田錚 趙春芳 張亞東 趙慶勇 朱鎮(zhèn) 趙凌 陳濤 姚姝 周麗慧 梁文化 路凱 王才林, * 張紅生

江蘇省半糯型粳稻蒸煮食味品質(zhì)性狀的差異分析

田錚1, 2趙春芳2張亞東2趙慶勇2朱鎮(zhèn)2趙凌2陳濤2姚姝2周麗慧2梁文化2路凱2王才林1, 2, *張紅生1, *

(1南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/作物遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新國家重點實驗室, 南京 210095;2江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 糧食作物研究所/江蘇省優(yōu)質(zhì)水稻工程技術(shù)研究中心/國家水稻改良中心南京分中心, 南京 210014；*通信聯(lián)系人, E-mail: clwang@jaas.ac.cn)

【】近兩年江蘇省選育了大量的半糯型粳稻品種。不同半糯型粳稻品種間的食味品質(zhì)及稻米理化特性仍存在較大差異。探究影響半糯粳稻食味品質(zhì)形成的原因，將為優(yōu)良食味水稻育種提供理論依據(jù)。以2019年參加江蘇省優(yōu)良食味稻米評比的39個半糯型粳稻品種為試驗材料，通過對蒸煮食味、外觀、理化、RVA譜特征值等24個品質(zhì)相關(guān)指標的測定，分析不同食味值組別間各性狀指標的差異及與食味品質(zhì)之間相關(guān)性。依據(jù)食味值高低將其分為高食味值（>80）、中食味值（70～80）和低食味值（<70）三組。與低食味值組相比，高食味值組品種具有較低的堊白粒率、堊白度、蛋白質(zhì)含量和米飯硬度，較好的透明度，較高的膠稠度、米飯外觀和黏度值。統(tǒng)計分析表明，直鏈淀粉含量、成糊溫度、RVA譜特征值在三組間差異均不顯著。相關(guān)性分析表明，米飯食味值與直鏈淀粉含量、膠稠度呈顯著正相關(guān)，與蛋白質(zhì)含量、成糊溫度、透明度及堊白性狀顯著負相關(guān)。進一步分析表明高食味值組中各性狀與食味值相關(guān)性均未達到顯著水平，而中、低食味值組中直鏈淀粉含量與食味值均呈顯著正相關(guān)。稻米外觀和理化品質(zhì)對半糯型粳稻食味品質(zhì)的形成有重要影響，在半糯型粳稻中食味值較高的品種往往具有更好的外觀品質(zhì)、較高的直鏈淀粉含量和膠稠度、較低的蛋白質(zhì)含量，因此在半糯型水稻育種過程中應(yīng)重視這些指標的輔助選擇。

水稻；蒸煮食味品質(zhì)；外觀品質(zhì)；理化性質(zhì)；RVA譜

水稻是世界上重要的糧食作物之一，全球有超過50%的人口以稻米為主食[1]。我國的水稻育種經(jīng)歷了矮化育種、雜種優(yōu)勢利用和綠色超級稻3次重大突破[2-4]，育種目標從唯產(chǎn)量轉(zhuǎn)移到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)多抗并舉，優(yōu)質(zhì)稻米成為育種家和消費者們關(guān)注焦點[5]。其中，蒸煮食味品質(zhì)是優(yōu)質(zhì)稻米的核心，在優(yōu)質(zhì)稻米品質(zhì)評價中起重要作用[6]。

直鏈淀粉含量、糊化溫度和膠稠度是衡量稻米蒸煮食味品質(zhì)的三大理化指標[4]，直鏈淀粉含量和膠稠度也是我國優(yōu)質(zhì)大米的定等指標。直鏈淀粉含量是影響稻米品質(zhì)最重要的因素，主要受基因控制[7]，往往與稻米蒸煮食味品質(zhì)呈負相關(guān)[8]；糊化溫度與蒸煮時間和吸水能力有關(guān)，是一種物理特性；膠稠度主要反映了稻米的柔軟程度，一般與食味品質(zhì)呈正相關(guān)[1]。作為在精米中含量僅次于淀粉的蛋白質(zhì)含量對食味品質(zhì)也有較為顯著的影響，蛋白含量高的稻米盡管營養(yǎng)品質(zhì)較好，但是適口性變差[8-11]，同一品種蛋白質(zhì)含量較低時，食味品質(zhì)更好。除理化性質(zhì)外，堊白度與堊白粒率也會對食味品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。王鶴瓔等[12]在對不同產(chǎn)量等級的水稻品種進行研究時發(fā)現(xiàn)，水稻的外觀品質(zhì)與食味品質(zhì)呈正相關(guān)。

隨著技術(shù)的不斷進步，越來越多的儀器應(yīng)用于稻米食味的鑒定。稻米黏滯性譜（RVA譜）由于測定簡單、效率高、用量少的特點，目前已作為評價稻米食用品質(zhì)的重要指標[13]。研究表明，RVA譜特征值中決定食味品質(zhì)的關(guān)鍵指標是峰值黏度（PKV）、崩解值（BDV）和消減值（SBV）[14]，PKV和BDV越高，米飯質(zhì)地越軟、越黏，SBV越低，米飯越不易回生。米飯食味計是通過測定米飯食味值、外觀、硬度、黏度等指標進行稻米食味品質(zhì)評價的儀器，較多研究表明，測定值與人工品嘗分值有極高的相關(guān)性，可以實現(xiàn)對多樣品稻米的準確客觀評價[15-17]。

近年來，江蘇省優(yōu)質(zhì)粳稻育種取得了顯著的成效，利用直鏈淀粉含量基因Wx育成了一批以南粳46為首的優(yōu)良食味粳稻品種。因直鏈淀粉含量介于普通粳稻與糯稻之間被稱為半糯型粳稻，其米飯具有軟、黏、彈、冷不回生等特點[18,19]。但是近年來隨著半糯型粳稻品種大量育成，發(fā)現(xiàn)并不是所有半糯型品種的食味品質(zhì)都是優(yōu)異的，不同品種間存在較大差異。為進一步明確半糯型粳稻品種間食味品質(zhì)差異的原因，本研究以參加2019年江蘇省優(yōu)良食味稻米食味品鑒會的39份半糯粳稻品種為試驗材料，比較分析稻米外觀品質(zhì)、理化指標和食味品質(zhì)的差異，研究了各性狀值與米飯食味值之間的相關(guān)性，旨在為半糯型優(yōu)良食味水稻育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為江蘇省育成的39份半糯型粳稻品種，來自2019年江蘇省優(yōu)良食味稻米食味品鑒會的參評品種，品種名稱見圖1的注釋。

1.2 方法

1.2.1 基因型鑒定

利用陳濤等[20]設(shè)計的Wx等位基因型檢測引物，以39份半糯型粳稻品種的DNA為模板，進行PCR擴增、電泳檢測。

1.2.2 外觀品質(zhì)的測定

利用杭州萬深SC-E型大米外觀品質(zhì)檢測儀分析供試水稻品種的外觀品質(zhì)，包括粒長、粒寬、長寬比、堊白粒率、堊白度和透明度。

1.2.3 理化性質(zhì)的測定

按農(nóng)業(yè)部標準《NY/T2639?2014稻米直鏈淀粉含量的測定分光光度法》[21]進行稻米直鏈淀粉含量（AC）測定。按食品藥品監(jiān)督管理局標準《GB 5009.5?2016食品中蛋白質(zhì)的測定方法》[22]進行稻米蛋白質(zhì)含量（PC）測定。按農(nóng)業(yè)部標準《NY/T83?2017米質(zhì)測定方法》[23]進行膠稠度（GC）測定。每個樣品均重復(fù)測定3次。

1.2.4 RVA譜特征值的測定

RVA譜特征值采用瑞典Perten公司所產(chǎn)的Perten TechMaster型谷物黏度快速分析儀進行測定。稱取25.000 g水置于配套的小鋁罐中，再將稱好的3.000 g過100目篩的米粉傾倒于鋁罐中，用配套的塑料槳葉攪拌使米粉溶解后放置于機器上進行測量。分析軟件采用TWC軟件，操作流程按照美國谷物化學(xué)協(xié)會AACC61-01和61-02進行設(shè)置。輸出結(jié)果包括峰值黏度（PKV）、熱漿黏度（TV）、最終黏度（FV）、峰值時間（Pt）和成糊溫度（PaT）等一級參數(shù)，計算崩解值（BDV=PKV?TV）和消減值（SBV=PKV?FV）等二級參數(shù)。

1.2.5 米飯食味值的測定

食味值的測定采用米飯食味計（STA-1A，日本佐竹）。首先稱取30.0 g精米，然后按照1∶1.2的米水比例加入水，蓋上濾紙，并用耐高溫的橡皮圈封住。浸泡30 min后將不銹鋼罐放入電蒸鍋中進行蒸煮，時間設(shè)為30 min，蒸煮后燜飯10 min。燜飯結(jié)束后，輕輕翻動米飯使其松軟，置冷風機中快速冷卻20 min，而后取下濾紙，蓋上鋁蓋于室溫下冷卻2 h。米飯食味計上選取日本粳稻檢量線為基準，在成型器上壓制米飯餅，上機檢測，每個樣品壓制3個米飯餅，正反兩面分別測量一次，取6個數(shù)的平均值作為樣品的測定值。測定值包括食味值、外觀、黏度、硬度和平衡度，食味值滿分為100分，外觀、黏度、硬度、平衡度滿分均為10分。

1.2.6 統(tǒng)計分析

使用Excel 2010進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與作圖，利用SPSS 22.0進行差異顯著性和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基因型檢測

對39個供試材料和一個對照品種的DNA進行四引物PCR擴增。擴增產(chǎn)物經(jīng)2%瓊脂糖電泳后可以看出顯示為兩種不同的帶型（圖1）。其中，泳道1~39為Wx型，擴增條帶分別位于439 bp和292 bp處；泳道40（對照）為非Wx型。結(jié)果表明39份樣品均表現(xiàn)為Wx基因型條帶，即均為攜帶Wx等位基因的半糯型粳稻品種。

M?DNA分子量標準；1?39代表39份半糯材料，從1到39分別代表泗稻17425、揚粳6084、常軟19-3、淮粳669、武育052、鎮(zhèn)稻3199、揚產(chǎn)1911、蘇秀828、武科粳094、寶煌8865、南粳9108、泗稻18-40、17MGJ85、淮粳918、金粳8882、寧8874、揚粳8233、中江粳89014、天隆粳8407、武育377、華粳8855、金單粳8917、瑞華8911、武粳278、常軟19-9、揚粳7016、鎮(zhèn)稻5855、武703、蘇4699、鎮(zhèn)稻668、鎮(zhèn)稻678、南粳5718、南粳2728、豐粳1606、徐稻9號、南粳3908、南粳晶谷、蘇香粳100、南粳46；40?非Wxmp對照。

Fig. 1. Molecular detections of 39 varieties.

2.2 米飯食味值分布

利用米飯食味計對樣品稻米蒸煮后的食味值進行測定，其食味值分布如圖2所示。在本研究所設(shè)定的米水比下，按照測定結(jié)果對39份樣品進行分組，低于70分的有12份，計為低食味值組；70~80分的有17份，計為中食味值組；大于80分的有10份，計為高食味值組。該結(jié)果與品評員的現(xiàn)場品嘗評分結(jié)果一致。

圖2 39份樣品的米飯食味值的頻率分布

Fig. 2. Frequency distribution of taste value of cooked rice of 39 samples.

表1 不同組別間的稻米理化特性差異

同列數(shù)據(jù)后跟不同字母表示在0.01水平上的差異顯著。

The data in the same column followed by different letters indicate significant difference at 0.01 level.

圖3 透明度級別所占比例

Fig. 3. Percentage of transparency level.

2.3 稻米外觀品質(zhì)特性

為探究稻米外觀品質(zhì)與食味品質(zhì)的關(guān)系，利用稻米外觀掃描儀對米粒外觀品質(zhì)進行檢測，結(jié)果表明（表1），除揚產(chǎn)1911屬于長粒米（長寬比為2.06）外，其他品種均屬于中短粒米。長寬比變幅為1.56~2.06，粒長與粒寬的變幅分別為4.15~5.45 mm、2.52~3.14 mm。中食味值和高食味值組的堊白粒率與堊白度顯著低于低食味值組，高食味值組的透明度顯著優(yōu)于中食味值和低食味值組。對稻米的透明度統(tǒng)計分析表明，高食味值組中透明度為2~3級的品種所占比例較高，而低食味值組透明度為5級的品種所占比例較高（圖3）。

2.4 稻米理化特性分析

對三組品種稻米理化指標的分析結(jié)果表明，高食味值組的GC顯著高于低食味值和中食味值組，PC和PaT顯著低于低食味值和中食味值組，而GC和PC在低食味值與中食味值組間無顯著差異。AC在三組間均無顯著性差異，但是AC平均值在高食味值組表現(xiàn)較高（12.02%）、中食味值組次之（11.23%）、低食味值組最低（10.33%）。從頻率分布圖來看，高食味值組的直鏈淀粉含量與膠稠度集中在較高的區(qū)間內(nèi)，蛋白質(zhì)含量與成糊溫度集中在較低的區(qū)間內(nèi)（表2、圖4）。

2.5 RVA譜特征值

一般認為，崩解值較高，回復(fù)值、消減值較低的稻米品種食味品質(zhì)較好。但是在對供試的39份材料的RVA譜特征值進行測定，結(jié)果表明三組樣品的RVA特征值（PKV、TV、BDV、FV、CSV、SBV及Pt）均無顯著差異（表3）。這表明在直鏈淀粉含量較低的半糯品種中，RVA譜特征值已經(jīng)無法作為衡量稻米食味品質(zhì)的關(guān)鍵指標。

表2 不同組別間的稻米理化特性差異

同列數(shù)據(jù)后跟相同字母表示在差異未達0.01顯著水平。

The data in the same column followed by different letters indicate no significant difference at 0.01 level.

A?直鏈淀粉含量的頻率分布; B?蛋白質(zhì)含量的頻率分布; C?膠稠度的頻率分布; D?成糊溫度的頻率分布。

Fig. 4. Frequency distribution of physicochemical properties.

2.6 米飯質(zhì)地特性

利用米飯食味計對米飯質(zhì)地參數(shù)進行測定，發(fā)現(xiàn)各參數(shù)值在三組間均存在顯著差異（表4）。高食味值組的外觀值、黏度值和平衡度最高，而硬度值最低，低食味值組與之相反，中食味組居中。與其他兩組相比，低食味值組各參數(shù)的變異系數(shù)較大，表明低食味值組樣品間存在較大的質(zhì)地差異。

表3 不同食味值組稻米外觀品質(zhì)的比較

同列數(shù)據(jù)后跟相同字母表示在0.01水平上的差異不顯著。

The data in the same column followed by different letters indicate no significant difference at 0.01 level.

表4 不同食味值組間米飯質(zhì)地的差異

同列數(shù)據(jù)后跟相同字母表示在0.01水平上的差異不顯著。

The data in the same column followed by different letters indicate no significant difference at 0.01 level.

2.7 相關(guān)性分析

將總樣本及三組樣品的外觀品質(zhì)、理化性狀及RVA特征值與米飯食味值進行相關(guān)性分析，在總樣本中直鏈淀粉含量、膠稠度、透明度與米飯食味值呈極顯著正相關(guān)，蛋白質(zhì)含量及堊白性狀均與米飯食味值呈顯著負相關(guān)。在高食味值組中未檢測到與食味值顯著相關(guān)的性狀，在中、低食味值組中均檢測到直鏈淀粉含量與食味值呈顯著正相關(guān)。此外，在低食味值組中檢測到熱漿黏度、最終黏度和峰值時間與食味值呈顯著正相關(guān)（表5）。

3 討論

稻米蒸煮食味品質(zhì)評價的最直接的方法是感官評價法，但是該評價方法有較強的主觀性，且步驟繁瑣，為保證評價的客觀性，目前多采用直鏈淀粉含量、蛋白質(zhì)含量、膠稠度、RVA譜特征值等理化性狀作為評價指標，此外米飯食味計等儀器設(shè)備也在稻米食味品質(zhì)評價中發(fā)揮重要作用。本研究結(jié)合感官評價結(jié)果，通過多項理化指標和米飯食味計的測定，對不同食味半糯型粳稻品種間食味品質(zhì)差異的原因進行了研究。

表5 不同食味值組中稻米外觀、理化及RVA特征值與米飯食味值間的相關(guān)性分析

*和**分別表示在0.05和0.01水平上的顯著相關(guān)。

* and ** represent significant correlation at 0.05 and 0.01 level, respectively.

稻米中70%以上是淀粉，由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，其中直鏈淀粉所占的比例直接影響最佳蒸煮時間、吸水率、黏性等指標[24-26]，從而影響稻米食味品質(zhì)的好壞[27]。前人研究表明直鏈淀粉含量較低時，米飯食味品質(zhì)更高[18]。本研究選用含有相同Wx基因的半糯型粳稻品種（直鏈淀粉含量為6.73%~14.16%）為研究材料，發(fā)現(xiàn)直鏈淀粉含量與食味值呈極顯著正相關(guān)，這表明在低直鏈淀粉含量的品種中，直鏈淀粉含量應(yīng)適當提高，越高時稻米的充實度越好、堊白越少，食味品質(zhì)越好。稻米中的蛋白質(zhì)作為一種優(yōu)質(zhì)蛋白，對人體有著較高的營養(yǎng)價值[28-29]。但是，蛋白質(zhì)會提高米飯的硬度，稻米蛋白質(zhì)含量較高時，食味品質(zhì)往往會變差[30-31]。在本研究中高食味值組稻米的蛋白質(zhì)含量顯著低于低和中食味值組，相關(guān)性分析表明蛋白質(zhì)含量與食味值極顯著負相關(guān)。膠稠度作為一項體現(xiàn)稻米軟硬程度的指標，在直鏈淀粉含量相同或相近的稻米食味品質(zhì)評價中具有重要作用，一般膠稠度越大，米飯越軟，食味值越高[32]。本研究供試材料均為半糯型粳稻品種，直鏈淀粉含量相近，因而品種間食味值的差異可能主要由膠稠度不同而導(dǎo)致，高食味值組稻米具有更大的膠稠度，中食味值組次之，低食味值組最小，進一步證實了膠稠度對稻米食味品質(zhì)的貢獻。成糊溫度是衡量稻米蒸煮品質(zhì)的一項重要指標[33]，研究表明三組食味值樣品間的成糊溫度沒有顯著差異，但是在總樣本中檢測到成糊溫度與食味值呈顯著負相關(guān)，這可能與兩份低食味值樣品具有極高的成糊溫度有關(guān)。是控制水稻成糊溫度的主效基因，一般在粳稻中為低成糊溫度基因型，但是近年育成粳稻品種中仍有一定比例品種含有高成糊溫度基因型[34-36]，可能與品種選育過程中忽視該基因的標記輔助選擇有關(guān)。

相關(guān)性分析中，檢測到米飯食味值與直鏈淀粉含量、膠稠度呈顯著正相關(guān)，與蛋白質(zhì)含量、成糊溫度、透明度及堊白性狀呈顯著負相關(guān)，按食味值組進行分析時，高食味值組中各性狀與食味值均未達到顯著相關(guān)，在中、低食味值組中僅檢測到直鏈淀粉含量與食味值呈顯著正相關(guān)，這可能與按組劃分縮小了性狀值的差異性及樣本數(shù)目有關(guān)。該研究表明稻米外觀和理化品質(zhì)對半糯型粳稻食味品質(zhì)的形成有重要影響，在含有同樣Wx基因的半糯型粳稻中食味值較高的品種往往具有更好的外觀品質(zhì)、較高的直鏈淀粉含量和膠稠度、較低的蛋白質(zhì)含量。

4 結(jié)論

39份參評的半糯型粳稻品種間食味品質(zhì)存在較大差異，按食味值高低，可分為食味高、中、低三組。相比中、低食味組，高食味組的樣品具有更好的外觀品質(zhì)（堊白低、透明度好）、更高的膠稠度以及較低的蛋白質(zhì)含量，相關(guān)性分析表明這些指標與蒸煮食味品質(zhì)密切相關(guān)。因此，在半糯型（低直鏈淀粉含量）優(yōu)良食味水稻育種或品種改良過程中應(yīng)重視這些指標的輔助選擇。

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Differences in Eating and Cooking Quality Traits of Semi-waxyRice Cultivars in Jiangsu Province

TIAN Zheng1, 2, ZHAO Chunfang2, ZHANG Yadong2, ZHAO Qingyong2, ZHU Zhen2, ZHAO Ling2,CHEN Tao2, YAO Shu2, ZHOU Lihui2, LIANG Wenhua2, LU Kai2, WANG Cailin1, 2, *,ZHANG Hongsheng1,*

(1College of Agriculture, Nanjing Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement, Nanjing 210095, China;2Institute of Food Crop, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/Jiangsu High-quality Rice Research and Development Center/Nanjing Branch of China National Center for Rice Improvement, Nanjing 210014, China;*Corresponding author, E-mail: clwang@jaas.ac.cn)

【】In recent years, a large number of semi-waxyrice varieties were bred in Jiangsu Province. It was found that there were great differences in ECQ (eating and cooking quality) and physicochemical characteristics among these varieties. Exploring the regulation mechanisms behind the ECQ of semi-waxy rice will provide useful information for rice breeding. 【】In this study, 39 semi-waxyrice varieties from Jiangsu Province Excellent Taste Rice Appraisal Conference were used as materials. By analyzing 24 ECQ related traits, such as taste properties, physicochemical characteristics, RVA spectrum parameters and textural properties, the differences and correlation among different taste value groups were found. 【】According to the taste value, these semi-waxyrice varieties were divided into three groups, including the high taste value group (>80), the medium taste value group (70-80) and the low taste value group (<70). Compared with the low taste value group, the high taste value group showed lowerchalky grain rate, PC (protein content), and hardness, and higherGC(gel consistency),viscosity and transparency, and better cooked rice appearance. However, AC (amylose content), PaT (Pasting temperature) and RVA values exhibitedinsignificant difference. The correlation analysis showed that the taste value of rice was significantly positively correlated with AC and GC, and significantly negatively correlated with PC, PaT, transparency and chalkiness. However, there was no significant correlation between each trait in the high taste value group. In the medium and low taste value groups, a significantly positive correlation was detected between AC and the taste value. 【】The appearance and physicochemical qualities have important influences on the formation of the ECQ of semi-waxyrice. Varieties with higher taste value tend to have better appearance quality and higher AC and GC, lower PC; thus these traits should be paid more attention in the process of semi-waxy rice breeding.

rice; eating and cooking quality; appearance quality; physicochemical property; RVA spectrum

10.16819/j.1001-7216.2021.01103

2020-11-02；

2021-01-07。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系資助項目（CARS-01-62）；江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金資助項目(CX[20]2002)；江蘇省重點研發(fā)計劃資助項目(BE2019343)；江蘇省種業(yè)創(chuàng)新基金資助項目(PZCZ201703)。