全 文 ：第28卷 第3期 作　物　学　报 V ol. 28, N o. 3
2002 年5月　 363～ 368页 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA pp. 363～ 368　M ay, 2002
早籼水稻垩白部位淀粉的蒸煮食味品质特征Ξ
程方民1　钟连进1　舒庆尧2　黄华宏1　石春海1　吴　平
(1浙江大学农业与生物技术学院农学系, 浙江杭州 310029; 2 浙江大学农业与生物技术学院核农研究所, 浙江杭州 310029)
摘　要　以5个典型品质类型的早籼品种为材料, 利用差示扫描量热分析仪 (D SC) 和淀粉粘度测定仪 (RVA ) 分析了稻
米垩白与无垩白部位淀粉在热糊化特性和粘滞性等蒸煮食味品质指标上的差异。结果发现: 垩白部位淀粉糊化时的起
始温度 (To)、峰值温度 (Tp ) 和终结温度 (T c) 普遍高于相同品种 (材料) 的无垩白米粉, 且糊化过程所需的热焓 (% T ) 也
显著增加, 两者在D SC 热谱曲线间的差别非常清晰; 垩白样品与无垩白样品相比, 崩解值偏低、表观直链淀粉含量偏
高, 而消碱值、回冷恢复值等指标的变化较复杂, 但总的来看, 两者间在RVA 特征值和表观直链淀粉含量上的差异规
律不明显。
关键词　水稻; 垩白; 蒸煮食味品质; D SC; RVA
中图分类号: S511. 101　　　文献标识码: A
Studies on the Cook ing and Ea ting Qua l ity Properties in Cha lky M illed Gra in s of
Early Ind ica R ice
CH EN G Fang2M in1　ZHON G L ian2J in1　SHU Q ing2Yao2　HUAN G H ua2Hong1　SH I Chun2H ai1
WU P ing
(1 D epartm ent of A g ronom y College of A g ronom y and B iolog ical T echnique, Z hej iang U niversity , H angzhou, China 310029; 2 Institu te of A tom ic
N uclear A g riculture, College of A g ronom y and B iolog ical T echnique, Z hej iang U niversity , H angzhou 310029 China)
Abstract　 T he R ap id visco2analyzer (RVA ) and D ifferen tial Scann ing Calo rim etry (D SC ) w ere used to
determ ine the differences of gelatin ization and pasting p roperties betw een chalky and non2chalky translucen t
part starch of rice grain using 5 typ ical early2ind ica varieties. T he result show ed: the shape of D SC curves fo r
starch in the chalky position and non2chalky position on the grain s varies sign ifican tly. Compared w ith the non2
chalky position of m illed grain s, the chalky position starch had h igher onset temperature (T o ) , h igher peak
temperature (T p ) , and h igher final temperature (T c) h igher gelatin ization en thalpy (% T ) , indicating its bad
cook ing quality; how ever, their difference in the characteristics of RVA viscosity curves and apparen t am ylose
con ten t (AA C) betw een the chalky position and non2chalky position starch w ere no t as sign ifican t as in D SC
though the chalky position w as show n sligh tly low er breakdow n and h igh AA C.
Key words　O ry za sativa L. ; Pasting p roperties; Palatability; Chalk iness; D SC; RVA
　　稻米胚乳中的不透明部分称之为垩白, 它是评
价稻米品质优劣的一项重要指标。具有垩白的米
粒, 其背腹径及横径的硬度都小[ 1, 2 ]。现已明确, 这
主要是由胚乳内部淀粉粒呈光滑圆球状、粒间结构
排列疏松所致[ 3～ 6 ]。因而垩白米的透明度差, 碾米
时容易产生碎米, 严重地影响了稻米的碾米品质和
外观品质[ 2, 7, 8 ]。但是垩白对稻米的蒸煮食味品质是
否存在着影响, 现有的研究则少有涉及[ 9 ]。对同一
米粒垩白部位与无垩白部位间的淀粉理化特性差
异, 目前尚不清楚。为此, 笔者以5个典型品质类型
的早籼品种为材料, 利用差示扫描量热分析仪
(D ifferen tial Scann ing Calo rim etry, D SC) 和淀粉粘Ξ 基金项目: 本研究得到国家自然科学基金 (39803250和30070435)的资助, 浙江大学高分子材料与化学工程国家重点实验室为部分实验
提供方便, 在此表示感谢。
作者简介: 程方民 (19632　) , 男, 陕西省韩城市人, 浙江大学农学系副教授, 博士, 主要从事水稻生理生态方向研究。E2m ail:
Chengfm @m ail. hz. zj. cn
Received on (收稿日期) : 2001202223, A ccep ted on (接受日期) : 2001206220
度测定仪 (R ap id V isco A nalyser, RVA )对垩白与无
垩白部位淀粉在热糊化特性和粘滞性等蒸煮食味品
质指标上的差异进行了比较分析。现报道如下:
1　材料与方法
1. 1　试验材料
选用5个米质水平不同的早籼品种, 包括优质
早籼品种舟优903、嘉早935, 中质早籼品种浙733,
劣质早籼浙辐802和广陆矮4号, 2000年早季种植于
浙江大学华家池试验农场, 成熟收获时取约500 g
～ 800 g 稻谷作为供试材料, 风干、脱壳、去糙后,
用锋利的单面刀片逐一将这些精米米粒中的垩白部
位与无垩白透明部位分开, 然后将从不同米粒中得
到的垩白碎米或无垩白透明碎米混合在一起磨粉,
分别得到测试所用的垩白部位样品和无垩白部位样
品。
1. 2　糊化温度和糊化过程中热力学特性的测定
用D SC 测定试样糊化温度和糊化过程中的热
焓变化。主要步骤如下: 称取干燥的样品2. 5 m g,
加入5. 0 mL 的去离子水 (样品÷水= 1÷ 2) , 以铝制
样品盘密封后置于冰箱 (4℃) 过夜平衡, 在测试前
从冰箱中取出, 回温1 h, 然后放入差示扫描量热分
析仪 (Perk in E lm er PC Series D SC7) 中开始测定,
以空盘为参考样品, 升温速率为10. 0℃öm in, 温度
范围为40℃～ 110℃, 得到试样的 D SC 热效应曲
线, 其特征参数包括淀粉糊化时的热焓 (% T )变化、
起始温度 (T o)、峰值温度 (T p ) 及终结温度 (T e)。测
定时每样品重复2次)。
1. 3　淀粉粘滞性 (RVA) 和表观直链淀粉含量的测
定
利用澳大利亚N ewport Scien tific 仪器公司生
产的 32D 型 RVA 仪器测定。用 TCW ( T herm al
Cycle fo r W indow s) 配套软件进行分析。其主要步
骤及试验的有关参数设计是, 取3. 000 g 经100目过
筛后的米粉样品, 置测定杯中, 加25. 00 mL 蒸馏
水, 拌成糊状后, 打开仪器测定。在测定过程中,
搅拌器开始10S 内的转动速度为960 röm in, 然后保
持在160 röm in。罐内的温度变化参数为: 50℃下保
持1 m in, 之后以12. 0℃öm in 的速度升温到95℃,
达最高温度95℃后保持2. 5 m in, 然后以12. 0℃ö
m in 的同样速度降温, 终止温度为50℃。测定时,
每样品重复2次。
淀粉的粘滞性用以 RVU 为单位的粘滞性谱
(RVA )来表示, 其中最高粘度 (Peak V iscosity)、热
浆粘度或最低粘度 (Ho lding Strength )、崩解值
(B reakdow n, 最高粘度与热浆粘度之差)、最终粘
度或冷胶粘度 ( F inal V iscosity )、回冷恢复值
(Consistence, 最终粘度与热浆粘度之差)、消碱值
(Setback, 最终粘度与最高粘度之差)是反映不同样
品RVA 谱差异的几个重要的特征值。
表观直链淀粉含量的测定采用碘蓝比色法, 按
农业部部颁标准N Y147288进行, 每样品3次重复。
2　结果与分析
2. 1　糊化温度和糊化过程中热焓变化的差异
将垩白部位米样的淀粉D SC 热谱与同一品种
无垩白米样的淀粉D SC 热谱相比较 (见图1～ 图
图1　劣质早籼品种浙辐802的垩白米样与
无垩白透明米样的DSC 热谱曲线比较
F ig. 1　Comparison of DSC therm al curves betw een chalk iness
and no2chalk iness for Zhefu 802
图2　优质早籼品种舟优903的垩白米样与
无垩白透明米样的DSC 热谱曲线比较
F ig. 2　Comparison of DSC therm al curves betw een chalk iness
and no2chalk iness for Zhouyou 903
463　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　28卷
图3　中质早籼品种浙733的垩白米样与
无垩白透明米样的DSC 热谱曲线比较
F ig. 3　Comparison of DSC therm al curves betw een chalk iness
and no2chalk iness for Zhe 733
3) , 可以发现, 两者间的曲线特征差异相当明显。
主要表现在, 垩白样品发生热能突变的温度均高于
相同品种的无垩白透明米样品, 且其吸收热能的峰
值也高于后者。不同品种类型之间除两者间的差异
幅度不同外, 所表现出的规律是完全一致的。这说
明垩白部位淀粉粒的结晶化度较高, 普遍存在着难
以糊化的基本特性。
从表1中D SC 曲线的特征值可进一步得知, 除
品种嘉早935的垩白米样的糊化起始温度 (T o ) 略低
于其无垩白的米粉样品外, 垩白部位淀粉的糊化起
始温度 (To )、糊化峰值温度 (Tp ) 和糊化终结温度
(T c) 均高于同一品种无垩白透明部位样品, 其差异
普遍达极显著或显著水平。从表1中可见, 供试5个品
种垩白部位淀粉在糊化过程中所需的热焓 (% T ) 变
化比同一品种的无垩白部位增加1. 03～ 3. 44J ög, 按
百分比计算, 热焓的增加幅度达10. 16%～ 43. 22%。
这一研究结果揭示, 垩白部位淀粉样品与无垩白的
透明部位相比, 即使其糊化的起始温度低于后者, 但
在其它糊化温度指标如峰值温度 (T p ) 和终结温度
(T c) 上也会高于后者, 糊化过程所需的热焓明显增
加。反映出垩白的存在对淀粉的糊化过程具有抑制
作用, 且不同类型品种间的表现也较为一致。
表1　各供试品种垩白米粉与无垩白透明米粉样品间的DSC 热谱曲线参数差异
Table 1　D ifference of DSC thermal parameters between chalky and no-chalky sample
品种
V ariety
样品垩白状况
Chalk iness T rait
起始温度℃
To (℃)
峰值温度℃
Tp (℃)
终结温度℃
T e (℃)
热焓变化% T (Jög)
浙辐802 无垩白 No2chalk iness 64. 56±0. 08 72. 63±0. 10 84. 10±0. 12 9. 01±0. 05
Zhefu802 垩白 Chalk iness 68. 65±0. 14 74. 24±0. 15 86. 10±0. 17 10. 47±0. 07
差值D ifference 4. 093 3 1. 613 3 1. 203 3 1. 463 3
广陆矮4 无垩白 No2chalk iness 63. 61±0. 12 70. 58±0. 09 83. 86±0. 13 9. 46±0. 04
Guanglu′ai4 垩白 Chalk iness 66. 35±0. 07 73. 27±0. 11 92. 01±0. 07 11. 05±0. 05
差值D ifference 2. 743 3 2. 693 3 8. 153 3 1. 593 3
舟优903 无垩白 No2chalk iness 60. 77±0. 12 65. 62±0. 11 82. 60±0. 08 8. 11±0. 03
Zhouyou903 垩白 Chalk iness 66. 48±0. 09 74. 26±0. 07 87. 12±0. 07 10. 58±0. 06
差值D ifference 5. 713 3 8. 623 3 4. 523 3 2. 473 3
嘉早 935 无垩白 No2chalk iness 70. 54±0. 18 74. 91±0. 16 86. 68±0. 14 7. 96±0. 04
J iazao935 垩白 Chalk iness 67. 93±0. 07 75. 67±0. 05 88. 61±0. 08 11. 40±0. 02
差值D ifference - 2. 613 3 0. 763 1. 933 3 3. 443 3
浙733 无垩白 No2chalk iness 68. 26±0. 16 74. 50±0. 12 86. 39±0. 18 10. 14±0. 10
Zhe733 垩白 Chalk iness 71. 46±0. 09 75. 39±0. 10 86. 91±0. 13 11. 17±0. 09
差值D ifference 3. 203 3 0. 893 0. 52 1. 033 3
　注1: 标准数据为两次重复的平均值±标准误M ean of dup licate values± standard deviation;
　注2: 3 3 表示达1% 显著水平 Significance level at 1% ; 3 表示达5% 显著水平 Significance level at 5%
2. 2　淀粉粘滞性 (RVA) 和表观直链淀粉含量的差
异
将同一品种垩白部位米样与无垩白部位米样的
淀粉粘滞性 (RVA )谱相比较 (图4～ 图8) , 则不难发
现, 两者的 RVA 曲线的轮廓非常相似, 除同一温
度下的粘滞度高低略有差异外, 两条曲线的变化趋
势几乎是平行的。由于 RVA 谱与稻米食味品质特
性的联系主要是反映在曲线的趋势特征而不是粘滞
度的绝对值上[ 10～ 12 ] , 上述现象说明, 垩白米样与
无垩白米样在RVA 谱上表现出的食味特征差异不
5633期　　　　　　　　　　　　　　程方民等: 早籼水稻垩白部位淀粉的蒸煮食味品质特征　　　　　　　　　　　　　
图4　浙辐802垩白与无垩白部位的淀粉RVA 谱
F ig. 4　RVA p rofiles of chalk iness and No2chalk iness for Zhefu802 图5　广陆矮4号垩白与无垩白的部位的淀粉RVA 谱F ig. 5　RVA p rofiles of chalk iness and No2chalk iness for Guanglu′ai4
图6　舟优903垩白与无垩白部位的淀粉RVA 谱
F ig. 6　RVA p rofiles of chalk iness and No2chalk iness for Zhouyou903 图7　嘉早935垩白与无垩白部位的淀粉RVA 谱F ig. 7　RVA p rofiles of chalk iness and No2chalk iness for J iazao935
图8　浙733垩白与无垩白部位的淀粉RVA 谱
F ig. 8　RVA p rofiles of chalk iness and no2chalk iness for Zhe733 图9　5个品种垩白部位的淀粉RVA 谱F ig. 9　RVA p rofiles of chalky section for 5 varieties
663　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　28卷
大。这与品种间的 RVA 谱差异形成了鲜明的对比
(图9)。在图9中, 5个品种间的RVA 谱曲线的趋势
差异十分明显。舟优903和嘉早935的最高粘滞度与
最低粘滞度的差异幅度远大于广陆矮4号和浙辐
802, 可见品种间的差异要明显超过垩白部位与无
垩白部位间的食味特征差异。即使垩白样品, 优质
早籼品种的优质食味品质特征也能在RVA 谱的曲
线趋势上清晰地反映出来。这说明浙辐802和广陆
矮4号等品种的劣质食味特性也并非一定是由于其
垩白度过高所引起的。
从表2中可见, 就表观直链淀粉含量而言, 浙
辐802、广陆矮4号和浙733三个品种的垩白部位与
无垩白样品差异不显著, 而舟903、嘉早935两个品
种的垩白样品则高于同一品种的无垩白样品。考虑
到舟903、嘉早935均属于低直链淀粉含量类型品
种, 笔者认为, 垩白样品在这一品质指标上的表现
也并不比无垩白样品差。从表2中RVA 谱的特征值
来看, 垩白样品与同一品种的无垩白样品相比, 除
崩解值普遍偏小外, 两者在最高粘度、热浆粘度、
消碱值、恢复值等几个指标上的差异均未表现出一
定的规律性。与上述D SC 热力效应相比, 品种之间
表现不一。可见垩白与稻米食味特征间的关系可能
较为复杂, 但总的来说, 垩白对稻米食味特征的影
响程度远不如其对糊化特征的影响明显。
表2　各供试品种垩白米粉与无垩白透明米粉样品间的 RVA 特征值及表观直链淀粉含量的差异3
Table 2　D ifference of RVA prof ile character istics va lue and AAC between chalky and no-chalky sample3
品种
V ariety
垩白有无
Chalk iness or
No2chalk iness 表观直链淀粉含量AAC (% ) 淀粉RVA 特征值 Characteristics value of RVA p rofile最高粘度PV 热浆粘度HS 崩解值B reakdow n 最终粘度FV 恢复值Consistence 消碱值Setback
浙辐802
Zhefu802
无垩白
垩白
23. 81±0. 33a
24. 67±0. 51a
279. 41a
251. 45b
237. 06a
213. 38b
42. 35a
38. 07b
343. 75a
322. 13b
106. 69a
108. 75a
64. 34a
70. 68b
广陆矮4
Guangluai4
无垩白
垩白
24. 52±0. 17b
24. 23±0. 38b
286. 17c
275. 56d
258. 14c
246. 76d
28. 03c
28. 79c
349. 72c
332. 64d
91. 58c
85. 88d
63. 55c
57. 09d
舟优903
Zhou903
无垩白
垩白
15. 50±0. 23c
18. 63±0. 21d
242. 63e
249. 06f
159. 01e
172. 71f
83. 62e
76. 35f
248. 91e
280. 12f
89. 90e
107. 41f
6. 28e
31. 06f
嘉早935
J iazao935
无垩白
垩白
13. 53±0. 24e
15. 49±0. 36f
278. 75g
268. 27h
186. 55g
193. 11g
92. 20g
75. 16h
274. 89g
310. 06h
88. 34g
116. 95h
- 3. 86g
41. 79h
浙733
Zhe733
无垩白
垩白
23. 78±0. 27g
23. 45±0. 55g
293. 70 i
279. 01 j
235. 58 i
224. 24 j
58. 12 i
54. 77 j
358. 27 i
327. 94 j
122. 69i
103. 70i
64. 49i
48. 93i
　3 各品种同一列数值标以相同字母者表示差异不显著 (P> 0. 05) , 标以不同字母者表示差异显著 (P< 0. 05)
　3 V alues w ith in co lum n w ith the sam e superscrip ts didn′t differ significantly (P> 0. 05) , those w ith different superscrip ts differed significantly
(P< 0. 05)
3　讨论
D SC 是通过对试样进行温度扫描来测量其糊
化过程中的热力学效应, 它能准确、迅速地反映出
糊化过程中淀粉的质量与数量变化[ 13, 20 ]。其中热焓
大小反映了淀粉整体的结晶化度[ 14 ] , 在分子水平
上, 涉及到淀粉晶体中胶束状支链淀粉双螺旋分子
结构的解旋和分散, 及氢键断裂后与溶液中的水发
生水合反应等过程[ 15, 16 ]。因而与淀粉颗粒的大小、
形态、化学组成都有一定的关系[ 17～ 19 ]。从本研究的
试验结果来看, 垩白部位淀粉与无垩白部位淀粉相
比, 除个别品种的糊化起始温度 (To ) 略低于后者
外, 其糊化过程中的峰值温度 (T p )、终结温度 (T e)
和热焓值均明显高于同一品种的无垩白样品, 其中
以热焓值的增加幅度最大, 5个品种平均增加
10. 16%～ 43. 22%。这一现象说明, 不论品种类型
如何, 垩白部位的淀粉普遍存在难以糊化的特性。
反映在淀粉粒的结构特征上, 垩白部位的淀粉粒的
结晶化程度可能要高于无垩白部位, 内部胶束状的
支链淀粉双螺旋结构也更为坚固, 因而完成糊化过
程所需的热焓较高。这实际上与前人关于垩白部位
淀粉粒间的排列结构较为疏散[ 4, 5 ]的报道并不矛盾,
而是就单个淀粉粒的内部结构而言。
早籼稻米的垩白程度高、食味品质不佳, 是我
国南方早籼水稻品种在品质上普遍存在的两个主要
缺陷[ 22 ]。从目前我国稻米品质的现状看, 垩白化程
度高的品种, 其蒸煮食味品质一般均较差[ 22, 23 ]。即
使同样的早籼品种, 翻秋种植后的垩白度较小, 同
时其食味品质也明显变好[ 24 ]。多品种、多播期试验
结果的统计分析也表明两者间可能存在着一定的联
7633期　　　　　　　　　　　　　　程方民等: 早籼水稻垩白部位淀粉的蒸煮食味品质特征　　　　　　　　　　　　　
系[ 25 ]。本研究通过对垩白与相同品种无垩白部位间
的表观直链淀粉含量测定和淀粉粘滞度 (RVA ) 谱
分析发现, 浙辐802、广陆矮4号和浙732垩白部位
的表观直链淀粉含量与无垩白部位差异不显著, 而
舟903、嘉早935则高于后者。从这一指标上看, 垩
白米不比无垩白米差。RVA 谱是与稻米蒸煮食味
品质有着密切联系的另一重要的理化指标, 尤其是
在评价相似表观直链淀粉含量稻米的食味差异上有
着重要的意义[ 12, 26, 27 ]。食味优质的稻米, 其崩解值
一般较大, 而消碱值和回冷恢复值较小[ 10, 12 ]。从本
研究的试验结果看, 同一品种垩白部位与无垩白部
位的淀粉RVA 谱的曲线特征非常接近, 两者在最
高粘度、热浆粘度、冷胶粘度、消碱值、回冷恢复
值等诸指标上均无规律性差异。虽然垩白样品的崩
解值也呈现出低于无垩白样品的趋向, 但其幅度远
不及品种间的差异明显。可见垩白米对蒸煮食味品
质的影响可能主要表现在糊化过程中的热焓变化等
特征上, 而与稻米食味的关系不大, 两者间的关系
可能较为复杂。因此, 笔者认为早籼水稻在灌浆结
实期高温下垩白化程度增加, 并非一定是高温下食
味品质不佳的原因, 而很可能是两个平行的结果。
这在今后的品质改良工作中须值得注意。
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