摘 要:【目的】研究新疆不同品种大米淀粉功能特性差异,为大米加工提供理论依据。
【方法】以新疆种植15种不同的大米品种为材料,采用碱法提取淀粉,测定总淀粉和直链淀粉含量、沉降积、冻融稳定性、透光率、糊化特性、质构特性、溶解度和膨胀度等参数,并对各指标进行显著性、相关性和主成分分析。
【结果】15种大米的总淀粉、直链淀粉含量显著差异(P<0.05),新粳9号直链淀粉含量最高(28.88%);溶解度差异显著(P<0.05),膨胀度在59% ~ 70%。冻融稳定性与冻融循环次数成反比,透光率随静置时间的增加而减小。稻米56号和新粳9号的耐咀嚼性最佳,大米品种与淀粉的直链淀粉含量、糊化特性、质构特性呈显著相关性,新梗9号得分最高。
【结论】不同品种大米理化、功能特性存在差异,其中新粳9号具有良好的加工特性。
关键词:大米淀粉;理化性质;加工特性;相关性;主成分
中图分类号:S519"" 文献标志码:A"" 文章编号:1001-4330(2024)12-2943-11
0 引 言
【研究意义】水稻(Oryza sativa L.)是重要的谷类主粮作物之一[1]。水稻在我国是第一大粮食作物,主要以秦岭、淮河为介分为南北两个稻区[2],南方以种植杂交水稻为主,北方以种植常规粳稻为主。我国新疆水稻种植面积约8×104 hm2[3]。水稻的加工特性(糊化性质和蒸煮品质)是目前研究的重点。有文献研究了水稻的理化品质与加工特性,主要关注产量、抗性、适应性等综合指标[4]。【前人研究进展】大米主要由淀粉组成,约占糙米干重72%~ 82%、精米干重90%[5]。与其他谷物淀粉(小麦、大麦和黑麦)相比,大米淀粉具有味道温和、易消化吸收、颗粒小、色泽白、冻融稳定性好和耐酸性强等优点。不同品种大米淀粉的组成和结构存在差异,淀粉含量和结构特征也影响大米的质地和加工性质[6]。Wichian等[7]研究了4个代表性泰国水稻淀粉,发现其糊化特性、化学成分和分子结构存在显著差异,主要是由直链淀粉、支链淀粉的精细结构、粒度分布和结晶度等多因素共同作用的结果。Merynda等[8]研究发现,淀粉糊化温度影响熟化时间,糊化温度高的大米比糊化温度低的大米需要更长的蒸煮时间,且直链淀粉含量高的大米遇冷会膨胀变硬,中等直链淀粉含量大米质地一般较蓬松。【本研究切入点】关于新疆不同品种大米淀粉功能特性的相关性以及主成分分析文献尚未见报道,有必要对不同新疆品种大米淀粉进行理化性质和加工特性进行研究。【拟解决的关键问题】以新疆种植的15种不同品种大米为材料,比较大米淀粉的形态、结构、理化以及加工特性,探讨新疆不同品种大米淀粉特性的差异,为选育优质大米品种提供数据支持。
1 材料与方法
1.1 材 料
1.1.1 原料与试剂
15种品种大米均来自新疆农业科学院粮食作物研究所察布查尔县水稻试验站,品种包括:新粳2号、新粳香8号、新粳伊5号、稻米56号、新粳香2号、新稻45号、新粳1号、粮香8号、新粳9号、新策粳1号、新策粳2号、新稻58号、新粳8号、新粳香1号及新粳伊3号。
淀粉、直链淀粉含量检测试剂盒,购自北京索莱宝科技有限公司。
1.1.2 仪器与设备
BSA124S电子天平,赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;FY-600高速万能粉碎机,温岭市林大机械有限公司;SHA-C水浴恒温震荡器,金坛市医疗器械厂;CF1524R台式高速微量冷冻离心机,美国赛洛捷克公司;101-0EBS电热鼓风干燥箱,北京市永光明医疗仪器厂;BioTek Synergy HTX多功能微孔板检测仪,安捷伦科技(中国)有限公司;Zeiss Supra55 VP电子显微镜,蔡司光学仪器 (上海)国际贸易有限公司。
1.2 方 法
1.2.1 大米淀粉的提取
参考唐雅璐等[9]方法,大米磨粉后过100目筛,石油醚浸泡脱脂,4 000 r/min 离心10 min弃上清,沉淀中石油醚完全挥发后,加0.2% NaOH溶液(料液比=1∶5)浸泡2 h, 4 000 r/min 离心10 min,蒸馏水清洗3次,取中层淀粉40℃烘干过100目筛,得到大米淀粉备用。淀粉、直链淀粉含量用试剂盒测定。
1.2.2 测定指标
1.2.2.1 淀粉凝沉性
淀粉凝沉性参考李真等[10]方法并略有改动。制备1% (W/W)的淀粉糊溶液,95℃水浴30 min冷却后混匀,于25 mL 具塞量筒中静置,记录0、2、4、6、8和24 h时淀粉糊上清液的体积。
淀粉凝沉性(%)=上清液体积淀粉糊总体积×100。
1.2.2.2 淀粉溶解度和膨胀度
淀粉溶解度和膨胀度参考 Cheng 等[11]的方法并略做修改。制备 2%(W/W)的淀粉糊,沸水浴振荡 15 min后迅速冷却,4 000 r/min 离心 15 min,收集上清液至恒重干燥皿中,100℃干燥至恒重,称重即为可溶性淀粉质量,收集沉淀物称重计算淀粉膨胀度。
溶解度(%)=可溶性淀粉质量淀粉样品干基质量×100;
膨胀度(%)=膨胀淀粉质量淀粉样品干基质量×(100 溶解度)×100。
1.2.2.3 淀粉冻融稳定性
淀粉冻融稳定性参考张晓萌等[12]方法,称取1 g样品,配置成5%(W/V)的淀粉糊,沸水浴30 min后分装至离心管中并称重, -20℃冻藏24 h后取出,室温下解冻4 h,4 000 r/min离心20 min,弃上清液,反复冻融4次,记录沉淀质量并计算析水率,析水率即代表样品冻融稳定性。
析水率(%)=淀粉糊质量-沉淀物质量淀粉糊质量×100。
1.2.2.4 淀粉透明度
淀粉透明度参考Liu等[13]方法,配置1%(W/V)的淀粉糊,在沸水浴中加热搅拌30 min后冷却至室温,静置0、1、4、7、18、24、48和72 h后于640 nm处测定吸光度值。
T(%)=10(2-吸光值).
透光率(%)=样品透光值蒸馏水透光值×100。
1.2.2.5 淀粉粘度特性
大米淀粉粘度由快速粘度分析仪(RVA)测定,根据样品水分含量计算粘度所需样品质量,准确称取样品,加入25 mL蒸馏水充分搅拌后,放入粘度分析仪测定。
1.2.2.6 淀粉质构特性
将粘度测定后的样品冷却至室温并用保鲜膜密封放入0℃冰箱保存4 h,采用TA.XT plus物性仪进行淀粉质构特性测定,标准TPA程序,10 mm圆柱型(P/0.5R)探头,测前速度1.00 mm/s;测试速度1.00 mm/s;测后速度1.00 min/s;形变量为30.00%,重复3次。
1.2.2.7 淀粉颗粒微观结构
扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)观察大米淀粉形态,在载物台粘贴导电胶,取少量样品固定,经真空喷金后放入样品室,在2 kV电压下进行观察并拍照。
1.3 数据处理
数据处理采用SPSS 27.0进行单因素方差分析,Origin 2022作图,实验数据以平均数±标准差表示。
2 结果与分析
2.1 大米淀粉含量与直链淀粉含量
研究表明,淀粉含量在76.68% ~ 90.68%且具有显著性差异(P<0.05),稻米56号和新粳9号淀粉含量最低,为76.68%和78.21%,新粳伊5号与新稻45号最高,为90.68%和91.89%。直链淀粉占总淀粉含量11.58% ~ 28.88%,新粳2号、新粳香8号、新粳伊5号、新粳香2号、新稻45号、粮香8号、新策粳1号、新稻58号和新粳伊3号为低直链淀粉(5% ~ 20%直链淀粉),稻米56号、新粳1号、新粳9号、新策粳2号和新粳8号为中等直链淀粉(20% ~ 30%直链淀粉)。支链淀粉占总淀粉含量71.12% ~ 88.42%,新粳2号、新粳伊5号、新稻45号、粮香8号、新粳香1号的直支比在0.13 ~ 0.15,新策梗2号和新梗8号的直支比较高,为0.39和0.37。表1
2.2 大米淀粉的凝沉性
研究表明,淀粉糊沉降比例随着时间延长不断增加,在最初4 h内沉降体积增加速度差异较小,均小于5%;沉降体积差异在4 ~ 8 h时逐渐变大;8 h后新粳香8号、新粳伊5号、新稻45号、粮香8号、新策粳1号、新策粳2号、新粳香1号、新粳伊3号沉降体积逐渐趋于稳定,而新粳2号、稻米56号、新粳香2号、新粳1号、新粳9号、新稻58号、新粳8号沉降体积进一步增加,稻米56号和新粳8号最高,为29.73%和28.40%。图1
2.3 大米淀粉的溶解度和膨胀度
研究表明,不同大米淀粉溶解度存在差异,稻米56号(22.63%)和新粳香8号(21.19%)溶解度最高且差异显著(P<0.05),其余大米淀粉溶解度在14% ~ 18%。不同大米淀粉间膨胀度在59% ~ 70%。新梗9号膨胀度最高,为70.87%,新梗香8号膨胀度最低(59.45%)。图2
2.4 大米淀粉冻融稳定性
研究表明,淀粉析水率经过4次冻融循环后显著增加,新粳2号、新粳香2号、新粳1号、新粳9号和新粳香1号的析水率较高,析水率在第4次冻融循环后均达到40%以上;粮香8号、新策粳1号、新粳伊3号因冻融稳定性较好且保水能力较强,受反复冻融影响较小,其余大米析水率均随循环次数增加明显提高并在第4次解冻后达到峰值。图3
2.5 大米淀粉的透明度
研究表明,新粳1号透光率在0 h 时最大,为12.97%;新粳8号最小(10.28%),大米透光率随静置时间延长均呈下降趋势,新粳2号和新粳9号在72 h后透光率最大,为11.77%和11.63%,新粳香2号(9.78%)显著低于其他大米;样品在0 ~ 72 h内淀粉透明度变化幅度在0.10% ~ 1.90%。图4
2.6 大米淀粉的粘度
研究表明,新粳香8号和新粳伊5号峰值粘度最高,为6 636.5和5 951,其余样品均在5 037~ 5 674,峰值粘度与淀粉颗粒膨胀性和吸水性呈正相关。崩解值为峰值粘度与最低粘度之差,大米淀粉崩解值在3 556.5 ~ 4 799,食品品质与崩解值呈负相关。最终粘度与直链淀粉含量有关,新粳香1号、新粳9号、新粳香2号和新粳2号最终粘度较高,分别为3 522、3 421.5、3 358.5和3 318,其余样品在2 977.5 ~ 3 291.5。回生值是最终粘度与最低粘度之差并与抗老化性成反比,新粳伊5号回生值最小为1 458.5,粮香8号回生值显著高于其他样品。峰值时间越短,淀粉糊化速度越快,15种大米淀粉峰值时间差异不显著,范围在4.0 ~ 4.2 min,糊化温度在72 ~ 74℃。表2
2.7 大米淀粉质构特性
研究表明,不同品种大米淀粉之间质构特性有差异,新粳9号(稻米56号)硬度、胶粘性和咀嚼性分别为36.61 g(33.81 g)、24.97 g(24.14 g)和0.85 mj(0.92 mj),均显著高于其他品种。新粳香8号(新粳伊3号)硬度、弹性、胶粘性、咀嚼性较小,分别是15.72 g(18.20 g)、3.14 mm(2.71 mm)、11.44 g(11.89 g)、0.36 mj(0.32 mj),但新粳香8号粘附性和内聚性最强(13.53 g、0.73)。表3
2.8 淀粉理化特性相关性
研究表明,直链淀粉含量与大米凝沉性具有极显著正相关(P lt; 0.01),与大米硬度、咀嚼性具有显著正相关(P lt; 0.05);冻融稳定性与弹性、咀嚼性具有显著正相关(P lt; 0.05);溶解度与膨胀度具有极显著负相关(P lt; 0.01);凝沉性与硬度、咀嚼性具有极显著正相关(P lt; 0.01);硬度与弹性具有显著正相关(P lt; 0.05),与咀嚼性具有极显著正相关(P lt; 0.01);弹性与咀嚼性具有极显著正相关(P lt; 0.05)。图5
2.9 淀粉理化特性主成分
研究表明,前5个主成分累计贡献率为91%。FAC1、FAC2和FAC3方差贡献率为40.00%、19.50%和13.98%,累计方差贡献率为59.54%,主要与直链淀粉含量、凝沉性、冻融稳定性、硬度等具有显著相关性。新梗9号得分最高,其次是新梗1号、稻米56号;新粳香8号和新梗伊3号综合值得分最低。表5
2.10 大米淀粉微观结构
研究表明,电镜拍摄于2 kV电压,放大倍数3 000倍。对照组为市售玉米淀粉,大米淀粉颗粒在电子显微镜下呈多面体不规则状;不同品种大米淀粉颗粒的粒径大小差异不显著,均小于市售玉米淀粉;样品颗粒表面较光滑,少数颗粒表面呈蜂窝状侵蚀孔且粗糙,如新粳香8号、新稻45号、粮香8号、新粳9号、新策粳2号和新粳伊3号。 图6
3 讨 论
3.1 试验研究中淀粉含量有显著性差异,结果与文献报道大米淀粉含量范围[14]基本一致。淀粉溶解度和膨胀度代表了淀粉的持水能力和相互结合能力[15],与溶解度相比,淀粉中直链淀粉与膨胀度关系更加紧密[16]。研究中大米淀粉理化性质与直链淀粉含量、冻融稳定性、溶解度、硬度等密切相关,与Ping等[17]研究结果一致。溶解度和膨胀度对主成分产生负贡献,与内部分子结构在高直链玉米淀粉中起重要作用的研究[18]结果一致。
大米理化性质决定了其应用方向,除作为主食食用还可加工成各种产品,如面包、米粉和蛋糕等[19]。直链淀粉含量因大米品种、产地等差异影响大米加工特性,稻米56号、新粳1号、新粳9号、新策粳2号、新粳8号样品的直链淀粉含量较高,高直链淀粉大米适宜制作米粉和膨化米。研究表明[20]大米中等直链淀粉含量与淀粉颗粒完整性成正比,并能提高米饭适口性;直链淀粉具有限制淀粉消化作用,直接影响人体血糖生成指数(GI值)[21],直链淀粉含量高的大米通常具有较低的GI值[22]。当高直链淀粉比例增加时,大米吸水率和粘度呈下降趋势,使米饭口感变差,研究表明直链淀粉和支链淀粉比例影响淀粉理化、热学和流变学特性[23],新粳9号(0.41)与新粳2号(0.13)的直支比相差最大,其产品特性如凝沉性、膨胀度、冻融稳定性、回生值、硬度、咀嚼性、胶粘性具有一定差异。阚卓锐等[24]研究发现,杂粮面条硬度与咀嚼性与直支比成正比,吸水率、蒸煮损失率和血糖生成指数与直支比成反比。夏凡等[25]对10种不同产地市售大米食用品质进行分析,结果表明直支比在0.06 ~ 0.14大米蒸煮品质最好,直支比大于0.33的大米适合加工米粉。淀粉糊中直链淀粉含量越高越容易发生沉降和分子聚合,促进食品形成凝胶并降低口感[26]。淀粉糊在温度较高时分子间湍动活跃不易沉淀,此时沉降体积增加速度差异较小,分子运动速度随着温度降低减慢导致间距缩短,直链淀粉中氢键相互结合形成晶束析出[27]而增强凝沉性。淀粉溶解度因部分未结晶直链淀粉高温溶于水的特性及淀粉颗粒大小的影响而不同。淀粉膨胀度与支链淀粉含量呈正相关性并随链交水平的增加而降低,部分直链淀粉与支链淀粉分支结合形成晶体阻碍淀粉膨胀[28],与宋永[29]、潘俊娴[30]等研究结果一致。Ping 等[17]发现溶解度低的淀粉制成米粉蒸煮损失相应降低,这与淀粉颗粒的膨胀度和抗剪切能力有关。
3.2
透明度与淀粉糊化后膨胀度和粒度有关,糊化后未完全膨胀淀粉颗粒透光率相较于完全糊化颗粒透明度低,并随时间延长而增加[31],新粳2号和新粳9号透明度最大,对产品颜色的影响最小,新粳9号的透明度在72 h内的变化率最小,产品颜色稳定性最强,淀粉糊的透明度有益于生产高透明度产品,如果冻等[32]。
淀粉糊状特性使其可用作增稠剂和粘合剂[33]。直链淀粉含量越高,淀粉糊越容易发生沉降和分子聚合,促进食品形成凝胶,降低口感[26]。峰值粘度高容易形成更硬的凝胶,直、支链淀粉分子结构在淀粉糊化后重新排列[34],回生引起产品不可逆的品质劣变。淀粉质构特性随直链淀粉含量不同而有所差异,在复配高直链淀粉后,显著降低粉条断条率,增强其硬度与拉伸强度[35]。研究显示淀粉颗粒形状大小不均匀,表面存在孔洞,与玉米和马铃薯块茎[34]相比颗粒较小,与Hong 等[36]研究显示在弱光条件下生长的水稻淀粉具有类似结果,Farooq等[37]发现不同淀粉粒度导致的食品膨胀度和水解度有差异。相关性分析表明品种与淀粉理化性质存在相互关系并影响产品品质,淀粉理化性质与直链淀粉含量、冻融稳定性、溶解度、硬度等密切相关,与前人研究结果一致[38-40]。
4 结 论
大米淀粉的凝沉性、膨胀度、糊化特性、硬度、咀嚼性均与直链淀粉含量有关;新粳9号与新粳8号大米的直链淀粉含量最高,为28.88%和27.04%;24 h后稻米56号与新粳8号沉降体积达到峰值(29.73%、28.40%);稻米56号(22.63%)和新粳香8号(21.19%)溶解度最高且差异显著(P<0.05);新粳9号硬度(36.61 g)、胶粘性(24.97 g)和咀嚼性(0.85 mj)均显著高于其他品种;大米淀粉呈不规则球形或多角形颗粒状。大米淀粉理化性质与直链淀粉含量、冻融稳定性、溶解度、硬度等密切相关。新粳9号综合得分最高为68.31(T分值转换)。
参考文献(References)
[1]Li C, Yu W W, Gilbert R G. The effects of starch molecular fine structure on thermal and digestion properties of rice starch[J]. Foods, 2022, 11(24): 4012.
[2] 顾晓振, 米铁柱, 刘佳音, 等. 中国杂交粳稻育种研究进展[J]. 杂交水稻, 2021, 36(4): 1-5.
GU Xiaozhen, MI Tiezhu, LIU Jiayin, et al. Research advances in breeding of Japonica hybrid rice in China[J]. Hybrid Rice, 2021, 36(4): 1-5.
[3] 布哈丽且木·阿不力孜, 袁杰, 朱小霞, 等. 新疆稻区优质丰产水稻品种筛选与评价[J]. 新疆农业科学, 2020, 57(11): 2108-2117.
Buhaliqiemu Abulizi, YUAN Jie, ZHU Xiaoxia, et al. Screening and evaluation of high-quality and high-yield rice varieties in Xinjiang rice zone[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2020, 57(11): 2108-2117.
[4] 占小登, 王凯, 曹立勇. 近年我国水稻遗传育种研究进展与展望[J]. 中国稻米, 2023, 29(6): 1-4.
ZHAN Xiaodeng, WANG Kai, CAO Liyong. Advance and prospect of rice genetics and breeding research in 2020—2022 in China[J]. China Rice, 2023, 29(6): 1-4.
[5] Kim J Y, Lee Y K, Chang Y H. Structure and digestibility properties of resistant rice starch cross-linked with citric acid[J]. International Journal of Food Properties, 2017: 1-12.
[6] Tang A X, Li M, Wang R B, et al. Manipulating raw noodle crystallinity to control the hardness of cooked noodle[J]. LWT, 2019, 109: 305-312.
[7] Sangwongchai W, Tananuwong K, Krusong K, et al. Starch chemical composition and molecular structure in relation to physicochemical characteristics and resistant starch content of four Thai commercial rice cultivars differing in pasting properties[J]. Polymers, 2023, 15(3): 574.
[8] Syafutri M I, Pratama F, Syaiful F, et al. Effects of varieties and cooking methods on physical and chemical characteristics of cooked rice[J]. Rice Science, 2016, 23(5): 282-286.
[9] 唐雅璐, 全珂, 刘艳兰, 等. 大米淀粉三种提取方法的对比研究[J]. 粮食与食品工业, 2020,27(4): 32-38, 45.
TANG Yalu, QUAN Ke, LIU Yanlan, et al. Compared among three extraction methods on rice starch[J]. Cereal amp; Food Industry, 2020,27(4): 32-38, 45.
[10] 李真, 安阳, 艾志录, 等. 不同类型变性淀粉的理化特性比较[J]. 中国食品学报, 2019, 19(4): 280-286.
LI Zhen, AN Yang, AI Zhilu, et al. Studies on physico-chemical properties of different types modified starches[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2019, 19(4): 280-286.
[11] Cheng J Y, Lei S J, Gao L, et al. Effects of jet milling on the physicochemical properties of buckwheat flour and the quality characteristics of extruded whole buckwheat noodles[J]. Foods, 2022, 11(18): 2722.
[12] 张晓萌, 陈金凤, 李建刚, 等. 超高压处理对“和尚头”小麦淀粉结构和特性的影响[J/OL]. 食品与发酵工业: 1-9.
ZHANG Xiaomeng, CHEN Jinfeng, LI Jiangang, et al. Effects of ultrahigh-pressure treatment on the structure and properties of wheat starch from \"Monks Head\"[J/OL]. Food and Fermentation Industry: 1-9.
[13] Liu X X, Liu H M, Li J, et al. Effects of various oil extraction methods on the structural and functional properties of starches isolated from tigernut (Cyperus esculentus) Tuber meals[J]. Food Hydrocolloids, 2019, 95: 262-272.
[14] 潘俊娴, 吕杨俊, 蒋玉兰, 等. 茶多酚对大米淀粉理化特性的影响[J]. 中国茶叶加工, 2023, (3): 45-51.
PAN Junxian, LYU Yangjun, JIANG Yulan, et al. Effect of tea polyphenols on the physicochemical properties of rice starch[J]. China Tea Processing, 2023, (3): 45-51.
[15] Yang J Y, Reddy C K, Fan Z L, et al. Physicochemical and structural properties of starches from non-traditional sources in China[J]. Food Science and Human Wellness, 2023, 12(2): 416-423.
[16] Lindeboom N, Chang P R, Tyler R T. Analytical, biochemical and physicochemical aspects of starch granule size, with emphasis on small granule starches: a review[J]. Starch - Strke, 2004, 56(3/4): 89-99.
[17] Wei P, Fang F, Liu G M, et al. Effects of composition, thermal, and theological properties of rice raw material on rice noodle quality[J]. Frontiers in Nutrition, 2022, 9: 1003657.
[18] Chan C H, Wu R G, Shao Y Y. The effects of ultrasonic treatment on physicochemical properties and in vitro digestibility of semigelatinized high amylose maize starch[J]. Food Hydrocolloids, 2021, 119: 106831.
[19] Ohtsubo K, Brites C M, Rosell C M. Editorial for the special issue, “quality assay, processing and bio-function of rice products”[J]. Foods, 2022, 11(12): 1755.
[20] Li H Y, Gilbert R G. Starch molecular structure: The basis for an improved understanding of cooked rice texture[J]. Carbohydrate Polymers, 2018, 195: 9-17.
[21] Meera K, Smita M, Haripriya S, et al. Varietal influence on antioxidant properties and glycemic index of pigmented and non-pigmented rice[J]. Journal of Cereal Science, 2019, 87: 202-208.
[22] Ngo T V, Kunyanee K, Luangsakul N. Insights into recent updates on factors and technologies that modulate the glycemic index of rice and its products[J]. Foods, 2023, 12(19): 3659.
[23] Chen B R, Wang C Y, Wang P, et al. Genome-wide association study for starch content and constitution in Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench)[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2019, 18(11): 2446-2456.
[24] 阚卓锐. 杂粮复配粉中淀粉直/支比对挤压面条品质的影响[D]. 天津: 天津科技大学, 2022.
KAN Zhuorui. Effect of starch straight/branch ratio in mixed grain compound flour on the quality of extruded noodles[D]. Tianjin: Tianjin University of Science amp; Technology, 2022.
[25] 夏凡, 董月, 朱蕾, 等. 大米理化性质与其食用品质相关性研究[J]. 粮食科技与经济, 2018, 43(5): 100-107.
XIA Fan, DONG Yue, ZHU Lei, et al. Study on the relationship between physicochemical properties and edible quality of rice[J]. Grain Science and Technology and Economy, 2018, 43(5): 100-107.
[26] Cai Q L, Li X P, Ding X X, et al. Effects of quercetin and Ca(OH)2 addition on gelatinization and retrogradation properties of Tartary buckwheat starch[J]. LWT, 2023, 178: 114488.
[27] 岳书杭. 醋酸酯大米淀粉的合成、性质及应用研究[D]. 湘潭: 湘潭大学, 2019.
YUE Shuhang. Synthesis, Properties and Application of Rice Starch with Acetate[D]. Xiangtan: Xiangtan University, 2019.
[28] Batanony N, MahaHamdyAli M, TantawyHassan H. Diversity of non-rhizobial bacteria from nodules of Melilotus indicus L. and their plant growth promotion ability[J]. The Egyptian Journal of Experimental Biology (Botany), 2018, 14(2): 253.
[29] 宋永, 贾璐泽, 张一婷, 等. 金冠豆角籽粒淀粉组成及性质研究[J/OL]. 食品工业科技, 1-15.
SONG Yong, JIA Luze, ZHANG Yiting, et al. Study on the composition and properties of starch in the seeds of golden corns[J/OL]. Food Industry Science and Technology, 1-15.
[30] 潘俊娴, 吕杨俊, 蒋玉兰, 等. 龙游黄茶茶粉对大米淀粉理化特性的影响[J]. 中国茶叶加工, 2023,(3): 52-56.
PAN Junxian, LYU Yangjun, JIANG Yulan, et al. Effect of tea powder from Longyou yellow tea on the physicochemical properties of rice starch[J]. China Tea Processing, 2023,(3): 52-56.
[31] Shen S D, Chi C D, Zhang Y P, et al. New insights into how starch structure synergistically affects the starch digestibility, texture, and flavor quality of rice noodles[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2021, 184: 731-738.
[32] Osei Tutu C, Amissah J G N, Amissah J N, et al. Physicochemical and microstructural characteristics of Frafra potato (Solenostemon rotundifolius) starch[J]. International Journal of Food Properties, 2023, 26(1): 1624-1635.
[33] Yan S X, Li Z, Wang B, et al. Correlation analysis on physicochemical and structural properties of Sorghum starch[J]. Frontiers in Nutrition, 2023, 9: 1101868.
[34] Yamaguchi Y, Okawa Y, Ninomiya K, et al. Evaluation and suppression of retrogradation of gelatinized rice starch[J]. Journal of Nutritional Science and Vitaminology, 2019, 65(Supplement): 134-138.
[35] 何丹, 李粤, 邬应龙. 蚕豆和高直链玉米淀粉对马铃薯粉条品质的影响[J]. 中国调味品, 2023, 48(10): 66-72.
HE Dan, LI Yue, WU Yinglong. Effects of faba bean starch and high amylose corn starch on quality of potato vermicelli[J]. China Condiment, 2023, 48(10): 66-72.
[36] Chen H, Wang T, Deng F, et al. Changes in chemical composition and starch structure in rice noodle cultivar influence Rapid Visco analysis and texture analysis profiles under shading[J]. Food Chemistry: X, 2022, 14: 100360.
[37] Farooq A M, Li C, Chen S Q, et al. Particle size affects structural and in vitro digestion properties of cooked rice flours[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2018, 118: 160-167.
[38] Gao F, Li X Q, Li X, et al. Physicochemical properties and correlation analysis of retrograded starch from different varieties of Sorghum[J]. International Journal of Food Science amp; Technology, 2022, 57(10): 6678-6689.
[39] 柯福来, 张旷野, 朱凯, 等. 不同高粱品系籽粒淀粉的构成与糊化特性相关性分析[J/OL]. 山西农业大学学报(自然科学版), 1-7.
KE Fulai, ZHANG Kuangye, ZHU Kai, et al. Correlation between grain starch composition and pasting characteristics of different sorghum lines[J/OL]. Journal of Shanxi Agricultural University (Natural Science Edition), 1-7.
[40] 盛周杨, 邹波, 吴继军, 等. 木薯淀粉及改性淀粉结构特性及其与粉圆品质的关系[J/OL]. 广东农业科学, 1-10.
SHENG Zhouyang, ZOU Bo, WU Jijun, et al. Structural properties of cassava starch and modified starch and their relationship with the quality of vermicelli[J/OL]. Guangdong Agricultural Science, 1-10.
Principal component analysis and comparison of starch functional properties of rice cultivars
WANG Jianin1,2,MAO Hongyan1,YUE Li1,Zulipiya Maimaiti1,LYU Yuping1,YU Ming1
(1.Research Institute of Food Crops , Xinjiang Academy of Agricultural Sciences , Urumqi 830091 , China; 2. Qitai Triticeae Crops Experiment Station, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Qitai Xinjiang 831899 , China)
Abstract:【Objective】 To examine the distinct starch functional properties among various rice cultivars in Xinjiang and to establish a theoretical foundation for rice processing.
【Methods】" Fifteen varieties of rice cultivated in Xinjiang served as the fundamental material and the starch was obtained through an alkaline method; Various parameters like amylose and straight-chain amylose content, sedimentation product, freeze-thaw stability, transmittance, pasting characteristics, textural characteristics, solubility, swelling, etc.were assessed.The statistics were then subjected to significance of differences analyses, correlation analysis, and principal component analysis.
【Results】" The amylose content and linear amylose content of the 15 rice types differed significantly (Plt; 0.05).Xining 9 had the highest linear amylose content (28.88%).Solubility also differed significantly (Plt; 0.05), and the swelling degree ranged from 59% to 70%.Freeze-thaw stability decreased with the number of freeze-thaw cycles, and transmittance decreased with increasing resting time.Daomi 56 and Xinjing 9 had the highest chewing resistance.There was a significant correlation between the rice varieties and the straight-chain amylose content of the starch, pasting properties, and textural properties.Xinjing 9 had the highest score.Various types of rice exhibited differences in their physicochemical and functional characteristics.Xinjing 9 variety, in particular, was found to possess favorable processing characteristics.
【Conclusion】" The outcomes of this study offer a theoretical underpinning for rice variety selection and processing in Xinjiang.
Key words:rice starch; physicochemical properties; processing characteristics; principal component;principal component
Fund projects:Samp;T Assisting Xinjiang Program Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region (Directive) (2021E02008) ; Central Government Guiding the Local Science and Technology Development Special Fund Project (ZYYD2022B14);Independent Cultivation Project of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences (nkyzzkj-006)
Correspondence author:LYU Yuping (1986-) , male,from ulanqab, Inner Mongolia, agronomist, research direction: rice cultivation and breeding , (E-mail) lvyuping_567@163.com
YU Ming (1973-) , male,from Liaoning, researcher , master, research direction: grain and oil quality and processing technology research , (E-mail) 2435742497@ qq.com
基金项目:新疆维吾尔自治区科技支疆项目计划(指令性)项目(2021E02008);中央引导地方科技事业发展专项 (ZYYD2022B14);新疆农业科学院自主培育项目(nkyzzkj-006)
作者简介:王佳敏(1998 -),女,新疆沙湾人,助理研究员,硕士,研究方向为粮油精深加工,(E-mail)2359796082@qq.com
通讯作者:吕玉平(1986-),男,内蒙古乌兰察布人,农艺师,研究方向为水稻栽培育种,(E-mail)lvyuping_567@163.com
于明(1973-),男,辽宁阜新人,研究员,硕士,研究方向为粮油品质与加工技术,(E-mail) 2435742497@ qq.com