好吃的稻米种出来

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 任万军及团队在水稻试验田(任万军供图)

“水稻是我国主要口粮作物之一,全国超60%的人口以稻米为主食。可以说,高产与优质是水稻生产永恒不变的主题。”四川农业大学农学院教授任万军接受《中国科学报》采访时表示。

近日,任万军团队在《食品凝胶》《食品化学》相继发表研究论文,探究籼稻米和再生稻米食味品质机理,为优质籼稻和再生稻的品种选育和栽培技术改良提供了新思路。

稻米品质是重要课题

随着我国社会经济的发展和人民生活水平的日益提高,人们对大米品质要求愈来愈高。在任万军看来,水稻生产必须在保障产量的基础上,更加注重品质提升。因此稻米品质研究事关国计民生,意义十分重大。

以再生稻为例。再生稻在我国已有1700多年历史,至今仍在四川、湖北、福建等南方稻区大面积推广应用。这是一种绿色、资源高效、省工节本的水稻生产技术,人们利用它可多收获4.5~6.0吨/公顷的水稻。

与头季稻相比,人们普遍认为再生稻稻米品质更优,但再生稻稻米品质好的原因尚不明确。

“我们的研究就从淀粉精细结构的角度解释了为什么再生稻更好吃。相关研究结果有助于提高再生稻在食品行业中的应用,并为优质再生稻品种选育和栽培技术改良提供参考。”任万军说。

籼稻食味研究也是如此。籼稻和粳稻是栽培稻的两大类型。我国籼稻产量居世界第一,长江上游正是典型的籼稻产区。米粒狭长的籼稻、米粒短而粗的粳稻,谁的口感更佳?为什么?在水稻生产季节,气候条件的复杂变化对稻米品质有怎样的重要影响?

任万军表示,“稻米的食味品质是品种选育和种植过程中必须面对的重要课题。我们希望通过科学研究作出相应的回答。”

食味品质源自哪

淀粉是稻米的最大组分,可占稻米干重的90%以上,是决定稻米品质的最主要因素。两篇论文均以淀粉品质为核心,通过对淀粉组分和理化特性的测定,解析再生稻和籼稻米食味品质变化的原因。

再生稻米一文从淀粉结晶度、分子量、颗粒和链长分布等角度,系统解析了再生稻稻米淀粉精细结构和理化特性变化规律。

该文第一作者、四川农业大学农学院青年教师邓飞解释道,与头季稻相比,再生稻稻米具有更高的直链淀粉和总淀粉含量,但支链淀粉和蛋白质含量显著降低。

此外,再生稻还提高了稻米淀粉的多分散性、分支度及支链淀粉fa和fb1链所占比例,降低了淀粉粒度、结晶度及支链淀粉fb2和fb3链所占比例,进而导致稻米淀粉膨胀力、水溶性指数及糊化特性的改变,最终提高了米饭的硬度,降低了米饭黏性。

在机插籼稻米的研究中,团队通过对36个籼稻品种分别在四川、云南、贵州地区机插种植后的化学成分、凝胶化水平(RVA值)和食味值的测定分析,阐明3种食味评价方法之间的内在联系。

稻米的主要成分是蛋白质和直链淀粉,其与食味值有显著相关性。研究中,蛋白质、蛋白质加上直链淀粉分别解释了38.6%和62.1%食味值的变异。蛋白质、直链淀粉和支链淀粉含量影响稻米的RVA值。蛋白质含量主要通过峰值黏度、崩解值、消减值和糊化温度影响稻米的食味值。RVA值解释了60.5%的食味值变化。

根据稻米食味值,研究人员将西南地区36个主栽籼稻品种划分为3个食味类型。高食味类型的平均食味值为72.76,中食味类型为68.2,低食味类型为61.7。

该文第一作者、四川农业大学农学院博士后陈虹介绍:“高食味品质的品种直链淀粉和蛋白质含量低,峰值粘度和崩解值高,热浆黏度、回复值和最终黏度低。”

由于水稻种植过程中灌浆期温度和日照时数的相对差异,同一品种的蛋白质和直链淀粉含量因生态区而异。研究发现,这些差异影响了RVA值中的崩解值、消减值、峰值黏度、冷胶黏度、热浆黏度和糊化温度,并解释了食味值的相对差异。

探索栽培改进品质

改善淀粉RVA值,需要对品种、生态环境以及栽培措施等因子进行综合考虑。

“我们针对再生稻的研究发现,相较头季稻,再生稻稻米直链淀粉含量增加,且米饭硬度增加、黏性降低。而人们普遍偏好直链淀粉含量较低的软黏稻米。”任万军说。

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