陳 潔,章 焰,華 萍,張峻銘,劉 齊
(湖北大學知行學院糧食與食品工程系,湖北 武漢 430011)
湖北水稻在我國糧食生產中占有重要地位,湖北水稻種植面積約152萬公頃,占省內播種面積的二分之一,占全國稻谷生產總量的10%,以中、晚秈稻品種為主[1]。不同地區(qū)的水稻受品種、栽培管理等因素的影響外,氣候、地理和土質也有著很大影響,其品質也會有所差異[2]。因此,進行湖北省秈稻品質質量分析對湖北水稻的栽培和稻米流通具有重要的意義。
有研究表明,糙米的不完善粒對整精米率有影響,而整精米率與堊白度及堊白率之間有相關性[3]。秈米的蒸煮食味質量與直鏈淀粉的含量具有相關性[4-5]。不同品種稻米的營養(yǎng)成分也與其品質具有一定的關系[6]。不同地區(qū)土壤中金屬元素的含量與稻谷中金屬元素含量相關,不同品系的稻谷對金屬元素的富集能力有差異[7]。我國對稻谷特性的研究主要集中于稻谷的理化性質、成分含量及品質間的差異等方面,國外對稻谷特性的研究主要集中于稻米的成分分析,淀粉分子特性、結構差異、成分間的相互作用等方面,如稻米淀粉的分子結構與性質、高溫對淀粉顆粒的影響等[8-9]。
國內外對稻米品質進行評價,主要注重六點,即加工品質、外觀品質、蒸煮品質、食用品質、理化成分和衛(wèi)生品質[10]。加工品質包含糙米率、整精米率和不完善粒等指標;堊白是影響外形質量的重要指標之一,大米加工品質影響其市場價值[11]。稻米的食味品質是一種通過多感覺(如視覺,嗅覺和味覺)來感知稻米的某些特性或性質的方法。食用品質主要是大米蒸煮感官評價,蒸煮品質評價標準有GB/T 15682—2008《糧油檢驗稻谷、大米蒸煮食用品質感官評價方法》,GB/T 17891—2017優(yōu)質稻谷的食味品質評分需在70分以上。有相關研究得出食味品質與直鏈淀粉含量相關性顯著,且呈負相關[4-5]。衛(wèi)生質量主要是指稻米中農藥和重金屬殘留,如砷、鎘、鉛元素等。除此之外,稻米的電導率和水分活度與稻米儲藏期間的品質有著緊密的關系[12]。本研究收集湖北省10個秈稻產區(qū)的中晚秈稻谷樣品,對其營養(yǎng)組成和品質性狀等指標進行分析,以了解秈稻的品質性狀在種植地域上的差異。
1.1.1原料
秈稻(稻谷樣本分別來源于10個秈稻產區(qū)的各區(qū)糧油收購站或收儲公司同年收稻谷,品種分別有云夢、南漳、安陸的中9優(yōu);沙洋、荊門的黃花粘;黃石、棗陽、隨州、漢川的兩優(yōu);宣恩的玉珍香)。
1.1.2試劑
無水乙醇、95%乙醇、氫氧化鉀、氫氧化鈉、硫酸、硼酸、十二苯硫磺酸鈉、硫酸鈉等,以上試劑均為分析純。
JLGL-45礱谷機,上海銀澤儀器設備有限公司;JMNJ30碾米機,上海嘉凱電子科技有限公司;FW80高速萬能粉碎機,北京金科利達電子科技有限公司;101-2AB電熱數顯鼓風干燥箱,上海喬躍電子有限公司;SX2-4-10馬弗爐,上海滬粵明科學儀器有限公司;NX-100F重金屬檢測儀,北京鋼研納克檢測技術有限公司等。
1.3.1不完善粒、出糙率和整精米率
不完善粒含量的檢驗,參照GB/T 5494—2008進行;出糙率的檢驗參照GB/T 5495—2008進行;整精米率的檢驗參照GB/T 21719—2008進行。
1.3.2堊白粒率和堊白度
從脫殼的整精米樣品中中任意取2份100顆完整米,逐粒進行堊白檢驗,計算2次堊白粒率的平均值。從挑出的堊白粒中任拿出10顆堊白粒,逐粒估計米粒堊白面積與米粒投射面積的比,即為堊白大小;將其值乘以堊白粒率,即為堊白度,重復兩次取平均值。
1.3.3食用品質
直鏈淀粉含量,參照GB/T 15683—2008;蒸煮食用品質的感官評價,參照GB/T 15682—2008進行。
1.3.4理化成分分析
水分的測定,參照GB 5009.3—2016中的直接干燥法進行;蛋白質的測定,參照GB/T 5009.5—2016凱氏定氮法進行;脂肪酸的測定,參照GB/T 5510—2011進行;硒元素的含量,重金屬檢測儀測定。
由表1可知,不同地區(qū)稻谷加工品質中整精米率的變異最大,其中漢川的整精米率最高,其它秈稻整精米率均在48%以上,達到秈稻優(yōu)質稻谷3級水平;其次是出糙率,10個品種稻谷出糙率值均等于或高于我國稻谷質量指標中的秈稻3級水平的占75%。不同地區(qū)稻谷的出糙率波動較小。按照國標GB/T 17891—2017在優(yōu)質稻谷中對秈稻谷的整精米率按照其百分數大小來分三個不同等級,其長粒整精米率的1、2、3級分別是大于56%、50%、44%。變異系數最小的是不完善粒指標,為1.59%,宣恩的不完善粒值最低。不完善粒是指有損害但有食用價值的顆粒,不同產地稻谷的加工品質按其變異程度依次為整精米率>出糙率>不完善粒。《稻谷》國家標準中未對秈稻不完善粒指標做分級要求,而《優(yōu)質稻谷》3級不完善率指標是小于等于5.0%,達到標準的樣品占80%。
表1 秈稻的加工品質和外觀品質
外形品質中堊白率的變異系數較大,是由于安陸(67.0%)、隨州(63.0%)、宣恩(64.5%)的堊白率數值顯著大于其他地區(qū)的堊白粒率數值。堊白對大米外形質量的影響最大,它不僅影響稻米的加工質量,而且影響稻米的流通。堊白是指稻米不透明的部分,這是一個結構缺陷,影響加工質量。大部分地區(qū)稻米的堊白粒率與堊白度呈正相關,楊揚等在對高直鏈淀粉含量秈型雜交水稻組合稻米品質相關性分析研究中發(fā)現,不同水稻品種堊白度差異較大[13]。因此,要提高稻米的外觀品質,必須要減少稻米堊白,從而降低其堊白度和堊白粒率。
大米的蒸煮食味品質指生米煮成米飯后,根據色(顏色)、香(氣味)、味(適口性和味道)、形(形態(tài))等幾項指標進行綜合評價,近年用蛋白質含量、直鏈淀粉和水分等主要化學成分含量成為快速評價大米食用品質的手段[14]。米飯食味品質與稻米本身的理化指標如直鏈淀粉含量密切相關[15]。
由表2可知,不同地區(qū)稻米的直鏈淀粉質量分數在10.51%~21.07%,平均值為14.18%,直鏈淀粉質量分數變異系數為1.54%。按照IRRI精米直鏈淀粉含量分級標準,除荊門品種直鏈淀粉質量分數處于20.1%~25.0%,屬中直鏈淀粉含量,其它品種均處于9.1%~20.0%,屬低直鏈淀粉含量[16]。直鏈淀粉的含量對米飯的口感品質和烹飪質量有一定的影響。它主要影響米飯的膨脹、粘黏性、柔軟、光澤和口感質量。直鏈淀粉含量高,米飯硬,黏度小,飯粒干燥蓬松[17]。直鏈淀粉的含量與稻米的糊化特性和淀粉粒晶體結構關系密切,米粉中加入直鏈淀粉流變性變差,硬度增加[18]。低直鏈淀粉含量稻米易糊化不易老化,且蒸熟的米飯較軟、濕黏,食味好;高直鏈淀粉含量的米飯烹飪性能差,能耗高,烹飪時間長。中等和低直鏈淀粉含量的稻米具有良好的烹飪性能,低能量消耗和短的烹飪時間[19]。
表2 稻米的食用品質
不過朱慶生等在研究雜交稻米直鏈淀粉含量與米飯口感黏度和硬度的關系中,得出稻米的直鏈淀粉含量與米飯的綜合適口性等級的相互關系,遠遠不如與米飯黏度、硬度的關系密切。大米的食味品質中的滋味變異系數最大,其次是氣味,食用品質變異系數程度大小依次為滋味、氣味、顏色、黏性、軟硬度、光澤、彈性、完整性。自然淀粉中直鏈淀粉質量分數為15%~28%,其中秈稻口感佳時的直鏈淀粉質量分數為18.4%~24.5%[20]。安陸大米的直鏈淀粉質量分數為19.61%,處于這一范圍內,且在蒸煮食用品質感官評價中得分最高,達到94分。
由表3可知,大米理化成分中脂肪酸值的變異最大,荊門稻米的脂肪酸值最大,為21.05 mgKOH/(100 g)。受損的大米易被氧化,使脂肪酸值升高。脂肪酸值越高,其稻谷品質劣變程度越大,脂肪酸值超過25 mgKOH/(100 g),開始霉變[21]。安陸和宣恩的秈稻具有更佳的耐儲藏特性。
荊門大米的蛋白質含量比其他地區(qū)的蛋白質含量高,為8.04 g/(100 g)。蛋白質是大米中營養(yǎng)成分之一,大部分存在于其胚乳中,質量分數約為5%~11%。
理化成分變異系數大小依次為脂肪酸值、蛋白質含量、水分、硒元素含量。不同地區(qū)稻谷的水分在13.9%~16.9%,安陸稻米的水分最低,為13.9%。不同的水分值會影響稻谷儲藏時間。水分在13.0%~14.5%時,發(fā)芽率低,儲藏時間長;水分在14.5%~15%時,稻谷易發(fā)芽,儲藏時間短;水分在15%以上時,稻谷發(fā)芽率高,但儲藏時間很短。因此,要控制稻谷的水分,才能延長稻谷的儲藏期。
表3 不同產地稻米的理化成分
宣恩的稻谷含有豐富的硒元素,為0.369 mg/kg,這與其地處湖北西南的地域有一定關系,恩施號稱硒都,其地域富含硒元素。
(1)湖北的不同產地秈稻的加工品質差異按其變異系數大小依次為整精米率、出糙率、不完善粒。外觀品質中堊白粒率與堊白度呈極顯著正相關,整精米率與堊白率、堊白度有一定的關系,稻米的堊白高,整精米率低,容易產生碎米。
(2)試驗秈稻的食用品質有差別。荊門品種屬中直鏈淀粉含量,其它品種均屬于低直鏈淀粉含量。安陸的稻米直鏈淀粉質量分數為18.6%~24.4%,食味品質較佳,與蒸煮食用品質的感官評價結論一致。
(3)試驗秈稻的理化成分中游離脂肪酸值、蛋白質含量、水分、營養(yǎng)元素硒含量有差異,理化成分差異按變異系數大小依次為脂肪酸值、蛋白質含量、水分、元素硒的含量。宣恩稻谷富含硒元素,脂肪酸值低,品質佳。安陸稻米脂肪酸值低,耐貯藏品質較好。