绿色、有机稻米与常规稻米的营养品质比较研究

作     者：马晨怡 

作者单位：中国农业科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：张卫星

授予年度：2022年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程] 

主      题：绿色稻米 有机稻米 营养品质 蒸煮食味品质 矿质元素 

摘      要：稻米是最重要的主粮之一,其品质不仅取决于水稻品种的遗传特性,也与种植方式和气候环境等因素密切相关。随着品种选育应用、栽培管理技术的不断创新,我国水稻产业发展形势喜人,单产、总产稳步提高。在确保产量的情况下,持续推进稻米品质提升,以满足消费者对优质稻米产品越来越高的生活向往需求,一直是水稻育种、栽培等科技人员和生产者所不懈追求的工作目标。而与此同时,在水稻产业快速发展过程中,受农药、化肥等生产投入品的不合理使用,导致了农药残留、肥料利用率低、稻田环境污染等诸多问题。与传统稻米生产相比,绿色、有机稻米生产被认为具有产品更加优质安全、对环境更加友好等优势,发展绿色、有机水稻对于保障国家食品质量安全、生态环境安全和满足居民营养健康消费需求具有重要意义。本文依托中国水稻研究所建在江苏省丹阳市的长期定位试验基地,选择常规、绿色、有机3块试验田,分别按照各自的生产规程种植3个优质粳稻品种(嘉引2号、嘉引3号和小阳粳),比较研究了绿色、有机稻米与常规稻米在营养和蒸煮食味品质、矿质营养元素、加工及外观品质等方面的差异,并进行了相关性分析。主要研究结果如下:(1)三种稻米的总淀粉、直链淀粉含量存在一定差异。与常规稻米相比,有机稻米具有更高的淀粉黏度相关指标(峰值黏度、热浆黏度和最终黏度)和米饭食味值(香气、光泽、味道、口感和综合食味值),米饭完整性略有下降,总体食味品质最优;绿色稻米与之相反,表现出较低的淀粉黏度和米饭食味特性。相关分析显示,稻米直链淀粉含量与淀粉RVA谱特征值相关性较高,其与热浆黏度、最终黏度、消减值、峰值时间、糊化温度之间均呈极显著正相关,与崩解值呈极显著负相关,相关系数绝对值高达0.799～0.970,而稻米总淀粉含量和胶稠度与RVA谱特征值相关性均不显著。稻米总淀粉含量与米饭香气、光泽、味道和口感等部分食味特性指标之间呈显著正相关。(2)与常规稻米相比,绿色稻米的总蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白以及大部分氨基酸的含量明显提高,有机稻米则整体趋势相反。而清蛋白含量在三种稻米中未表现出一致的变化趋势。绿色稻米中嘉引3号、小阳粳这两个品种的蛋白质和氨基酸含量变化幅度更为明显,总蛋白较常规稻米分别提高7.0%、14.7%,总氨基酸分别提高17.2%、18.7%。相关分析表明,稻米蛋白质和氨基酸含量与米饭整体食味呈极显著或显著的负相关。蛋白组分和总蛋白对米饭综合食味值的负效应程度由高到低依次为:球蛋白总蛋白谷蛋白醇溶蛋白;几种关键氨基酸和氨基酸总量对于米饭综合食味值的负效应由高到低为:苏氨酸总氨基酸赖氨酸谷氨酸。相较于其他蛋白组分、总蛋白及氨基酸而言,醇溶蛋白含量与淀粉各项RVA谱特征值均存在极显著或显著的相关性;清蛋白含量与除峰值黏度以外的其他6项RVA谱特征值均存在极显著相关性。(3)与常规稻米相比,有机稻米的矿质营养元素Mn、Zn、Na、Se含量呈增加趋势,Fe和Ni元素含量有所下降,而绿色稻米的K和Na含量呈上升趋势,Mn、Zn、Cu、Ni、Se含量则呈现出不同程度的下降趋势。在所测定的11种矿质营养元素中,Mn和Se含量与稻米蒸煮食味理化指标、米饭食味特性之间的相关度较高,与其中大多数指标之间的正或负相关性达到极显著水平。(4)加工品质方面,与常规稻米相比,有机稻米糙米率呈下降趋势,绿色稻米的精米率和整精米率提高。总体而言稻米加工品质变化幅度相对较小。外观品质方面,有机稻米中嘉引2号、嘉引3号这两个品种的粒长、粒宽、长宽比均大于常规稻米,而小阳粳的粒宽、长宽比大于常规稻米,其粒长则两者相近;绿色稻米与常规稻米之间的粒型差异在不同品种中并无一致趋势。稻米的垩白性状在绿色、有机稻米中均较常规稻米有所改善。相关分析显示,稻米直链淀粉含量与外观品质指标中的粒长、垩白粒率和垩白度之间高度正相关,相关系数分别为0.930、0.950和0.946。米饭食味(光泽、完整性、味道、口感、综合食味值)仅与稻米粒宽和长宽比指标之间存在显著或极显著相关关系,与其他加工品质或外观品质指标之间相关性均不显著。