不同品种大米组分含量与米饭加工品质特性的关系

大米组分主要有淀粉、蛋白质、脂肪、水和微量元素等，不同品种大米的外观品质（如垩白度、长宽比）以及内部组分含量具有显著差异，对其糊化性质和米饭的质构品质均有不同程度影响。有研究表明，蛋白质会使大米吸水难度增加，不利于大米的糊化。此外，大米糊化过程中淀粉糊化吸热会受到脂质链熔化吸热的干扰，并且脂质会与直链淀粉或支链淀粉形成复合物放热，降低淀粉的糊化焓。经快速黏度分析（RVA）测试，直链淀粉含量提高会导致大米拥有较高的回生值，直链淀粉含量低则会使大米有较高的糊化温度和崩解值，并且吸水性指数也会提高。

南京财经大学食品科学与工程学院，江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心的李枝芳、姚轶俊、王立峰*等人在比较不同品种大米的组分含量和加工品质之间差异性的基础上，通过系统分析组分含量与大米糊化特性和米饭质构的相关性，在多组分的前提下，研究对大米糊化特性和米饭质构品质影响最显著的特征组分并分析其相关性，为大米加工的适宜性研究提供理论参考，同时还可以反向指导作物育种，选育出具有特定加工用途的大米品种。

1、不同品种大米的外观品质及各组分质量分数

15 种大米的表观物理性质和组分含量如表1、2所示，各品种的变异系数如表3所示。可以看出，水分、灰分、脂肪平均质量分数分别为13.03%、1.43%和3.68%，变异系数均小于10%，说明在不同品种之间上述指标差异不明显，相比较于其他组分，这类物质在大米中的含量相对较少。垩白是大米胚乳中白色不透明的部分，由胚乳淀粉粒之间存在空隙引起透光性改变所致。垩白度是大米中垩白部位的面积占米粒投影面积的比例，是大米外观品质的重要指标之一，不同品种之间的垩白度平均值为7.79%，变异系数96.27%，数据之间离散程度高，表明不同品种大米之间品质差异明显，大米品质差异对米饭的品质特性和气味特性会产生影响。15 个品种大米的蛋白质量分数在（6.18±0.15）%～（8.98±0.12）%之间，平均值为7.89%，大米中的蛋白质按照溶解度不同分为水溶性清蛋白、盐溶性球蛋白、醇溶性醇溶蛋白和碱溶性谷蛋白4 级。其中清蛋白质量分数最低，平均值为0.34%，谷蛋白质量分数最高，平均值为6.80%，谷蛋白作为贮藏蛋白，是大米蛋白的主要组分。淀粉平均质量分数为69.24%，直链淀粉平均质量分数为17.10%。蛋白质和淀粉是大米的两大主要营养成分，大米的食用品质受其中蛋白质和直链淀粉含量影响较大。15 种大米的蛋白、淀粉质量分数之间存在明显差异，品种、产地、环境等因素会导致大米组分含量有所改变。其他组分及物理品质指标中，‘辽星1号’水分质量分数最高，为（14.00±0.08）%；‘Y两优1号’灰分质量分数最高，为（1.54±0.09）%；‘宁粳43’脂肪质量分数最高，为（4.00±0.05）%；‘兆香1号’蛋白质量分数最高，为（8.98±0.12）%；‘吉粳88’糙米率和精米率最高，分别为（20.13±0.23）%和（17.22±0.16）%；‘兆香1号’垩白粒率和垩白度最低，分别为（0.11±0.01）%和（0.15±0.01）%，‘兆香1号’长宽比最高，为（3.83±0.16）%，是典型的籼型大米；‘宁粳43’清蛋白质量分数最高，为（0.52±0.04）%；‘沈农265’球蛋白质量分数最高，为（0.61±0.04）%；‘南粳46’醇溶蛋白质量分数最高，为（0.86±0.06）%；‘宁81’谷蛋白质量分数最高，为（6.62±0.50）%；‘Y两优1号’淀粉质量分数最高，为（76.85±5.98）%；‘中嘉早17’直链淀粉质量分数最高，为（25.92±5.95）%。

2、不同品种大米糊化特性

不同品种大米的糊化参数如表4所示。大米经过RVA测试得到糊化曲线，由曲线可得到7 个参数值，分别为峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、回生值、峰值时间和糊化温度。其中崩解值是峰值黏度和谷值黏度的差值，体现糊化的差异，回生值是最终黏度和谷值黏度的差值，体现短期老化回生的差异。结果显示，峰值黏度最高为‘南粳46’（（5 057.0±41.3）cP），谷值黏度最高为‘特优582’（（2 922.0±195.4）cP），崩解值最高为‘南粳46’（（2 939.0±60.7）cP），最终黏度最高为‘特优582’（（4 945.0±73.2）cP），回生值最高为‘中嘉早17’（（2 240.0±40.6）cP），糊化温度最高为‘Y两优1号’（（81.17±0.45）℃）。

3、不同品种大米制得米饭的质构及气味特性

如表5所示，不同品种的米饭在硬度、胶着度、咀嚼度方面差异较大，在弹性、黏聚性和回复性方面差异较小，所有米饭中，‘特优582’硬度、胶着度、咀嚼度、黏聚性和回复性均最高，分别为（3 488.09±180.35）g、（1 774.04±196.93）g、（997.92±191.25）g、0.51±0.03和0.22±0.01，‘桂育9号’和‘吉粳88’弹性最大，为0.63±0.01。不同品种之间质构参数差异性较大，说明不同地域出产的大米所制备的米饭之间存在差异性。经过比较，‘特优582’的硬度、黏聚性和咀嚼度等质构指标都优于其他大米品种，综合品质较优。将不同品种米饭的硬度进行聚类分析，结果如图1所示。聚类距离为5～10时，米饭的硬度可被分为3 个亚类，‘沈农265’、‘宁粳43’、‘吉粳88’、‘兆香1号’、‘Y两优1号’、‘南粳46’、‘特优582’、‘宁81’、‘辽星1号’为一类，‘武运’、 ‘丰两优四号’、‘天优998’、‘桂育9号’和‘中嘉早17’为一类，‘天丰优316’为单独一类。说明品种间差异性导致了米饭硬度的差异性，差异性可能由特征组分含量不同导致。

米饭经过电子鼻传感器分析得到了12 个不同的挥发性成分，根据图2可以得出，不同品种的米饭挥发性气味组分大致相同，在含量方面存在差异。将测得的12 个成分进行主成分分析，如图3所示，主成分1和主成分2的累计贡献率达到98%，根据主成分1和主成分2，可以将15 种大米按照米饭气味分类，‘天优998’、‘兆香1号’和‘丰两优四号’可以根据气味与其他品种米饭得到明显区分。不同类别之间的米饭有部分重叠，说明重叠部分的米饭品种在气味方面有一定的相似性。

4、不同品种大米外观品质和组分含量与其糊化特性的相关性

不同品种大米外观品质及组分含量与其糊化特性的相关性如表6所示，根据Pearson相关系数分析，发现水分质量分数和灰分质量分数与峰值黏度显著正相关，水分质量分数与糊化温度显著负相关，说明水分质量分数高的样品更易于吸水膨胀糊化，颗粒破裂达到糊化峰值。蛋白质量分数和脂肪质量分数与峰值黏度显著负相关，这与张宏等的研究结果相同。

5、不同品种大米外观品质和组分含量与米饭质构之间的相关性

大米外观品质及组分质量分数与米饭质构各指标间的相关性分析如表7所示，水分质量分数与米饭的硬度显著正相关，这是因为对于水分质量分数较低的大米，在初期因蒸煮发生糊化时，米粒吸水不均导致腹部和背部产生体积差，使得米粒破裂，淀粉粒从裂缝流出，米饭的硬度、黏度和弹性等均会随之下降。脂肪质量分数与硬度、黏聚性、胶着度、咀嚼度和回复性显著负相关。脂肪质量分数高，米饭硬度偏小，这是因为脂肪不利于淀粉的糊化膨胀，导致米饭吸水率低、偏硬，影响食味品质，因此大米脂肪与米饭的质构指标如硬度、黏聚性和咀嚼度等呈负相关。垩白粒率与硬度、黏聚性和胶着度显著正相关，与回复性极显著正相关。

结 论

通过对15 种不同品种大米的表观物理品质、组分含量和气味组成进行了测定和差异性分析，继而分别考察了大米表观物理品质、组分含量与大米糊化性质、米饭质构性质之间的相关性。结果表明，大米的品种之间各组分含量差异较大且对其品质有不同程度的影响，其中蛋白质和淀粉质量分数影响最为显著。组分中总蛋白质量分数、清蛋白质量分数、球蛋白质量分数、醇溶蛋白质量分数、谷蛋白质量分数、直链淀粉质量分数差异较大，变异系数分别为10.84%、30.33%、12.36%、18.12%、26.18%和23.73%。不同品种的米饭挥发性气味组成大致相同，在含量方面存在差异。蛋白质对大米的糊化和老化有阻碍作用，但是有利于水分在老化期间的均匀分布；淀粉质量分数高则有利于形成氢键和稳定的结构，增加凝胶的强度。‘特优582’的硬度、黏弹性和咀嚼度等质构指标都优于其他大米品种，综合品质较优。‘南粳46’、‘兆香1号’、‘吉粳88’、‘宁81’和‘辽星1号’等热稳定性较差，在加热吸水过程中，颗粒更易破损，更易吸水糊化，糊化温度也相对较低，这类品种的大米在加工时应注意控制水量。‘特优582’、‘中嘉早17’、‘天优998’这类大米回生值较高，更易老化，老化后氢键数量增多，凝胶强度增加，适合需凝胶性强一些的制品。

本文《不同品种大米组分含量与米饭加工品质特性的关系》来源于《食品科学》2020年41卷23期35-41页，作者：李枝芳，姚轶俊，张磊，王立峰。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20191029-327。

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修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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