王樂惠,張繼寧,張鮮鮮,孫會(huì)峰,周化嵐,周 勝

(1 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所,上海 201403;2 上海理工大學(xué)健康科學(xué)與工程學(xué)院,上海 200093;3 上海低碳農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心,上海 201415;4 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部東南沿海農(nóng)業(yè)綠色低碳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 201403)

截至2020 年,我國水稻播種面積超過3 000 萬hm2,約占糧食作物播種總面積的18.0%;稻谷總產(chǎn)量近2.1 億t,約占糧食總產(chǎn)量的31.6%[ 1]。 稻米品質(zhì)主要評(píng)價(jià)指標(biāo)包括稻米的外觀品質(zhì)、碾米品質(zhì)、食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì),而稻米的食味品質(zhì)更能直接反映消費(fèi)者對(duì)稻米的接受程度,是評(píng)價(jià)稻米品質(zhì)的重要指標(biāo)。 稻米食味品質(zhì)指稻谷經(jīng)歷生產(chǎn)到加工成精米的整個(gè)過程,人們對(duì)稻米各類特性的綜合感受。 一般而言,具有優(yōu)質(zhì)食味品質(zhì)的稻米外觀油光發(fā)亮、圓潤整齊;米香濃郁、味道香甜;綿軟略黏、硬度適中,具有彈性、滑潤等特點(diǎn)。

水稻品種是影響稻米食味品質(zhì)的決定性因素。 此外,環(huán)境因素對(duì)稻米食味品質(zhì)也有一定的影響。 本文擬通過對(duì)比國內(nèi)外稻米食味品質(zhì)的研究現(xiàn)狀,找出影響稻米食味品質(zhì)的關(guān)鍵因素。 通過對(duì)關(guān)鍵影響因素進(jìn)行考察和解析,明確稻米內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其主要組成成分與食味品質(zhì)的關(guān)系。 最后,基于多種分析手段選取和制定適宜的檢測方法及其評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),如基于稻米的外觀結(jié)構(gòu)、香味和適口性等方面進(jìn)行評(píng)定;基于稻米的成分組成及含量等方面進(jìn)行評(píng)定;基于現(xiàn)代分析儀器手段進(jìn)行評(píng)定等,旨在促進(jìn)食味型稻米的普及,為實(shí)現(xiàn)食味型水稻真正的本地化和產(chǎn)業(yè)化提供理論依據(jù)。

1 國內(nèi)外稻米食味品質(zhì)的研究現(xiàn)狀

世界上主要的稻米產(chǎn)區(qū)集中于亞洲。 表1 綜合比較了主要水稻生產(chǎn)國的優(yōu)質(zhì)稻米食味品質(zhì)。 印度是僅次于我國的第二大水稻生產(chǎn)國,截至2020 年,該國的水稻種植面積近1 700 萬hm2,約占其糧食作物種植面積的24.3%,稻米年產(chǎn)量達(dá)1 億t 以上,年出口量達(dá)100 萬t。 印度屬熱帶季風(fēng)氣候,年降水量2 000—4 000 mm,年均氣溫在22 ℃以上,水稻可一年三熟[ 2]。 印度以秈稻為主,主要品種包括‘Basmati’‘Mussafari’和‘Begami’等。 秈稻品種稻香濃郁的主要原因是2-乙酰-1-吡咯啉(2-AP)含量豐富[ 3]。‘Basmati’被譽(yù)為最好的水稻品種,其粒型細(xì)長、米粒透明,平均長寬比≥3.0,且直鏈淀粉含量(17.6%—21.2%)和堿消值(3.7—6.5 級(jí))適中,蒸煮后米飯香甜可口。

表1 主要水稻生產(chǎn)國的優(yōu)質(zhì)稻米食味品質(zhì)Table 1 Comparison of the taste quality of high-quality rice among the main rice producing countries

越南的稻米總產(chǎn)量占其糧食總產(chǎn)量的85%,水稻的年均出口總量達(dá)500 萬—700 萬t,是全球三大水稻出口國之一[ 4]。 越南屬熱帶季風(fēng)氣候,年均溫25 ℃,年降水量1 700—2 500 mm,年日照時(shí)長1 500—2 500 h,地理和氣候條件均有利于水稻種植和稻米食味提升。 越南的水稻品種外觀為長粒型,可分為米粒超長型(≥7 mm)、長型(6—7 mm)、中等型(5—6 mm)和短型(≤5 mm)四種類型,并以‘彩虹’‘紅鶴’和‘越南香米’等稻米品種聞名于世。 越南國內(nèi)栽培的稻米具有較低的直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量。 以‘紅鶴’品種為例,該稻米直鏈淀粉含量為18.5%,蛋白質(zhì)含量為6.9%[ 5]。 此外,該品種松軟性和延展性適中,糊化度較高,而且蒸煮時(shí)吸水性、膨脹性適中,蒸煮所需時(shí)間適宜。

泰國香米的特征在于其粒型修長,蒸煮后香味濃郁。 泰國水稻種植面積達(dá)1 000 萬hm2,占其農(nóng)業(yè)用地的44%,66%的農(nóng)民從事水稻生產(chǎn)。 泰國稻米的年出口量超過700 萬t,約占全球稻米總出口量的25%[ 6]。 由于香米基因圖譜中的8 種基因被“人工破壞”,稻米的DNA 序列受到影響,是香米之“香”的主要原因[ 7]。 泰國香米中‘Hom Mali105’的食味品質(zhì)最優(yōu),其純度＞92%,米粒平均長度≥7.0 mm,平均長寬比≥3.2,直鏈淀粉含量為13.0%—18.0%(含水量14.0%)。

日本的水稻種植面積占其耕地面積的33.3%,五成以上的農(nóng)民以栽培水稻為主,稻米在日本被尊稱為“國米”。 日本粳稻的品質(zhì)享譽(yù)世界,如‘越光’(占日本粳稻總產(chǎn)量的1∕3)、‘一見鐘情’和‘秋田小町’等。 湯云龍等[ 8]研究證實(shí)稻米的香味和外觀對(duì)食味品質(zhì)的影響程度最高,分別達(dá)44.0%和26.5%,其次為稻米氣味、黏度和硬度,影響程度分別達(dá)12.2%、10.8%和6.5%。

目前,我國水稻品種的審定數(shù)量逐年增加,已達(dá)1 936 種(含71 個(gè)不育系)[ 9]。 良種供應(yīng)能力持續(xù)提高,育成了‘稻花香’‘南粳9108’和‘美香占2 號(hào)’等優(yōu)質(zhì)食味稻米品種。 張衛(wèi)星等[ 10]從我國水稻優(yōu)質(zhì)產(chǎn)區(qū)(東北稻區(qū)、江淮稻區(qū)和華南稻區(qū))抽取了5 879 份稻谷,對(duì)每一份稻谷的每一項(xiàng)米質(zhì)進(jìn)行研究,結(jié)果顯示,從2016 年至2020 年,我國稻米(粳稻和秈稻)優(yōu)質(zhì)率從26.9%上升至33.3%,稻米總體樣品的膠稠度在30—100 mm(均值70 mm),蛋白質(zhì)含量在5.2%—13.3%(均值8.0%),直鏈淀粉含量在0.2%—30.2%(均值17.0%)。 我國《食用稻品種品質(zhì)(NY∕T 593—2013)》中界定的優(yōu)質(zhì)秈稻中直鏈淀粉(干基)的含量在13.0%—22.0%,膠稠度≥60 mm;優(yōu)質(zhì)粳稻的直鏈淀粉(干基)含量在13.0%—20.0%,膠稠度≥70 mm。 由此可見,盡管我國稻米的平均水平達(dá)到了優(yōu)質(zhì)稻米標(biāo)準(zhǔn),但仍有許多品種尚未達(dá)到優(yōu)質(zhì)稻米的標(biāo)準(zhǔn)。

2 影響稻米食味品質(zhì)的因素

2.1 內(nèi)在因素

我國的稻米類型呈“北粳南秈”的區(qū)域特點(diǎn),北方以種植和食用“粳稻”為主,南方以種植和食用“秈稻”為主,中部則秈粳兼有。 從粳稻的外觀來看,其籽粒寬闊、厚實(shí)、呈橢圓形或卵圓形,如‘吉農(nóng)大667’‘嘉禾香1 號(hào)’和‘滇禾優(yōu)615’等。 從秈稻的外觀來看,其籽粒纖細(xì),呈長橢圓形或細(xì)長形,如‘華浙優(yōu)261’‘桂香18’和‘美香占2 號(hào)’等。 有研究表明,粳稻的全生育期較長,可充分利用溫度和光照使稻米中的有機(jī)物積累量得以有效提高[ 11]。 因此,與秈稻相比,粳稻的食味品質(zhì)更優(yōu)。 有研究將‘關(guān)東194’(日本粳稻品種)作為改良的核心親本,與粳稻‘武香粳14’和‘武粳13’進(jìn)行雜交,構(gòu)建了綜合性狀優(yōu)良的育種群體。 由此培育品種,如‘南粳46’‘南粳5055’和‘南粳9108’的豐產(chǎn)性和穩(wěn)定性好且食味品質(zhì)佳。 究其原因在于,‘關(guān)東194’核心親本含有低直鏈淀粉含量基因,而‘武香粳14’和‘武粳13’親本具有高產(chǎn)特點(diǎn),培育出的品種兼具兩者的優(yōu)勢。 由此可見,豐富的水稻品種資源是優(yōu)質(zhì)食味品質(zhì)形成的基礎(chǔ)[ 12]。

2.2 外在因素

2.2.1 氣候條件

水稻生長過程中,尤其是籽粒灌漿期和結(jié)實(shí)期的平均溫度、積溫以及日照時(shí)數(shù)等氣候條件均會(huì)顯著影響稻米的食味品質(zhì)。 韓展譽(yù)等[ 13]在水稻灌漿期和結(jié)實(shí)期,比較分析了溫度在23 ℃和32 ℃對(duì)稻米食味品質(zhì)的影響。 結(jié)果表明,32 ℃條件下的稻米食味品質(zhì)較低。 其原因在于在水稻灌漿結(jié)實(shí)期,較高的外界溫度增加了稻米中蛋白質(zhì)含量。 崔弘等[ 14]研究發(fā)現(xiàn),龍井市和五常市兩地的‘吉粳’品種稻米食味值分別為85.0 分和79.7 分,影響稻米食味品質(zhì)的主要因素是水稻灌漿期前、中、后三個(gè)階段的氣溫,其次為日均日照和溫差。 北方水稻在灌漿后期較為適宜的溫度條件為,日最高溫度(23.9 ±2.6)℃、日最低溫度(14.6 ±3.6)℃、溫差(9.2 ±4.0)℃、日均日照(5.8 ±3.5)h、日均溫度(18.6 ±2.4)℃。 陸佳嵐等[ 15]以我國長江流域的中部(高溫高光照)、東部(中溫中光照)和西部(低溫低光照)的稻區(qū)為供試地點(diǎn),考察了不同氣候條件對(duì)稻米食味品質(zhì)的影響。 結(jié)果表明,中溫(20—31 ℃)中光照(90—160 h)條件下的稻米食味品質(zhì)較優(yōu),高溫條件(36 ℃∕30 ℃,晝∕夜)和低溫條件(21 ℃∕20 ℃,晝∕夜)均不利于適宜蛋白質(zhì)含量的形成。 由此可見,不同的區(qū)域氣候條件對(duì)水稻的食味品質(zhì)均會(huì)產(chǎn)生影響,同一品種的水稻處于不同的生態(tài)環(huán)境,也會(huì)呈現(xiàn)不同的食味品質(zhì)。

2.2.2 土壤性質(zhì)

水稻植株賴以生存的環(huán)境是土壤。 不同的土壤類型對(duì)水稻植株的養(yǎng)分供給存在差異,最終影響稻米的食味品質(zhì)。 解文孝等[ 16]以‘遼粳2501’為供試水稻品種,分別在沙壤土、鹽堿土和棕壤土中栽培,發(fā)現(xiàn)‘遼粳2501’在沙壤土中獲得的稻米食味品質(zhì)較優(yōu)。 有研究表明,以不同的土壤類型(火山玄武巖天然石板地、人造石板地和非石板地)為供試土壤栽培粳稻(‘牡丹江26’‘松粳14’‘牡丹江28’和‘龍稻3號(hào)’),火山玄武巖天然石板地為主的土壤類型上種植的水稻,其蛋白質(zhì)含量、膠稠度及食味值均高于另外兩種土壤種植的稻米;而直鏈淀粉含量則低于另外兩種土壤中種植的稻米。 出現(xiàn)這一差異的原因可能是天然石板地上面有腐殖土,而且天然石板地的有機(jī)質(zhì)含量為15.7 mg∕kg,全氮含量為0.9 mg∕kg,均顯著高于人造石板地(有機(jī)質(zhì):4.1 mg∕kg;全氮:0.3 mg∕kg) 和 非 石板 地(有 機(jī)質(zhì):3.9 mg∕kg;全氮:0.3 mg∕kg)[ 17]。 由此可見,稻米中的蛋白質(zhì)含量與土壤的氮素有關(guān)。 此外,稻米的蛋白質(zhì)含量增加或降低時(shí),其直鏈淀粉含量呈現(xiàn)相反的變化趨勢。

2.2.3 農(nóng)事管理

2.2.3.1 栽培方式

栽培方式影響水稻自身的光合作用以及養(yǎng)分在秸稈和籽粒之間的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。 因此,水稻秸稈和籽粒從外界獲得的糖源和光合產(chǎn)物等物質(zhì)各異,稻米的食味品質(zhì)也存在差異[ 2]。 耕作模式和插秧密度影響稻米的食味品質(zhì)。 王文玉等[ 18]以‘墾粳7 號(hào)’為供試材料,采用壟作雙深耕(壟底寬60 cm,壟面寬40 cm,鎮(zhèn)壓后壟高達(dá)10 cm,基肥分層深施于壟中,形成一深二淺3 條肥帶,1 條深肥帶位于壟正中央)的栽培方式,與常規(guī)平作(旱旋耕-泡田攪漿平地-全層施肥)方式進(jìn)行對(duì)比。 結(jié)果表明,壟作雙深耕栽培方式和常規(guī)平作栽培方式的稻米食味評(píng)分分別為77.1 分和75.1 分。 這可能是由于壟作雙深耕栽培方式有利于水稻植株體內(nèi)干物質(zhì)的積累所致。 研究表明,當(dāng)機(jī)插密度在27.5 萬—29.9 萬穴∕hm2時(shí),‘南粳9108’‘南粳5055’和‘南粳46’3 種稻米的直鏈淀粉含量降低幅度達(dá)5.5%—8.7%,而食味值由73.3 分提高到82.7分[ 19]。 因此,在水稻插秧時(shí),應(yīng)該充分體現(xiàn)水稻個(gè)體差異,協(xié)調(diào)個(gè)體與群體的關(guān)系,以獲得優(yōu)質(zhì)稻米。

2.2.3.2 水分管理

土壤的水分條件直接影響水稻植株根系的滲透性和對(duì)氧氣的利用率,從而間接改變稻米的食味品質(zhì)。 張立成等[ 20]以淹灌(田間持水率100%)為對(duì)照,發(fā)現(xiàn)田間持水率為80%—90%的灌溉處理可以提高稻米的整精米率,降低稻米的堊白粒率和堊白度。 這是由于灌水量下降10%—20%,水稻的根冠比由0.18 降至0.12,下降幅度為33.3%,根系活力和根系吸收面積可分別提高43.0%和33.4%,減少了有機(jī)物向根系的分配比例。 薛菁芳等[ 21]研究也表明,常規(guī)灌溉(灌水總量8 104.5 m3∕hm2)條件下,稻米中蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量分別為7.3%—8.7%和19.2%—22.4%,對(duì)應(yīng)的食味評(píng)分為74.5—90.0 分;而節(jié)水灌溉(灌水總量減少50%)條件下的稻米蛋白質(zhì)含量為7.1%—8.0%,直鏈淀粉含量達(dá)19.1%—20.5%,對(duì)應(yīng)的食味評(píng)分為85.2—98.6 分。 由此可見,節(jié)水灌溉方式可降低稻米的蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量,最終增加稻米的食味品質(zhì)。

2.2.3.3 施肥管理

稻米的食味品質(zhì)也受到施肥量及類型的影響。 侯紅燕等[ 22]以‘圣稻2620’為供試水稻品種,設(shè)置了0 kg∕hm2、120 kg∕hm2、240 kg∕hm2、360 kg∕hm2、480 kg∕hm2和600 kg∕hm26 種氮肥施用量,其中在施加氮肥0 kg∕hm2、120 kg∕hm2和240 kg∕hm2條件下,收獲的稻米食味值較高(72 分、72 分和70 分),稻米的蛋白質(zhì)含量分別達(dá)7.5%、7.6%和7.9%,直鏈淀粉含量為19.2%、19.4%和19.7%;而在施氮240 kg∕hm2條件下生長的稻米堊白粒率較低(2.5%),整精米率較高(94.1%)。 此外,魏曉東等[ 23]在120 kg∕hm2的氮肥用量條件下,配施硅肥450 kg∕hm2與不施硅肥相比,稻米的堊白粒率由18.0%降為13.0%,堊白度由7.1%降為5.1%,稻米中直鏈淀粉的含量由14.3%降為12.2%。 由此可見,水稻栽培過程中,微量元素的配施可提高稻米食味品質(zhì)。 唐先干等[ 24]以紅壤為供試土壤,研究紫云英還田(22 500 kg∕hm2)結(jié)合化肥(N∶P2O5∶K2O=10∶5∶8)減施對(duì)稻米食味品質(zhì)的影響。 結(jié)果表明,紫云英還田配施60%、80%和100%化肥條件下的稻米膠稠度分別為80.0 mm、82.7 mm 和81.0 mm,蛋白質(zhì)含量分別為7.4%、6.5%和7.9%,紫云英還田及化肥減施20%的農(nóng)事管理,提高了稻米的食味品質(zhì)。

3 稻米食味品質(zhì)的檢測方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 稻米品質(zhì)的檢測指標(biāo)

3.1.1 稻米中的蛋白質(zhì)含量

總體而言,我國稻米中蛋白質(zhì)含量在5.2%—13.3%(均值8.0%)[ 10],其中,粳稻的蛋白質(zhì)含量主要在7.9%—9.8%(均值8.8%);秈稻的蛋白質(zhì)含量主要在7.6%—10.8%(均值9.3%)[ 25],秈稻的蛋白質(zhì)含量較高。 田錚等[ 26]以江蘇省39 份粳稻為供試材料,通過食味儀測定了稻米食味值的高低。 基于供試稻米中的蛋白質(zhì)含量,分為(6.6 ±0.6)%、(7.8 ±0.1)%、(8.2 ±0.2)%三組,其對(duì)應(yīng)的食味值分別為80—90 分、70—80 分和50—70 分。 由此可見,蛋白質(zhì)含量較高的水稻品種對(duì)應(yīng)的食味值較低,兩者呈顯著負(fù)相關(guān)。 也有研究表明,稻米蛋白質(zhì)含量與其食味品質(zhì)之間并不呈線性關(guān)系。 殷春淵等[ 27]在河南省選取了8 種粳稻品種為供試材料,當(dāng)?shù)久字械鞍踪|(zhì)含量在7.0%—7.5% 時(shí),對(duì)應(yīng)的食味值為79.7—87.8 分,此時(shí)兩者呈正相關(guān);當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)含量在8.0%—8.5%時(shí),對(duì)應(yīng)的食味值為78.0—86.1 分,此時(shí)兩者呈負(fù)相關(guān)。 由此可見,當(dāng)?shù)久字械牡鞍踪|(zhì)含量相近時(shí),稻米的淀粉含量影響食味品質(zhì)。 直鏈淀粉含量較低的粳稻品種相較于直鏈淀粉含量較高的粳稻品種而言,食味品質(zhì)較好。

3.1.2 稻米中的淀粉含量

淀粉含量影響稻米食味品質(zhì)。 稻米中直鏈淀粉和支鏈淀粉共約占稻米的80%(干重計(jì))。 稻米的淀粉總量及組分含量因水稻品種差異而不同,秈稻和粳稻的直鏈淀粉含量分別在13.0%—27.5%和12.7%—21.1%[ 28]。 王志東等[ 29]根據(jù)直鏈淀粉含量的高低,將供試的20 個(gè)秈稻品種分為了兩組:16.7%—19.3%與24.2%—26.4%,其對(duì)應(yīng)的食味值分別為77.8—91.0 分與64.3—73.5 分,表明直鏈淀粉含量較高的稻米食味值較低,而直鏈淀粉含量較低的稻米食味值較高,且口感黏軟,味道香甜。 金麗晨等[ 30]選取了16 種粳稻和4 種秈稻為供試品種,其研究結(jié)果也證實(shí)了稻米的直鏈淀粉含量較高(18.5%—26.3%)而食味值較低(35.0—65.6 分)的結(jié)論。 28 種稻米的直鏈淀粉含量與煮熟的米飯食味之間的結(jié)果表明,低直鏈淀粉含量(5%—20%)的水稻品種對(duì)應(yīng)的稻米硬度在(2 921.7±103.2)—(3 615.0 ±110.0) g,黏性在(99.3 ±3.5)—(141.3±4.0) Pa·s;較高直鏈淀粉含量(20%)的水稻品種對(duì)應(yīng)的稻米的硬度在(3 696.7.7 ±65.6)—(4 062.7±45.0) g,黏性在(19.0 ±2.6)—(65.7 ±8.5) Pa·s。 也就是說,含有較高直鏈淀粉含量的稻米,其彈性較高,硬度較大,對(duì)應(yīng)的食味品質(zhì)較差[ 31]。 在此基礎(chǔ)上,Peng 等[ 32]研究了直鏈淀粉含量接近而食味值存在差異的稻米中的淀粉結(jié)構(gòu),結(jié)果發(fā)現(xiàn)支鏈淀粉中的短鏈∕長鏈也會(huì)對(duì)稻米的食味品質(zhì)產(chǎn)生影響。 食味品質(zhì)優(yōu)質(zhì)的稻米中,該比值較高,稻米質(zhì)地表現(xiàn)出柔軟黏稠的特點(diǎn)。 ‘武運(yùn)粳7 號(hào)’和‘寧粳3 號(hào)’品種的直鏈淀粉含量相似(分別達(dá)17.6%和17.5%),對(duì)應(yīng)的食味值卻為70.5 分和53.9 分,差異較大。 原因在于,這兩種品種中支鏈淀粉的長鏈占比分別為22.8%和28.7%,長鏈占比較高的稻米食味值較低。 總而言之,在影響稻米食味品質(zhì)的眾多因素中,直鏈淀粉含量的影響程度較大,其次為支鏈淀粉的含量和結(jié)構(gòu)(短鏈∕長鏈比值和長鏈占比)。

3.1.3 稻米淀粉的糊化特性

糊化特性反映了稻米煮成米飯的過程中,稻米淀粉黏度的變化情況。 陳飛等[ 33]利用黏度分析儀研究了‘黃華占’和‘揚(yáng)稻6 號(hào)’品種的糊化特性。 結(jié)果表明,‘黃華占’和‘揚(yáng)稻6 號(hào)’的崩解值分別為1 263.5 cP 和796.0 cP,對(duì)應(yīng)的消減值分別為183.0 cP 和415.5 cP。 崩解值表示稻米在95 ℃保溫階段的淀粉糊化值,消減值表示淀粉糊化冷卻后形成新結(jié)構(gòu)的黏度與淀粉糊化時(shí)所達(dá)到最高黏度的差值。 一般而言,食味優(yōu)質(zhì)的稻米淀粉崩解值＞1 200 cP 且消減值＜300 cP(多為負(fù)值);相反,崩解值＜420 cP 且消減值＞960 cP 的稻米食味較差。 ‘黃華占’品種的崩解值較高而消減值較低,因此,其食味品質(zhì)優(yōu)于‘揚(yáng)稻6 號(hào)’品種。 此外,糊化溫度通過影響稻米蒸煮成米飯過程所需的水量和蒸煮時(shí)間的長短,影響稻米的食味品質(zhì)。 糊化溫度可分為三級(jí):高糊化溫度( ＞74 ℃)、中糊化溫度(70—74 ℃)和低糊化溫度( ＜70 ℃)。 糊化溫度越高,稻米食味值越低。 這是由于在高糊化溫度條件下,稻米需要較多的水量和較長的蒸煮時(shí)間。 由此可見,食味品質(zhì)優(yōu)質(zhì)的稻米糊化溫度為68.9—74.0 ℃[ 34]。

3.1.4 稻米的膠稠度

膠稠度可以評(píng)價(jià)稻米蒸煮過程中的食味品質(zhì),其對(duì)食味品質(zhì)的貢獻(xiàn)率為10.7%[ 35]。 通常膠稠度被分為硬(26—40 mm)、中(40—60 mm)和軟(61—100 mm)三個(gè)等級(jí)。 張衛(wèi)星等[ 10]基于網(wǎng)格化布局和分層隨機(jī)抽樣方法,研究表明當(dāng)膠稠度在28.1—30.5 mm(硬等級(jí))時(shí),稻米的食味品質(zhì)與膠稠度不相關(guān);當(dāng)膠稠度增加至41.5—61.5 mm(中等級(jí)),稻米的食味品質(zhì)提升,兩者呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。 其原因可能是膠稠度較高的稻米,蒸煮出來的米飯口感好;而膠稠度較小的稻米,蒸煮出來的米飯偏硬,米粒間黏性較差,因此其食味品質(zhì)較差。 張洪程等[ 36]將選取的20 種秈稻品種,按照膠稠度的不同分為兩類,分別為軟米(74.0—82.0 mm)和硬米(45.0—52.0 mm),其對(duì)應(yīng)的食味值分別為63.0—72.0 分和47.0—52.0 分。 此外,根據(jù)《食用稻品種品質(zhì)(NY∕T 593—2013)》,我國優(yōu)質(zhì)粳米(一級(jí))和優(yōu)質(zhì)秈米(一級(jí))的膠稠度分別需＞70 mm 和＞60 mm。 因此,食味品質(zhì)優(yōu)質(zhì)的稻米膠稠度為60—70 mm。

3.2 檢測方法

3.2.1 感官評(píng)價(jià)法

感官評(píng)價(jià)法由有評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)的人員根據(jù)其感覺進(jìn)行鑒定,評(píng)價(jià)指標(biāo)為:稻米蒸煮成米飯的香氣、外觀、口感和冷飯質(zhì)地。 需優(yōu)選品評(píng)員5—10 人,或初級(jí)品評(píng)員18—24 人。 評(píng)價(jià)順序主要是先趁熱辨析米飯的氣味;然后肉眼觀察米飯的光澤和外觀結(jié)構(gòu);最后通過咀嚼和品嘗鑒定米飯的口感。 綜合評(píng)分共分為5 級(jí):非常差(≤50 分)、很差(51—60 分)、一般(61—70 分)、較好(71—80 分)、良好(81—90 分)和非常好( ＞90 分)。 感官評(píng)價(jià)是最經(jīng)典的方法,主要以口感為實(shí)質(zhì)性評(píng)價(jià)內(nèi)容。 這種方法雖然能直接反映出評(píng)價(jià)結(jié)果,但是需要耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間,評(píng)價(jià)結(jié)果也會(huì)受到人員的主觀影響。

3.2.2 理化指標(biāo)檢測評(píng)價(jià)法

理化指標(biāo)檢測評(píng)價(jià)法是指借用儀器設(shè)備檢測稻米的物理性狀和化學(xué)性狀,并判斷其與食味品質(zhì)的相關(guān)性,預(yù)測和評(píng)價(jià)稻米的食味品質(zhì)。 稻米的硬度、黏性、彈性、凝聚性和黏附性等屬于物理特性[ 37],稻米的蛋白質(zhì)含量、淀粉含量(直鏈淀粉含量和支鏈淀粉含量)、膠稠度和糊化溫度等屬于化學(xué)特性。 采用不同的理化指標(biāo)監(jiān)測評(píng)價(jià)法測定稻米的物理特性和化學(xué)特性。 例如,利用質(zhì)構(gòu)儀測定稻米的硬度、黏性和彈性等;采用凱氏定氮儀測定稻米的蛋白質(zhì)含量;采用碘比色法測定稻米的直鏈淀粉含量;采用米膠延伸法測定膠稠度。 這些理化指標(biāo)檢測評(píng)價(jià)法的對(duì)象主要是生米,而人們食用的是經(jīng)蒸煮的熟米,因此,常常會(huì)出現(xiàn)稻米檢測達(dá)到國標(biāo)等級(jí),但米飯的口感食味較差的情況。 需結(jié)合相關(guān)儀器分析以及人工感官鑒定來對(duì)稻米食味進(jìn)行綜合而客觀評(píng)價(jià)。

3.2.3 無損檢測評(píng)價(jià)法

無損檢測評(píng)價(jià)法主要是運(yùn)用了近紅外光譜技術(shù),在不破壞稻米結(jié)構(gòu)條件下,結(jié)合感官評(píng)價(jià)法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,綜合評(píng)價(jià)稻米的食味品質(zhì)。 該技術(shù)方法具有分析快、樣品無須預(yù)處理、沒有損壞以及可多種成分同時(shí)分析等優(yōu)點(diǎn)。 其中,以近紅外技術(shù)為基本原理的儀器主要包括近紅外谷物分析儀和食味計(jì)等。 劉紅梅等[ 38]采用偏最小二乘法建立了稻米膠稠度模型,并將稻米膠稠度的化學(xué)值與近紅外光譜檢測值進(jìn)行對(duì)比分析,其絕對(duì)誤差在0.2—6.5 mm,均符合《大米膠稠度的測定(GB∕T 22294—2008)》規(guī)定的誤差標(biāo)準(zhǔn),表明該近紅外模型檢測稻米膠稠度是可靠的。 食味計(jì)方法是依據(jù)稻米中蛋白質(zhì)、淀粉、水分和脂肪等成分平衡的原理計(jì)算食味值。 然而該評(píng)價(jià)方法也會(huì)受到稻米的碾精程度、粉碎情況以及溫濕度等影響,而且該評(píng)價(jià)結(jié)果與感官評(píng)價(jià)法的一致性有待提高。

3.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

我國制定并實(shí)施了一系列評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以保障稻米生產(chǎn)安全和提高稻米食味品質(zhì),其中接受度最高且應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)包括《稻谷(GB 1350—2009)》《優(yōu)質(zhì)稻谷(GB∕T 17891—2017)》《大米(GB∕T 1354—2018)》和《食用稻品種品質(zhì)(NY∕T 593—2021)》等[ 39]。 這幾類標(biāo)準(zhǔn)主要以國標(biāo)為基準(zhǔn)。 《稻谷(GB 1350—2009)》將糙米率作為稻谷最基本的評(píng)價(jià)指標(biāo);《優(yōu)質(zhì)稻谷(GB∕T 17891—2017)》作為優(yōu)質(zhì)商品稻谷的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),將直鏈淀粉含量、堊白度和食味品質(zhì)等5 項(xiàng)指標(biāo)納入分析。 《大米(GB∕T 1354—2018)》從品質(zhì)上區(qū)分了大米和優(yōu)質(zhì)大米,而且以大米的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)為主要標(biāo)準(zhǔn),在評(píng)價(jià)優(yōu)質(zhì)大米的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)方面,將堊白度、品嘗評(píng)價(jià)值和直鏈淀粉含量納入分析。 《食用稻品種品質(zhì)(NY∕T 593—2021)》主要作為食用稻谷品種區(qū)試審定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),目的在于選育優(yōu)質(zhì)食味的水稻品種。

在優(yōu)質(zhì)稻米食味品質(zhì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中,《大米(GB∕T 1354—2018)》認(rèn)定優(yōu)質(zhì)秈米和粳米中直鏈淀粉的含量在13.0%—22.0%和13.0%—20.0%;《優(yōu)質(zhì)稻谷(GB∕T 17891—2017)》認(rèn)定優(yōu)質(zhì)秈稻谷和粳稻谷的直鏈淀粉含量在14.0%—24.0%和14.0%—20.0%。 《食用稻品種品質(zhì)(NY∕T 593—2021)》對(duì)于稻米的食味品質(zhì)作出了更精確的要求,秈稻(一級(jí))和粳稻(一級(jí))的直鏈淀粉的含量在13.0%—18.0%和13.0%—18.0%。 除此之外,該標(biāo)準(zhǔn)中增加了堿消值和膠稠度兩項(xiàng)指標(biāo)。 秈稻(一級(jí))和粳稻(一級(jí))的堿消值分別≥6.0 級(jí)和≥7.0 級(jí);膠稠度分別≥60 mm 和≥70 mm。

4 展望

我國稻米的年產(chǎn)量約占全球稻米年產(chǎn)量的37%,位居世界之首。 首先,應(yīng)基于稻米的自身特性和培育技術(shù)考慮研發(fā)食味型稻米。 可以在全國范圍內(nèi)采集各地區(qū)的水稻品種,經(jīng)過統(tǒng)一的稻米食味評(píng)價(jià)系統(tǒng)評(píng)估,深入分析不同食味品質(zhì)稻米品種的內(nèi)在和外在影響因素,從中挑選出相對(duì)具有市場潛力的品種。為了精確評(píng)價(jià)稻米的食味品質(zhì),可以借鑒其他國家對(duì)稻米的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)∕系統(tǒng),設(shè)計(jì)出科學(xué)規(guī)范、適合于我國水稻特性的評(píng)估體系。 其次,在不同的氣象條件、栽種技術(shù)、施肥條件和土壤類型條件下,水稻的生長隨時(shí)都有可能產(chǎn)生不可控制的變化,因此,要加大力度展開深入細(xì)致的研究,及時(shí)應(yīng)對(duì)各種變化,逐漸提升稻米的食味品質(zhì)。 最后,促進(jìn)食味型稻米的普及,實(shí)現(xiàn)食味型水稻真正的本地化和產(chǎn)業(yè)化。 在后續(xù)的研究工作中,還需要和諸多企業(yè)進(jìn)行合作,把食味型稻米研究成果盡快轉(zhuǎn)化成產(chǎn)業(yè)投入。