2016, Vol. 37
2. 四川农业大学 生命科学学院，四川 雅安 625014
2. College of Life Sciences, Sichuan Agricultural University, Ya'an 625014, China
随着生活水平的日益提高，人们对稻米食味品质提出了更高的要求[1]。稻米食味是指稻谷经脱壳、碾精，在一定水米比条件下经炊具加热糊化后食用的一组感官特性，包括色泽、气味、口味、质地(黏性、软硬、弹性等)等[2]。食味品质是众多稻米品质性状中重要的指标之一，也是稻米品质改良的最终目标[3]。食味品质的高低，除受到淀粉、蛋白质等组分影响外，脂肪也是影响食味品质的重要因素。水稻糙米中粗脂肪质量分数一般为3%左右，其中70%以上分布在胚中[4]；精米中粗脂肪质量分数较低，约为0.8%[5]。脂肪含量与米粒外观以及米饭的光泽、滋味、适口性等密切相关。研究表明，脂肪含量高的米粒外观鲜明油亮，冷饭口味和口感更好[6-7]。在一定范围内，随着粗脂肪含量增加，稻米食味品质也进一步提高[8-9]。近年来，在四川及南方稻区，粳米消费量逐年增加[10]，关于稻米脂肪的研究较少，脂肪含量与稻米其他品质指标的关系也不明晰。本研究选用粳稻Oryza sativa Linn. subsp. japonica Kato为材料，研究其脂肪含量与稻米品质的关系，尤其是蒸煮食味品质间的关系，以期为优质粳稻品种选育和生产推广提供理论基础。
1 材料与方法 1.1 材料12个粳稻品种：W152 (北陸130号)、W110 (金南風)、W134 (故智响)、W130 (品质先驱)、W140 (日本晴)、加高成、加F91、加L52、J222 (一见钟情)、D79和越光，来源于日本；辽粳294，由沈阳农业大学提供。各品种的生育期为155~168 d。
1.2 试验设计试验于2013—2014年在四川农业大学成都校区教学试验农场进行(海拔约580 m)。4月4日育苗，5月22日移栽。供试土壤为沙质壤土，其基本理化性质：pH 6.79，有机质22.46 g·kg-1、全氮1.04 g·kg-1、碱解氮150.24 mg·kg-1、速效磷27.62 mg·kg-1和速效钾102.05 mg·kg-1。
采用单因素随机区组排列，3次重复，小区面积为12 m2 (4 m×3 m)，共36个小区。行穴距为30 cm×15 cm，每穴栽1苗。施肥量为纯N 131.25 kg·hm-2、P2O5 315.39 kg·hm-2、K2O 118.18 kg·hm-2，氮肥分基肥和分蘖肥2次施入，基蘖比为7:3，磷、钾肥栽秧时1次施入。大田采用统一的常规管理，确保栽培管理措施无差异。籽粒收获后自然干燥15 d后用于脂肪含量测定和品质分析。
1.3 测定项目与方法 1.3.1 粗脂肪的含量测定参照国家标准GB/T 14772-3索氏抽提法进行，具体步骤如下：将稻谷脱壳、粉碎后得到糙米粉过0.42 mm孔径筛，并于80 ℃烘箱中过夜。准确称取3.000 g左右的粉样(m1)于样品筒中，用洁净并烘干的铝杯(m2)作提取杯，铝杯中加入30 mL沸程为60~90 ℃的石油醚溶剂，油浴温度定为150 ℃。样品浸在溶剂中沸腾15 min，然后萃取45 min。提取结束后将铝杯放入130 ℃烘箱中烘至恒质量(冷却至室温，准确记录此时铝杯质量(m3)。按下式计算脂肪含量[w(脂肪)]:
w(脂肪)= (m3- m2)/(0.985 m1)×100%, 样品全部采用平行双样分析，取其平行误差内的平均值作为样品脂肪含量值。
1.3.2 RVA测定使用澳大利亚Newport Scientific仪器公司生产的3-D型黏度速测仪(Rapid visco-analyzer, RVA)测定水稻籽粒淀粉RVA谱，并用TCW(Thermal cycle for windows)配套软件进行分析。按照AACC操作规程，当米粉含水量(w)为12.00%时，用铁杯称取米粉样品3.00 g，加入蒸馏水25.00 mL，放入RVA仪中加温。加温过程如下：50 ℃下保持1 min；以11.84 ℃·min-1升温至95 ℃(3.8 min)；95 ℃保持2.5 min；以11.84 ℃·min-1降温至50 ℃(3.8 min)，并保持1.4 min。搅拌器在起始10 s内转动速率为960 r·min-1，之后保持在160 r·min-1。
1.3.3 感官评价测定根据GB/T 15682—2008方法，选择20~50岁、不同性别的20个人组成评定小组。采用电饭锅在相同条件下煮饭，每个人按照评分标准对米饭气味、外观结构、适口性、滋味和冷饭质地5项指标进行打分。其中气味主要是指米饭气味的纯正性与浓郁性，占20分；外观结构包括米饭的颜色、光泽和饭粒完整性，占20分；适口性由米饭的黏性、弹性和软硬度构成，占30分；滋味主要指咀嚼时米饭味道是否纯正清香无异味，占25分；冷饭质地则是指米饭生冷后黏性好与否，占5分。统计每个人评价值的平均值，进行最终的食味值评定。
1.3.4 蛋白质与直链淀粉含量的测定使用美国生产的FOSS近红外谷物分析仪测定直链淀粉和蛋白质的含量。
1.3.5 碾磨品质的测定按照农业部标准NY147-88米质测定方法测定糙米率、精米率、整精米率。称取干燥稻谷130 g，使用JLGJ-45型电动砻谷机进行糙米率测定，然后使用JNMJ-3型检验碾米机进行精米率测定，最后使用FQS-130型碎米分离器进行整精米率测定。
1.3.6 外观品质的测定按照优质稻谷国家标准，随机取出完整无损的精米10粒，平放，按照头对头、尾对尾、不重叠、不留隙的方式，紧靠直尺排成一行，读出长度，按同一个方向肩靠肩(即宽度方向)排列，用直尺测量，读出宽度。从优质稻谷精米试样中随机数取整精米100粒，拣出有垩白的米粒，计算垩白率与垩白度：
垩白率=垩白米粒数/100×100%，
垩白度=米粒中垩白部位投影面积/米粒投影面积×100%。
1.4 数据分析利用SPSS17.0统计软件最小显著差数法(LSD)进行差异显著性检验(P < 0.05)，用皮尔森(Pearson)相关性系数评价脂肪含量与外观和营养品质之间的关系。
2 结果与分析 2.1 不同粳稻品种的脂肪含量如图 1所示，供试的12个粳稻材料中脂肪质量分数[w(脂肪)]在10.95~29.12 mg·g-1之间，其中辽粳294与W152的脂肪质量分数较少，低于15 mg·g-1；W110、W134、加高成和加F91的脂肪质量分数中等，在15~25 mg·g-1之间，显著高于辽粳294和W152 (P < 0.05)；加L52、W130、J222、W140、越光和D79的脂肪质量分数较高，均高于25 mg·g-1，显著高于其他供试材料(P < 0.05)；D79的脂肪质量分数最高，达到29.12 mg·g-1，显著高于其余11个供试材料(P < 0.05)；其次为越光，脂肪质量分数达到27.62 mg·g-1。
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图 1 不同粳稻品种的脂肪含量 Figure 1 Lipid contents in the grains of different japonica rice varieties 柱子上凡是有一个相同小写字母者，表示差异不显著(P > 0.05，LSD法)。 |
蒸煮食味品质主要通过直链淀粉含量、食味值、崩解值与消减值判定。如图 2所示，12个粳稻材料间的直链淀粉质量分数差异不显著(P > 0.05)，范围为20.1%~22.1%，变化幅度较小。其中，脂肪含量较低的3个材料辽粳294、W152和W110的直链淀粉含量较高，脂肪含量较高的4个粳稻材料D79、越光、W140和J222的直链淀粉含量稍低。
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图 2 不同粳稻品种的直链淀粉含量 Figure 2 Amylose contents in the grains of different japonica rice varieties 柱子上凡是有一个相同小写字母者，表示差异不显著(P > 0.05，LSD法)。 |
食味值主要受米饭的气味、外观结构、适口性、滋味和冷饭质地5个因素影响。12个粳稻材料的食味值评价结果表明，供试材料的食味值得分为74.11~84.20(图 3)。不同材料间食味值的差异与脂肪含量的变化趋势相似。其中，脂肪含量高的2个材料D79和越光的食味值也高。越光食味值最高，为84.20，与D79和W140差异不显著，但显著高于其余9个供试材料；其次是D79，食味值为82.70；而脂肪含量低的2个材料辽粳294和W152的食味值也低。W152的食味值最低，为74.11；其次是辽粳294，食味值为75.44。
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图 3 不同粳稻品种的食味值 Figure 3 The taste values of the grains of different japonica rice varieties 柱子上凡是有一个相同小写字母者，表示差异不显著(P > 0.05，LSD法)。 |
崩解值与消减值是稻米RVA谱中的重要因素，消减值较小的米饭不黏，崩解值较大的米饭口感较软。从表 1可知，供试材料的崩解值范围是1 097~2 321 cp，消减值范围为-1 780~-19 cp，其中脂肪含量较高的越光和D79均表现出高崩解值和低消减值特性。崩解值最高的是D79，为2 321 cp，显著高于其余11个供试材料；其次是越光，为1 605 cp，显著高于其余10个供试材料。消减值最低的是D79，为-1 780 cp，显著低于其余11个供试材料；其次是越光，为-623 cp，显著低于其余10个供试材料。峰值黏度、热浆黏度以及冷胶黏度主要用于评价稻米籽粒中淀粉颗粒的大小，与蒸煮食味品质关系不大。供试品种的峰值黏度为3 031~4 060 cp，热浆黏度为1 739~2 394 cp，冷胶黏度为2 280~3 446 cp，糊化温度为73.28~80.75 ℃(表 1)。
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表 1 不同粳稻品种的RVA谱1) Table 1 RVA profiles of the grains of different japonica rice varieties |
蛋白质含量是衡量稻米营养品质的重要指标。12个粳稻材料的蛋白质质量分数为3.4%~8.4%，其中，W110的蛋白质质量分数最高，为8.4%，显著高于其余11个供试材料；而加L52的蛋白质质量分数最低，为3.4%，与W140差异不显著，但显著低于其余10个供试材料。
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图 4 不同粳稻品种的蛋白质含量 Figure 4 Protein contents in the grains of different japonica rice varieties 柱子上凡是有一个相同小写字母者，表示差异不显著(P > 0.05，LSD法)。 |
如表 2所示，12个供试品种的糙米率为80.97%~83.76%，精米率为67.25%~75.65%，整精米率为29.50%~56.80%。糙米率最高的品种为加L52，最低的为辽粳294；精米率最高的为越光，最低的为W152；整精米率最高的是加F91(56.80%)，最低的是D79(29.50%)。12个供试品种的垩白度为1.90%~8.00%，垩白率为5.33%~24.00%，W152的垩白度和垩白率均最高，辽粳294的垩白度最低，D79的垩白率最低。
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表 2 不同粳稻品种的碾磨品质和外观品质1) Table 2 Milling and exterior qualities of the grains of different japonica rice varieties |
由表 3可知，供试粳稻的脂肪含量与直链淀粉含量呈极显著负相关(-0.93**)、与食味值呈极显著正相关(0.94**)，直链淀粉含量与食味值呈极显著负相关(-0.92**)，说明脂肪的积累有利于稻米食味品质的提高，而直链淀粉含量的增加会降低稻米的食味品质。另外，脂肪含量与蛋白质含量、垩白度、垩白率的相关性未达到显著水平, 说明脂肪的积累不影响粳稻的外观品质和营养品质。
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表 3 脂肪含量及其他食味品质间的相关性分析1) Table 3 Correlation analysis of lipid content and other eating qualities |
从表 4可以得知，供试粳稻的脂肪含量与崩解值呈显著性正相关(0.65*)；崩解值与消减值呈极显著负相关(-0.97**)，但脂肪含量与消减值的相关性未达到显著水平。另外，脂肪含量与冷胶黏度、峰值黏度和糊化温度相关性不显著。
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表 4 脂肪含量与RVA特征谱的相关性分析1) Table 4 Correlation analysis of lipid content and RVA properties |
有研究指出脂肪含量与大米食味呈极显著正相关，与其他品质指标相比，脂肪含量对大米的食味品质有更大的影响，且表现为直接效应[11]。这主要表现在对米饭的光泽、滋味及适口性有显著影响，脂肪含量越高的稻米，米质光泽越好[12-13]。余世锋等[14]研究表明，脂肪对稻米食味的影响主要表现在与淀粉形成直链淀粉-脂复合体上。蒸煮时，直链淀粉-脂复合体的形成加速了颗粒无定形区的崩溃，降低了水分进入淀粉颗粒的阻力，直接表现为糊化熔点、峰值及糊化终点温度及糊化焓变的降低，最终使稻米的蒸煮性变好。Dautant等[15]发现，直链淀粉-脂复合体能够增加米粉的黏度，从而提高食味品质。本研究结果表明粳稻脂肪含量与食味值呈极显著正相关，与直链淀粉含量呈极显著负相关；直链淀粉与食味值呈极显著负相关，说明脂肪含量对稻米的食味品质有着重要的影响。因此，优质粳稻的选育可以将高脂肪含量与低直链淀粉含量作为参考指标。
稻米的RVA也是评价稻米蒸煮食味品质的重要指标[16]。一般而言，食味品质优的稻米品种具有较大的崩解值和较小的消减值[17-18]。相关性分析结果表明，供试的粳稻脂肪含量与RVA谱中的崩解值呈极显著正相关，表明稻米的脂肪含量与蒸煮食味品质关系密切。公认的优质稻米的RVA谱崩解值大多在1 600 cp以上，消减值小于1.56 cp且多数为负值；相反，食味差的品种崩解值低于560 cp，而消减值高于5 cp[19]。越光是世界上公认的优质水稻品种，本研究发现越光表现出典型的高崩解值和低消减值的特性；D79同样表现出高崩解值和低消减值的特性，且其崩解值显著高于越光，消减值显著低于越光，说明D79是一个优质粳稻品种资源。
蛋白质含量能够直接影响米粒的吸水性，蛋白质含量高的米粒结构紧密、淀粉粒间的孔隙小、吸水速度慢、吸水量少，因此，蛋白质含量高的大米蒸煮时间长，淀粉不能充分糊化，米饭黏度低、较松散[20]。有研究表明，蛋白质含量对籽粒垩白度、直链淀粉含量有负面影响[21]，蛋白质含量高的品种食味普遍较差[22-24]，李贤勇等[25]则认为总蛋白质含量与食味品质没有相关性。本研究结果表明，蛋白质含量与食味值的相关性未达到显著水平，同时还发现不同粳稻品种间脂肪含量与蛋白质含量相关性也不显著，说明蛋白质含量的高低并未显著影响粳稻中的脂肪含量。
稻米的碾磨和外观品质是评价稻米品质的重要性状，直接影响了稻米的出品率、食用品质和市场经济价值[16]。本研究结果表明，粳稻脂肪含量与糙米率、精米率、整精米率、垩白度和垩白率等相关性均未达到显著性水平，表明粳稻脂肪含量的高低主要影响蒸煮食味品质，而对碾磨品质和外观品质影响不大。12个供试品种中D79的食味品质优，糙米率、精米率、垩白度和垩白率等指标适中，可作为优质粳稻材料，但其整精米率显著低于其他品种，影响了其商品性。
综上所述，粳稻脂肪含量越高，其蒸煮食味品质越好，但对营养品质、碾磨品质和外观品质影响不大。脂肪含量可作为粳稻优质育种的一个重要参考指标。
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