章潔瓊, 劉 輝, 鄒 軍, 白文華, 盧 揚, 馮澤蔚, 李 俊

(貴州省農(nóng)作物技術(shù)推廣總站1，貴陽 550001) (貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所2，貴陽 550006) (黃平縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站3，黃平 556100)

谷子(SetariaitalicaL.)為禾本科(Poaceae)狗尾草屬(Setaria)植物[1]，小米(Foxtail millet)是谷子脫殼后的產(chǎn)物[2]。小米是一種藥食同源的優(yōu)質(zhì)雜糧[3]，小米營養(yǎng)豐富、全面、均衡，富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì)等多種人體必需的常量和微量元素[4,5]。其質(zhì)地溫和，易于吸收，具有抗氧化、健脾胃、清虛熱、滋陰養(yǎng)血、催乳補身、提高人體免疫等功效[6]。小米普遍用于小米粥、小米飯等的制作，在貴州也用于小米鲊等特色食品的制作[7]。

李星等[8]研究了包括陜西、河北、山西等地的15個小米品種的主要化學(xué)成分含量及淀粉的糊化特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同一產(chǎn)區(qū)的不同品種的小米蛋白質(zhì)和淀粉含量存在差異性，脂肪和含水量不存在顯著差異性，不同地區(qū)、品種的小米淀粉的糊化特性存在較大差異。張卓敏[9]對黑龍江省的6個小米品種進行營養(yǎng)品質(zhì)、理化特性和感光品質(zhì)的測定，發(fā)現(xiàn)小米中直鏈淀粉、支鏈淀粉、粗淀粉和含水量，以及快速黏度分析儀法(Rapid Viscosity Analyser,RVA)所有參數(shù)(除糊化溫度和糊化時間外)、質(zhì)構(gòu)分析法(Texture Profile Analysis,TPA)所有參數(shù)與小米粥的所有感官指標評分均呈負相關(guān)，粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量、糊化溫度和糊化時間與小米粥外觀呈正相關(guān)。張凡等[10]以10種小米為對象，采用模糊感官綜合評價以及電子舌技術(shù)分析其食味品質(zhì)，結(jié)果表明小米粥的食味品質(zhì)與蛋白質(zhì)量分數(shù)呈極顯著負相關(guān)(P<0.01),與顆粒直徑、硬度和千粒質(zhì)量呈負相關(guān)。韓俊華等[11]測定了來自不同產(chǎn)地的“張雜谷”品種的直鏈淀粉含量、膠稠度和堿消值，結(jié)果表明，直鏈淀粉含量、膠稠度和堿消值隨品種和產(chǎn)地不同而不同。本研究選取全國不同地區(qū)的主栽品種，在貴州省黃平縣進行同田種植，對不同理化品質(zhì)進行測定，對比色澤、一致性等外觀品質(zhì)。本研究將同一栽培條件下的10個品種的小米分別加工成小米飯、小米粥、小米鲊3種制品，對其香味、表觀狀態(tài)、適口性等感官品質(zhì)進行評定。采用隸屬函數(shù)法對不同小米品種的理化品質(zhì)及感官品質(zhì)進行全面綜合評價，為小米優(yōu)良品種品質(zhì)指標綜合評價以及篩選利用優(yōu)良品種資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

汾特5號(山西省)、汾選8號(山西省)、濟谷18(山東省)、濟糯米2號(山東省)、冀創(chuàng)1號(河北省)、冀谷39(河北省)、冀谷41(河北省)、冀谷42(河北省)、晉谷21號(山西省)，三月小米(貴州省)，于2018年種植于貴州省黃平縣實驗基地同一地塊，常規(guī)水肥管理，適時收獲，于2019年1月進行理化品質(zhì)測定及感官品質(zhì)評定。

1.2 方法

1.2.1 理化品質(zhì)測定

將谷子用石磨去殼，獲得可食用的小米后，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所進行小米理化品質(zhì)的測定?？扇苄蕴?以葡萄糖計，干基)、膠稠度、堿消值按照NY/T 83—2017《米質(zhì)測定方法》執(zhí)行，粗蛋白(干基)按照GB 5009.5—2016《食品國家標準 食品中蛋白質(zhì)的測定》執(zhí)行，粗纖維(干基)按照GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》執(zhí)行，直鏈淀粉(占淀粉質(zhì)量)按照NY/T 55—1987《水稻、玉米、谷子籽粒直鏈淀粉測定法》執(zhí)行。

1.2.2 小米感官品質(zhì)評定

樣品制作和感官評定標準要求參照中國作物學(xué)會粟類作物專業(yè)委員會制定的“全國優(yōu)質(zhì)食用粟評分辦法”。樣品制作要求用相同的灶具和相同的時間進行蒸煮，具體操作方法：

小米飯制備：按照小米∶水=1∶1的比例要求用SMT-FB 18電飯鍋使用“煮飯”功能制作，制成小米飯。

小米粥的制備：按照小米∶水=1∶12的比例要求放入SMT-FB 18電飯鍋中，使用“煮飯”功能制作，開鍋后20 min，即得小米粥。

小米鲊的制備：稱取150 g小米，用水清洗3次，加水浸泡12 h，濾水后放入蒸鍋中，天然氣大火燒開后開始計時，小火蒸制30 min，然后加入適量五花肉和紅糖，再次放入蒸鍋中蒸制2 h，即得小米鲊。

隨機邀請28位23～60歲不同年齡和性別的品嘗人員組成感官評定小組，其中，年齡≤35歲的有5人、35<年齡≤45歲的有9人、45<年齡≤55歲的有10人、年齡>55歲的有4人；男性18人、女性10人。評定人員參照表1的評定標準對不同品種小米在外觀上的色澤、一致性，以及小米飯、小米粥、小米鲊制品的表觀狀態(tài)、適口性、香味分別進行評分。

1.3 模糊數(shù)學(xué)綜合評價

參照崔立柱等[12]的方法對不同品種小米的感官品質(zhì)進行模糊數(shù)學(xué)綜合評價。以小米的色澤(A1)、一致性(A2)、香味(A3)、表觀狀態(tài)(A4)和適口性(A5)為評價指標，從而得出評價指標集A={A1、A2、A3、A4、A5}。

表1 小米感官評定標準

采用問卷調(diào)查方法(參照 GB/T 20980—2017)，調(diào)查人數(shù)共60人，身體健康，無感知方面缺陷，年紀為20～50歲，其中多數(shù)為食品相關(guān)專業(yè)學(xué)生和人員。對小米的色澤、一致性、香味、表觀狀態(tài)和適口性等因素按照其重要程度的比重進行分析評價，得出小米感官品質(zhì)指標的權(quán)重集(表2)。

表2 小米感官品質(zhì)指標權(quán)重

設(shè)定特定的分值區(qū)域，并與評價集相對應(yīng)，將最終結(jié)果量化為具體評分。由感官評定小組評價得出小米感官品質(zhì)的4個評價等級：優(yōu)(V1)、良(V2)、中(V3)、差(V4)，從而得出的評語集V={V1、V2、V3、V4}。根據(jù)清晰質(zhì)量等級邊界模糊化法將分值區(qū)域清晰化，得到相對應(yīng)的分值，見表3。

表3 評語集與分值區(qū)域?qū)?yīng)

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 17.0對數(shù)據(jù)進行處理和統(tǒng)計學(xué)分析，P<0.05認為有統(tǒng)計學(xué)顯著性差異，感官評分數(shù)據(jù)采用Duncan法進行多重比較分析。

1.5 綜合評價方法

采用隸屬函數(shù)法來綜合評價不同品種的小米品質(zhì)。運用公式求出小米品質(zhì)各指標參數(shù)的隸屬函數(shù)值。然后將各項指標的隸屬函數(shù)值累加，求其平均值。隸屬函數(shù)的平均值越大，表示品質(zhì)綜合品質(zhì)評價越好。若該指標與小米綜合品質(zhì)呈正相關(guān)，則計算公式為[13]：

R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin),i=1,2,3,…,n。

若該指標與小米綜合品質(zhì)呈負相關(guān)，則計算公式為[13]：

R(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin),i=1,2,3,…,n。

式中：R(Xi)為第i個指標的隸屬函數(shù)值；Xi為第i個指標的測定值；Xmax和Xmin為所有品種中第i個指標的最大值和最小值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同小米品種理化品質(zhì)指標分析

不同小米品種的理化品質(zhì)分別測定了可溶性糖、粗纖維、粗蛋白等3個營養(yǎng)品質(zhì)指標以及直鏈淀粉、膠稠度、堿消值等3個食味品質(zhì)指標，結(jié)果見表4?？扇苄蕴恰⒋掷w維、粗蛋白、直鏈淀粉、膠稠度、堿消值的變異系數(shù)分別為30.76%、14.29%、4.96%、103.40%、9.59%、13.51%。說明供試的10個品種直鏈淀粉含量的變異程度最大，粗蛋白含量的變異程度最小。

表4 不同品種小米理化品質(zhì)指標對比

2.1.1 不同小米品種的營養(yǎng)品質(zhì)分析

不同小米品種的營養(yǎng)品質(zhì)指標由表4可知?？扇苄蕴侵饕ㄕ崽?、葡萄糖和果糖，小米的可溶性糖含量是評價其品質(zhì)重要的指標之一[14]。10個小米品種的可溶性糖質(zhì)量分數(shù)為0.9%～2.0%，含量最高的為河北的品種冀創(chuàng)1號，最低的為山西的品種汾特5號。

粗纖維即膳食纖維，小米膳食纖維具有降血脂的功效[15]，與其他谷物相比，小米的膳食纖維含量較高，74%以上為不溶性膳食纖維[16]，小米中的不溶性纖維可有效吸附葡萄糖，延緩葡萄糖的釋放和擴散，并起到降血糖的作用[17]，降低患糖尿病的風(fēng)險[18]。10個小米品種的粗纖維質(zhì)量分數(shù)為0.5%～0.9%，含量最高的為山西的品種汾選8號，最低的為山東品種濟糯米2號和河北品種冀谷42號。

蛋白質(zhì)含量是影響谷物蒸煮食味品質(zhì)的重要因素，蛋白含量越高，蒸煮品質(zhì)越差[19]。在胚乳細胞中，蛋白體與淀粉粒緊密鑲嵌，因而蛋白體的存在會抑制蒸煮過程中淀粉顆粒的糊化過程，淀粉糊化不完全從而影響其蒸煮品質(zhì)；除蛋白質(zhì)含量外，蛋白質(zhì)的組成、分子質(zhì)量、特性(如水合性質(zhì))等也影響谷物的蒸煮性質(zhì)[20，21]。10個品種的粗蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為11.29%～12.80%，平均值達到12.09%，與張凡等[19]報道結(jié)果基本一致(蛋白質(zhì)9.41%～12.72%)，山西品種汾特5號的蛋白質(zhì)含量最高，河北品種冀谷42號的蛋白質(zhì)含量最低。參照DB1300 B2213—90《優(yōu)質(zhì)食用粟品質(zhì)及其檢測方法》中理化指標等級分類要求，汾特5號、汾選8號、晉谷21號等3個品種達一級米標準(蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)大于12.5%)，濟谷18、冀谷39、冀谷41等3個品種達二級米標準(蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)大于11.8%)。

2.1.2 不同小米品種的食味品質(zhì)分析

2.1.2.1 直鏈淀粉含量結(jié)果分析

直鏈淀粉含量較低的小米，其蒸煮特性表現(xiàn)為黏性大、柔軟、有光澤；直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)高(大于25%)的小米，蒸煮特性表現(xiàn)為干燥、蓬松、色澤暗，適口性差且有回生現(xiàn)象；直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)中等偏低(14%～17%)的小米，一般既保持蓬松又柔軟可口，且有光澤。由表5可知，10個品種的直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)為0%～19.88%，平均質(zhì)量分數(shù)為7.93%，濟谷18、冀創(chuàng)1號、三月小米等3個品種的直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)最低，檢測值為0，河北品種冀谷42的直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)最高，達到19.88%。按照Nakayama等[22]對直鏈淀粉含量不同劃分的谷子類型要求：直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)在17.0%～31.9%為非糯谷子，直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)為7.8%～16.0%為低直鏈淀粉谷子，直鏈淀粉質(zhì)量分數(shù)為0～3.5%為糯質(zhì)谷子。10個品種中，有2個品種(冀谷42、晉谷21號)為非糯類型；有3個品種(汾選8號、冀谷39號、冀谷41號)為低直鏈類型；有5個品種(汾特5號、濟谷18、濟糯米2號、冀創(chuàng)1號、三月小米)為糯質(zhì)類型。參照DB1300 B2213—90《優(yōu)質(zhì)食用粟品質(zhì)及其檢測方法》中理化指標等級分類要求，10個品種中，糯質(zhì)類型的5個小米品種汾特5號、濟谷18、濟糯米2號、冀創(chuàng)1號、三月小米均達一級米標準(糯米直鏈淀粉不大于2%)，低直鏈類型的小米品種冀谷41號達一級米標準(粳米直鏈淀粉為14%～17%)，非糯類型的小米品種冀谷42、晉谷21號達二級米標準(粳米直鏈淀粉為17%～20%)。

2.1.2.2 膠稠度含量結(jié)果分析

膠稠度以小米膠長計量，反映米膠的軟硬。其中膠長越長，米飯越軟，蒸煮性越好，膠長越短，米飯較硬，蒸煮性較差[23]。米膠長度小于80 mm為硬膠稠度，80～120 mm 為中膠稠度，大于120 mm為軟膠稠度[24]。10個品種小米的膠稠度為100～135 mm，平均膠稠度為122 mm，山西的品種汾特5號和山東的品種濟谷18號的膠稠度最高，達到135 mm。10個品種均沒有硬膠稠度的，表現(xiàn)為中等膠稠度的品種有4個，表現(xiàn)為軟膠稠度的品種有6個。參照DB1300 B2213—90《優(yōu)質(zhì)食用粟品質(zhì)及其檢測方法》中理化指標等級分類要求，10個品種中，5個糯質(zhì)類型小米品種的膠稠度均小于180 mm，沒有達糯米一、二級米標準，汾選8號、冀谷42號的膠稠度大于115 mm，達粳米二級米標準。

2.1.2.3 堿消值含量結(jié)果分析

糊化溫度是影響小米蒸煮特性的重要因素，糊化溫度越低，小米越易軟化，蒸煮性越好。淀粉糊化溫度必須達到一定程度，而不同淀粉的糊化溫度是不一樣的，糊化溫度隨原料種類、淀粉粒大小等的不同而異。堿消值與糊化溫度剛好相反，高的堿消值對應(yīng)低的糊化溫度，反之亦然。所以可以通過測定堿消值的方法間接測定糊化溫度[25]。10個小米品種的堿消值為3.1～4.3級，平均值為3.7級，河北品種冀創(chuàng)1號的堿消值最高，山西品種汾特5號的堿消值最低。按照王丹丹等[26]根據(jù)堿消值大小將糊化溫度劃分為3個不同等級：堿消值為 1～3時，為高糊化溫度( 75 ℃以上) ； 堿消值為 4～5時，為中糊化溫度(70～74 ℃) ；堿消值為 6～7 時，為低糊化溫度(69 ℃以下) 。本實驗的10個小米品種中，汾特5號、汾選8號、三月小米等3個品種屬于高糊化溫度，剩余的7個品種均為中糊化溫度，沒有低糊化溫度的小米品種。參照DB1300 B2213—90《優(yōu)質(zhì)食用粟品質(zhì)及其檢測方法》中理化指標等級分類要求，10個品種中，5個糯質(zhì)類型小米品種的堿消值均大于3.0級，達糯米一級米標準，4個品種達粳米一級米標準(堿消值不小于3.5級)，汾選8號達粳米二級米標準(堿消值不小于2.5級)。

表5 不同小米品種感官品質(zhì)評分結(jié)果

表6 不同品種小米的模糊數(shù)學(xué)感官評價指標統(tǒng)計

目前，谷子的蒸煮食味品質(zhì)評價沒有特定國家標準[27]，參照DB1300 B2213—90《優(yōu)質(zhì)食用粟品質(zhì)及其檢測方法》中理化指標等級分類要求，本參試品種中，沒有符合一二級米標準全部指標的品種，這與品種自身特性和種植環(huán)境相關(guān)[28,29]。

2.2 不同小米品種感官品質(zhì)評定結(jié)果

不同品種感官評定結(jié)果見表5。外觀品質(zhì)的色澤表現(xiàn)最好的是三月小米，三月小米與晉谷21號、冀谷42號間無顯著性差異，但與剩余的7個品種有顯著性差異。一致性上表現(xiàn)最好的也是三月小米，三月小米與除晉谷21號、冀谷42號之外的其他7個品種有顯著性差異。說明不同品種在同樣地理條件下種植品相與品種自身特性有關(guān)。

綜合小米飯、小米粥、小米鲊的香氣、表觀狀態(tài)、適口性評價分值，三月小米的香味得分最高，且與其他9個品種存在顯著性差異。表觀狀態(tài)、適口性均是三月小米表現(xiàn)最好，且與其他9個品種存在顯著性差異，其他9個品種間在表觀狀態(tài)、適口性上均無顯著性差異。從感官評定總分結(jié)果來看，三月小米得分最高，濟谷18號得分最低，三月小米的感官得分顯著高于其他9個品種(P<0.05)。根據(jù)表2中得到的小米感官品質(zhì)指標權(quán)重表，將表5中得到10個品種小米感官評價結(jié)果進行模糊數(shù)學(xué)綜合評價分析，得到不同品種小米的模糊數(shù)學(xué)感官評價指標統(tǒng)計結(jié)果，見表6。

進一步將表6中收集分析后的數(shù)據(jù)帶入模糊矩陣模型中：

采用矩陣乘法，按照公式計算綜合感官評分。已知小米品種感官品質(zhì)評價的5個權(quán)重集為X= {0.24，0.10，0.23，0.14，0.29}，按照模糊原理Y=X×T，得到不同品種小米的評價結(jié)果。模糊綜合評價得分W=K×Y，評價集K={90，70，40，10}，計算得出不同品種小米感官評價的模糊綜合評分，結(jié)果見表7。

表7 不同品種小米的模糊數(shù)學(xué)感官評價結(jié)果

2.3 理化品質(zhì)、感官品質(zhì)的相關(guān)性分析

對6個理化品質(zhì)指標、5個感官品質(zhì)指標進行了相關(guān)性分析，結(jié)果見表8。理化品質(zhì)指標間的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，粗纖維與粗蛋白間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.667；直鏈淀粉與膠稠度呈極顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.775。感官品質(zhì)指標間的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，色澤與一致性呈極顯著正相關(guān)，與表觀狀態(tài)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.979、0.682；一致性與香味、表觀狀態(tài)、適口性均呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.678、0.759、0.633；香味與表觀狀態(tài)、適口性呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.984、0.907；表觀狀態(tài)與適口性呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.884。理化品質(zhì)和感官品質(zhì)指標間相關(guān)性結(jié)果顯示，可溶性糖與色澤和一致性呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.666、-0.706。理化品質(zhì)指標的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，粗纖維與粗蛋白間呈顯著正相關(guān)，直鏈淀粉與膠稠度呈極顯著負相關(guān)，這與呂建珍等[30]的研究結(jié)果一致。

2.4 不同小米品種品質(zhì)指標綜合評價

不同品種小米各項指標的隸屬函數(shù)值見表9。不同小米品種多項指標綜合評價分析結(jié)果來看，表現(xiàn)最好的分別為山東品種濟谷18號、河北品種冀創(chuàng)1號和山西品種汾選8號，綜合品質(zhì)得分最低的是河北品種冀谷42號。以各項指標的隸屬函數(shù)平均值占所有指標隸屬函數(shù)平均值總和的百分比來評估各項指標在綜合品質(zhì)評價中的可靠性，膠稠度、直鏈淀粉、粗蛋白、堿消值、可溶性糖、粗纖維、感官評定在小米綜合品質(zhì)評價中的貢獻占比分別為18.81%、18.24%、16.03%、15.93%、12.14%、12.14%、6.71%，說明膠稠度和直鏈淀粉在小米綜合品質(zhì)評價中可靠性較高，感官評定可靠性較差。

表8 小米理化品質(zhì)、感官品質(zhì)間的相關(guān)性分析

表9 不同品種小米各項品質(zhì)指標的隸屬函數(shù)值

3 結(jié)論

按蛋白質(zhì)指標分級，汾特5號、汾選8號、晉谷21號等3個品種達一級米標準；按直鏈淀粉分級，冀谷42、晉谷21號為非糯類型，汾選8號、冀谷39號、冀谷41號為低直鏈類型，汾特5號、濟谷18、濟糯米2號、冀創(chuàng)1號、三月小米為糯質(zhì)類型，有6個小米品種達一級米標準，2個品種達二級米標準。按膠稠度分級， 2個品種達二級米標準。按堿消值分級，9個品種達一級米標準，汾選8號達二級米標準。綜合分析不同品種小米的理化品質(zhì)及感官品質(zhì)，綜合品質(zhì)表現(xiàn)最好的前三名為山東品種濟谷18號、河北品種冀創(chuàng)1號和山西品種汾選8號，綜合品質(zhì)表現(xiàn)最差的是河北品種冀谷42號。