不同收获期对两种粳稻综合品质的影响分析

（南京财经大学食品科学与工程学院，江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心，江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室，江苏南京 210023）

摘要：为了探讨收获期对两种粳稻综合品质的影响规律及各品质指标间的相关性，并为优化水稻田间管理和提高稻谷加工产品质量提供基础数据支持，对抽穗后36～66 d的南粳5055和南粳9108分期收割，测定干基千粒质量、外观品质、加工特性、快速黏度分析（rapid viscosity analyzer，RVA）特征谱和蒸煮特性等指标，对数据进行单因素方差分析、相关性分析和主成分分析。结果发现，南粳5055和南粳9108分别在抽穗后48～54 d的干基千粒质量和总淀粉含量显著高于其他时间段（P＜0.05）。在抽穗后36～66 d内，南粳5055和南粳9108的大米表面明度L*值先逐渐增大，后期没有显著变化（P＞0.05），a*和b*值则逐渐减小，出糙率和整精米率分别在抽穗后第54天和第48天增长至峰值，后期略有下降。RVA特征谱的峰值黏度和崩解值都呈现“V”字形的变化趋势，两者极显著正相关（P＜0.01）；消减值和糊化温度先增加后降低，回复值和峰值时间随收获期变化不显著（P＞0.05）。两种粳稻蒸煮硬度分别在抽穗后48～54 d降低至最小值，前者与崩解值呈极显著正相关（P＜0.01），与消减值呈极显著负相关（P＜0.01）；胶黏性逐渐降低，收获期对其有极显著的影响（P＜0.01）。基于对品质指标的主成分分析，这两种粳稻的综合品质可由加工特性和营养成分、稻米蒸煮性能和煮熟米饭口感3 类重要指标来描述。收获期对两种粳稻整体品质指标影响显著，适时收割会提高稻米的外观色泽和整精米率，改善淀粉糊化特性和米饭蒸煮品质；本次实验条件下南粳5055在抽穗后48～54 d、南粳9108抽穗后54～60 d收割可获得较佳的综合品质。

关键词：收获期；综合品质；快速黏度分析特征谱；蒸煮特性；主成分分析

Abstract: The aim of this paper is to investigate the effects of harvest date on the overall quality of two japonica rice varieties, and to analyze the relationships among various physicochemical properties for the purpose of providing fundamental data for the optimization of paddy fi eld management and the improvement of rice processing quality. Methods:The cultivars Nanjing 5055 and Nanjing 9108 were harvested at 6-day intervals from 36 to 66 days after heading (DAH).Thousand-grain weight, appearance quality, milling characteristics, rapid viscosity analyzer (RVA) profile and cooking quality of rice grains were measured. Moreover, One-way analysis of variance (ANOVA), correlation analysis, and principal component analysis were conducted on the data obtained. The thousand-grain weights and starch contents of two japonica rice varieties harvested at 48-54 DAH were signifi cantly higher than those harvested at other dates, respectively(P＜ 0.05). The surface brightness (L*) values of two milled japonica rice varieties gradually increased and then did not change signifi cantly (P＞ 0.05), and thea* andb* values decreased little by little. Both brown rice rate and head rice rate increased to peak values at 54 DAH for Nanjing 5055 and at 48 DAH for Nanjing 9108, and decreased slightly afterwards.The peak viscosity and breakdown values of rice RVA profi les versus harvest date showed V-shaped curves, and followed a highly signifi cantly positive correlation with each other (P＜ 0.01) while the opposite trend was observed for setback and pasting temperature. Resilience and peak time did not signifi cantly vary with harvest date (P＞ 0.05). For the two varieties,the hardness value of cooked rice decreased to the minimum values at 48-54 DAH, which was highly signifi cantly positivelycorrelated with breakdown (P＜ 0.01), and highly signifi cantly negatively correlated with setback (P＜ 0.01). Gumminess gradually decreased, which was highly signifi cantly infl uenced by harvest date (P＜ 0.01). Principal component analysis showed that the overall quality of these rice varieties could be described by processing quality and nutritional contents, rice cooking performance and cooked rice palatability. The quality of the japonica rice varieties was greatly infl uenced by harvest date. The suitable harvest time could not only increase the appearance quality and head rice rate, but also improve the starch gelatinization properties and cooking quality of japonica rice. Under the experimental conditions of this study, the optimal harvest time was 48-54 DAH for Nanjing 5055, and 54-60 DAH for Nanjing 9108.

Key words:harvest date; overall quality; rapid viscosity analyzer profi les; cooking properties; principal component analysis DOI:10.7506/spkx1002-6630-201719018

中国超过60%人口以大米作为主食，稳定水稻的种植面积和产量对保障国家粮食经济安全极其重要[1]。近年随着经济发展，市场和消费者对高品质大米的需求逐渐提高。因此，中粮和益海嘉里等企业开始关注粮食从田间生长到餐桌供应的全产业链，以期整体优化和提升产品的品质[2]，这与之前对整个产业链环节的稻米品质研究关注侧重点不一样。例如，段骅等[3]观察在抽穗和灌浆前期，高温或干旱胁迫会显著降低水稻产量和整精米率，增加垩白粒率和垩白度，而且对热敏性品种的稻米品质影响大于耐热性品种。李刚等[4]研究籼稻、粳稻和糯稻等品质性状内在联系时发现，直链淀粉含量（amylose content，AC）越低的水稻品种，快速黏度分析（rapid viscosity analyzer，RVA）特征谱值与其蒸煮品质指标相关性越显著。Thompson等[5]发现过晚收割会使稻谷整体水分低且分布不均匀，降低大米的整精米率。徐兴凤等[6]通过籼米外观与食味品质的相关性分析，认为适当提前采收“早籼167”和“赣晚籼923”，有利于提高米饭的甜度和美味值。Ahmad等[7]发现随着加工精度提高，大米蒸煮过程中会吸附更多水分，淀粉更快糊化，米饭质地更容易软化。

事实上，大米品质是一个非常复杂的综合概念，其评价指标通常包括外观色泽、加工特性、蒸煮食味和营养品质等方面，而且受到品种基因、气候环境、种植管理、收获加工和储藏条件等因素影响[8]。鉴于影响因素过多，涉及专业面较广，本研究仅选取影响稻米品质的重要因素之一，即收获期作为研究变量。目前，RVA特征谱被广泛采用来分析稻米蒸煮食味品质的优劣，它是通过模拟米饭蒸煮过程和记录淀粉糊的黏度数据变化绘制而成[9-10]。然而国内关于研究收获期对粳稻综合品质及RVA特征谱的影响文献资料偏少。

本研究选取华东地区两种常见粳稻（南粳5055和南粳9108）作为研究对象，通过抽穗后36～66 d的分期收割，在经过温和干燥和不进行储藏的情况下，基于垩白粒率、出糙率、整精米率、表面颜色、RVA特征谱和米饭蒸煮特性等指标测定，分析收获期对粳稻综合品质的影响规律及各品质指标间的相关联系，以期对相关企业优化大米产业链以及提高竞争力提供数据参考。

1 材料与方法

实验品种：南粳5055和南粳9108，两者都属于农业部评定的超级稻品种，具有品质优、口感好、产量高、整精米率高和抗逆性好等优点。南梗5055全生育期在160 d左右，属于早熟晚粳稻品种，株型紧凑、长势较旺、分蘖力较强、穗型中等、群体整齐度较好、着粒较密、抗倒性强，适宜在江苏省沿江及苏南周边地区种植。南粳9108全生育期在152 d左右，属迟熟中粳稻品种，株型生长青秀、分蘖力中等偏强、穗型较大、后期熟相好、抗倒性强，适宜在江苏省苏中及宁镇扬丘陵地区种植[11]。

产地：南京市江宁区汤山镇孟墓村藏龙湾农场（119°06″N，32°06″E，属亚热带季风气候区），该地气候温和，雨量适中。实验田土壤属下蜀黄土，土壤平均容重1.323×104N/m3，耕作层土壤含有机质21.6 g/kg，速效磷38.5 mg/kg，速效钾109.2 mg/kg，全氮170.7 mg/kg，pH值为6.65。

种植：2016年5月20号播种育秧，施基肥600 kg/hm2（NO2、P2O5和K2O按质量比例2∶1∶1），6月10号移植插秧，种植密度240 000穴/hm2，一周后施加分蘖肥375 kg/hm2（尿素质量分数46%），抽穗期间追加穗肥225 kg/hm2（尿素质量分数46%）。田间持水量30 cm3/cm3左右，病虫害等管理按当地常规方法。

TP-114型分析天平北京丹佛仪器有限公司；101-3AS型电热鼓风干燥箱上海苏进仪器设备厂；FW100型高速万能磨粉机天津泰斯特仪器有限公司；DPCZ-Ⅱ型直链淀粉测定仪北京智海电子仪器有限公司；K-360型凯氏定氮仪瑞士Buchi公司；JGMJ8098型稻谷精米检测机上海嘉定粮油仪器有限公司；CM-5型分光测色仪日本柯尼卡美能达公司；RVA4500型快速黏度仪波通瑞华科学仪器有限公司；TA.XT.Plus.型质构仪英国Stable Micro System公司。

2016年9月14号抽穗完全，10月20号开始随机采样，随后每隔6 d一次，实验期间气候正常，10月28号开始排水晒田，采样时间截止到11月19号。每次上午10点前后采集新鲜的稻穗，经过人工脱粒，选出大小相较一致完整的带壳籽粒用于后期实验。

根据GB/T 5519—2008《谷物与豆类千粒重的测定》[12]测定新鲜稻谷的干基千粒质量，按水分含量数据换算成干基，实验数据全部以干基计。

根据GB/T 21305—2007《谷物及谷物制品水分的测定常规法》[13]，经过预处理后采用130 ℃烘箱法，烘干至恒质量，实验数据全部以湿基计。

根据GB/T 15683—2008《大米直链淀粉含量的测定》[14]对样品前处理，采用DPCZ-Ⅱ型直链淀粉测定仪测定，实验数据全部以干基计。

称量新鲜的籽粒置于105 ℃烘箱中杀青0.5 h，于80 ℃烘干至恒质量，脱壳磨粉处理过80 目筛，得到样品细粉。淀粉含量根据GB/T 5514—2008《粮油检验粮食、油料中淀粉含量测定》[15]测定，采用酶解法。蛋白质含量根据GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》[16]测定，换算系数5.95。实验数据全部以干基计。

抽穗完全后36～66 d不同时期收获的稻谷，取3 组平行鲜样120 g置于直径15 cm的干净培养皿中，置于烘箱中，于40 ℃热风干燥降低水分含量至14.0%，密封包装平衡到室温，于4 ℃储存2 周后，进行下述的稻米品质测定。

垩白粒率、出糙率和整精米率根据GB 1354—2009《大米》[17]和GB 1350—2009《稻谷》[18]方法测定，重复3 次。

精米的表面颜色测定方法是取40 g稻谷砻谷成糙米，然后碾磨30 s成精米，通过CM-5型分光测色仪测量，选用L*-a*-b*色彩空间，L*表示明度，a*表示红绿度，b*表示黄蓝度[19]。

根据美国谷物化学师协会的标准方法[20]，按上述操作将稻谷脱壳碾磨成精米，磨粉处理和过80 目筛。取样品3 g，蒸馏水25 mL。测定过程中具体参数如下：50 ℃保持1 min，以12 ℃/min的速率上升到95 ℃（3.75 min），保持2.5 min，以12 ℃/min的速率下降到50 ℃（3.75 min），保持1.4 min。搅拌器在起始10 s内转速为960 r/min，以后保持在160 r/min。

参考陈银基等[21]的实验方法。准确称取10 g精米，淘洗和冲洗各1 次，置于直径5.5 cm的铝盒中加10 mL水。加盖放置于电饭煲上蒸煮30 min，保温焖制10 min。从米饭中间层随机取3 粒完整米粒，对称放置在载物台上进行测定，每组样品重复5 次，去掉最大值和最小值，求平均值。质构仪的参数设置如下：选用P/36R探头，操作模式为压力测定，测试模式为Strain，触发力10 g，测试前速率1 mm/s，测试速率0.5 mm/s，测试后速率1 mm/s，压缩比设置75%。

SPSS 22.0软件对数据进行单因素方差分析、Pearson相关性分析和主成分分析（principal component analysis，PCA），方差分析效应显著采用LSD法进行多重比较，图表采用Microsoft Offi ce Excel 2003软件绘制。

2 结果与分析

从表1中看出，南粳5055和南粳9108的干基千粒质量数据随收获期变化显著（P＜0.05），都是先增加后减小，两者分别在抽穗后54 d和48 d增长至峰值24.60 g和24.45 g，抽穗后48～54 d两者产量达到最大。钱春荣等[22]也发现长粒香和东优9901两种水稻在抽穗后30～55 d内干基千粒质量随收获期延长逐渐增加，这与本研究结果相一致。随着收获期推迟和排水晒田，两种粳稻的水分含量分别从36.30%和33.09%下降至22.23%和20.49%，差异显著（P＜0.05）。在抽穗后36～66 d，南粳5055的直链淀粉含量略低于南粳9108，两者后期变化不显著（P＞0.05）。两种粳稻的总淀粉含量在抽穗后36～54 d分别平均增长12.27%和8.63%，与干基千粒质量变化趋势相似，说明期间水稻籽粒会继续吸收茎秆中的营养成分，胚乳细胞继续积累淀粉物质[23]。前者的增长使得两种粳稻蛋白质含量在籽粒干物质的比例表现出小幅度的下降，尤其是南粳5055从9.36 g/100 g减少至最低时的8.75 g/100 g。程建峰等[24]也发现收获期对杂交水稻的蛋白质含量有类似影响，认为可能与成熟期间的太阳辐射强度有关，太阳辐射强度高，蛋白质含量倾向于降低。

表1 不同收获期的新鲜稻谷主要理化指标
Table 1 Major physicochemical indexes of rice grains at different harvest daatteess

注：同一水稻品种的同列肩标字母不同表示差异显著（P＜0.05）。下同。

表2 不同收获期的稻米外观品质和加工品质
Table 2 Appearance quality and milling quality of rice grains at different harvest dates

从表2中看出，南粳5055和南粳9108的垩白粒率变化幅度较小，基本稳定在10%～15%范围内，主要原因是水稻基因遗传因素和抽穗灌浆期间气候条件对其影响极大，尤其高温胁迫使得籽粒灌浆异常，胚乳细胞被淀粉颗粒充实不够而造成垩白粒率过高[25-26]。两种粳米的表面明度L*值在抽穗后36～66 d期间先显著增大（P＜0.05）后变化不显著（P＞0.05），而红绿度a*值和黄蓝度b*值则逐渐减小。通过肉眼也观察到脱壳后糙米的表面颜色从绿色转变为黄绿色，表明适当推迟收获的大米色泽更白、外观品质更好。这是因为过早收获的粳稻籽粒水分含量较高，部分没有完全成熟，青米粒率较高。此外，大米表面颜色还受到品种差异和加工精度的影响。陈坤杰等[19]发现3 种稻米的表面颜色特征值彼此差异显著，随着碾磨时间延长，L*值迅速增大、a*值和b*值逐渐减小。

表2数据反映出收获期对两种粳稻的出糙率和整精米率影响显著（P＜0.05）。在抽穗后36～66 d，粳稻的整精米率基本与出糙率表现出同步的变化趋势，南粳5055和南粳9108的出糙率分别从70.95%和76.30%增长至峰值81.34%和83.21%，相应的整精米率分别从61.35%和67.42%增长至峰值72.36%和73.90%，后期略有下降。Lu等[27]研究收获期对籼米“Lemont”和“Tebonnet”的整精米率影响也有类似发现。相同收获期的南粳9108的出糙率和整精米率整体高于南粳5055，说明南粳9108在加工品质方面优于南粳5055。

由图1可知，南粳5055和南粳9108的大米淀粉RVA特征谱图随收获期发生改变，尤其后者变化幅度更大，说明收获期对南粳9108的整体淀粉糊化特性影响大于南粳5055。Ketthaisong等[23]研究收获期对不同品种的糯玉米淀粉RVA谱图的影响也存在明显差异。

由图2可知，南粳5055和南粳9108的峰值黏度整体呈现“V”字形变化趋势，分别在抽穗后48 d和54 d降低至最小值1 379.00 cP和1 383.00 cP，然后线性增长至1 594.00 cP和1 552.67 cP。Wang Lingfeng等[28]发现水稻收获时水分含量在14%～24%范围内时，峰值黏度与水分含量极显著负相关，这与本研究结果类似。南粳9108的热浆黏度在抽穗后36～48 d显著地（P＜0.05）高于南粳5055，随后48～54 d两者的热浆黏度一致表现出降低趋势，分别降低至最小值756.33 cP和748.67 cP，后期没有显著性差异（P＞0.05）。崩解值是峰值黏度和热浆黏度的差值，通常崩解值越小，表明淀粉颗粒吸水溶胀后的强度大、不易破裂，其热糊稳定性越好[10]。图2中两种粳稻的崩解值呈现出和峰值黏度相似的“V”字形动态趋势，先降低后增长，都在抽穗后48 d降低至最小，分别为547.00 cP和515.67 cP，说明抽穗后48 d前后两种粳稻的淀粉热糊稳定性较好于其他收获期。Ketthaisong等[23]发现随着收获推迟时间越长，糯玉米中粒径大于15 μm的淀粉颗粒比例增加，粒径小于5 μm的淀粉颗粒比例减少，峰值黏度和崩解值逐渐增大。

在抽穗后36～48 d，南粳5055和南粳9018的最终黏度保持稳定，后者比前者的最终黏度平均高120 cP；在抽穗48～54 d，两者最终黏度分别降低至最小值1 233.33 cP和1 217.33 cP，后期最终黏度出现小幅度增长的现象。消减值是最终黏度和峰值黏度的差值，回复值是最终黏度和热浆黏度的差值。两者可以反映淀粉冷糊的稳定性和老化趋势，消减值和回复值越小，表明淀粉冷糊的稳定性好、不易老化[10,29]。南粳5055和南粳9108的消减值在抽穗后36～66 d都是负值，呈现“倒V”字形变化，分别在第48天增长至最大值-97.67 cP和-51.67 cP；两者的回复值随收获期延长总体变化不显著（P＞0.05），基本稳定在460～500 cP范围内。

南粳5055和南粳9108的峰值时间随收获期延长总体变化不显著（P＞0.05），两者之间也没有显著性差异（P＞0.05），基本保持在5.80～5.98 min范围内。糊化温度是指稻米蒸煮过程中淀粉颗粒发生不可逆膨胀、丧失晶体和双螺旋结构时的温度，南粳5055和9108的糊化温度随着收获期延长总体变化不显著（P＞0.05），先升高后降低，分别在抽穗后48 d和54 d增长至最大值90.48 ℃和90.50 ℃。Pitiphunpong等[30]发现在大米淀粉糊化过程中糊化温度越高，需要吸收的水分越多和蒸煮时间越长。陈银基等[21]分析不同储藏时期的糙米淀粉糊化特性时，认为糊化温度较高的糙米储藏品质保持较好。总体而言，相比其他收获期，抽穗后48 d收获的两种粳稻峰值黏度较低、崩解值最小和糊化温度较高，整体品质较好。

表3中数据可知，南粳5055和南粳9108的米饭硬度先降低后升高，分别在抽穗后54 d和48 d降低至最小值1 639.63 g和1 470.57 g，随后升高至2 117.54 g和2 085.13 g。这表明过早或者过晚收割都会使得米饭硬度值升高，米饭柔软性变差。两种粳米的胶黏性均随着收获期的延迟显著降低（P＜0.05），整个过程中分别平均下降188.68 g·s和97.65 g·s。可能原因是抽穗后48～54 d收获的两种粳稻淀粉体颗粒直径较小且短链聚合的比例较高，表现出蒸煮品质更好[23,31]。Park等[32]发现稻谷储藏温度越高，会降低淀粉颗粒的水合作用并加剧淀粉老化，使得蒸煮米饭的硬度值和胶黏性升高。两种粳米的弹性和内聚性随着收获期延迟基本变化差异不显著（P＞0.05），然而胶着性和咀嚼性都随着收获期延迟变化显著（P＜0.05），呈现出先降低后升高的趋势。后期加工处理对大米蒸煮品质也有影响，随着加工精度提高，蒸煮米饭的硬度和胶黏性会线性降低，内聚性则线性增加[33]。

表3 不同收获期的稻米蒸煮品质
Table 3 Cooking quality of rice grains at different harvest dates

由表4中数据可知，干基千粒质量与总淀粉含量、出糙率、整精米率和L*值极显著正相关（P＜0.01），与水分含量和b*值极显著负相关（P＜0.01），表明在不同收获期时，粳稻的产量和其外观、加工品质基本表现相似的趋势。出糙率与直链淀粉含量和总淀粉含量极显著正相关（P＜0.01），与水分含量和蛋白质含量极显著负相关（P＜0.01）；整精米率与直链淀粉含量显著正相关（P＜0.05）和总淀粉含量极显著正相关（P＜0.01），与水分含量显著负相关（P＜0.05）和蛋白质含量极显著负相关（P＜0.01），分别表明水稻成熟期间淀粉类物质继续积累和水分降低有助于提高稻米加工品质。钱春荣等[22]观察到收获期推迟会有利于粮食产量的提高，整精米率、RVA谱特性和味度值会呈现单峰曲线变化，水稻存在最佳品质形成时期，这与本研究观点一致。L*值与收获期、出糙率和整精米率极显著正相关（P＜0.01），与水分含量和蛋白质含量极显著负相关（P＜0.01），b*值则完全相反。这反映收获期对大米表观色泽影响非常显著，收割过早会使大米表面白度较低、黄度较高，而且大米的色泽指标和加工品质关系密切。

表4 不同收获期的稻米主要品质性状间的相关性分析
Table 4 Correlation analysis among major quality properties of rice grains at different harvest dates

注：*.显著相关（P＜0.05）；**.极显著相关（P＜0.01）。

峰值黏度与崩解值极显著正相关（P＜0.01），与消减值显著负相关（P＜0.05），与糊化温度极显著负相关（P＜0.01）；热浆黏度与最终黏度极显著正相关（P＜0.01）；崩解值与消减值和糊化温度极显著负相关（P＜0.01）；消减值与糊化温度极显著正相关（P＜0.01）。陈书强等[34]在研究粳稻不同穗部籽粒的淀粉糊化特性和其他品质性状的关系时，得到淀粉RVA谱特征值间的相关性和本研究结果基本一致，同时发现整精米率、食味值和胶稠度分别与峰值黏度、热浆黏度和崩解值极显著正相关，认为淀粉RVA谱特征值可以作为优质粳稻的辅助选择指标。

米饭蒸煮硬度分别与崩解值极显著正相关（P＜0.01），与消减值极显著负相关（P＜0.01）；胶黏性与收获期显著性极显著负相关（P＜0.01）。Chen Yinji等[35]研究经过不同剂量60Co-γ辐照过的粳稻储藏过程中品质变化，发现米饭硬度分别与峰值黏度、崩解值和最终黏度极显著正相关（P＜0.01），与糊化温度极显著负相关（P＜0.01）。这与本研究结果相似，表明米饭蒸煮品质和淀粉糊化特性间存在密切的联系。直链淀粉含量与RVA谱特征值和米饭蒸煮品质指标都不显著性相关（P＞0.05），这是因为抽穗后36～66 d的两种粳稻直链淀粉含量变化较小，呈现出数据相关性较差。

在相关性分析的基础上，对南粳5055和南粳9108上述重要品质指标进行PCA。从表5可知，南粳5055和南粳9108的前3类主成分变量的特征值都大于1，而且累积解释方差分别达到84.32%和80.57%，因此基本可以代表样本整体品质的信息[36]。

对于两种粳稻综合而言，在主成分1中，因子载荷平方的平均数依次是：出糙率＞总淀粉含量＞L*值＞b*值＞干基千粒质量＞a*值＞直链淀粉含量＞整精米率＞蛋白质含量＞其他指标变量，因此第一类主成分由出糙率、总淀粉含量、L*值、b*值、干基千粒质量、a*值、直链淀粉含量、整精米率和蛋白质含量等组成，反映了稻谷的加工特性和营养成分等指标；在主成分2中，因子载荷平方的平均值依次是：峰值黏度＞热浆黏度＞崩解值＞消减值＞其他指标变量，因此第二类主成分由峰值黏度、热浆黏度、崩解值和消减值组成，反映了稻米蒸煮性能指标；在主成分3中，因子载荷平方的平均值依次是：最终黏度＞硬度＞其他指标变量，而最终黏度和硬度都与米饭的口感及适口性相关，因此第三类主成分由最终黏度和硬度组成，反映了煮熟米饭的口感。张洪霞[36]基于PCA分析7 种稻米的14 个主要力学指标，建立起稻米食味值与硬度因子、弹性因子和黏性因子3 个主成分参数间的质量评价模型。

表5 两种粳稻综合品质PCA的特征值和载荷矩阵
Table 5 Eigenvalues and load matrix of principal component analysis for the overall quality of two japonica rice varieties

将上述3 个主成分变量作为坐标，建立描述南粳5055和南粳9108两种粳稻综合品质变化的三维散点图（图3），PCA散点图对两种粳稻在抽穗后36～66 d内不同收获期间的整体品质差异可以进行有效区分。从图3可知，较其他收获期，抽穗后48 d或54 d的南粳5055和抽穗后54 d或60 d的南粳9108在三维尺度上出现拐点，整体表现均衡，综合品质更优[36]。

3 结论

本研究数据表明收获期对南粳5055和南粳9108的大米外观色泽、加工特性、RVA特征谱和蒸煮品质等有影响。大米表面颜色特征值分别与出糙率和整精米率极显著相关（P＜0.01），米饭蒸煮硬度与崩解值极显著正相关（P＜0.01）。基于对各指标的PCA可知，粳稻的综合品质可由加工特性和营养成分、稻米蒸煮性能和煮熟米饭口感3 类重要指标来描述，并且它们的重要性程度依次为：加工特性和营养成分＞稻米蒸煮性能＞煮熟米饭口感。综合确定早熟品种南粳5055的最佳收割期在抽穗后的48～54 d，而晚熟品种南粳9108的最佳收割期在抽穗后的54～60 d。过早收割的粳稻成熟度不够和水分含量高，容易降低出糙率和整精米率。过晚收割容易增加粳稻淀粉的峰值黏度和崩解值，降低糊化温度。适时收割有利于提高大米的白度和整精米率，降低崩解值和米饭硬度，改善淀粉糊化特性和米饭蒸煮品质。

[1] 程勇翔, 王秀珍, 郭建平, 等. 中国水稻生产的时空动态分析[J]. 中国农业科学, 2012, 45(17): 3473-3485. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.17.003.

[2] 周锡跃, 徐春春, 李凤博, 等. 跨国粮企进入我国大米等粮油产业的做法与启示: 以益海嘉里公司为例[J]. 中国稻米, 2010, 16(6): 31-34.DOI:10.3969/j.issn.1006-8082.2010.06.008.

[3] 段骅, 唐琪, 剧成欣, 等. 抽穗灌浆早期高温与干旱对不同水稻品种产量和品质的影响[J]. 中国农业科学, 2012, 45(22): 4561-4573.DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2012.22.003.

[4] 李刚, 邓其明, 李双成, 等. 稻米淀粉RVA谱特征与品质性状的相关性[J]. 中国水稻科学, 2009, 23(1): 99-102.

[5] THOMPSON J F, MUTTERS R G. Effect of weather and rice moisture at harvest on milling quality of California mediumgrain rice[J]. Transactions of the ASABE, 2006, 49(2): 435-440.DOI:10.13031/2013.20392.

[6] 徐兴凤, 钟业俊, 夏文, 等. 不同采收期籼米外观与米饭食味品质的相关性分析[J]. 食品科学, 2013, 34(23): 147-150. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201323031.

[7] AHMAD U, ALFARO L, YEBOAH-AWUDZI M, et al. Infl uence of milling intensity and storage temperature on the quality of Catahoula rice (Oryza sativaL.)[J]. LWT-Food Science and Technology, 2017,75: 386-392. DOI:10.1016/j.lwt.2016.09.014.

[8] SIEBENMORGEN T J, GRIGG B C, LANNING S B. Impacts of preharvest factors during kernel development on rice quality and functionality[J]. Annual Review of Food Science and Technology,2013, 4: 101-115. DOI:10.1146/annurev-food-030212-182644.

[9] ZHU L J, LIU Q Q, SANG Y J, et al. Underlying reasons for waxy rice flours having different pasting properties[J]. Food Chemistry, 2010,120(1): 94-100. DOI:10.1016/j.foodchem.2009.09.076.

[10] 蔡一霞, 刘春香, 王维, 等. 灌浆期表观直链淀粉含量相似品种稻米胶稠度和RVA谱的动态差异[J]. 中国农业科学, 2011, 44(12):2439-2445. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2011.12.004.

[11] 胡群, 夏敏, 张洪程, 等. 氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻产量及品质的影响[J]. 作物学报, 2017, 43(3): 420-431. DOI:10.3724/sp.j.1006.2017.00420.

[12] 全国粮油标准化技术委员会. 谷物与豆类千粒重的测定: GB/T 5519—2008[S]. 北京: 中国标准出版社, 2009: 1-2.

[13] 全国粮油标准化技术委员会. 谷物及谷物制品水分的测定常规法:GB/T 21305—2007[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008: 1-6.

[14] 全国粮油标准化技术委员会. 大米直链淀粉含量的测定: GB/T 15683—2008[S]. 北京: 中国标准出版社, 2009: 1-9.

[15] 全国粮油标准化技术委员会. 粮油检验粮食、油料中淀粉含量测定: GB/T 5514—2008[S]. 北京: 中国标准出版社, 2009: 1-3.

[16] 国家卫生和计划生育委员会. 食品中蛋白质的测定: GB 5009.5—2010[S]. 北京: 中国标准出版社, 2014: 1.

[17] 全国粮油标准化技术委员会. 大米: GB 1354—2009[S]. 北京: 中国标准出版社, 2009: 1-6.

[18] 全国粮油标准化技术委员会. 稻谷: GB 1350—2009[S]. 北京: 中国标准出版社, 2009: 1-6.

[19] 陈坤杰, 吴贵茹, 孟繁华. 大米表面颜色与碾削程度的相关性分析[J].中国粮油学报, 2010, 25(7): 1-5.

[20] American Association of Cereal Chemists International. Determination of the pasting properties of rice with the rapid visco analyser[M/OL].Saint Paul: AACC International. [2017-03-08]. http://methods.aaccnet.org/summaries/61-02-01.aspx.

[21] 陈银基, 陈霞, 蒋伟鑫, 等.60Co-γ辐照处理对低温储藏糙米品质及微结构的影响[J]. 中国农业科学, 2014, 47(11): 2214-2223.DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.11.015.

[22] 钱春荣, 杨春梅, 金正勋, 等. 不同收获时期对稻米味度值和RVA谱特性的影响[J]. 黑龙江农业科学, 2007(6): 79-81.

[23] KETTHAISONG D, SURIHARN B, TANGWONGCHAI R, et al.Changes in physicochemical properties of waxy corn starches at different stages of harvesting[J]. Carbohydrate Polymers, 2013, 98(1):241-248. DOI:10.1016/j.carbpol.2013.06.016.

[24] 程建峰, 潘晓云, 刘宜柏. 收获期对杂交早稻品质的影响[J]. 江西农业学报, 2001, 13(2): 31-35.

[25] 张桂莲, 张顺堂, 王力, 等. 抽穗结实期不同时段高温对稻米品质的影响[J]. 中国农业科学, 2013, 46(14): 2869-2879. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2013.14.003.

[26] ISHIMARU T, HORIGANE A K, IDA M, et al. Formation of grain chalkiness and changes in water distribution in developing rice caryopses grown under high-temperature stress[J]. Journal of Cereal Science, 2009, 50(2): 166-174. DOI:10.1016/j.jcs.2009.04.011.

[27] LU R, SIEBENMORGEN T J. Correlation of head rice yield to selected physical and mechanical properties of rice kernels[J].Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 1995,38(3): 889-894. DOI:10.13031/2013.27905.

[28] WANG Lingfeng, SIEBENMORGEN T J, MATSLER A D, et al.Effects of rough rice moisture content at harvest on peak viscosity[J]. Cereal Chemistry, 2004, 81(3): 389-391. DOI:10.1094/cchem.2004.81.3.389.

[29] 窦红霞, 杨特武, 赵思明, 等. 不同品种籼米化学成分、凝胶和糊化特性及米粉加工品质比较[J]. 中国粮油学报, 2014, 29(3): 1-6.

[30] PITIPHUNPONG S, SUWANNAPORN P. Physicochemical properties of KDML 105 rice cultivar from different cultivated locations in Thailand[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2009,89(13): 2186-2190. DOI:10.1002/jsfa.3701.

[31] CHUNG H J, LIU Q, LEE L, et al. Relationship between the structure,physicochemical properties andin vitrodigestibility of rice starches with different amylose contents[J]. Food Hydrocolloids, 2011, 25(5):968-975. DOI:10.1016/j.foodhyd.2010.09.011.

[32] PARK C E, KIM Y S, PARK K J, et al. Changes in physicochemical characteristics of rice during storage at different temperatures[J].Journal of Stored Products Research, 2012, 48: 25-29. DOI:10.1016/j.jspr.2011.08.005.

[33] MOHAPATRA D, BAL S. Cooking quality and instrumental textural attributes of cooked rice for different milling fractions[J].Journal of Food Engineering, 2006, 73(3): 253-259. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2005.01.028.

[34] 陈书强, 薛菁芳, 潘国君, 等. 粳稻粒位间淀粉RVA谱特征与其它品质性状的关系[J]. 核农学报, 2015, 29(2): 244-251. DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2015.02.0244.

[35] CHEN Yinji, JIANG Weixin, JIANG Zhongqing, et al. Changes in physicochemical, structural, and sensory properties of irradiated brown japonica rice during storage[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2015, 63(17): 4361-4369. DOI:10.1021/jf5047514.

[36] 张洪霞. 基于稻米力学指标主成分分析的质量评价模型[J]. 农业工程学报, 2009, 25(2): 251-255.

Effects of Different Harvest Dates on the Overall Quality of Two Japonica Rice Varieties

LIU Bing, WANG Nan, SHAO Xiaolong*, SHI Xiaozhuan, WANG Feng
(Key Laboratory of Grains and Oils Quality Control and Processing, Collaborative Innovation Center for Modern Grain Circulation and Safety, College of Food Science and Engineering, Nanjing University of Finance and Economics, Nanjing 210023, China)

作者简介：刘兵（1984—），男，硕士，研究方向为有机化学、农产品加工及贮藏。E-mail：liubing518@nufe.edu.cn

*通信作者：邵小龙（1981—），男，副教授，博士，研究方向为快速无损检测技术、粮油储运加工和食品机械。

刘兵, 汪楠, 邵小龙, 等. 不同收获期对两种粳稻综合品质的影响分析[J]. 食品科学, 2017, 38(19): 107-115.DOI:10.7506/spkx1002-6630-201719018. http://www.spkx.net.cn

LIU Bing, WANG Nan, SHAO Xiaolong, et al. Effects of different harvest dates on the overall quality of two japonica rice varieties[J]. Food Science, 2017, 38(19): 107-115. (in Chinese with English abstract)

不同收获期对两种粳稻综合品质的影响分析

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结 论

3 结论