小米外觀品質(zhì)及淀粉rva譜特征與米飯的適配性研究

小米外觀品質(zhì)及淀粉rva譜特征與米飯的適配性研究

在改善糧食品種的過程中，主要是高產(chǎn)育種。20世紀(jì)80年代以后,隨著人們溫飽問題的解決,生活水平的不斷提高,小米食用品質(zhì)越來越受重視,選育食用品質(zhì)優(yōu)異的谷子品種成為谷子育種工作者的一項(xiàng)重要任務(wù)。品質(zhì)育種不同于高產(chǎn)育種,高產(chǎn)育種的性狀指標(biāo)比較直觀,育種者可以通過對(duì)育種材料的穗長(zhǎng)、穗重、粒重等產(chǎn)量性狀直觀考察選擇,而品質(zhì)育種除能對(duì)米色較直觀地考察選擇外,無法直接判斷其適口性的優(yōu)劣。小米直鏈淀粉含量是影響米飯適口性的重要因素,但直鏈淀粉和支鏈淀粉分子量的大小對(duì)米飯適口性也有一定影響,因此直鏈淀粉含量并不能準(zhǔn)確反映米飯的適口性。20世紀(jì)90年代,NewportScientific儀器公司開發(fā)的淀粉黏滯性速測(cè)儀(rapidvisco-analyzer,RVA)開始在水稻米粉黏滯性測(cè)定中應(yīng)用,美國(guó)谷物化學(xué)協(xié)會(huì)(AACC)于1995年已頒布標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法。RVA分析米粉黏度時(shí),一份樣品只需12.5min,且樣品量?jī)H需3g左右,具有快速、簡(jiǎn)便且樣品量少的特點(diǎn),我國(guó)在水稻、小麥、甘薯等作物的品質(zhì)育種中也已開始利用,但未見在小米淀粉黏度方面的研究報(bào)道。本試驗(yàn)對(duì)小米的外觀品質(zhì)及其淀粉RVA譜特征值與米飯適口性的關(guān)系做了初步探討,旨在明確小米外觀品質(zhì)、淀粉RVA譜特征值在品質(zhì)改良過程中的應(yīng)用價(jià)值,為谷子品質(zhì)育種提供參考。1材料和方法1.1優(yōu)質(zhì)品種的選擇選用山西省近年來審(認(rèn))定的部分推廣種和山西省農(nóng)科院谷子研究所新選育出的部分新品系,共18個(gè)品種(系),其中有中國(guó)作物學(xué)會(huì)粟類專業(yè)委員會(huì)評(píng)出的優(yōu)質(zhì)品種晉谷21號(hào)、長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)、晉谷35號(hào)、晉谷29號(hào)等,以及產(chǎn)量高但品質(zhì)較差的晉谷20號(hào)、晉谷10號(hào)、晉谷32號(hào)等。2006年在山西長(zhǎng)治同一地塊種植,生育期間同一管理水平,每個(gè)品種種植面積為66.7m2。秋天收獲統(tǒng)一風(fēng)干之后,每個(gè)品種用同一型號(hào)磨米機(jī)加工小米5kg,在同一條件下保存,供RVA譜測(cè)定和外觀品質(zhì)評(píng)價(jià)。1.2小米的外觀和大米質(zhì)量分析1.2.1小米色澤測(cè)定采用打分的辦法進(jìn)行評(píng)價(jià)。將18份小米編號(hào)后分別放入培養(yǎng)皿中,在同等條件下觀察小米色澤,根據(jù)個(gè)人的喜好給每個(gè)小米打分,滿分為30分。參加評(píng)米的人員共17人(男12人,女5人),每個(gè)參評(píng)人員均獨(dú)立評(píng)分,評(píng)分結(jié)果以平均分記。1.2.2不銹鋼鍋加熱時(shí)間測(cè)定時(shí)用同一電磁爐和不銹鋼鍋,將電磁爐調(diào)在同一溫度(160℃),不銹鋼鍋加自來水1000ml加熱,當(dāng)加熱至水開時(shí),將淘洗兩遍的50g小米放入鍋內(nèi)開始計(jì)時(shí)。煮粥過程中不停地?cái)嚢?當(dāng)煮至米和湯不分離、米粒呈懸浮狀時(shí)計(jì)時(shí),即為該品種的米粥糊化時(shí)間。1.2.3感官評(píng)分方法由于參試小米品種較多,分兩次進(jìn)行。第一次18份小米品種均參加評(píng)分,通過評(píng)判,以適口性為標(biāo)準(zhǔn),確定前4位和后4位。然后取中間10個(gè)小米品種參加第二次評(píng)判。綜合兩次評(píng)價(jià)結(jié)果,將其排入5～14位。第一次品嘗時(shí),將18份小米編號(hào),分別稱取50g,用自來水淘洗兩遍,放入預(yù)先編號(hào)的重125.5g的陶瓷碗中,加水100ml,放入同一大籠中,在大火上蒸40min。評(píng)價(jià)方法同樣采取打分排序的方法,米飯香味、色澤滿分各為10分,適口性滿分為30分。參加評(píng)分人員共22人(男14人,女8人)。參加評(píng)分者在打分時(shí),不討論、不互相通報(bào)評(píng)分結(jié)果,完全獨(dú)立評(píng)定。第二次評(píng)價(jià)方法同第一次,參加人員共12人(男8人,女4人)。評(píng)分結(jié)果記平均分。1.3溫度變化情況的測(cè)定RVA譜由浙江大學(xué)核農(nóng)學(xué)研究所吳殿星教授采用澳大利亞NewportScientific儀器公司生產(chǎn)的3-D型RVA黏度速測(cè)儀進(jìn)行快速測(cè)定,用TCW(thermalcycleforwindows)配套軟件進(jìn)行分析。樣品量3.00g,蒸餾水25.0ml。測(cè)定過程中具體溫度變化如下:50℃下保持1min,以12℃/min的速度上升到95℃(3.75min);95℃下保持2.5min;再以12℃/min的速度下降到50℃(3.75min);50℃下保持1.4min。攪拌器在起始10s內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為960r/min,之后保持在160r/min。黏滯性用RVU(RVA黏度單位)表示。RVA譜特征除用最高黏度(peakpasteviscosity,PPV)、熱漿黏度(hotpasteviscosity,HPV)和冷膠黏度(coolpasteviscosity,CPV)描述外,還用崩解值(breakdown,最高黏度-熱漿黏度)、消減值(setback,冷膠黏度-最高黏度)、回復(fù)值(consistence,冷膠黏度-熱漿黏度)和最高黏度時(shí)間(timeofpeakpasteviscosity)等來表示。2結(jié)果與分析2.1米粥糊化時(shí)間的確定小米色澤越黃(金黃或鮮黃),米色的評(píng)分越高。表1為參試的18個(gè)小米品種的評(píng)分結(jié)果。各性狀之間的相關(guān)性統(tǒng)計(jì)表明,米色與米飯的香味、色澤、適口性有極顯著的正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.6300**,0.8240**,0.6965**,說明米色越黃,米飯的香味、色澤和適口性越好。米粥的糊化時(shí)間與小米的色澤不存在相關(guān)性(r=0.0284),與米飯的香味、色澤和適口性也不存在相關(guān)性(r分別為0.0602,0.1383,-0.0734),說明米粥糊化時(shí)間相對(duì)于小米色澤和米飯的香味、色澤、適口性是一個(gè)獨(dú)立性狀;米飯的香味、色澤、適口性之間存在極顯著的相關(guān)性,適口性與色澤的相關(guān)系數(shù)為0.8771**,與香味的相關(guān)系數(shù)為0.8974**,色澤與香味的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.9250**,說明米飯色澤越黃、越亮,米飯的香味越濃適口性越好。2.2小米黏度變化的rva譜由圖1(2002F8-65量少,未參加食用品質(zhì)評(píng)價(jià))可以看出,5個(gè)小米品種的淀粉黏滯性隨溫度的變化呈現(xiàn)有規(guī)律的上升(達(dá)到最高黏度)、下降(達(dá)到熱漿黏度)、再上升(達(dá)冷膠黏度)的過程,構(gòu)成小米黏度變化的RVA譜。不同品種的RVA譜存在較大差異。除用最高黏度、熱漿黏度、冷膠黏度反映不同品種的黏度外,還用崩解值、消減值和回復(fù)值等來表示。從表2可以看出,最高黏度、冷膠黏度的變幅較大,熱漿黏度變幅較小,因此崩解值、消減值的差異也較大,說明不同品種間淀粉黏度存在較大差異。2.3不同消減值對(duì)米粉色澤的影響建立小米的適口性與RVA譜特征值之間的某種聯(lián)系是本試驗(yàn)的主要目的。將RVA譜特征值中的崩解值從大到小排列,并將消減值從小到大排序,同時(shí)列于表3。將表3中的崩解值、消減值與表1中的適口性、米色進(jìn)行比較得知,一般適口性好的品種其對(duì)應(yīng)的崩解值和消減值有兩種情況:(1)當(dāng)消減值<0時(shí),崩解值越大、消減值越小,適口性越好,如:長(zhǎng)0402、長(zhǎng)06-1、長(zhǎng)農(nóng)18號(hào)、長(zhǎng)農(nóng)35號(hào)等(表3中上面的品種)。但也有例外,如晉谷20號(hào),雖然其崩解值大,消減值小,但其米色很差(18個(gè)品種中得分最低)。米飯色澤差,人們?cè)谄穱L過程中,往往受感觀的影響,其適口性得分很低。長(zhǎng)0302也是受米色的影響,適口性得分較低。(2)當(dāng)消減值>0時(shí),崩解值越小、消減值越大,適口性越好,如晉谷21號(hào)、晉谷29號(hào)、2012等(表3中下面的品種)。長(zhǎng)0301的崩解值雖小,但其消減值也小,而晉谷10號(hào)的消減值大,但其崩解值較大,故這兩個(gè)品種的適口性較差。崩解值和消減值同屬中間類型的品種,其適口性較差,如晉谷34號(hào)、晉谷32號(hào)、長(zhǎng)雜2號(hào)、晉谷16號(hào)等(表3中間的品種)。崩解值大、消減值小時(shí)出現(xiàn)適口性好的品種的幾率大,而崩解值小、消減值大時(shí)出現(xiàn)適口性好的品種的幾率小。2.4崩解值小、消減值高的品種由表4可知,一般米粥糊化時(shí)間短的品種,其最高黏度時(shí)間也短,如長(zhǎng)0302、長(zhǎng)0401、長(zhǎng)06-1、晉谷20號(hào)、晉谷35等品種,這些品種大多為崩解值大、消減值小的品種;相反,也有米粥糊化時(shí)間短而最高黏度時(shí)間長(zhǎng)的品種,如2012、晉谷21號(hào)、晉谷29號(hào)等,這一類型品種大部分為崩解值小、消減值大的適口性好的品種。當(dāng)消減值<0時(shí),崩解值、消減值與米粥糊化時(shí)間存在一定相關(guān)性,其相關(guān)系數(shù)分別為-0.6375*和0.5996*,達(dá)差異顯著水平,即崩解值越大、消減值越小,其米粥糊化時(shí)間越短,耗能越少。消減值>0的品種數(shù)僅有4個(gè),未進(jìn)行相關(guān)性分析。3確定最佳制作品種近年來,品質(zhì)育種在作物育種中越來越受到重視,作者在2001和2004年曾兩次提出利用RVA分析篩選食用品質(zhì)優(yōu)異的谷子種質(zhì),并作為優(yōu)質(zhì)品種選育的輔助技術(shù)選育優(yōu)異食用品種的建議,以加快谷子品質(zhì)育種進(jìn)程。在水稻、小麥等作物上利用RVA快速分析品質(zhì)性狀的研究報(bào)道已有很多。楊靜等提出,氮素營(yíng)養(yǎng)的使用量影響稻米的食用品質(zhì),使稻米的黏性變劣;小麥上,McCormick和Panozzo等報(bào)道,RVA測(cè)定的全麥粉的峰值黏度可作為育種早代快速判定優(yōu)質(zhì)面條品質(zhì)的篩選方法;王海萍等篩選出的小麥優(yōu)質(zhì)品種,其淀粉有較高的峰值黏度和較大的崩解值。本研究初步明確了小米外觀品質(zhì)及淀粉RVA譜特征與其米飯適口性的關(guān)系。3.1小米品種的質(zhì)量評(píng)定在RVA分析時(shí),一份樣品只需12.5min,且樣品量?jī)H需3g左右(谷子的單穗重約20g左右),具有快速、簡(jiǎn)便且樣品量少的特點(diǎn),為在谷子品質(zhì)育種過程中進(jìn)行大量后代材料的分析提供了可能性,同時(shí)也可對(duì)大量的谷子品種資源進(jìn)行篩選,為谷子品質(zhì)育種篩選鑒定優(yōu)質(zhì)親本材料。本試驗(yàn)表明,根據(jù)崩解值、消減值等RVA譜特征值,可以有效判斷小米品種適口性的優(yōu)劣,即消減值<0時(shí),崩解值越大、消減值越小;或消減值>0時(shí),崩解值越小、消減值越大,小米的黏度越大,口渣感越小,適口性越好。其中前者的最高黏度時(shí)間一般較短,米粥糊化時(shí)間短,耗能少。在品質(zhì)育種過程中,育種者可對(duì)大量育種后代材料進(jìn)行RVA分析,通過比較其崩解值和消減值的大小,并根據(jù)育種規(guī)模的大小,結(jié)合其他性狀的選擇,對(duì)其入選或淘汰。3.2適宜性指標(biāo)的確定人們?cè)谄吩u(píng)米飯適口性時(shí),不單純是口感黏度,感觀因素也起較大作用,往往是綜合了米飯色澤和口感黏度等因素。由本試驗(yàn)結(jié)果可知,米飯適口性得分高的全部是米飯色澤得分高的品種。小米色澤越黃(金黃或鮮黃),米飯色澤越鮮亮,適口性越好,因此,在品質(zhì)育種過程中,要把小米色澤作為首選指標(biāo)。在考察品種的適口性時(shí),RVA分析提供的信息僅反映了品種的淀粉黏滯性,不包括米色等因素,如晉谷20號(hào)的崩解值大、消減值小,其淀粉黏度高,但米色不好,適口性得分低。要鑒定小米適口性的優(yōu)劣,應(yīng)把小米色澤和RVA分析相結(jié)合。3.3rva譜分析對(duì)小米品質(zhì)育種的作用糊化時(shí)間短不但節(jié)省時(shí)間,而且耗能少,符合當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的要求,育種者應(yīng)注意選育崩解值大、消減值小的品種,這一類型品種的糊化時(shí)間短,適口性好的品種出現(xiàn)的幾率大。由于RVA分析排除了人們?cè)谄吩u(píng)小米適口性過程中的感觀因素,能較好地反映小米品種的淀粉黏滯性,因此可有效區(qū)分米色相當(dāng)?shù)男∶灼贩N的口感黏度。由于本試驗(yàn)參試品種較少,利用RVA譜特征值判斷小米品質(zhì)優(yōu)劣的具體量化指標(biāo)尚不能確定,仍需對(duì)大量谷子品種進(jìn)行分析。但參試品種較少并不會(huì)影響RVA分析在品質(zhì)育種中的應(yīng)用價(jià)值。在對(duì)大量后代材料進(jìn)行RVA分析時(shí),只需對(duì)崩解值、消減值等進(jìn)行比較,根據(jù)育種規(guī)模作出選擇。如何在后代材料選擇過程中提高RVA特征值的選擇效率,尚有待于對(duì)其遺傳規(guī)律做進(jìn)一步研究。利