魏穎娟，陶湘林，吳躍輝，唐漢軍

(湖南省農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，湖南長沙 410125)

再生稻是指頭季水稻收割后，利用稻樁重新發(fā)苗、長穗，再收一茬的水稻。在種植雙季稻光溫資源不足、一季稻光溫資源有余的地區(qū)，種植再生稻是增加糧食總產(chǎn)的一條重要途徑。同時，再生稻米在品質上明顯優(yōu)于頭季稻米[1-3]，其市場價格高，種植人工及農(nóng)資成本低于雙季稻，農(nóng)民有種植再生稻的習慣。關于再生稻的品種選育和栽培技術的研究較多[4-7]，但關于頭季與再生季稻米品質差異及品質形成機理的研究較少。再生稻米飯食味品質是再生稻稻米品質中重要的組成部分，而米飯的食味品質受較多因素影響。(1)成分因素:淀粉、蛋白質和脂肪等主要成分含量及組成影響米飯的食味品質[8-12]；(2)品種/基因:堊白率、堊白面積、直鏈淀粉含量、支鏈淀粉長度分布差異等受第3、5、6 號染色體上的主效基因和若干修飾基因共同調控[13-16]；(3)環(huán)境及栽種措施:水稻生長過程中環(huán)境、氣象因子及遮光、施肥等栽培措施也會造成一定影響[2，3，16-19]；(4)蒸煮條件:食味品質還受到米飯蒸煮過程中的加水量、浸泡時間、蒸煮和燜制的溫度、壓力、時長、蒸煮溶出淀粉、蛋白質等蒸煮條件影響[20-22]?？傊?，在蒸煮條件一致的情況下，各種成分的含量及組成是決定米飯食味的物質基礎；編碼合成各組分的基因由于品種不同而具有差異；而關鍵基因的表達受到當年稻米生產(chǎn)全過程中各種外界環(huán)境及栽培措施的影響。本研究以生產(chǎn)上作為再生稻種植且面積較大的31 個水稻品種為材料，對各品種頭季與再生季稻米營養(yǎng)品質、蒸煮及米飯質構、食味品質等指標進行比較和分析，以為再生稻生產(chǎn)和發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

種植的各品種種子來源于品種選育單位。頭季和再生季稻谷樣品均為2017 年由湖南農(nóng)業(yè)大學唐啟源教授再生稻研究團隊提供。各試驗品種審定編號及生育期、品質性狀等見表1。

表1 各試驗水稻品種信息匯總表Table 1 Information summary of tested rice varieties

續(xù)表1

1.2 試驗地與試驗設計

試驗地點位于湖南省益陽市大通湖區(qū)千山紅鎮(zhèn)，屬亞熱帶向北亞熱帶過渡的大陸性季風濕潤氣候區(qū)。各品種均于2017 年3 月25 日播種，濕潤育秧，4 月20 日手工插秧，密度20.0 cm×26.6 cm，雜交稻每穴2 苗，常規(guī)稻每穴4～5 苗。田間小區(qū)采用單因子(品種)完全隨機排列，每個品種種植面積30 m2，不設重復。頭季齊穗期在7 月15 日左右，于8 月上、中旬收割取樣。再生季齊穗期在9 月15 日左右，于10 月中、下旬收割取樣。稻谷樣品分品種單獨取樣。每個品種以群體稻穗谷粒85%～90%黃化時為適時收割期，收割時每個品種每次取稻谷樣品約1.5 kg。所有樣品統(tǒng)一脫粒、曬干，室內儲藏3 個月后，用臺州沃糧2088 型精米機進行脫殼、除糙。稻谷樣品在40 ℃條件下烘干至恒重后用PE 封口袋密封保存，用于稻米營養(yǎng)品質及米飯質構等分析。頭季與再生季籽粒灌漿期氣象數(shù)據(jù)從當?shù)剞r(nóng)技推廣站獲取。水稻生產(chǎn)過程中灌漿結實期30 d 氣象指標如下:(1)頭季:日平均氣溫30.0 ℃，日平均降水量6.2 mm，日平均日照10.5 h，日平均太陽總輻射量832.3 w/m2，齊穗后8～15 d(共計7 d)日均氣溫為38 ℃；(2)再生季:日平均氣溫22.0 ℃，日平均降水量9.6 mm，日平均日照7.1 h，日平均太陽總輻射量407.2 w/m2，再生季齊穗后6、14、20～22、27～30 d(共計9 d)日均氣溫為17.7 ℃。

1.3 測定方法

以40 ℃(稻米淀粉在45 ℃以上開始糊化，烘干溫度過高會影響米飯的質構及食味測定結果)干燥糙米樣品后高速粉碎，用于后續(xù)分析?；緺I養(yǎng)成分分析:采用烘干法(105 ℃)測定水分含量，采用凱氏定氮法測定粗蛋白含量，采用索氏提取法測定粗脂肪含量，采用馬弗爐灼燒法測定灰分，采用苯酚硫酸法測定糖類含量，采用日本佐竹食味儀SATAKE-STA1B 測定米飯硬度、黏度、口感等質構及食味品質指標。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 對數(shù)據(jù)進行整理和統(tǒng)計分析，采用SPSS 22.0 進行相關性分析和雙因子方差分析。

2 結果與分析

2.1 稻米基本營養(yǎng)成分比較

對不同類型品種頭季與再生季稻米(糙米)的基本營養(yǎng)成分進行分析，結果于表2。影響稻米食味品質(口感)和營養(yǎng)品質指標的蛋白質、脂類、糖類既存在品種類型間差異，也存在栽培季別間差異。稻米蛋白質含量以再生季高于頭季，分別為8.70%～8.88%和7.07%～7.13%，品種類型間差異不大；其變異系數(shù)也以再生季(10.2%～11.0%)高于頭季(7.1%～8.7%)。稻米脂類含量以頭季高于再生季，以優(yōu)質稻米高于普通稻米，但變異系數(shù)以頭季優(yōu)質稻最大，達43.2%，再生季品種類型間變異系數(shù)為22.0%～23.6%。稻米糖類含量頭季高于再生季，普通稻頭季高于優(yōu)質稻，而再生季普通稻則低于優(yōu)質稻，其變異系數(shù)品種類型間差異不大，頭季為1.1%～2.5%，再生季為1.9%～1.5%。不同季別間和不同品種類型間稻米水分含量及其變異系數(shù)差異均不大，其中水分含量頭季為11.65%～11.79%，再生季為12.5%～12.8%；變異系數(shù)頭季為4.3%～4.5%，再生季為4.0%～8.7%。不同季別和不同品種類型間稻米灰分含量差異均不大，為1.32%～1.43%，但不同季別稻米的變異系數(shù)差異較大，頭季為6.6%～7.6%，再生季為8.1%～8.7%。

表2 稻米的基本營養(yǎng)成分Table 2 Basic nutritional ingredient of rice %

2.2 米飯質構及食味分析

食味是人們對米飯的直接感觀，是由米飯硬度、黏性、平衡度(硬度/黏度比)等質構指標以及外觀、口感這些感官指標構成。不同類型品種頭季與再生季稻米米飯質構及食味品質分析結果見表3。米飯質構指標的變異系數(shù)表現(xiàn)為硬度<黏度<平衡度，說明不同品種類型之間硬度差異較小，平衡度的差異最大；再生季稻米的米飯硬度高于頭季，分別為2.92～3.42 和2.43～2.44，品種類型間差異不大；頭季稻的黏度和平衡度均高于再生季，米飯黏度分別為0.15～0.16 和0.08～0.10，平衡度分別為0.08～0.09 和0.03，品種類型間的差異均不大。

表3 稻米米飯質構及食味品質Table 3 Rice texture and eating quality

米飯外觀、口感及綜合評分等感官品質均以頭季稻優(yōu)于再生季稻，不同類型品種間表現(xiàn)一致。從頭季稻米飯食味指標的變異系數(shù)來看，普通稻米為綜合評分<外觀<口感，優(yōu)質稻米為綜合評分<口感<外觀，說明綜合評分差異較小，而外觀、口感的評價品種類型間表現(xiàn)不一。從再生季稻米的米飯食味指標的變異系數(shù)來看，普通稻與優(yōu)質稻均表現(xiàn)為綜合評分<外觀<口感，說明再生季也以綜合評分差異較小，外觀、口感的評價品種類型間表現(xiàn)一致。

2.3 稻米品質指標間的關系

分析各品種頭季與再生季糙米基本營養(yǎng)成分與米飯質構、食味等指標間的相關性，結果如表4。稻米的蛋白質含量(6.09%～11.57%)與米飯硬度極顯著正相關，與黏度、平衡度、外觀、口感、綜合評分呈極顯著負相關；稻米的脂質含量(1.1～4%)與黏度、平衡度、口感、綜合評分均呈極顯著正相關；稻米的糖分含量(65.46%～71.29%)與米飯硬度極顯著負相關，與外觀、口感、綜合評分極顯著正相關，與平衡度顯著正相關；稻米水分含量(10.4%～13.7%)與米飯的硬度顯著正相關，與米飯的粘度、平衡度、外觀、口感、綜合評分呈極顯著的負相關；米飯的硬度與外觀、口感、綜合評分呈極顯著負相關；黏度、平衡度與外觀、口感、綜合評分均呈極顯著正相關。

表4 稻米品質及米飯食味品質指標間的相關系數(shù)Table 4 The correlation between rice quality indexes and taste quality indexes of cooked rice

2.4 稻米品質指標的方差分析

分別對不同類型品種頭季與再生季稻米及米飯各指標參數(shù)進行驗證，數(shù)據(jù)具有獨立性，呈正態(tài)分布，符合方差分析的假設前提要求，進而進行雙因子方差分析。方差來源設定為季別因子(頭季、再生季)和品種類型因子(普通稻、優(yōu)質稻)，分析不同種植季別、不同品種類型對稻米品質、米飯質構、米飯食味等指標的影響。

根據(jù)表5，不同種植季別對稻米蛋白質、脂類、糖類、水分含量有極顯著影響，而不同品種類型對其影響不顯著。

表5 稻米品質指標的雙因子方差分析Table 5 Two－factor ANOVA analysis of rice quality indexes

根據(jù)表6，不同種植季別稻米米飯的硬度、黏度、平衡度差異極顯著(P<0.01)，但不同品種類型間差異不顯著。不同種植季別稻米米飯外觀、口感、綜合評分的差異極顯著(P<0.01)，但不同品種類型間差異不顯著。

表6 稻米米飯質構及食味指標的雙因子方差分析Table 6 Two－factor ANOVA analysis of texture and taste indexes rice

3 討論

3.1 稻米營養(yǎng)成分與米飯質構、食味的關系

稻米品質主要包括外觀品質、加工品質、蒸煮食味和營養(yǎng)品質等4 個方面。米飯質構與食味品質由多個參數(shù)共同表征，針對其與構成稻米干物質的主要生物大分子如直/支鏈淀粉、蛋白質、脂肪酸等含量以及與成分顯著相關的膠稠度、糊化溫度、米粉粘滯性變化 RVA 譜等的關系的研究已有不少[11，12，23-25]，但關于稻米中水分、礦質營養(yǎng)成分等小分子物質等對米飯質構和食味品質影響的研究較少。目前對頭季與再生季稻米質(外觀、加工、營養(yǎng)品質以及食味品質相關RVA 譜、膠稠度、直鏈淀粉含量、消減值等指標)的大多研究均表明再生稻米質優(yōu)于頭季稻米[2，4，5，19]，但對再生稻與頭季稻的米飯質構和食味品質進行比較分析的研究未見報道。

王鵬躍等[23]認為稻米水分與米飯的彈性顯著相關，脂肪與硬度顯著負相關、與其他質構參數(shù)也基本呈負相關；李貞[12]發(fā)現(xiàn)食味品質與脂肪含量呈顯著正相關。本研究將稻米理化指標中的基本營養(yǎng)成分含量與米飯質構和食味品質相結合進行分析，發(fā)現(xiàn)米粒水分含量與米飯的硬度呈顯著正相關，與米飯的粘度、平衡度、外觀、口感、綜合評分呈極顯著負相關；米粒的脂質含量與黏度、平衡度、口感、綜合評分都呈極顯著正相關。研究結果與前人的研究基本一致。同時本研究中米粒的蛋白質含量與米飯硬度極顯著正相關，與黏度、平衡度、外觀、口感、綜合評分呈極顯著負相關。而有研究卻認為蛋白質與米飯質構參數(shù)相關性不大[12，23]，游離氨基酸與粘連性呈極顯著負相關，與彈性負相關；也有學者認為雖然蛋白質在淀粉糊化過程中可以通過二硫鍵與淀粉鏈結合形成淀粉-蛋白復合體，增強淀粉糊的強度和剛度，但與食味品質綜合評分相關性并不顯著[11，24]；還有學者認為，蛋白質含量的提高對米飯蒸煮食味有極顯著負面影響[25]。大多研究認為，稻米中直鏈淀粉含量、支鏈淀粉分支鏈比例與多個質構參數(shù)呈顯著或極顯著相關[11，12，23-25]。一定范圍的低直鏈淀粉含量是優(yōu)良米飯食味品質形成的主要原因，較多A 鏈和較少B1 鏈的支鏈淀粉分支鏈比例主要對糊化和硬度、黏性、彈性等起作用，可以減低回生度。本研究通過測定米粒的糖分含量反應了稻米中總淀粉的含量，其與米飯硬度極顯著負相關，與外觀、口感、綜合評分極顯著正相關，與平衡度顯著正相關，結論與前人研究完全一致。本研究結果表明，米飯的硬度與外觀、口感、綜合評分呈極顯著負相關；黏度、平衡度與外觀、口感、綜合評分呈極顯著正相關，與李蘇紅等[26]研究結論基本一致。雖然王志璽等[24]研究發(fā)現(xiàn)米飯綜合評價值與外觀品質、稻米的蛋白質含量、直鏈淀粉含量、米飯的物化特性、稻米淀粉的糊化特性等相關性并不顯著，進而認為稻米的各理化指標并不能準確地反映最終的食味品質。但本研究發(fā)現(xiàn)稻米基本營養(yǎng)成分中的蛋白質、脂類、糖類、水分與米飯質構和食味存在顯著相關性。

3.2 米飯營養(yǎng)與食味品質在品種與季節(jié)雙因子條件下的差異

環(huán)境因子和栽培農(nóng)藝措施在一定程度上影響稻米的食味品質。稻米形成始于籽粒灌漿期，稻米品質性狀與灌漿期間的環(huán)境因素密切相關，即這一時期的溫度、日照時數(shù)、施肥量、相對濕度、降水量等對稻米品質的影響很大[27-30]。Li 等[27]認為環(huán)境因素中以溫光條件對稻米品質影響最大。汪浩等[2]研究發(fā)現(xiàn)齊穗后日平均溫度對稻米品質的影響遠大于日照時數(shù)。程方民等[28]早在2000 年就發(fā)現(xiàn)齊穗的20 天是稻米直鏈淀粉形成的關鍵時段，不同品種對該時段內溫度變化的反應不同。田玉聰?shù)萚18]通過研究氣象條件對優(yōu)質再生稻米形成的影響，發(fā)現(xiàn)再生稻頭季營養(yǎng)生長階段與再生季灌漿期氣象條件均能顯著影響再生稻稻米品質，而溫度因子是主要的氣象因素。王端等[29]對長江流域5 省市近10 年國家審定水稻品種產(chǎn)量和品質與其相應氣候特性的關系進行了分析，發(fā)現(xiàn)光照總時數(shù)對籽粒的外觀和食味品質有顯著的正效應，增加光照時間有利于獲得較高的品質。

本研究發(fā)現(xiàn)稻米蛋白質含量以再生季高于頭季，其變異系數(shù)也以再生季高于頭季；脂類含量以頭季高于再生季，以優(yōu)質稻米高于普通稻米，但變異系數(shù)以頭季優(yōu)質稻最大，再生季品種類型間變異系數(shù)差異不大；糖類含量頭季高于再生季，以普通稻頭季高于優(yōu)質稻，而再生季則低于優(yōu)質稻。這與段驊等[30]關于高溫對稻米品質產(chǎn)生不利影響，使籽粒充實度下降，蛋白質含量下降的研究結論基本一致。丹野久[9]通過分析1991 年至2006 年日本北海道15 個地區(qū)稻米的蛋白質和直鏈淀粉含量年度間(溫差)和地區(qū)間的差異，發(fā)現(xiàn)成熟期氣溫(抽穗后40 d)高于或低于灌漿適宜溫度范圍(25～30℃)時，蛋白質及直鏈淀粉含量皆升高。這一結論也可以解釋本研究的結果。

前期的研究證明[31]不同穗粒型水稻籽粒增長符合非線性模式，會經(jīng)過漸進增長、快速增長、緩慢增長三個過程，但品種間籽粒灌漿強度及灌漿持續(xù)時間差異顯著。還有研究[32]證明，齊穗后光、溫與產(chǎn)量和品質均顯著相關。本研究參試樣品食味品質綜合評分都不高，是因為頭季齊穗后8～15 d 連續(xù)7 d的日平均氣溫高達38 ℃，而再生季齊穗后6、14、20～22 和27～30 d 共計9 d的日平均氣溫僅17.7℃，可能正是由于籽粒灌漿關鍵期遭遇了極端天氣，導致所有參試樣品食味品質外觀、口感、綜合評分都偏低。

4 結論

頭季與再生季水稻糙米的蛋白質含量與米飯硬度極顯著正相關，與黏度、平衡度、外觀、口感、綜合評分呈極顯著負相關；脂質含量與米飯黏度、平衡度、口感、綜合評分都呈極顯著正相關；糖分含量與米飯硬度極顯著負相關，與外觀、口感、綜合評分極顯著正相關，與平衡度顯著正相關；水分含量與米飯的硬度顯著正相關，與米飯的黏度、平衡度、外觀、口感、綜合評分呈極顯著負相關；米飯的硬度與外觀、口感、綜合評分呈極顯著負相關；黏度、平衡度與外觀、口感、綜合評分呈極顯著正相關。各品種類型作為再生稻種植時，稻米基本營養(yǎng)成分、米飯食味品質受季節(jié)因素的顯著影響，而品種類型因素對其影響不顯著。