氮素水平对北方优良食味粳米品质及精碾磨粉颗粒特性的影响
闫秉春, 万雪, 钟敏, 刘宇奇, 赵艳泽, 姜红芳, 刘雅, 刘惠玲, 马沁春, 高继平, 张文忠
作物学报
2025, 51 ( 2):
503-515.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2025.42019
为探究氮素对粳米食味品质、营养品质和精碾磨粉特性的影响, 以不同食味粳稻品种沈农9816、秋田小町、北粳3号和盐粳476为试验材料, 设置0 kg hm-2 (N0)、50 kg hm-2 (N1)、100 kg hm-2 (N2)和200 kg hm-2 (N3) 4个氮素水平, 研究了氮素水平对不同食味稻米品质与精碾磨粉颗粒形态特征的影响及其相互关系。结果表明: (1) 稻米食味值表现为秋田小町>盐粳476>北粳3号>沈农9816, 在不同氮素水平下表现一致。(2) 随着氮素水平的提高, 除秋田小町外, 不同粳稻品种的食味品质(蒸煮食味值、外观、黏度、胶稠度)、支链淀粉A链、B1链含量均显著降低, 硬度、直链淀粉含量和蛋白组分含量显著提高; 峰值黏度、热浆黏度、最终黏度呈降低趋势, 崩解值、消减值、糊化温度受氮素影响较小; 精碾磨粉表面由光滑变为粗糙, 颗粒粒径变大、数量增多呈堆积状, 并伴随裂痕和空隙现象发生。(3) 相关分析表明, 氮素水平与与蒸煮食味品质(黏度、外观和食味值)、RVA特征值谱(峰值黏度、热浆黏度、最终黏度)均呈极显著负相关, 但与硬度及精碾磨粉表面颗粒粒径呈极显著正相关; 精碾磨粉表面颗粒粒径与蒸煮食味品质(食味值、外观)、RVA特征值谱(黏度、峰值黏度、热浆黏度及最终黏度)呈极显著负相关, 但与硬度呈显著正相关。综合来看, 食味值高的品种对氮素响应较弱, 且精碾磨粉表面特性稳定, 进而保证了其食味品质的稳定性。
处理
Treatment | 品种
Cultivar | A 链含量
A chain content (%) | B1 链含量
B1 chain content (%) | | N0 | 沈农9816 Shennong 9816 | 24.86±0.36 c | 40.42±0.42 c | | 秋田小町Akita-Komachi | 27.65±0.15 a | 47.08±0.38 a | | 北粳3号Beijing 3 | 25.46±0.23 b | 42.44±0.24 b | | 盐粳476 Yanjing 476 | 26.97±0.34 a | 46.56±0.19 a | | N1 | 沈农9816 Shennong 9816 | 23.56±0.42 d | 37.42±0.47 c | | 秋田小町Akita-Komachi | 26.51±0.15 a | 43.56±0.19 a | | 北粳3号Beijing 3 | 24.48±0.14 c | 41.44±0.07 b | | 盐粳476 Yanjing 476 | 25.35±0.67 b | 43.08±0.38 a | | N2 | 沈农9816 Shennong 9816 | 22.47±0.22 c | 36.63±0.12 c | | 秋田小町Akita-Komachi | 25.66±0.42 a | 42.74±0.11 a | | 北粳3号Beijing 3 | 23.39±0.14 c | 40.87±0.54 b | | 盐粳476 Yanjing 476 | 24.41±0.63 b | 42.03±0.23 a | | N3 | 沈农9816 Shennong 9816 | 21.35±0.13 d | 34.70±1.44 c | | 秋田小町Akita-Komachi | 25.24±0.50 a | 42.51±0.08 a | | 北粳3号Beijing 3 | 22.19±0.02 c | 37.32±0.43 b | | 盐粳476 Yanjing 476 | 24.15±0.74 b | 41.46±0.11 ab | 方差分析
ANOVA | 氮素水平Nitrogen level (N) | ** | ** | | 品种Cultivar (C) | ** | ** | | 氮素水平×品种 N×C | ns | ns |
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表2
不同氮素水平下供试品种支链淀粉链长分布的差异
正文中引用本图/表的段落
支链淀粉的链长通常用链的聚合度(degree of polymerization, DP)来表示, 根据链长范围, 支链淀粉通常被分为4种, 即A链(DP 6~12)、B1链(DP 13~24)、B2链(DP 25~36)、B3链(DP>37) [11], A链与B1链含量最多, 受氮素影响较大。由表2可知, 随着氮素水平的提高, 支链淀粉A链和B1链含量均呈下降趋势, 氮素水平对其影响显著, 同一氮素水平下, 品种间差异显著, 其中秋田小町的A链和B1链含量在各氮素水平下均为最高。相较N0水平, N3水平下沈农9816、秋田小町、北粳3号和盐粳476的支链淀粉中A链含量分别降低了14.71%、8.71%、12.84%和10.46%, 支链淀粉B1链含量降低了14.15%、9.71%、12.06%和10.95%。通过A链和B1链含量变化可以看出, 沈农9816支链淀粉受氮素影响较大, 而秋田小町反之。
通过对不同品种的精碾磨粉的形态特征分析发现(图2~图5), 随氮素水平的提高, 各品种精碾磨粉表面形态由光滑变粗糙, 颗粒数量增多且出现孔隙。在N1水平下, 沈农9816精碾磨粉表面较为光滑, 表面淀粉颗粒形状规则(图2-J); 秋田小町精碾磨粉的形态特征变化较小(图3-J); 北粳3号精碾磨粉表面由光滑变粗糙, 并出现裂缝及孔洞(图4-J); 盐粳476表面出现裂缝(图5-J)。在N2水平下, 沈农9816精碾磨粉表面粗糙(图2-G), 表面淀粉颗粒形状褶皱(图2-K); 秋田小町表面颗粒增多, 并开始出现堆积的现象(图3-K); 北粳3号表面颗粒数量增多(图4-G); 盐粳476表面裂缝, 但颗粒数量变化较小(图5-G)。在N3水平下, 沈农9816表面粗糙, 颗粒数量增多(图2-H), 颗粒形状不规则, 并出现堆积的现象(图2-L); 秋田小町精碾磨粉表面特征相较与N2水平, 变化较小(图3-G~H), 表面淀粉颗粒形状不规则, 并出现褶皱的现象(图3-L); 北粳3号表面出现孔洞, 并在孔洞中颗粒大量堆积(图4-G~H); 盐粳476精碾磨粉表面粗糙, 并出现裂缝及孔洞, 颗粒数量增多, 颗粒开始堆积, 且形状不一(图5-L)。
由图6可知, 不同品种的精碾磨粉表面颗粒粒径分布与氮素水平关系密切。各品种的精碾磨粉表面颗粒粒径分布随着氮素水平的提高均发生向右偏移, 颗粒粒径增大。其中, 在不同氮水平下, 沈农9816和北粳3号的精碾磨粉表面颗粒粒径峰度偏移量较大, 期望值降低, 方差较大, 粒径分布区间为2~16 μm, 主要集中在4~8 μm区间上; 而秋田小町和盐粳476的精碾磨粉表面颗粒粒径的峰度偏移量较小, 期望值变化较小, 方差较小, 粒径分布更集中, 粒径分布区间为2~10 μm, 主要集中在3~5 μm区间上。
本文的其它图/表
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