粳稻收获时期与食味品质性状相关关系研究

1粳稻收获时期与食味品质性状相关关系研究吴振宇（天津农学院农学系）1前言米饭是我国的主食细粮之一，每天食而不厌的米饭，其味道从何而来？稻米的食味是人实际食用米饭时，对其好吃或不好吃所给予的一种评价。所以，对于食味的解析，最基本的评价方法主要还是采取基于人之感觉的品尝鉴定试验法。虽然人与人之间，对于米饭的喜好和好吃的程度感觉存在差异，但是一般认为优质食味米饭的条件应该是：外观：米饭清澈透明，有白色光泽，饭粒膨胀而不破碎。气味：有米饭特有的甜味，散发新米的清香。口感：吃饭时感觉饭粒柔软光滑，有粘性和弹力，有咀嚼回应感。味觉：近似于无味，略带油性，有一点儿甜的感觉，反复咀嚼，味道不变。米饭的食味，与其说味觉，不如说通过饭粒对舌面摩擦和牙齿回应所感觉到的其粘性和硬度等的触感影响更大些．即所谓的“物理性食感”。那种饭粒表面似水状或者吃起来又散又硬的米饭往往不受欢迎，也不利于消化。这也是“食味是人本能感觉营养的信号”的根据所在[1]。1.1影响水稻品质食味的理化性状水稻精米的物质组分中，淀粉占85%～90%，蛋白质占7%～12%，脂类化合物占0.3%～0.6%[2]。稻米的主要成分是淀粉和蛋白质，其品质受二者的影响最大。稻米蛋白质不仅是决定水稻营养品质的重要指标，而且对稻米的外观品质、加工品质和食用品质等都有着较大的影响效应[3]。稻米中的脂类物质含量很少，但是，它的组成及其变化对稻米的储藏品质、加工品质和食用品质也有着较大的影响效应[4-5]。水稻所含淀粉包括直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉和支链淀粉都是由葡萄糖结合而成的多糖物质。糯稻中的淀粉几乎100%是支链淀粉，非糯粳稻中约20%为直链淀粉，80%为支链淀粉。直链淀粉含量高的米，蒸煮时吸水量多，出饭多，但是粘度小，饭硬。相反，直链淀粉含量低的米，蒸煮后体积增加小，饭软，粘度大。研究认为：直链淀粉含有率与米饭的粘度有很大关系。直链淀粉含有率越低，米饭的粘度会变强，食味变好。可是，直链淀粉过低，粘度过强，食2味也会变差。直链淀粉含有率受品种的影响最大。品种间直链淀粉含量越高的品种，米饭的粘度越小[6]。蛋白质含量越高，米饭越硬，食味越差。矿质养分。蛋白质是作物通过根系吸收肥料和土壤中的氮素在植物体内合成的物质。日本米的平均蛋白质含量糙米为7.4%，精米为6.8%。在育种上精米的蛋白质含量目标值为7%以下。研究认为为：精米中的蛋白质含有率与米饭的食味呈负相关，与米粒厚度呈负相关。所以米粒越厚，蛋白质含有率越低，食味变好。当米粒的厚度变薄，蛋白质含量变高，食味会下降。蛋白质含有率与米饭的硬度有很大关系。蛋白质含量越高米饭越硬，食味降低[6]。有机质。糙米或精米中磷最多，还含有钾、镁、硅等元素。磷和镁与稻米的食味有较高的相关关系。糙米的镁钾比(镁的含量/钾的含量)较高的品种食味良[6]。水分及其他与食味关联的成分。稻谷的干燥条件及精米中的脂肪酸含量(脂肪酸度)和食味有很大关系。高温干燥或快速干燥，干燥不足或干燥过度都会使米的食味下降。稻谷贮藏时间越长，会促使脂肪酸度升高，食味下降，且贮藏温度越高，这种影响越大。水分、贮藏过程中脂肪酸的含量等因素都会影响水稻的食味[6]。1.2影响水稻品质食味的环境及栽培因素1.2.1气象因素的影响水稻的生长期决定其营养成份的积累与含量，通过对比生长期长短不同的水稻，生长期长比生长期短的米质好吃。同样是粳米，南方的粳米就没有北方的好吃，辽宁、天津地区的大米好吃，因为生长期南北方差10d左右。辽宁盘锦的水稻生长期为160d左右，黑龙江和南方水稻都达不到这样长的生长期。即使在同一地区，生长期不同米质也不一样[7]。水稻各个生长期的气象因素对水稻各个形状的影响较大：抽穗期—成熟期间的日平均气温差对糙米率和垩白率具有负向作用；日平均最低气温对精米率和胶稠度具有正向作用，日平均气温差对精米率和胶稠度具有负向作用；施磷肥量对整精米率具有负向作用，日平均最低气温对整精米率具有正向作用；降雨量和日平均气温差对垩白面积具有正向作用；降雨量和日平均最高气温对透明度具有正向作用；日平均最低气温差对长宽比和直链淀粉含量具有负向作用，日照时数对长宽比和直链淀粉含量具有正向作用；日平均气温对糊化温度具有正向作用；日照时数对蛋白质具有负向作用[8]。31.2.2施肥因素的影响水稻在施肥的过程中，除了需要大量的氮磷钾等大量元素之外，对锌、锰、硫、硅反应比较明显。在施用锌、锰、硫、硅肥料处理后，大米的恶白度、裂纹率有较明显的下降，施用硫、硅肥料处理后大米的糙米率、精米率、整米率均有不同程度的提高[9-10]。施肥时期以及施肥量对水稻品质有很大影响。一般情况下，追肥量越大，产量越高。蛋白质含量随追肥量的增加而增加。相反，食味评价值则随追肥量的增加而降低，大米外观商品品质随追肥量的增加而变差，而直链淀粉含量与追肥量的多少无关。10kg/hm2的追肥量，产量低；30～40kg/hm2的追肥量，蛋白质含量高，食味评价值极低，口感极差。20kg/hm2的追肥量，产量高，食味评价值高，大米外观商品品质好。1.2.3水分因素的影响稻田的灌溉条件直接影响稻米的化学成分。旱作栽培会提高糙米蛋白质含量[11]。旱作栽培蛋白质含量比水淹平均提高39%，而旱地覆膜栽培比一般旱作栽培高7%，有水层栽培比无水层栽培完整米率，米粒厚度增加，食味好，糠层薄。水质对大米食味值和适口性的影响也较大。最佳的是雨水，然后是天然河流水。井水水温较低、含矿物质成份大、含天然有机质少，不肥田，不利于水稻生长，且影响大米的口感。因此，河流如果不污染，用作水田的主要水源对水稻的品质是极有好处的[7]。1.2.4土壤因素的影响大米品质对土壤的要求比较严格，土壤分为酸性土壤、碱性土壤、中性土壤三类，(在肥沃条件相同的条件下)最好的土壤是偏碱性肥沃的土壤，pH值为7~8最佳，新开垦的水田较老水田土壤好。其次是其它作物新改的水田，老水田由于多年种植一种水稻作物，其米质及食味有所下降[7]。一般冲击土壤和第三纪层土壤的稻米食味好，火山灰土、泥炭土的水稻食味差，旱田改为水田的水稻食味较好，沙质土壤的水稻食味较差，施用农肥较多的或者土壤较肥沃的土壤生产的水稻食味好，反之则较次。1.2.5光照因素光照也影响稻米食味品质，灌浆期光照不足，光合能力下降，导致因糖源不足，而引起直链淀粉和淀粉总量减少，糊化温度降低，胶稠度变硬，米饭的适口性较差[12]。41.2.6栽培管理因素李彦利等的研究表明，水稻收割早晚对糙米率和精米率的影响规律不明显，但中熟品种和中晚熟品种的整精米率则是抽穗后50d收割时最高，早收割或晚收割整精米率降低。这是因为收割早成熟度降低，加工时小的碎米增加，出米率降低，收割晚成熟过度，腰裂米增加，出米率也降低。但当地的气温满足不了晚熟品种成熟要求时，收割越晚整精米率越高。对垩白米率影响最大的是抽穗后20d的积温，收割早晚与垩白米率之间的规律不明显，与垩白度则收割越晚有越高的趋势，但差异不显著。其他栽培条件相同的条件下，收割时间越晚水稻吸氮的时间越长，吸收的氮量也多，稻米中的蛋白质含量必然升高。收割时间越晚产量也越高，但从抽穗50d后开始收割，产量差异不显著。产量的差异越是晚熟品种越大。收割过早或过晚加工品质降低，早收割食味品质提高，收割期对外观品质影响不显著[13]。1.3水稻食味研究的必要性水稻种植在我国有着悠久的历史，在《管子》、《陆贾新语》等古籍中，均有记载。我国是水稻生产和消费大国，经过科学家的不懈努力，水稻单产、总产均居世界前列，为解决我国粮食安全问题做出巨大的贡献。但是，在水稻品质研究，尤其是稻米品质食味的研究方面刚刚起步，与日本、韩国等国家相比，还有一定的差距。随着我国国民经济的飞速发展和社会进步，老百姓吃饱饭已经不再是主要问题，但是如何吃出品质这个问题日趋突出。近几年，我国对于优良食味米的需求呈现日益扩大的趋势，面对激烈的国内外市场竞争，优良食味米的研究、开发已成为我国市场经济发展的必然要求。大力开展优良食味米的研究势在必行。我国在水稻品质食味研究方面还处在起步阶段，缺少优质的食味米品种，对于与之相配套的栽培措施的研究也非常有限，产业化的发展不健全，难以满足市场对优质食味米的需求。因此，在我国进行水稻食味育种、栽培、评价的研究已成为水稻研究工作的当务之急。在食味米的栽培方面，近年来的研究成果较多，但是关于收获时期和食味品质相关性的研究比较有限，大多数研究方向以品质为主，主要研究了水稻收获时期与理化性状及外观品质的关系，例如：水稻出穗后28d收获，大米未熟5粒多，产量低。大米外观商品品质随收获时期的变化而影响较大，早收未熟粒多，晚收被害粒多。出穗后41d收获，产量最高，直链淀粉含量适中，特别是此期蛋白质含量达到相对最低值。因此，这一时期收获，水稻的食味评价值高，口感好，米质优[14]。杂交稻品种在不同收获时期其稻米品质存在一定的差异，其中以精米率、整精米率和蛋白质含量的差异较为显著。精米率在腊熟期达最大值，与乳熟期达极显著差异。在相同田块中的相同栽培管理水平条件下，精米率和整精米率受环境条件特别是灌浆期日平均温度的影响较大[15-19]许多研究对水稻收获时期与食味的相关关系有一定关系，但是没有直接将水稻收获时期与食味品质性状直接关联起来。本文进行了此项研究，旨在填补这方面研究的空白，为水稻食味研究提供一定的理论依据。2试验材料与方法2.1试验地点与条件试验于2008年4月至10月在天津市原种场试验地进行。水稻品种选用津川1号，4月15日育秧，5月30日插秧。小区面积15m2，行距30cm，穴距20cm。田间管理同当地高产田。2.2试验设计与材料采用单因素随机区组试验设计，设3次重复。分6个收获期收获，收获时间分别为9月20日、9月28日、10月5日、10月12日、10月19日、10月26日。2.3测定项目与方法2.3.1室内考种每个小区取3个样点，每点取10穴考种，调查单株有效穗数、穗长、穗粒数、千粒重。2.3.2品质测定项目与方法测定分析碾米品质（糙米率、精米率、整精米率）、外观品质（粒长、粒宽、长宽比、垩白米率）、蒸煮食味品质（直链淀粉含量、RV、黏度谱、碱消值）、营养品质（蛋白质含量）等指标。2.3.2.1碾米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。糙米率的测定：称净稻谷30g，用FA-1型铝制稻谷检验出糙机出糙，过1.5mm6筛后称重，糙米重(不完善粒折半计算)占净稻谷重的百分率即为出糙率，3次重复，取平均值。精米率的测定：称糙米样品20g，采用CPC96-3型电动定时稻米精白机碾磨，精白时间120sec，称精米(籼稻过1.5mm孔径筛、粳稻过2.0mm孔径筛)重，计算精米率(精米重占谷样重的百分率)，3次重复，取平均值。整精米率的测定：整精米(长度达完整精米粒平均长度的4/5以上(含4/5)的米粒)重与净谷样重的比值，双试验结果允许误差不超过1.0%，3次重复，取平均值。2.3.2.2外观品质的测定粒长、粒宽、长/宽的测定：随机取完整无损的精米(精度为国标一等)10粒，平放于测量板上，按头对头、尾对尾，不重叠、不留隙的方式，紧靠直尺摆成一行，读出长度。双试验误差不超过0.5mm，求其平均值，即为精米的长度。将量过长度的10粒精米，平放于测量板上，按同一方向肩靠肩(即宽度方向)排列，用直尺测量，读出宽度。双试验误差不超过0.3mm，求平均值，即为精米的宽度。长宽比即为整精米长与宽的比值。2.3.2.3蒸煮与食味品质的测定淀粉含量的测定（AC）：按农业部标准NY147-88米质测定方法测定直链淀粉含量。称量0.1000g待测样品的粉样，置于100ml容量瓶中，加入1ml95%的乙醇并轻轻摇晃，使样品湿润分散。再加入9ml1.00mol/L的氢氧化钠溶液，然后置于沸水浴中煮沸10min，冷却至室温后定容。吸取5ml样品液，加入100ml容量瓶中，再加入1ml1mol/L的乙酸溶液，使样品酸化。然后加入1.5ml碘液，摇匀后，定容，静置20min，在分光光度计波长620nm处读取