥稻材料编号同表1。下同。

表1 不同糯稻材料的齐穗时间

2.2 实测产量

由图2可知，实测产量高于8.25 t·hm-2的糯稻材料有J-01、J-03、J-07、J-09、J-15、J-18、J-22、J-26、J-27，介于7.50～8.25 t·hm-2的材料有J-02、J-04、J-06、J-08、J-10、J-11、J-12、J-14、J-19、J-21、J-25，其余糯稻材料产量低于7.50 t·hm-2。

图2 不同糯稻材料的实测产量

2.3 米质

由表2可知，27份供试糯稻材料的糯米白度均为1级，胶稠度均为100 mm，同CK一致。同CK相比，J-01、J-02、J-03、J-07、J-08、J-13、J-21、J-26和J-27的糙米率分别高出1.3、0.8、1.2、2.3、0.7、1.4、1.4、1.5、0.9百分点；J-01、J-03、J-07、J-16、J-21和J-27的精米率分别高出1.3、2.2、1.2、0.4、1.4、0.9百分点；J-11和J-21的整精米率分别高出1.1、1.6百分点。此外，J-02、J-03、J-05、J-06、J-07、J-09、J-11～J-18、J-22、J-26的阴糯米率均低于CK，J-09、J-11、J-12、J-15的直链淀粉含量低于CK，J-03、J-04和J-12的蛋白质含量低于CK，J-05、J-07、J-10、J-12、J-15、J-21的粒长短于CK，J-12的长宽比小于CK。在碱消值方面，除了J-03、J-04、J-05、J-09、J-10、J-11、J-12、J-15、J-19外，其余的均低于CK。

表2 不同糯稻材料米质情况

2.4 粽子食味品鉴

由表3可知，J-19的粽子色泽最好，得分显著(P<0.05)高于J-04、J-08、J-10、J-12、J-18、J-22、J-25和J-27；J-01的粽子气味最好，得分显著(P<0.05)高于J-03、J-04、J-07、J-08、J-10、J-12、J-15、J-16、J-18、J-19、J-20、J-23、J-24；J-09的粽子紧实度最好，并显著(P<0.05)高于J-04、J-08、J-10、J-12、J-13、J-18、J-19、J-20、J-21、J-22、J-25、J-27；J-14的黏性适宜度最好，得分显著(P<0.05)高于J-25；J-14的软硬适宜度最好，并显著(P<0.05)高于J-01、J-06、J-07、J-17、J-19、J-21、J-24、J-25。在喜爱程度方面，J-14和J-19的评分最高，并显著(P<0.05)高于J-04、J-07、J-10、J-25。

表3 不同糯稻材料粽子食味评分

2.5 适于浙北地区种植的粽子专用糯稻材料的综合评价

2.5.1 相关性分析

如图3所示，糯稻产量、米质、粽子食味品质和气温存在相关性。其中，糯稻的实际产量同糯米整精米率显著(P<0.05)正相关；糯稻的播齐历期同碱消值极显著(P<0.01)正相关，同直链淀粉和蛋白质含量极显著(P<0.01)负相关。在糯米米质方面，糯稻糙米率同精米率极显著(P<0.01)正相关；阴糯米率同糙米率极显著(P<0.01)负相关，同长宽比和直链淀粉含量均显著(P<0.05)正相关；整精米率同蛋白质含量显著(P<0.05)负相关，同直链淀粉含量极显著(P<0.01)负相关；碱消值同蛋白质、直链淀粉含量均极显著(P<0.01)负相关；直链淀粉含量同糯稻粒长、长宽比显著(P<0.05)正相关，同蛋白质含量极显著(P<0.01)正相关。在粽子食味方面，对粽子的喜爱程度同粽子的气味、软硬适宜度、蛋白质含量显著(P<0.05)正相关；粽子黏性适宜度同软硬适宜度极显著(P<0.01)正相关；粽子的紧实度同粽子色泽显著(P<0.05)正相关。在气温方面，糯稻齐穗后20 d的日平均温度、日较差同糯稻碱消值极显著(P<0.01)负相关，同直链淀粉、蛋白质含量极显著(P<0.01)正相关。此外，粽子黏性适宜度同糯米的长宽比、阴糯米率呈显著(P<0.05)负相关，粽子的紧实度同糯米的整精米率呈显著(P<0.05)正相关。

图3 不同性状指标的相关分析

2.5.2 主成分分析

以27个糯稻材料为对象，对实际产量、粽子气味、粽子紧实度、黏性适宜度、硬度适宜度、喜爱程度、糙米率、整精米率、阴糯米率、碱消值、直链淀粉、蛋白质12个指标进行主成分分析，其中阴糯米率为负向指标，其部分数据为0，故乘以-1后进行数据转换，再分析。第1主成分的贡献率为26.98%，第2主成分的贡献率为21.69%，第3主成分的贡献率为12.72%，第4主成分的贡献率为9.76%，第5主成分的贡献率为9.13%，前5个主成分累计贡献率80.28%。由表4可知，对第1主成分(PC1)贡献较大的是粽子紧实度、整精米率、碱消值、直链淀粉和蛋白质含量，其中粽子紧实度、整精米率、碱消值具有较大的正载荷量，直链淀粉和蛋白质含量具有较大的负载荷量，这些指标均与糯米的外观、粽子的食味品质有关，故定义PC1为“品相因子”；对第2主成分(PC2)贡献较大的是黏性适宜度、硬度适宜度、喜爱程度和阴糯米率，且均具有较大的正载荷量，这些指标均与糯米的感官品质有关，故定义PC2为“感官因子”；对第3主成分(PC3)贡献较大的是粽子气味，具有较大的正载荷量，与粽子的风味有关，故定义PC3为“风味因子”；对第4主成分(PC4)贡献较大的是实际产量，具有较大的正载荷量，与糯米产量有关，故定义PC4为“产量因子”；对第5成分(PC5)贡献较大的是糙米率，具有较大的负载荷量，与糯米加工有关，故定义PC5为“加工因子”。

表4 成分矩阵

由图4可知，J-03、J-09、J-11、J-14、J-15、J-16、J-21和J-26均在PC1和PC2的正向区间，具有较好的品相、感官属性；J-03、J-05、J-06、J-11、J-15、J-16、J-21和J-26均在PC1和PC3的正向区间，具有较好的品相、风味属性；J-03、J-04、J-07、J-10、J-21和J-26均在PC1和PC4的正向区间，具有较高的品相、产量属性；J-04、J-06、J-09、J-11、J-14和J-15均在PC1和PC5的正向区间，具有较好的品相、加工属性。

图4 糯稻材料主成分二维排序图

根据不同主成分的特征值和贡献率，计算27个糯稻品种材料的主成分得分，得分越好，适合做粽子的糯稻品种材料的综合品质越高。计算公式为：F=0.2698F1+0.2169F2+0.1272F3+0.0976F4+0.0913F5；F1=0.2074X1-0.1111X2+0.2974X3+0.0754X4-0.0562X5-0.1433X6+0.1033X7+0.3813X8+0.1967X9+0.4307X10-0.5016X11-0.4416X12；F2=0.1313X1+0.2332X2+0.2130X3+0.3902X4+0.4057X5+0.4751X6+0.2530X7+0.0983X8+0.4395X9-0.1730X10-0.0255X11+0.2074X12；F3=-0.1442X1+0.6324X2+0.2360X3-0.4562X4-0.3886X5+0.0896X6+0.3782X7+0.0611X8+0.0116X9+0.0543X10-0.0059X11+0.0808X12；F4=0.7604X1+0.0200X2-0.1249X3-0.3622X4+0.0164X5-0.0144X6-0.0824X7+0.3505X8-0.0087X9-0.3519X10+0.1423X11-0.0166X12；F5=-0.0874X1+0.2962X2+0.3871X3-0.0204X4+0.2665X5+0.2170X6-0.6148X7+0.2427X8-0.4260X9+0.1277X10+0.0393X11-0.0066X12。

计算结果如图5所示，J-11的综合得分最高，J-25的综合得分最低。

图5 主成分分析综合得分与排名

2.5.3 聚类分析

如图6所示，依据27份糯稻试验材料5个主成分得分进行Q型聚类分析，聚类方法为ward，聚类类型为欧氏距离。当欧式距离为8时，27个糯稻品种(材料)可以分为5类：第1类包括J-03、J-09、J-11、J-15，该类具有较好的品相、感官和加工品质，综合评分高；第2类包括J-01、J-05、J-06、J-08、J-13、J-16、J-17、J-19、J-21，该类具有较好的风味品质，但产量和品质较差，综合评分中等；第3类包括J-02、J-14、J-18、J-20、J-22、J-23、J-26、J-27，该类具有较好的感官品质，综合评分中等；第4类包括J-04、J-07、J-10、J-12，该类具有较好的品相，但感官、风味品质较差，综合评分较低；第5类包括J-24、J-25，该类具有较好的风味和加工品质，但品相和感官品质较差，综合评分低。

图6 不同糯稻品种聚类分析图

3 讨论

糯米作为粽子的重要组成部分，其品质好坏直接影响粽子的商品性，因此选择适合浙江省种植的粽子专用优质糯稻品种显得尤为重要。糯米的直链淀粉和蛋白质含量是影响粽子色、香、味和质构等食味品质的关键因子[10-11]。糯稻直链淀粉和蛋白质含量除了受自身遗传因素影响以外，也受当地环境因素的影响[12]。王永慈[13]研究表明，对长江中下游地区稻米品质影响最大的气候因子是水稻生育期内平均温度与日较差，特别是水稻齐穗后20 d的平均温度和日较差。本研究表明，糯稻齐穗后20 d的日平均温度、日较差同直链淀粉含量均呈显著正相关。窦志[14]研究表明，随着灌浆期温度的升高(齐穗后55 d平均气温)，稻米直链淀粉含量呈显著下降趋势，这可能是因为试验选取的日平均温度的时间段差异和稻米品种类型不同[15]。在蛋白质含量方面，糯稻齐穗后20 d的日平均气温、日较差同蛋白质含量有显著的正相关关系，与前人研究结果一致[16]。此外，本研究还发现糯稻的蛋白质含量同粽子的受喜爱程度显著正相关。粒型对米质性状影响较大[17]，本研究表明，糯米的长宽比同粽子的黏性适宜度呈显著负相关。陈云辉[18]研究表明，随着糯米粒度的减小，粽子水分含量降低、硬度增加、黏性降低、香味减弱，感官品质变差。

科学合理的食品感官指标可以反映粽子的特征品质，直接影响粽子品质鉴定[19]。温度不同导致粽子的感官品质不同。陈云辉[18]研究发现，进食温度为37 ℃时，粽子的外观、香味、滋味较优，硬度和黏弹性适中，能获得最佳的感官品质。本研究发现，在粽子感官评价中，粽子的色泽、气味和紧实度的感官辨识度较高；粽子的黏性适宜度、软硬适宜度和喜欢程度的感官辨识度相对较低。糯米、馅料和粽叶是构成粽子的主要原料。其中，馅料添加对粽子风味和口感的改善起主要作用[18]。因此，笔者认为粽子紧实度≥0.9是粽子专用糯稻筛选的关键指标。

筛选适合浙江省种植的粽子专用优质糯稻品种要兼顾糯稻产量、品质和粽子商品性等多方面因素。主成分分析法是常见的多变量分析方法，在水稻品种选育方面具有重要作用[20-21]。江谷驰弘[22]利用主成分分析法对从日本引进的糯稻品种进行筛选，发现适合四川地区种植，产量高、品质优、综合表现最好的糯稻品种为D26和D92，可以作为汤圆制品专用品种。本研究通过主成分分析法对环太湖地区糯稻材料进行筛选，综合得分排名前10的糯稻品种材料为绍糯9714、浙糯优1号、浙糯106、嘉禾糯1号、皖垦糯3号、皖垦糯1116、糯示01、香糯833、太湖糯、武育糯4819。

本研究通过主成分-聚类分析法对环太湖地区27份糯稻材料进行筛选，将27份糯稻品种材料分为5大类，适合做粽子的糯米主要集中在1、2、3类，结合直链淀粉含量低于2%、粽子紧实度大于0.9的粽子生产要求，最终筛选出适合浙江省种植的粽子专用糯稻品种材料有绍糯9714、浙糯优1号、浙糯106、嘉禾糯1号、皖垦糯3号、糯示01。