大米組分主要有澱粉、蛋白質、脂肪、水和微量元素等，不同品種大米的外觀品質（如堊白度、長寬比）以及內部組分含量具有顯著差異，對其糊化性質和米飯的質構品質均有不同程度影響。有研究表明，蛋白質會使大米吸水難度增加，不利於大米的糊化。此外，大米糊化過程中澱粉糊化吸熱會受到脂質鏈熔化吸熱的干擾，並且脂質會與直鏈澱粉或支鏈澱粉形成複合物放熱，降低澱粉的糊化焓。經快速粘度分析（RVA）測試，直鏈澱粉含量提高會導致大米擁有較高的回生值，直鏈澱粉含量低則會使大米有較高的糊化溫度和崩解值，並且吸水性指數也會提高。
南京財經大學食品科學與工程學院，江蘇省現代糧食流通與安全協同創新中心的李枝芳、姚軼俊、王立峰*等人在比較不同品種大米的組分含量和加工品質之間差異性的基礎上，透過系統分析組分含量與大米糊化特性和米飯質構的相關性，在多組分的前提下，研究對大米糊化特性和米飯質構品質影響最顯著的特徵組分並分析其相關性，為大米加工的適宜性研究提供理論參考，同時還可以反向指導作物育種，選育出具有特定加工用途的大米品種。
1、不同品種大米的外觀品質及各組分質量分數
15 種大米的表觀物理性質和組分含量如表1、2所示，各品種的變異係數如表3所示。可以看出，水分、灰分、脂肪平均質量分數分別為13。03%、1。43%和3。68%，變異係數均小於10%，說明在不同品種之間上述指標差異不明顯，相比較於其他組分，這類物質在大米中的含量相對較少。堊白是大米胚乳中白色不透明的部分，由胚乳澱粉粒之間存在空隙引起透光性改變所致。堊白度是大米中堊白部位的面積佔米粒投影面積的比例，是大米外觀品質的重要指標之一，不同品種之間的堊白度平均值為7。79%，變異係數96。27%，資料之間離散程度高，表明不同品種大米之間品質差異明顯，大米品質差異對米飯的品質特性和氣味特性會產生影響。
15 個品種大米的蛋白質量分數在（6。18±0。15）%～（8。98±0。12）%之間，平均值為7。89%，大米中的蛋白質按照溶解度不同分為水溶性清蛋白、鹽溶性球蛋白、醇溶性醇溶蛋白和鹼溶性谷蛋白4 級。其中清蛋白質量分數最低，平均值為0。34%，谷蛋白質量分數最高，平均值為6。80%，谷蛋白作為貯藏蛋白，是大米蛋白的主要組分。澱粉平均質量分數為69。24%，直鏈澱粉平均質量分數為17。10%。
蛋白質和澱粉是大米的兩大主要營養成分，大米的食用品質受其中蛋白質和直鏈澱粉含量影響較大。15 種大米的蛋白、澱粉質量分數之間存在明顯差異，品種、產地、環境等因素會導致大米組分含量有所改變。其他組分及物理品質指標中，‘遼星1號’水分質量分數最高，為（14。00±0。08）%；‘Y兩優1號’灰分質量分數最高，為（1。54±0。09）%；‘寧粳43’脂肪質量分數最高，為（4。00±0。05）%；‘兆香1號’蛋白質量分數最高，為（8。98±0。12）%；‘吉粳88’糙米率和精米率最高，分別為（20。13±0。23）%和（17。22±0。16）%；‘兆香1號’堊白粒率和堊白度最低，分別為（0。11±0。01）%和（0。15±0。01）%。
‘兆香1號’長寬比最高，為（3。83±0。16）%，是典型的秈型大米；‘寧粳43’清蛋白質量分數最高，為（0。52±0。04）%；‘沈農265’球蛋白質量分數最高，為（0。61±0。04）%；‘南粳46’醇溶蛋白質量分數最高，為（0。86±0。06）%；‘寧81’谷蛋白質量分數最高，為（6。62±0。50）%；‘Y兩優1號’澱粉質量分數最高，為（76。85±5。98）%；‘中嘉早17’直鏈澱粉質量分數最高，為（25。92±5。95）%。
2、不同品種大米糊化特性
不同品種大米的糊化引數如表4所示。大米經過RVA測試得到糊化曲線，由曲線可得到7 個引數值，分別為峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最終黏度、回生值、峰值時間和糊化溫度。其中崩解值是峰值黏度和谷值黏度的差值，體現糊化的差異，回生值是最終黏度和谷值黏度的差值，體現短期老化回生的差異。結果顯示，峰值黏度最高為‘南粳46’（（5 057。0±41。3）cP），谷值黏度最高為‘特優582’（（2 922。0±195。4）cP），崩解值最高為‘南粳46’（（2 939。0±60。7）cP），最終黏度最高為‘特優582’（（4 945。0±73。2）cP），回生值最高為‘中嘉早17’（（2 240。0±40。6）cP），糊化溫度最高為‘Y兩優1號’（（81。17±0。45）℃）。
3、不同品種大米制的米飯的質構及氣味特性
如表5所示，不同品種的米飯在硬度、膠著度、咀嚼度方面差異較大，在彈性、黏聚性和恢復性方面差異較小，所有米飯中，‘特優582’硬度、膠著度、咀嚼度、黏聚性和恢復性均最高，分別為（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號’和‘吉粳88’彈性最大，為0。63±0。01。不同品種之間質構引數差異性較大，說明不同地域出產的大米所製備的米飯之間存在差異性。
經過比較，‘特優582’的硬度、黏聚性和咀嚼度等質構指標都優於其他大米品種，綜合品質較優。將不同品種米飯的硬度進行聚類分析，結果如圖1所示。聚類距離為5～10時，米飯的硬度可被分為3 個亞類，‘沈農265’、‘寧粳43’、‘吉粳88’、‘兆香1號’、‘Y兩優1號’、‘南粳46’、‘特優582’、‘寧81’、‘遼星1號’為一類，‘武運’、 ‘豐兩優四號’、‘天優998’、‘桂育9號’和‘中嘉早17’為一類，‘天豐優316’為單獨一類。說明品種間差異性導致了米飯硬度的差異性，差異性可能由特徵組分含量不同導致。
米飯經過電子鼻感測器分析得到了12 個不同的揮發性成分，根據圖2可以得出，不同品種的米飯揮發性氣味組分大致相同，在含量方面存在差異。將測得的12 個成分進行主成分分析，如圖3所示，主成分1和主成分2的累計貢獻率達到98%，根據主成分1和主成分2，可以將15 種大米按照米飯氣味分類，‘天優998’、‘兆香1號’和‘豐兩優四號’可以根據氣味與其他品種米飯得到明顯區分。不同類別之間的米飯有部分重疊，說明重疊部分的米飯品種在氣味方面有一定的相似性。
4、不同品種大米外觀品質和組分含量與其糊化特性的相關性
不同品種大米外觀品質及組分含量與其糊化特性的相關性如表6所示，根據Pearson相關係數分析，發現水分質量分數和灰分質量分數與峰值黏度顯著正相關，水分質量分數與糊化溫度顯著負相關，說明水分質量分數高的樣品更易於吸水膨脹糊化，顆粒破裂達到糊化峰值。蛋白質量分數和脂肪質量分數與峰值黏度顯著負相關，這與張宏等的研究結果相同。
5、不同品種大米外觀品質和組分含量與米飯質構之間的相關性
大米外觀品質及組分質量分數與米飯質構各指標間的相關性分析如表7所示，水分質量分數與米飯的硬度顯著正相關，這是因為對於水分質量分數較低的大米，在初期因蒸煮發生糊化時，米粒吸水不均導致腹部和背部產生體積差，使得米粒破裂，澱粉粒從裂縫流出，米飯的硬度、黏度和彈性等均會隨之下降。脂肪質量分數與硬度、黏聚性、膠著度、咀嚼度和恢復性顯著負相關。脂肪質量分數高，米飯硬度偏小，這是因為脂肪不利於澱粉的糊化膨脹，導致米飯吸水率低、偏硬，影響食味品質，因此大米脂肪與米飯的質構指標如硬度、黏聚性和咀嚼度等呈負相關。堊白粒率與硬度、黏聚性和膠著度顯著正相關，與回覆性極顯著正相關。
結 論
透過對15 種不同品種大米的表觀物理品質、組分含量和氣味組成進行了測定和差異性分析，繼而分別考察了大米表觀物理品質、組分含量與大米糊化性質、米飯質構性質之間的相關性。
結果表明，大米的品種之間各組分含量差異較大且對其品質有不同程度的影響，其中蛋白質和澱粉質量分數影響最為顯著。組分中總蛋白質量分數、清蛋白質量分數、球蛋白質量分數、醇溶蛋白質量分數、谷蛋白質量分數、直鏈澱粉質量分數差異較大，變異係數分別為10。84%、30。33%、12。36%、18。12%、26。18%和23。73%。不同品種的米飯揮發性氣味組成大致相同，在含量方面存在差異。
蛋白質對大米的糊化和老化有阻礙作用，但是有利於水分在老化期間的均勻分佈；澱粉質量分數高則有利於形成氫鍵和穩定的結構，增加凝膠的強度。‘特優582’的硬度、黏彈性和咀嚼度等質構指標都優於其他大米品種，綜合品質較優。‘南粳46’、‘兆香1號’、‘吉粳88’、‘寧81’和‘遼星1號’等熱穩定性較差，在加熱吸水過程中，顆粒更易破損，更易吸水糊化，糊化溫度也相對較低，這類品種的大米在加工時應注意控制水量。‘特優582’、‘中嘉早17’、‘天優998’這類大米回生值較高，更易老化，老化後氫鍵數量增多，凝膠強度增加，適合需凝膠性強一些的製品。
本文《不同品種大米組分含量與米飯加工品質特性的關係》來源於《食品科學》2020年41卷23期35-41頁，作者：李枝芳，姚軼俊，張磊，王立峰。DOI：10。7506/spkx1002-6630-20191029-327。
