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不同品种小米的直链淀粉含量与快速黏度分析仪谱特征值关系研究



全 文 :31※基础研究 食品科学 2010, Vol. 31, No. 15
不同品种小米的直链淀粉含量与快速
黏度分析仪谱特征值关系研究
刘 辉,张 敏 *
(东北农业大学食品学院,黑龙江 哈尔滨 150030)
摘 要:采用快速黏度分析仪(RVA)分析全国 27个小米品种的RVA谱线和各特征值间的相关性。结果表明:小
米品种间的RVA谱特征值差异显著,小米衰减值的测定对于小米的品种鉴别具有较强的区分能力;直链淀粉含量
与衰减值呈极显著负相关,与回生值呈极显著的正相关。可以利用直链淀粉含量并辅助RVA谱特征值进行小米品
质的鉴定。
关键词:小米;糊化特性;直链淀粉含量;R V A 谱
Relationships between Amylose Content and Gelatinization Characteristics of Different Varieties of Millet
LIU Hui,ZHANG Min*
(College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China)
Abstract :Rapid visco analyzer was used to analyze the RVA spectra of 27 millet varieties and correlations among RVA
eigenvalues were explored. The results showed that there was a significant difference in RVA eigenvalues among different millet
varieties. The measurement of millet attenuation values provided an effective discrimination for 27 millet varieties. Amylose
content was negatively correlated with attenuation values but positively correlated with retrogradation values. Therefore, RVA
determination combined with amylose content provides a good approach for the identification of millet quality.
Key words:millet;gelatinization characteristics;amylose content;RVA spectrum
中图分类号:TS210.1 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2010)15-0031-03
收稿日期:2010-03-10
基金项目:“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAD02B02-03-01)
作者简介:刘辉(1984—),女,硕士研究生,研究方向为农产品加工与贮藏。E-mail:haitun999@163.com
*通信作者:张敏(1972—),女,教授,博士,研究方向为农产品加工与贮藏。E-mail:xzm7777@sina.com
小米,又称粟,原产于我国,栽培历史悠久,早
在两千多年前的甲骨文中就记载了“神农五谷,粟居
其一”。同其他谷类相比,小米含有丰富的蛋白质、
脂肪,而且营养素配比较合理,人体消化吸收率高。
此外,一般谷类缺乏的色氨酸、V B 1、胡萝卜素等在
小米中含量亦较丰富。小米还具有良好的药用价值,可
以养胃健脾,是难得的滋补佳品[ 1 ]。
随着我国城乡居民生活水平的不断提高,人们对小
米产品的要求是颜色鲜艳、柔软可口、没有回生现象。
在优质谷子育种上,由仅注重外观品质转向理化指标与
外观品质并重,因此品质育种在作物育种中越来越受到
重视。在水稻、小麦等作物上利用快速黏度分析仪
(rapid visco analyzer,RVA)快速分析品质性状的研究报
道已有很多[ 2 - 3 ],但在小米中的应用很少。
目前用比色法测定的直链淀粉含量( a m y l o s e
content,AC)实际上包括了直链淀粉和支链淀粉的长链
B,因此又称表观直链淀粉含量( a pp a r e n t a my lo s e
content,AAC)[4]。AAC是决定稻米蒸煮与食用品质的
一项重要品质性状[5]。吴殿星[6]和胡培松等[7]研究认为,
RVA谱特征值与稻米理化品质指标AC关系密切。隋炯
明[8 ]和吴殿星等[6 ]还进一步提出了区分优质稻米品种的
RVA谱特征指标值。吴殿星等[6]另外还分析了不同 AC
水稻品种的RVA谱特征,较好地区分AC相似品种的优
劣。贾良等[9]的研究结果表明,RVA谱特征值与稻米理
化品质指标 AC、胶稠度间都存在极显著的相关性。王
丰等[10]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都具有较小的回生值,而食味
较差的品种则相反。由于 RV A 谱的测定操作简单、重
复性好、需样量少,因此,在谷物类作物的蒸煮与食
用品质评价以及优质品种的选育中具有重要的应用价值。
2010, Vol. 31, No. 15 食品科学 ※基础研究32
项目 峰值黏度 热浆黏度 最终黏度 衰减值 回生值
热浆黏度 0.822**
最终黏度 0.255 0.535**
衰减值 0.725** 0.270* - 0.251
回生值 - 0.189 0.036 0.863** - 0.454**
糊化温度 - 0.729** - 0.612** - 0.151 - 0.528** 0.182
表 2 小米 RVA谱各特征值的相关性
Table 2 Correlations among RVA spectral eigenvalues
注:** .极显著相关(P< 0.01);* .显著相关(P< 0 .05)。下同。
本实验利用快速黏度分析仪测试不同品种的小米,
对它们糊化特性的主要特征值进行比较分析,并对RVA
谱特征值与直链淀粉含量的相关性进行初步探讨,旨在
为今后小米的加工和育种工作提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
本研究采用全国 27个小米品种(赤谷 10、晋谷 21、
济谷 1 3、龙谷 3 2、公谷 6 8、长生 1 8、济谷 1 2、陇
谷 10、冀谷 19、冀谷 26、长农 0302、长生 0301、朝
谷 1 3、冀谷 2 2、陇谷 8、长生 0 4、晋谷 2 7、长农
3 5、赤谷 8、朝谷 1 2、延谷 1 2、陇谷 6、延谷 1 3、
龙谷 3 1、公矮 5、公矮 2、龙谷 2 5 )作为研究对象。
RVA仪 澳大利亚Newport Scientific仪器公司。
1.2 方法
1.2.1 淀粉黏滞特性分析
采用 RV A 仪快速测定淀粉黏滞特性,并用 TC W
(thermal cycle for windows)配套软件分析。测定按AACC
操作规程 61— 02,1995《快速黏度分析仪测定大米的
糊化特性》要求,即含水量为 14.0%时,样品量 3.00g,
蒸馏水 25.00mL。测定过程中,罐内温度变化如下:50℃
保持 1min,以 12℃/min上升到 95℃(3.75min),95℃
保持 2.5min,以后下降到 50℃(3.75min),50℃保持
1.4min。搅拌器起始 10s转动速度为 960r/min,之后保
持在 160r/min,产生峰值黏度、热浆黏度、最终黏度、
衰减值、回生值、糊化温度一系列特征值。
1.2.2 直链淀粉含量测定
按照GB/T 15683— 1995《稻米直链淀粉含量的测
定》进行测定。
1.2.3 统计分析
采用 SPSS统计软件进行数据统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同小米品种间RVA 谱特征值分析
表 1为测定的 27种小米品种 RVA特征值,峰值黏
度的变化范围为 918~2166cP,其中龙谷 25的峰值黏度
最小为 918cP,而晋谷 27的峰值黏度最大为 2166cP;热
浆黏度的变化范围为 706~1360cP,其中龙谷 25热浆黏
度最小为 706cP,而冀谷 19和济谷 13的热浆黏度最大,
均为 1360cP;最终黏度变化范围为 2079~3501cP,其
中公谷 68最终黏度最小为 2079cP,而龙谷 32最大为
3501cP;衰减值变化范围为 210~1175cP,其中龙谷 31
最小为 210cP,而晋谷 27为最大为 1175cP;回生值变
化范围为 1283~2596cP,其中晋谷 27最小为 1283cP,
而龙谷32最大为2596cP。糊化温度变化范围为74.75~89.7℃,
其中晋谷 27最小为 74.75℃,陇谷 8最大为 89.7℃。
品种名称
峰值黏 热浆黏 最终黏 衰减 回生 糊化温
度 /cP 度 /cP 度 / cP 值 / cP 值 / cP 度 /℃
赤谷 10 1611 1011 2539 600 1524 75.6
晋谷 21 1415 1094 2866 321 1772 81
济谷 13 2032 1360 2946 672 1586 77.95
龙谷 32 1226 905 3501 320 2596 82.9
公谷 68 1253 721 2079 532 1358 83.25
长生 18 1270 959 2981 310 2021 86.15
济谷 12 1525 1126 2476 398 1349 79.2
陇谷 10 1533 1280 3052 373 1934 79.9
冀谷 19 2014 1360 3317 472 1904 77.8
冀谷 26 1892 1201 2874 589 1571 76.75
长农 0302 1681 961 3461 479 2260 78.35
长生 0301 1314 963 3386 401 2456 80.06
朝谷 13 1271 1016 2895 308 1932 79.5
冀谷 22 1394 780 2430 648 1414 81.7
陇谷 8 1000 852 2484 220 1704 89.7
长生 04 1279 991 2727 427 1874 79.45
晋谷 27 2166 1055 2274 1175 1283 74.75
长农 35 1510 998 2890 455 1834 79.65
赤谷 8 1552 1358 2661 553 1662 76.35
朝谷 12 1978 992 3275 620 1917 78.9
延谷 12 1528 959 3062 536 2070 80.2
陇谷 6 1342 946 3159 382 2200 82.25
延谷 13 1499 951 2848 548 1896 83.87
龙谷 31 941 731 2734 210 2003 85.7
公矮 5 1602 1152 2855 450 1703 78.75
公矮 2 1601 1148 3037 453 1889 78.3
龙谷 25 918 706 2546 211 1839 83.1
总平均值 1494.33 1021.33 2865 469 1835.22 80.41
变异系数 0.23 0.25 0.26 0.43 0.19 0.05
表 1 27个小米品种的 RVA特征值
Table 1 RVA eigenvalues of 27 millet varieties
不同小米品种间 RVA 谱的特征值变化较大。6个
RVA谱特征值中变异系数最大的是衰减值,其次是最终
黏度、热浆黏度、峰值黏度、回生值,最小的是糊
化温度。变异系数反映了指标间的离散程度,说明小
米衰减值的测定对于小米的品种鉴别具有较强的区分能
力。不同品种小米间 RVA 谱特征值的差异,与小米品
种的地域差异及其他一些环境因素和施肥量等因素直接
相关[ 1 1 ]。
2.2 小米RVA谱特征值间的相关性
33※基础研究 食品科学 2010, Vol. 31, No. 15
种类 峰值黏度/cP热浆黏度/cP最终黏度/cP 衰减值/cP 回生值/cP糊化温度/℃
低AC组 1577.88 887.67 2832.67 508.00 1774.88 79.52
中低AC组 1485.50 1021.63 2883.75 462.31 1850.56 80.75
高AC组 1318.67 1070.88 2889.63 400.67 1914.33 80.98
RVA谱特征值与
-0.987** 0.966** 0.909** -0.996** 0.999** 0.930**
AC的相关系数
表 4 RVA谱特征值与直链淀粉含量的关系
Table 4 Relationships between RVA eigenvalues and amylose content
进一步分析小米 RVA谱各特征值的相关性,结果
见表 2所示。回生值和最终黏度呈极显著正相关,相关
系数高达 0.863;热浆黏度和峰值黏度呈极显著正相关,
相关系数达 0.822。在剩余指标中,衰减值和峰值黏度
呈极显著正相关;糊化温度和峰值黏度、热浆黏度、
衰减值呈极显著负相关。舒庆尧等[ 5]研究早籼米认为,
RVA谱特征值的峰值黏度、热浆黏度、最终黏度 3个基
本指标可以反映RVA谱的基本特征。Juliano[12]的研究表
明热浆黏度、最终黏度较大的小米品种的加工特性较
好。比较本实验中27个小米品种的RVA谱各特征值得出,
济谷 1 3 的热浆黏度较大为 1 36 0 c P,最终黏度较大为
2946cP;冀谷19的热浆黏度为1360cP,最终黏度为3317cP;
公矮 2的热浆黏度为 1148cP,最终黏度为 3037cP。
2.3 RVA谱特征值与直链淀粉的相关性
有研究表明,RVA 谱特征值之间的差异主要是由
于直链淀粉含量的差异引起的[13]。27个小米品种的直链
淀粉含量测定结果如表 3 所示。
值的负相关系数高达 0.996。即小米中的AC 高,则衰
减值小,而回生值大;若小米中的 A C 低,则衰减值
大,而回生值小。这期间的数学变化规律还有待进一
步的研究。
谷物中的直链淀粉含量是影响米饭适口性的重要因
素[13-15]。虽然选择较低的直链淀粉含量可在一定程度使
得稻米食味变佳,但稻米直链淀粉含量并非越低越好,
直链淀粉含量过低,煮成的米饭就会太黏、味淡、食
味差。一般,水稻品种要具备优良的食味,其直链淀
粉含量应中等适宜[16]。NY/T 5932— 2002《食用稻品种
品质》[17]中规定直链淀粉含量为 15%~20%时,可以达
到粳稻品质 1、2 级标准。本实验测定的小米品种中,
RVA谱表现较优的小米品种的直链淀粉含量基本在 25%≤
A C < 35 % 之间。有关小米的食味与淀粉含量间的关
系,有待进一步的研究。
3 结 论
小米品种间的 RVA谱特征值差异显著,其中变异
系数最大的是衰减值,其次是最终黏度、热浆黏度、
峰值黏度,回生值,最小的是糊化温度。小米衰减值
的测定对于小米的品种鉴别具有较强的区分能力。在小
米的 RVA 谱特征值中,回生值和最终黏度、热浆黏度
呈极显著正相关;糊化温度和峰值黏度、热浆黏度、
衰减值呈极显著负相关。小米的 AC与衰减值呈极显著
负相关,与回生值呈极显著的正相关。可以利用直链
淀粉含量并辅助 RVA谱特征值进行小米品质的鉴定。
参 考 文 献 :
[1] 陈正宏, 乐静, 沈爱乐, 等. 小米淀粉特性的研究[J]. 郑州粮食学院
学报, 1992, 3(2): 38-43
[2] 蔡一霞, 王维, 张组建, 等. 水旱种植下多个品种蒸煮品质和稻米RVA
谱的比较性研究[J]. 作物学报, 2003, 29(4): 508-513.
[3] 王海萍, 师凤华, 唐朝晖, 等. 一些小麦品种的淀粉特性分析[J]. 麦
类作物学报, 2007, 27(3): 479-482.
[4] TAKEDA Y, HIZUKURI S. Structures of rice amylopecins with low and
high affinities for iodine[J]. Carbohydrase, 1987, 168: 79-88.
[5] 舒庆尧, 吴殿星, 夏英武, 等. 稻米淀粉RVA谱特征与食用品质的关
系[J]. 中国农业科学, 1998, 31(3): 25-29.
[6] 吴殿星, 舒庆尧, 夏英武. 利用RVA谱快速鉴别不同表观直链淀粉
含量早籼稻的淀粉粘滞特性[J]. 中国水稻科学, 2001, 15(1): 57-59.
[7] 胡培松, 翟虎渠, 唐绍清, 等. Rapid evaluation of rice cooking and
palatability quality by RVA profile[J]. 作物学报, 2004, 30(6): 519-524.
[8] 隋炯明, 李欣, 严松, 等. Studies on the rice RVA profile characteristics and
its correlation with the quality[J]. 中国农业科学, 2005, 38(4): 657-663.
[9] 贾良, 丁雪云, 邓晓建, 等. 稻米淀粉RVA谱特征及其与理化品质性
状相关性研究[J]. 作物学报, 2008, 34(5): 790-794.
[10] 王丰, 程方民, 钟连进, 等. 早籼稻米RVA谱特性的品种间差异及其
温度效应特征[J]. 中国水稻科学, 2003, 17(4): 328-332.
[11] 李荫梅. 谷子育种学[M]. 北京: 中国农业出版社, 1997: 395-401.
[12] JULIANO B O. Rice grain quality: problems and challenges[J]. Cereal
Foods World, 1990, 35(2): 245-253.
[13] 杨晓蓉, 凌家煜. 不同类别大米糊化特性和直链淀粉含量的差异研
究[J]. 中国粮油学报, 2001, 16(6): 37-42.
[14] 舒庆尧, 吴殿星, 夏英武, 等. 稻米淀RVA谱特征的亚种间差异分析
[J]. 作物学报, 1999, 25(3): 279-283.
[15] 王润奇, 杜竹铭, 田明, 等. 沁州黄小米优质机理的初步研究[J]. 山
西农业科学, 1986(9): 5-7.
[16] 吴关庭, 李旭晨. 稻米食味的研究与改良[J]. 中国农学通报, 2000,
16(6): 21-24.
[17] 中华人民共和国农业部. NY/T 5932— 2002食用稻品种品质[S]. 北
京: 中国标准出版社, 2002.
依据直链淀粉含量的不同,将 27个小米品种分为
3类:低 AC品种(AC< 25%)、中低 AC品种(25%≤
AC≤ 35%)、高AC品种(AC> 35%);其中低AC品种
组共 3 个品种,中低 AC 品种组 16 个,高 AC 品种组
8个。分析 27个小米品种的直链淀粉含量与 RVA谱特
征值的相关性如表 4 所示。
由表 4 可见,随着小米 A C 的升高,衰减值、峰
值黏度减小,其他的特征值随 AC的升高而增大。这与
稻米研究中,RVA 谱特征值中最高黏度(峰值黏度)、崩
解值(衰减值)与 AC呈极显著负相关[14]的结论具有一致
性。相关系数分析表明,小米中的 AC 直接影响 RV A
谱线的各特征值大小,其相关系数都达到极显著的水
平,特别是与回生值的正相关系数高达 0.999;与衰减
品种名称 赤谷10 晋谷21 济谷13 龙谷32 公谷68 长生18 济谷12 陇谷10 冀谷19
直链淀粉含量 26.29 31.85 33.24 31.98 31.28 38.27 40.22 40.39 27.02
品种名称 冀谷26 长农0302 长生0301 朝谷13 冀谷22 陇谷8 长生04 晋谷27 长农35
直链淀粉含量 31.31 33.99 29.69 41.4 30.1 30.88 42.35 36.58 21.4
品种名称 赤谷8 朝谷12 延谷12 陇谷6 延谷13 龙谷31 公矮5 公矮2 龙谷25
直链淀粉含量 26.76 45.78 14.84 29.07 32.3 32.71 31.34 41.32 16.27
表 3 27个小米品种的直链淀粉含量
Table 3 Amylose contents of 27 millet varieties %