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米粉稻与食用稻研究现状与展望

2019-11-18吴柳格湖南农业大学农学院

长江丛刊 2019年29期
关键词:稻米米粉淀粉

■吴柳格/湖南农业大学农学院

一、前言

米粉(rice noddle)是以大米作为原料,经各种复杂工序而制成的条状或丝状米制品.是我国国民餐饮的重要组成成分. 由米粉稻制成的面条的总膳食纤维(TDF)含量为3.0%,对人体有益。依据不同的分类标准,可将米粉分为切粉、榨粉、湿米粉、干米粉等。米粉的主要原料来源是早籼稻,随着米粉产业的发展,米粉稻这一概念在湖南首次出现。通过提高不同早籼稻品种的产量与品质,实施稻米专业化,得到适宜大面积推广的米粉稻品种。提高早籼稻种植效益,从而实现农业增效增产。同时通过选育和筛选米粉稻专用品种,可为米粉专用稻的区域化生产和产业化开发提供强有力的技术支撑,从而实现农民增收、企业增效和农村经济的持续增长。

二、米粉稻国内外研究现状

(一)直链淀粉含量对米粉稻品质的影响

Han, Hye Min等人研究表明,直链淀粉含量,糊粘度和损坏的淀粉可能是提高米粉质量的有利因素。加工为米粉丝的早籼稻原料要求是直链淀粉含量(amylose content,AC)高,硝减值较小而且糊化温度较低,而且形成凝胶强度大的水稻种类,尤其是籼稻米。严长杰等人研究得的 Wx、Sbe1、Sbe3基因对稻米直链淀粉含量的合成具有不一样的遗传效应,其中Wx基因对早籼稻直链淀粉含量的影响是主要的,Sbe1、Sbe3基因的影响次之。研究表明,米粉中存在更多的非淀粉组分会导致糊化程度降低,这可能与较低的初始粘度和面条膨胀率有关。面条的结构基体似乎被糙米粉削弱,从而降低了面条的断裂强度和拉伸性能并增加了烹饪损失。

已有研究表明,近年来籼稻品种发展过程中,稻米质量、产量都有提高,但淀粉RVA谱特征值的最高黏度无明显变化规律,热浆黏度随品种更替逐渐降低。黄丽芬等人研究得到有机栽培降低了粳稻的加工品质和直链淀粉含量,但提高了产量、品质形状,而且改善了外观品质。

(二)米粉稻性状QTL定位研究

梅德勇等人通过籼交组合特青/IRBB重组自交群体的方法, 对米粉稻的碾磨品质和外观品质进行QTL 定位,检测定位到控制稻米外观品质的QTL18个和控制碾磨品质的QTL12个,分布于除第4和第12染色体上的剩余十条染色体上,Wx基因位于第六染色体上,主要调节AC含量,同时对精米率和整精米率有较小效应。分别位于第3染色体上的GS3基因 和 第5染色体上的GW5 基因是调控影响粒形的主要作用基因GW8基因是控制水稻粒形状的主要作用基因。通过对稻米QTL定位的研究,为从遗传学角度分析提高米粉稻品质提供了理论依据。

(三)米粉稻栽培技术研究现状

已有研究证明,合理施用氮肥能够提高米粉稻加工品质、营养品质,更适用于米粉的加工。胡群等人设计7种基蘖肥与穗肥比例处理,当穗肥:基蘖肥=4:6时,产量最高,基蘖肥比例显著影响稻米品质,胶稠度,直链淀粉含量和蛋白质含量;后期随施氮量大,蛋白质含量增大。研究表明,优化氮磷调控有利于提高稻谷产量、直链淀粉含量,氮肥用量为300kg/hmN、磷肥用量为120kg/hmPO时,能显著提高稻米产量与直链淀粉含量。施氮量增加,导致最高黏度值和崩解值下降,消减值、回复值增大,AC降低。但直链淀粉含量会随着施氮时期推迟而降低,通过适期增施钾肥,可提高早籼稻品质。

籼稻播期对稻米产量和品质形成有很大影响。以两优 819, 中嘉早 17,五丰优 623 湘早籼 6 号为材料,研究得出:提早播种会降低早稻平均生育期时长,降低叶面积指数、直链淀粉含量和蛋白质含量,同时影响了淀粉粘滞特性。通过设置轻型无土基质、混合基质和自然土(CK)3 个处理研究发现:采用 25mg/L 烯效唑浸种处理能起到提高秧苗素质的作用,且增产效果随着秧龄的增长而提高。适宜的米粉稻机插栽培方法为播种量150~175g/盘,秧龄控制在20天 左右,机插规格26.9 万丛/hm,施氮方式为基肥分蘖肥穗肥为5 :4 :1或 4: 5: 1。

(四)食用稻米研究现状

对食用稻米的研究方法和相关研究结果可以指导米粉稻的研究。 针对近期米粉用量的扩大,Kido, Miyuki等人通过将高静水压(HP)应用于酶处理碾磨法,建立了新的米粉生产工艺。 HP改善了酶处理碾磨法中使用的果胶酶的活性和米粒的吸水能力。 这些结果表明对稻谷组织结构的损害有所改善。壳聚糖作为天然防腐剂在米制品中的应用有所增加,将壳聚糖溶液(0.33和0.50g壳聚糖/ 100mL乙酸)加入到米粉面条中,壳聚糖对含水量没有影响,但能降低了米粉的pH值和白度。研究表明,只有当直链淀粉含量和蛋白质含量达到一定平衡关系时,稻米的食味品质才会高。在米粉发酵过程中起主要作用的微生物是乳酸菌(LAB),李云等人通过使用培养依赖性方法和不依赖培养物的方法,研究了与发酵大米相关的LAB的群落组成和动力学,结果表明这两种技术相互补充以更好地理解LAB组合物,这是分离功能菌株和提高米粉质量和一致性所必需的。 米粉的硬度由米粉浓度控制,煮面条中水分含量的增加可能涉及面条放射性铯转移比率差异,这取决于面条的硬度。米粉在全世界流行,然而,没有标准程序可用于筛选米粉制造优质面条的可能性。

三、米粉稻研究现状概述与评论

目前通过对米粉稻的研究发现,湘早籼24号、湘早籼29号、湘早籼32、湘早籼33号,农大早26和99,早677等早稻品种和V77,余赤231-8等晚稻品种都可以作为米粉稻专用品种进行大面积推广种植。许多学者通过对米粉稻直链淀粉含量、蛋白质、QTL定位等方面的研究,发展并成熟了RVA谱特征值、比色法、原子荧光光度计法、SSR指纹图谱,系谱分析、高效液相色谱法等研究方法,推动了米粉稻的研究进展。笔者认为对米粉稻研究存在以下空白与不足。

(1)若要改善米粉稻的品质,考虑到米粉稻的用处,最应该关注的是稻米的直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度等因素。目前对米粉稻的研究大量集中于干物质含量和产量方面,对AC与GC、GT的相关性和机理研究较少,而AC与干物质含量没有明显的相关关系,不能有效指导提高米粉稻品质性状。

(2)已有研究表明,AC不仅受基因控制,受环境影响也较大。目前对环境因素如温度、光照、土质等等对米粉稻品质的影响与机理的研究较少,且大多数研究主要材料是用来蒸煮食用的早、晚籼稻,缺少以适合加工为米粉的稻米为研究材料的研究,导致研究结果代表性不强。

四、展望

进一步深入对米粉稻重要品质指标直链淀粉含量的研究,通过结合直链淀粉含量与其他品质指标如胶稠度、粒形、粒长的相关性,将转谷氨酰胺酶(TGase)和米蛋白分离(RPI)应用于米粉制作过程能够提高米粉的质量。通过对淀粉合成酶,淀粉分支酶等于淀粉含量相关的酶以及淀粉积累特性的研究,为提高米粉稻直链淀粉含量提供理论支持,培育出品质好、加工特性优良、口感佳的米粉稻品种。

深入控制米粉稻外观性状和碾磨性状的QTL定位研究,通过生物技术,转基因技术,基因克隆等技术将优良性状与已有性状结合起来,提高米粉稻的综合品质。研究环境对米粉稻的影响,结合湖南地区的土质特点和施肥方式特点,以求找到适宜米粉稻生长的土壤和外界环境要求,探究米粉稻对不良条件下的反应机制,减少恶劣气候和环境条件下对米粉稻的不良影响。与水稻的其他类别如杂交稻、粳稻等相比,对米粉稻的研究时长和深度、广度还有很大的发展潜能,同时随着人们对米粉的烹调方式的改进,米粉的市场需求扩大,米粉稻的研究前景十分开阔。

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