鎮(zhèn)糯系列糯稻品種的主要品質(zhì)特性

曾生元， 杜燦燦， 胡慶峰， 李 闖， 景德道， 林添資， 余 波， 錢華飛， 孫立亭， 周義文，費(fèi)云燕， 韓華新， 楊 軍， 巫章平， 龔紅兵

(江蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇句容 212400)

糯米廣泛用于制作傳統(tǒng)小吃、加工食品、釀酒、制醋等產(chǎn)業(yè)，也是稻谷工業(yè)用糧的主要原料。江蘇省糯稻種植歷史悠久，粳糯稻種質(zhì)資源豐富，其中包括知名優(yōu)質(zhì)糯稻品種蘇御糯等。江蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所在粳糯品種選育方面有深厚的積淀，20世紀(jì)70年代及90年代育成的桂花糯、鎮(zhèn)稻2號(hào)曾長期作為江蘇省糯稻的主栽品種，在生產(chǎn)上發(fā)揮重要作用。進(jìn)入21世紀(jì)后，又成功培育出了廣適型高產(chǎn)糯稻品種鎮(zhèn)糯19號(hào)。鎮(zhèn)糯19號(hào)一面世，就快速成為蘇皖晚粳稻區(qū)糯稻主栽品種，是2017年至今全國唯一在1年內(nèi)推廣面積超過 6.67萬hm的糯稻品種。此后，以鎮(zhèn)糯19號(hào)為親本，又培育出了鎮(zhèn)糯20號(hào)、鎮(zhèn)糯22號(hào)、鎮(zhèn)糯762、鎮(zhèn)糯29號(hào)等一系列糯稻品種，當(dāng)前鎮(zhèn)糯系列品種種植面積占蘇皖晚粳稻區(qū)糯稻總面積的3/4左右。

隨著我國人民生活水平的提高，消費(fèi)結(jié)構(gòu)與市場的變化，對(duì)優(yōu)質(zhì)糯稻谷的需求量持續(xù)增加，優(yōu)良的品質(zhì)是糯稻品種獲得市場認(rèn)可的關(guān)鍵。稻米品質(zhì)主要從碾磨品質(zhì)、外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)等4個(gè)方面來進(jìn)行評(píng)價(jià)。碾磨品質(zhì)與外觀品質(zhì)是糯米能否進(jìn)入市場的第1道關(guān)口，閔捷等綜合分析20世紀(jì)80年代以來育成的570份糯稻品種品質(zhì)后認(rèn)為，提高加工品質(zhì)特別是整精米率是改良糯稻品質(zhì)的重點(diǎn)。蒸煮食味品質(zhì)則是稻米品質(zhì)的最重要指標(biāo)，直鏈淀粉含量(amylose content，AC)、膠稠度(gel consistency，GC)、糊化溫度(gelatinization temperature，GT)是最早被認(rèn)為衡量稻米蒸煮食味品質(zhì)的三大理化指標(biāo)，RVA 譜與稻米的食味品質(zhì)、淀粉合成關(guān)鍵酶活性等高度相關(guān)，已成為評(píng)價(jià)稻米食味品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。影響稻米蒸煮食味品質(zhì)的內(nèi)在因素是稻米中各化學(xué)成分的含量及其結(jié)構(gòu)，淀粉是稻米中最主要的成分，在很大程度上決定著稻米品質(zhì)，而糯稻作為栽培稻的黏性變種，其最主要的特點(diǎn)是胚乳淀粉以支鏈淀粉為主(≥98%)，直鏈淀粉含量很低。蛋白質(zhì)在稻米中的含量僅次于淀粉，對(duì)稻米的蒸煮食味品質(zhì)影響很大，一般認(rèn)為蛋白質(zhì)含量超過9.0%的品種，其風(fēng)味往往較差。與淀粉及蛋白質(zhì)相比，雖然稻米中脂肪含量很少，但據(jù)報(bào)道它對(duì)稻米品質(zhì)也有重要影響。本研究通過綜合分析6個(gè)鎮(zhèn)糯品種與太湖地區(qū)優(yōu)質(zhì)糯稻代表品種蘇御糯主要品質(zhì)性狀的特征、差異性及其與化學(xué)成分的相關(guān)性，以期為糯稻品質(zhì)改良提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 水稻材料與田間管理

供試糯稻品種7個(gè)，其中鎮(zhèn)糯6個(gè)品種，包括鎮(zhèn)糯19號(hào)、鎮(zhèn)糯20號(hào)、鎮(zhèn)糯762、鎮(zhèn)糯29號(hào)、鎮(zhèn)稻2號(hào)和鎮(zhèn)糯22號(hào)，以太湖地區(qū)優(yōu)質(zhì)糯稻品種蘇御糯為對(duì)照。

所有材料于2020年正季種植于江蘇省句容市江蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地，每份材料種植 100 株，行株距為17 cm×17 cm，田間管理按常規(guī)方法進(jìn)行，適時(shí)收獲后風(fēng)干保存30 d以上，使含水量保持在14%左右。

1.2 粒型觀測

采用萬深SC-G型自動(dòng)考種分析及千粒質(zhì)量儀測定稻谷籽粒的粒長、粒寬、千粒質(zhì)量等粒型指標(biāo)。

1.3 稻米碾磨品質(zhì)

從每份材料的收獲樣品中隨機(jī)稱取凈稻谷 450 g，先用FC2R型礱谷機(jī)(日本OTAKE公司)碾成糙米，然后稱質(zhì)量，計(jì)算糙米率，糙米率=糙米質(zhì)量/凈稻谷質(zhì)量×100%，重復(fù)2次，取平均值，即為該品種的糙米率；再用VP-32型精米機(jī)(日本Yamamoto公司)將糙米碾成精米，完全去除種皮，果皮、糊粉層和胚后，稱質(zhì)量，計(jì)算精米率，精米率=精米質(zhì)量/凈稻谷質(zhì)量×100%，重復(fù)2次，取平均值，即為該品種的精米率；最后從精米中篩選出整精米粒，稱質(zhì)量，計(jì)算整精米率，整精米率=整精米質(zhì)量/凈稻谷質(zhì)量×100%，重復(fù)2次，取平均值，即為該品種的整精米率。

1.4 精米中各主要成分的測定

1.4.1 直鏈淀粉及總淀粉含量的測定 參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 83—2017測定稻米直鏈淀粉含量，4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品(AC含量：1.5%、10.6%、16.4%和 25.6%)購自中國水稻研究所。米粉總淀粉含量(total starch content，TSC)按照試劑盒(愛爾蘭Megazyme公司)說明進(jìn)行測定。

1.4.2 蛋白質(zhì)及組分含量的測定 參照Yang等的方法，采用凱氏定氮法測定米粉中的全氮含量，再乘以換算系數(shù) 6.25，計(jì)算得到蛋白質(zhì)含量(protein content，PC)；采用聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)法觀測蛋白質(zhì)及組分。

1.4.3 脂肪含量的測定 本研究參照Welti 等提示的方法測定精米中的脂肪含量(lipid content，LC)。

1.5 蒸煮食味品質(zhì)測定

1.5.1 膠稠度與堿消值 參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 83—2017測定稻米膠稠度及堿消值(alkali spreading value ，ASV)，采用堿消值評(píng)估糊化溫度。

1.5.2 RVA譜 采用澳大利亞 Newport Scientific 儀器公司生產(chǎn)的 RVA-4 型 RVA 快速測定儀測定淀粉黏滯性，用 TCW(thermal cycle for windows)配套軟件進(jìn)行分析。RVA 譜特征值用峰值黏度(peak viscosity，PKV)、熱漿黏度(hot paste viscosity，HPV)、冷膠黏度 (cool paste viscosity，CPV)、崩解值 (breakdown value，BDV)、消減值 (setback value，SBV)、回復(fù)值(consistence value，CSV)、峰值時(shí)間 (peak time，PeT)和起糊溫度(pasting temperature，PaT) 表示。黏滯性值以 centiPoise (cP)為單位。

1.6 數(shù)據(jù)分析

利用 Microsoft Excel 和 SPSS 17.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同糯稻品種粒型與外觀品質(zhì)、碾磨品質(zhì)及相關(guān)分析

比較7份糯稻材料的粒型及外觀品質(zhì)可知，對(duì)照蘇御糯稻谷千粒質(zhì)量達(dá)到36 g左右，稻谷長寬比為2.7左右，偏長粒，糯米純白，籽粒顯著大于6個(gè)鎮(zhèn)糯品種，外觀品質(zhì)優(yōu)異；6個(gè)鎮(zhèn)糯品種千粒質(zhì)量在 25.58～26.80 g之間，稻谷長寬比≤2.3，呈橢圓形，其中鎮(zhèn)糯20號(hào)、鎮(zhèn)糯29號(hào)白度與蘇御糯相當(dāng)(表1、圖1)。在碾磨品質(zhì)方面，參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 593—2021《食用稻品種品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)照蘇御糯整精米率達(dá)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，6個(gè)鎮(zhèn)糯品種整精米率除鎮(zhèn)稻2號(hào)不達(dá)標(biāo)外，其他5個(gè)整精米率在69.38%～73.23%之間，均達(dá)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中鎮(zhèn)糯29號(hào)高達(dá)73.23%。進(jìn)一步分析主要碾磨品質(zhì)與粒型的相關(guān)性，粒長與出糙率達(dá)顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)=-0.769)，粒寬和長寬比與碾磨品質(zhì)的相關(guān)性不顯著。

表1 供試材料的粒型及主要碾磨品質(zhì)

2.2 不同糯稻品種主要化學(xué)成分及其關(guān)聯(lián)

7個(gè)品種糯米干基的直鏈淀粉含量在1.45%～2.57%之間，鎮(zhèn)糯20號(hào)、29號(hào)與對(duì)照蘇御糯同處最低水平，鎮(zhèn)糯19號(hào)、鎮(zhèn)糯762居中，鎮(zhèn)稻2號(hào)、鎮(zhèn)糯22號(hào)最高；總淀粉含量在83.30%～86.28%之間，變異系數(shù)僅1.3%，鎮(zhèn)糯品種總淀粉含量均高于對(duì)照蘇御糯，以鎮(zhèn)糯20號(hào)最高；脂肪含量在0.53%～0.73%之間，變異系數(shù)為12.9%，以鎮(zhèn)糯19號(hào)最高，蘇御糯和鎮(zhèn)糯762次之，鎮(zhèn)糯29號(hào)最低；總蛋白質(zhì)含量在7.06%～10.50%之間，變異系數(shù)為14.5%，鎮(zhèn)糯29號(hào)總蛋白質(zhì)含量最低，為7.06%。對(duì)照蘇御糯總蛋白質(zhì)含量最高，達(dá)10.50%，顯著高于其他6個(gè)鎮(zhèn)糯品種(表2)。進(jìn)一步分析蛋白質(zhì)組分，鎮(zhèn)稻2號(hào)谷蛋白含量與對(duì)照蘇御糯相當(dāng)，高于其他4個(gè)鎮(zhèn)糯品種，6個(gè)鎮(zhèn)糯品種醇溶蛋白含量均低于對(duì)照蘇御糯(圖2)。相關(guān)分析顯示，總淀粉含量與總蛋白含量的相關(guān)性達(dá)極顯著負(fù)相關(guān)(=-0.908)，而其他指標(biāo)間(包括直鏈淀粉含量與總淀粉含量之間)的相關(guān)性不顯著。

表2 供試材料的主要化學(xué)組成 %

2.3 蒸煮食味品質(zhì)

眾所周知糯稻的膠稠度大多要高于非糯品種。本研究顯示，所有糯稻品種GC均大于94 mm，變異系數(shù)為1.9%，除鎮(zhèn)糯29號(hào)顯著高于其他品種外(100 mm)，蘇御糯與其他4個(gè)鎮(zhèn)糯品種間的差異未達(dá)到顯著水平。

堿消值是堿液對(duì)完整米粒的侵蝕程度，通常數(shù)值越高則表示越容易被侵蝕，其糊化溫度越低。本研究顯示所有糯稻品種ASV均大于6.0，處于較高水平，變異系數(shù)為4.0%，其中鎮(zhèn)稻2號(hào)、鎮(zhèn)糯22號(hào)的ASV值處于最低水平，說明其糊化溫度較高，鎮(zhèn)糯19號(hào)、鎮(zhèn)糯20號(hào)、鎮(zhèn)糯29號(hào)與蘇御糯處于最高水平，表明這4個(gè)品種的糊化溫度較低。

7個(gè)品種的RVA 譜黏度特征值差異性較大，其中PKV在799.5～2 150.5 cP間，極差為1 351 cP，變幅最大；HPV、BDV、CPV、SBV、CSV的變異系數(shù)亦達(dá)到20%以上，經(jīng)單向分組資料方差分析(ANOVA)，所有指標(biāo)檢驗(yàn)差異均達(dá)顯著水平。對(duì)照蘇御糯具有與6個(gè)鎮(zhèn)糯品種顯著不同的RVA特征值，其峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、冷膠黏度、回復(fù)值和峰值時(shí)間最低，消減值最高，說明其稻米回生特性及黏度較鎮(zhèn)糯品種差；而代表糊化特性的2個(gè)特征值(峰值時(shí)間與起糊溫度)的變異系數(shù)較小，分別只有3.8%、1.8%，除鎮(zhèn)稻2號(hào)的起糊溫度顯著較高外(這與ASV測定的結(jié)果也是一致的)，其他品種間的起糊溫度差異不顯著，表明糯稻品種間這2個(gè)特征值差異較小(表3)。

2.4 糯稻各化學(xué)成分與其蒸煮食味品質(zhì)間的相關(guān)性

由表4可知，直鏈淀粉含量與堿消值達(dá)到極顯著負(fù)相關(guān)，與峰值時(shí)間呈顯著正相關(guān)，其次與起糊溫度的相關(guān)系數(shù)也接近0.7；而蛋白質(zhì)含量與各黏度指標(biāo)大多呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與回生性主要指標(biāo)(消減值)呈正相關(guān)，其中與熱漿黏度、冷膠黏度達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)水平；而總淀粉含量及脂肪含量與RVA譜各特征值均未達(dá)到顯著相關(guān)水平。說明在糯稻背景下，直鏈淀粉含量主要影響稻米的糊化特性，糯米中直鏈淀粉含量增加，其糊化溫度也隨之升高；而蛋白質(zhì)含量則顯著影響其黏滯性特征，蛋白質(zhì)含量增加，糯米粉的黏滯性降低，回生性變差。

表4 各化學(xué)成分與蒸煮食味品質(zhì)各特征值之間的相關(guān)性

3 討論與結(jié)論

糯米的品質(zhì)在很大程度上決定了其商品價(jià)值。從我國各地直接食用，糕點(diǎn)、麻團(tuán)、粽子等傳統(tǒng)小吃制作，釀酒飲料等領(lǐng)域反映，糯米直鏈淀粉含量越低，其糯性越好，而蛋白質(zhì)對(duì)糯米衍生產(chǎn)品的風(fēng)味和品質(zhì)往往具有不利影響。蘇御糯曾是太湖地區(qū)著名的優(yōu)質(zhì)糯稻代表品種，但也有研究認(rèn)為其蛋白含量較高。本研究顯示，蘇御糯糯米籽粒大而白，具有突出的外觀品質(zhì)。5個(gè)新近育成的鎮(zhèn)糯品種整精米率、糯米外觀等方面顯著好于早期的鎮(zhèn)糯品種——鎮(zhèn)稻2號(hào)，其中鎮(zhèn)糯20號(hào)、鎮(zhèn)糯29號(hào)白度高，糯米外觀與蘇御糯相當(dāng)，且整精米率顯著高于其他糯稻品種。化學(xué)成分方面，蘇御糯的直鏈淀粉含量和總淀粉含量低，蛋白質(zhì)含量高，鎮(zhèn)糯品種中鎮(zhèn)稻2號(hào)和鎮(zhèn)糯22號(hào)直鏈淀粉含量遠(yuǎn)高于蘇御糯，總淀粉含量略高(或相當(dāng))于蘇御糯，蛋白質(zhì)含量低于蘇御糯，其化學(xué)組成總體上比蘇御糯差；鎮(zhèn)糯19號(hào)、鎮(zhèn)糯762直鏈淀粉含量、總淀粉含量較蘇御糯高，但是蛋白質(zhì)含量較蘇御糯顯著降低，其化學(xué)組成總體上與蘇御糯互有優(yōu)劣；鎮(zhèn)糯20號(hào)、鎮(zhèn)糯29號(hào)直鏈淀粉含量與蘇御糯接近，蛋白質(zhì)含量顯著降低，總淀粉含量顯著增加，因此化學(xué)組成顯著優(yōu)于蘇御糯。蒸煮食味品質(zhì)方面：除鎮(zhèn)糯29號(hào)外，其他鎮(zhèn)糯品種與蘇御糯的膠稠度處于同一水平，而鎮(zhèn)糯19號(hào)、鎮(zhèn)糯20號(hào)、鎮(zhèn)糯29號(hào)與蘇御糯的糊化溫度較其他3個(gè)鎮(zhèn)糯品種低。本研究RVA譜特征值中的峰值時(shí)間與起糊溫度在7份供試材料中變異不大，峰值黏度、熱漿黏度、崩解值、冷膠黏度、消減值和回復(fù)值在蘇御糯與6個(gè)鎮(zhèn)糯品種中呈現(xiàn)顯著差異，蘇御糯的峰值黏度、崩解值、回復(fù)值最低，消減值最高，反映出蘇御糯的糯米回生性及黏滯性一般，相關(guān)分析表明糯米的黏滯性特征值與蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)，蘇御糯稻米中較高的蛋白質(zhì)含量會(huì)增加米飯的硬度和粗糙感，從而降低稻米食味品質(zhì)，這與前人的研究結(jié)果是一致的。

總體上看，7份糯稻品種中蘇御糯具有最佳的外觀品質(zhì)、較優(yōu)良的加工品質(zhì)，但是蒸煮品質(zhì)一般；而5個(gè)新近育成的鎮(zhèn)糯品種具有優(yōu)于蘇御糯的加工品質(zhì)，其中鎮(zhèn)糯20號(hào)、鎮(zhèn)糯29號(hào)在鎮(zhèn)糯19號(hào)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升了糯米外觀品質(zhì)，降低了直鏈淀粉及蛋白質(zhì)含量，提高了總淀粉含量及蒸煮食味品質(zhì)(提高黏滯性、降低糊化溫度)，品質(zhì)性狀較鎮(zhèn)糯19號(hào)有了顯著提升，品質(zhì)綜合表現(xiàn)優(yōu)于蘇御糯。

本研究還分析了影響糯稻品質(zhì)的關(guān)鍵因素，結(jié)果表明：糯稻總淀粉含量與蛋白質(zhì)含量存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，糯米粉的黏滯性指標(biāo)與直鏈淀粉含量的相關(guān)性未達(dá)顯著水平，而與蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)，峰值時(shí)間及糊化溫度與直鏈淀粉含量緊密正相關(guān)。直鏈淀粉含量是決定非糯品種稻米蒸煮食味品質(zhì)的重要性狀，對(duì)米飯的膠稠度、硬度、糊化特性等均有重要作用，但本研究結(jié)果顯示蛋白含量同樣對(duì)糯米粉RVA譜具有重要影響，這與楊博文等認(rèn)為糯稻的品質(zhì)評(píng)價(jià)不能借助非糯稻的評(píng)價(jià)體系是一致的。分析其原因可能是糯米攜帶的是無功能的基因，其胚乳中直鏈淀粉含量極低，而在測定稻米直鏈淀粉時(shí)，未消化的長鏈支鏈淀粉(B3鏈，DP≥37)也會(huì)計(jì)入其中，稱為表觀直鏈淀粉含量(AAC)。由于這些糯稻品種具有較為接近的AAC(變幅相差1%左右)，因而蛋白質(zhì)含量的差異就成為了影響其黏滯性及硬度指標(biāo)的主要因素；另一方面，已有研究表明，()基因?qū)Φ久椎暮瘻囟扔酗@著影響，而本研究7份供試材料基因關(guān)鍵SNP的基因型是一致的(未發(fā)表數(shù)據(jù))，但是AAC較高的2份品種具有較高的起糊溫度，從側(cè)面可以反映它們應(yīng)該具有較多的長鏈支鏈淀粉。但是由于支鏈淀粉鏈長的測定較為復(fù)雜，在育種實(shí)踐中不易定量檢測，因而本研究結(jié)果也給育種家一定的提示，即可通過測定糯米的AAC來判斷其鏈長分布的大致情況，從而增加了在實(shí)際應(yīng)用中的可操作性。

本研究以6個(gè)鎮(zhèn)糯系列品種及蘇御糯為試驗(yàn)材料，調(diào)查了它們之間粒型及外觀品質(zhì)、碾磨品質(zhì)、化學(xué)成分、蒸煮食味等品質(zhì)性狀的差異，分析其化學(xué)成分與蒸煮食味品質(zhì)間的相關(guān)性。結(jié)果表明蘇御糯具有優(yōu)異的稻米外觀品質(zhì)、較低的直鏈淀粉含量及糊化溫度，但其蛋白質(zhì)含量高，米粉的黏滯性特征值較低，消減值較高；5個(gè)新近育成鎮(zhèn)糯品種的加工品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)較早期鎮(zhèn)糯品種鎮(zhèn)稻2號(hào)有了顯著改良，其中鎮(zhèn)糯29號(hào)、鎮(zhèn)糯20號(hào)的綜合品質(zhì)優(yōu)于蘇御糯。相關(guān)分析進(jìn)一步表明在糯稻背景下，蛋白質(zhì)含量與米粉黏度存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，直鏈淀粉含量則主要影響糯米的糊化特性，總淀粉含量、脂肪含量與糯米蒸煮食味品質(zhì)的相關(guān)性不顯著。降低表觀直鏈淀粉含量及蛋白質(zhì)含量是進(jìn)一步提升糯米理化品質(zhì)與蒸煮食味品質(zhì)的2個(gè)關(guān)鍵舉措，應(yīng)在糯稻育種過程中加以重視。

致謝：本試驗(yàn)得到揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)學(xué)院嚴(yán)長杰課題組楊宜豪老師在品質(zhì)測試方面提供的無私幫助，在此深表感謝。