香稻种质资源中稻米淀粉粘滞性谱特征值的测定

香稻种质资源中稻米淀粉粘滞性谱特征值的测定

香稻是一个具有强烈香味的水稻品种，包括棕榈和稻草。由于香稻米在蒸煮时能散发出诱人的香味,米质也好,因而受到人们的喜爱。香稻作为一类具有高品质的特殊稻种,也引起了众多研究人员的共同关注,因此,挖掘和利用香稻种质资源对优质香稻品种的选育非常重要。稻米品质性状中最重要以及研究较多的是蒸煮食味品质,该品质主要决定于种胚淀粉的物理和化学特性,常用直链淀粉含量(AC)、胶稠度(GC)与糊化温度(GT)3个理化指标和利用仪器或人工品尝进行综合评价。其中AC是决定稻米品质优劣的最重要性状之一,其含量与蒸煮品质食味品质密切相关。近年来的研究表明,稻米淀粉的RVA谱特征与3个理化指标间存在明显的相关性,并且在评价稻米蒸煮与食味品质以及优质水稻品种的选育中作为重要的筛选指标。本试验利用粘度速测仪(RapidViscoAnalyzer,简称RVA)对一批国内外香稻品种稻米淀粉特性进行分析,评价其淀粉糊化特性,并对其RVA谱特征值与AC的相关性进行探讨,以期为香稻种质资源的利用和加速培育优质香稻提供依据。1材料和方法1.1菲律宾水稻研究中心本研究所用42份材料中,有33份来自世界不同国家香稻品种资源,均由位于菲律宾的国际水稻研究所(IRRI)提供,另外9份由广东省农科院水稻研究所提供(表1)。将试验材料种植于广东省农科院大丰试验农场,成熟后收获,贮藏3个月后测定稻米直链淀粉含量和淀粉RVA谱特征值。1.2温度和粘度的变化用澳大利亚NewportScientific仪器公司生产的3-D型RVA快速测定稻米淀粉RVA谱,采用TCW(ThermalCycleforWindows)配套软件进行分析。按照AACC(美国谷物化学家协会)规定的标准方法进行测定,含水量为14.0%时,样品量为3.00g,蒸馏水25.00mL。测定过程中,罐内温度发生如下变化:50℃保持1min,以12℃/min上升到95℃(3.75min);95℃保持2.5min,以12℃/min下降到50℃(3.75min);50℃保持1.4min。搅拌器在起始10s内转动速度为960r/min,之后保持在160r/min。粘滞性值单位用RVU(RapidViscoUnits)表示。随着温度的变化和浆片旋转时的剪切作用力,米粉在水中的粘度发生变化,由此产生峰值粘度(PKV)、热浆粘度(HPV)、最终粘度(FV,也称冷胶粘度),以及由这3个基本粘度产生崩解值(BDV)、消减值(SBV)、回复值(CSV)。RVA谱中的糊化温度(PaT)定义为粘度开始增加时的温度,即淀粉粒发生不可逆崩解时的温度,是熟化给定试样所需要的最低温度。1.3分别实行不同的救济制度,分别实行不同的救济方式和时间平均工资单量的政策,分别实行不同的政策,分别实行不同的救济制度直链淀粉含量测试的前处理按农业部部颁标准NY147-88米质测定方法进行。标准水稻样品是用国标法测定的5个籼稻品种,直链淀粉含量分别为1.3%、16.0%、19.0%、24.5%和28.5%。供试水稻种子经出糙、精白和磨粉后得到精米粉,精米粉在平衡水分48h后,称取样品100mg置于100mL容量瓶中,加入95%酒精1mL湿润样品后再加入1mol/L的NaOH溶液9mL,在室温下静置18~24h后定容至100mL,碘比色分析由FOSS公司的FIAstar流动注射分析仪的直链淀粉分析模块完成。1.4统计分析采用DPS统计软件进行数据统计分析。2结果与分析2.1不同品种对rva谱的影响不同香稻种质RVA谱的PKV、HPV、FV、BDV、SBV、CSV、PaT等7个特征值的变幅和均值变化如表1所示。从表1可以看出,不同香稻种质间RVA谱的特征值变化较大,3个基本特征值中峰值粘度的变化在67.58~322.08RVU之间、热浆粘度变幅为56.38~202.71RVU、最终粘度变异幅度为110.62~358.04RVU。7个RVA谱特征值中变异系数最大的是消减值,依次是崩解值、最终粘度、热浆粘度、峰值粘度,最小的是糊化温度。分析不同香稻品种的RVA图谱(图1)发现,不同种质间的RVA特征谱存在显著差异,AC含量不同,RVA谱也有明显差异,并且呈连续性变异的趋势。从图1可以看出,品种京香糯达到峰值粘度的时间最短,糊化温度较低,约为75℃左右,到达峰值粘度后谱线迅速下降,在冷却过程中粘度几乎没有再返升,这是典型的糯稻型品种。而其他品种的粘度随温度变化呈有规律的上升,达到峰值粘度,然后下降(达到热浆粘度),再上升最后达到最终粘度,形成典型的RVA特征谱。其中中低AC品种组与中高AC品种组的谱线比较,表明AC含量越高,其热浆粘度和最终粘度也较高,其减消值和回复值相应也越大。如玉香油占和美香占,AC含量分别为25.93%、18.08%,玉香油占的热浆粘度和最终粘度是188.3、358.0RVU,美香占分别为124.7、239.3RVU;前者的减消值和回复值是61.8和108.0RVU,后者分别为77.2、37.42RVU。同时,AC与RVA特征值的相关性也表明,AC与热浆粘度、最终粘度、减消值及回复值分别呈极显著正相关。2.2各指标间相关分析RVA谱特征值的峰值粘度、热浆粘度、最终粘度3个基本指标可以反映RVA谱的基本特征。从表2可以看出,这3个指标彼此之间呈极显著正相关,其中热浆粘度和最终粘度的相关系数高达0.91。在3个二级指标中,崩解值与消减值彼此之间极显著负相关,相关系数为-0.80,崩解值与峰值粘度呈极显著正相关,与热浆粘度和最终粘度呈不显著负相关;而消减值与峰值粘度相关不显著,与热浆粘度和最终粘度则呈极显著正相关;从相关系数大小比较,回复值与最终粘度的相关性最高,相关系数为0.92,另外,回复值与热浆粘度、消减值也呈极显著正相关。糊化温度与消减值的相关性最高,其次是回复值、最终粘度,与峰值粘度和热浆粘度相关不显著,与崩解值则呈极显著负相关。2.3稻米品种系ac含量对稻米质量的影响在42份香稻品种中,AC含量变幅是5.26%~25.93%。根据AC的高低,将42份参试材料分成低AC组(AC<10.0%)4份、中低AC组(10.0%<AC<20.0%)26份、中高AC组(20.0%<AC<25.0%)11份、高AC组(AC>25.0%)1份共4种类型,分别研究其含量与RVA谱特征值间的相关性(表3)。从表3可以看出,AC含量越高,崩解值逐渐减小,而其他特征值则逐渐升高。相关分析结果表明,AC与RVA谱特征值的崩解值呈极显著负相关,与其他4个特征值呈极显著正相关,其中与消减值的相关性最高,相关系数为0.80,其次是回复值,相关系数为0.73。因此,这3个特征值在筛选优质稻米中具有重要的参考价值。吴殿星等采用RVA测定早籼品种(系)的淀粉粘滞性结果也表明,依据消减值的大小可有效区分出品种AC含量的高低,低AC品种(系)的消减值一般为负值,中等AC品种(系)间食用品质的优劣,可根据消减值和崩解值来判断。王丰等通过分析不同食味类型稻米品种的RVA谱特性,发现食味较优的品种一般具有较大的崩解值和较小的消减值、回复值,而食味较差的品种则相反。可见,崩解值、消减值和回复值这3个特征值对评价米质优劣具有一定的指导意义。3中小企业理化品质AC、GC和GT是目前普遍用以评价稻米蒸煮食味品质差异的3个重要理化指标,其中AC与米饭质地的硬度、凝聚性和粘度具有十分密切的关系。很多研究发现,稻米淀粉RVA谱特征值与蒸煮食味品质关系密切,杨晓蓉等在研究中发现,籼型、粳型、糯型大米间的AC含量与RVA谱特征值均有明显差异,并与食用品质有密切相关。胡培松等研究表明AC和GC与RVA谱的相关系数高达0.919和0.905,RVA谱可以用来定量分析稻米蒸煮及食味品质。隋炯明等分析表明在优质育种中,RVA谱的测定与理化指标结合乃至取代,可以作为选择品质优良材料的有效指标。认为食味较好的品种崩解值>80RVU,冷胶粘度<220RVU,消减值<20RVU,回复值<90RVU。贾良等研究结果表明RVA谱特征值与稻米理化品质指标AC、GC间都存在极显著的相关性,AC越高的品种,崩解值越小,而消减值和回复值越大,优质稻品种崩解值大概80RVU左右,而消减值40RVU左右。舒庆尧分析了不同直链淀粉含量的水稻品种RVA谱特征,结果发现RVA谱能较好地区分AC相似的品种的优劣,认为食味较好的籼稻其崩解值大多在100RVU以上,而消减值小于25RVU,且多数为负值。朱满山等则认为RVA谱特征值间接评价稻米蒸煮及食味品质时首先以消减值作为鉴定指标。吴殿星等研究表明,根据消减值和崩解值等RVA谱主要特征值,不仅可以快速鉴定品种的AC高低,也可以区分出中高AC甚至是相仿AC品种间的淀粉粘滞性。李刚等研究也表明,RVA谱特征值与低直链淀粉含量(AC)品种和糯稻品种的蒸煮品质指标呈显著或极显著相关,而且水稻品种AC含量越低,AC与RVA谱特征值关系越密切,所以,对水稻品种直链淀粉含量高低分级后再来研究稻米蒸煮品质与淀粉粘滞谱特性间的关系是必要的。以上研究均表明,根据消减值和崩解值等RVA谱主要特征值,不仅可以快速鉴定品种的AC高低和品种间淀粉粘滞特性的差异,在一定程度上根据RVA谱特征性判差异可以筛选出具有优良食味品质的材料。但是AC也不是越低越好,AC太低导致米饭太粘,味淡,食味差,一般优质米的直链淀粉含量应在18%~20%之间。可见,仅仅根据RVA谱特征值来筛选还是不够的,因为低AC品种与糯稻的消减值都为负值,比如本研究中低AC品种组的消减值变幅为-87.29~-56.08RVU,中低AC品种组消减值变幅为-85.60~106.21RVU,这