稻米品質(zhì)性狀與改良方向探討

商全玉，劉安晉*，楊秀峰，王 松，張習文，劉顯元，王 舒，吳俊彥

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院黑河分院，黑龍江 黑河 164300）

水稻是我國第一大糧食作物，播種面積約占全部糧食作物的33%，產(chǎn)量約占全部糧食的40%，是全國一半以上人口的主食，在國民經(jīng)濟和人民生活中占有重要地位[1]。在以往相當長的一段時期內(nèi)，我國的水稻生產(chǎn)較注重提高產(chǎn)量，忽視了稻米品質(zhì)。近年來一些高產(chǎn)水稻品種的育成，使水稻的單產(chǎn)水平在穩(wěn)步提升，但與產(chǎn)量提升幅度不協(xié)調(diào)的是，稻米品質(zhì)提升幅度相對較小。在進入新世紀后，加大優(yōu)質(zhì)化育種力度、加強稻米品質(zhì)測定、改進評價標準、探討品質(zhì)形成的生理生化特征、研究稻米儲藏與加工條件以及栽培環(huán)境和措施對品質(zhì)形成的影響等稻米優(yōu)質(zhì)化研究等已經(jīng)成為熱點。

1 稻米品質(zhì)性狀

稻米品質(zhì)主要由外觀品質(zhì)、加工品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)構(gòu)成。優(yōu)質(zhì)的食用稻米要具備外觀好看、食味值高和易于加工等優(yōu)點，才能體現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，在市場競爭中脫穎而出，從而具有更大的市場。稻米是由淀粉、蛋白質(zhì)、脂類、維生素、礦物質(zhì)以及一些揮發(fā)性物質(zhì)等化學物質(zhì)構(gòu)成，其中對稻米品質(zhì)影響最大的是淀粉和蛋白質(zhì)含量，一些揮發(fā)性物質(zhì)也影響著食味[2-3]。

1.1 加工品質(zhì)

加工品質(zhì)是指稻谷在加工后保持的狀態(tài)。出糙率和整精米率等是衡量加工品質(zhì)的指標。

1.2 外觀品質(zhì)

精米的形狀、堊白性狀、透明程度等決定著稻米外觀品質(zhì)。通常用長度、寬度或長寬比等對稻米形狀進行描述。各地人的生活習性和飲食愛好對稻米的外觀要求不同，尤其是現(xiàn)在一些地區(qū)喜食長粒型稻米，但長粒并不等同于優(yōu)質(zhì)，要加以區(qū)分。堊白是指稻米中不透明的白色部分，一般是由淀粉體和蛋白質(zhì)體充實不好彼此存有空氣而形成的一種光學特性。在對堊白進行評價時通常用堊白度和堊白粒率等表示。稻米的食味與堊白沒有相關(guān)性，但是堊白影響加工品質(zhì)和外觀品質(zhì)，在優(yōu)質(zhì)米評價中堊白度和堊白粒率是重要指標，在水稻育種過程中育種家特別重視，降低堊白度和堊白粒率是重要目標[4]。

1.3 蒸煮食味品質(zhì)

稻米蒸煮食味品質(zhì)通常由糊化溫度、消減值和直鏈淀粉含量等決定。糊化溫度是指稻米的淀粉特性，糊化曲線可以反映不同溫度下的米漿變化。RVA 譜利用崩解值、熱漿粘度、消減值等特性反映稻米的食味品質(zhì)[5]。稻米種類不同，在蒸煮后的堅硬性也不同，稻米越軟，其崩解值就越大，膠粘性越大，消減值也越小，食味越好。直鏈淀粉含量的增加會抑制淀粉在加熱過程中的溶脹和膨脹，從而增加糊化溫度，并降低品質(zhì)[6]。

1.4 營養(yǎng)品質(zhì)

稻米由淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)元素等營養(yǎng)成分構(gòu)成。人體蛋白質(zhì)的主要來源就是稻米蛋白質(zhì)，尤其是以稻米為主食的亞洲人。直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量主要受水稻品種特性決定，但蛋白質(zhì)受施肥水平影響很大，尤其是氮肥的施用。

2 稻米品質(zhì)改良主要措施

2.1 加強栽培措施管理

測土配方施肥技術(shù)在我國各地施行以后，試驗效果很好，尤其是水稻精確定氮技術(shù)。應該加大投資規(guī)模，在全國范圍內(nèi)加速推廣水稻氮、磷、鉀測土配方平衡施肥并應用于生產(chǎn)中，因品種而異選用適宜的肥料配比，結(jié)合良種施以良法。如基肥以有機肥為主，適量增加磷、硅、鈣肥，可以提高水稻的有效穗數(shù)和結(jié)實率，同時使裂紋米率降低，提高加工品質(zhì)、外觀品質(zhì)和蛋白質(zhì)含量[7]。稻米中的微量元素含量在一定區(qū)間內(nèi)與土壤中的微量元素含量呈正相關(guān)，可以適當向土壤補充一些錳、鋅、硒等微量元素，提高其在稻米中的含量，有利于提高當?shù)厝说慕】邓健Ｍㄟ^肥料施用這一調(diào)控手段，可以在一定程度上協(xié)調(diào)水稻優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)之間的矛盾，使水稻的品質(zhì)性狀在更高水平上統(tǒng)一起來[8]。

2.2 加強土壤水分和土壤類型影響研究

土壤水分對稻米品質(zhì)影響大，如果在抽穗后干旱處理，稻米蛋白質(zhì)含量增加。土壤類型對米飯的食味有影響作用。沖積層土壤種植出來的稻米要比火山灰土壤種植的口感和食味好。另外，生長在灰褐色土壤的稻米要比在礫質(zhì)土壤的稻米食味好。稻米產(chǎn)地的土壤類型、質(zhì)地、種植年限、有機質(zhì)含量等對米飯的食味都有影響。

2.3 加強稻米貯藏與加工研究

我國稻米的儲存方式還比較落后，存在稻谷陳化變質(zhì)的現(xiàn)象，造成國家經(jīng)濟的損失。研究存儲方法，改造升級現(xiàn)有儲藏設施，可以更有效地保持稻米的營養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)。稻米是食用蛋白的主要來源，如果儲存和加工不當，稻米的營養(yǎng)價值將大大降低。據(jù)分析，稻米加工成精米（白米）后，與糙米相比，維生素B1、維生素B6、尼克酸、葉酸、維生素B2 和鋅分別損失了90%、70%、70%、60%、50%和50%；在食用淘洗過程中也將損失一半的維生素B1 和B2。常年以大米為主食且飲食結(jié)構(gòu)單一的人容易出現(xiàn)人體必需微量元素和氨基酸的缺失。將營養(yǎng)元素更大限度地保留在精米中的加工手段和技術(shù)方法需要深入研究。稻米的營養(yǎng)品質(zhì)遠比外觀品質(zhì)有價值。在加工過程中，宜對稻米進行分級處理，對副產(chǎn)物進行二次加工，最大限度地發(fā)揮稻米的營養(yǎng)價值，提高稻米總體的經(jīng)濟效益[9]。

2.4 加強直鏈淀粉研究

稻米重要的兩個品質(zhì)性狀指標是直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量，以往人們的研究大多關(guān)注蛋白質(zhì)，對直鏈淀粉含量的研究相對較少。相關(guān)研究表明，直鏈淀粉含量與堊白度、堊白米率、糊化溫度和消減值等品質(zhì)指標存在顯著的相關(guān)性，從而顯著影響著米飯的食味。淀粉作為稻米的主要構(gòu)成物質(zhì)，在稻米品質(zhì)改良中，作用極為明顯。研究不僅要關(guān)注直鏈淀粉的含量，還要關(guān)注淀粉的構(gòu)造組成。長、中、短鏈在支鏈淀粉中的百分比不同，會導致相同直鏈淀粉含量的品種糊化溫度和消減值不同的現(xiàn)象，最終表現(xiàn)在米飯食味和口感差異上。利用分子水平輔助育種，會使稻米淀粉含量及組分更符合育種目標[10]。

2.5 加強優(yōu)質(zhì)水稻生理特征研究

稻米品質(zhì)的形成是復雜多變的生理生化動態(tài)調(diào)整過程。其中優(yōu)質(zhì)水稻的生理過程更具有特殊性，灌漿速率平緩品種的堊白就比起伏劇烈的品種小，反饋在米質(zhì)上一般品質(zhì)更優(yōu)[11]。對稻米品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)生理指標進行評價分級，將這些指標作為稻米品質(zhì)育種的參考，把這種動態(tài)的生理指標與靜態(tài)的分析指標結(jié)合，對水稻品質(zhì)的提高效果將非常明顯。

2.6 加強優(yōu)質(zhì)稻資源引進與創(chuàng)制

我國優(yōu)質(zhì)稻現(xiàn)存的主要問題，一是國內(nèi)現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)稻品種的骨干親本來源狹窄；二是許多優(yōu)質(zhì)水稻在不同栽培條件下受光溫影響差異大，早秈稻就是這一類的代表。與之相比，美國優(yōu)質(zhì)稻Lemont 等品種的稻米品質(zhì)受光溫影響差異小[12]。引進品質(zhì)好、感光性和感溫性弱、綜合抗性好的優(yōu)質(zhì)稻資源，培育出對溫度和光照具有鈍感的水稻新品種，是提高國內(nèi)優(yōu)質(zhì)水稻生態(tài)適應性的重要措施。高速發(fā)展的航天育種和分子育種，已經(jīng)成為創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)水稻種質(zhì)資源的重要技術(shù)手段[13]。

3 小結(jié)

稻米品質(zhì)的形成主要受多種遺傳因子、生態(tài)因子以及種植措施等因素的相互作用影響，是一種復雜的動態(tài)調(diào)整的過程，也是一個復雜的生理生化過程。同時，稻米儲藏和加工方式對稻米品質(zhì)的形成也有巨大影響。了解稻米品質(zhì)形成的機理，對于水稻優(yōu)質(zhì)化育種和稻米加工具有重要意義。