淀粉黏滞性及其RVA谱特征值研究

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：淀粉黏滞性可用黏度速测仪测定，采用RVA测得的淀粉黏滞性图谱，称为RVA谱。稻米淀粉 RVA谱的测定条件模拟日常稻米蒸煮过程，是淀粉热物理特性的反映。当达到了最高黏度之后，淀粉颗粒崩解，黏度开始下降。达到稳定时的淀粉黏度，称为最终黏度或者冷糊黏度，与淀粉在蒸煮冷却后形成黏稠的糊状物或凝胶的能力有关。目前，国内外有关稻米淀粉RVA谱特征值QTL定位的研究并不多。

淀粉黏滞性可用黏度速测仪（RVA）测定，采用RVA测得的淀粉黏滞性图谱，称为RVA谱（图4-3）。稻米淀粉 RVA谱的测定条件模拟日常稻米蒸煮过程，是淀粉热物理特性的反映。RVA图谱主要包括最高黏度（Peak Viscosity，PV）、最低黏度（Hot Paste Viscosity，HPV）、最终黏度（Cool Paste Viscosity，CPV）、崩解值（Breakdown Value，BD）、回复值或消减值（Setback Value，SB）、糊化温度（Gelatinization Temperature，GT）、最高黏度时间（Peak Time，PT）。糊化温度（Gelatinization Temperature，GT）是稻米淀粉在热水或加热条件下失去结晶性，而发生不可逆膨胀，形成淀粉粉糊的温度，是稻米蒸煮品质的重要指标，与煮饭时间长短和吸收水分多少成正比。在稻米品质评价和育种选择中，常选用消碱值（Alkali Spreading Value，ASV）来间接表示糊化温度。随着温度的增加，淀粉的黏度逐渐增大，当淀粉颗粒膨胀速度和崩解速度相同时的黏度，称为最高黏度（PV）。最高黏度反映了淀粉膨胀的程度和结合水的能力，通常与成品的质量有关，因为淀粉颗粒的膨胀、崩解与熟淀粉的质构有关。当达到了最高黏度之后，淀粉颗粒崩解，黏度开始下降。崩解值是用来衡量膨胀淀粉颗粒被破坏的难易程度，表明米饭在蒸煮过程中的稳定程度（Adebowale&Lawal，2003）。最低黏度，也称为热糊黏度，指的是恒温阶段结束时的黏度。然后冷却阶段开始，淀粉黏度开始升高，这个过程叫淀粉的回生。消减值是评价产品质构的指标，与脱水作用和冻融过程密切相关。达到稳定时的淀粉黏度，称为最终黏度或者冷糊黏度，与淀粉在蒸煮冷却后形成黏稠的糊状物或凝胶的能力有关。淀粉基材料或添加物与淀粉相互作用过程，也会影响糊化特性。含二硫键的蛋白质也会影响稻米淀粉糊化过程中的剪切力和凝胶糊状物的刚性。

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图4-3　典型RVA图谱

Yu等（2007年）用γ射线处理了淀粉颗粒，测定了不同剂量下淀粉的RVA谱，结果表明，随着γ剂量的增加淀粉颗粒明显变小，6个主要的黏度特征值（黏度峰值、热浆黏度、冷胶黏度、消减值、崩解值、到达最大黏度的时间）都显著降低，说明大米淀粉的糊化特性与粒度呈显著正相关。2003年，Noosuk等研究了泰国大米淀粉结构与黏度的关系，指出糯米淀粉由于加热过程中容易吸水膨胀，因此，糊化黏度较其他品种大米的淀粉高。Yue等的研究也表明，加热期间淀粉颗粒膨胀能增加淀粉溶液的黏度，淀粉溶液在加热期间的浓度主要与淀粉颗粒体积分数有关，与大米的品种无关。当淀粉悬浮液的浓度较高时，淀粉颗粒的相互作用变大，也不利于膨胀糊化。

在大米黏度测试过程中，高温和机械对稻米淀粉溶液的作用，使直链淀粉从淀粉粒中游离出来并重排。淀粉承受高温和机械作用的能力，影响加热过程中淀粉粒的膨胀度，具有高膨胀体积的淀粉粒会具有较高黏度（Ragaee，2006）。在淀粉的各糊化特性参数，糊化起始温度反映了能量的消耗；最高黏度出现在淀粉粒体积最大时，反映了淀粉的膨胀力；热浆黏度出现在淀粉粒基本都破裂后，反映了淀粉在高温下耐剪切的能力；冷胶黏度反映了淀粉糊冷却后形成凝胶的能力；崩解值是最高黏度与最低黏度的差值，表示淀粉糊黏度热稳定性的变化，反映淀粉在高温下耐剪切的能力；回复值是冷胶黏度与热浆黏度的差值，反映了淀粉老化的难易；消减值是冷胶黏度与最高黏度的差值，在稻米淀粉测定过程中，反映了米饭质地的软硬（金正勋，2001年；吴殿星，1998年）。

目前，国内外有关稻米淀粉RVA谱特征值QTL定位的研究并不多。Bao等（2003年）利用4个初级分离群体，检测到61个与RVA谱特征值相关的QTL，分布在水稻9条染色体上。包劲松等（1999年）发现稻米的RVA谱特性主要受Wx基因控制，认为将粳稻Wx基因引入籼稻背景中，可改良稻米淀粉RVA谱。杨亚春等（2012年）采用复合区间作图法，在3个不同生态环境下对RVA谱特征值（峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度、消减值、峰值时间、起浆温度和回复值）的8个特征性状进行了QTL分析，共定位到57个QTL位点。其中，13个QTL在3个不同环境中被重复检测到，qCPV-3、qCPV-10b、qSBV-10b、qCSV-3b、qCSV-10b被3次检测到，稳定性较高。16个QTL具有一因多效性，单个QTL位点控制的性状一般为2～6个，第10染色体RM25032-RM1375区段控制峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度、消减值、峰值时间和回复值等6个性状。张巧凤等（2007年）用热研2号/密阳23构建重组自交系群体，对稻米淀粉RVA谱8个特征值进行了QTL定位，2年试验共检测到34个QTL，分别在第1、2、3、4、6、7、8共7条染色体上；2年同时检测到的QTL共8个，其中，Qhpv8、Qcpv6、Qcsv6、Qsbv6、Qbdv6位于第6染色体的Wx基因附近；Qhpv2、Qcsv2位于第2条染色体RM341与RM475标记之间；Qcpv2位于RM573与RM250标记之间。

淀粉黏滞性及其RVA谱特征值研究

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