中国特种稻的研究利用现状与前景_张建明

中国特种稻的研究利用现状与前景

上海农业学报 2002,18(增刊):53~57

ActaAgriculturaeShanghai

文章编号:1000 3924(2002)增刊 53 05

中国特种稻的研究利用现状与前景

张建明 朴钟泽 陆家安 张承妹

(上海市农业科学院作物育种栽培研究所,上海201106)

摘 要 对特种稻的概念、分类作了较详尽的阐述。同时,就目前中国特种稻种质资源的保

护、利用现状进行了探讨;并对特种稻产业的前景作了初步展望。

关键词 特种稻;种质资源;稻米产业

中图分类号:S511.032 文献标识码:A

1.概 况

水稻是我国栽培面积和总产量均居首位的作物,现阶段常年种植面积约占粮食作物种植面积的30%,而总产量则占粮食总产量的40%以上[1],因此,水稻是一种关系国计民生的重要作物。在我国丰富多样的水稻种质资源中,还蕴藏着为数不少的具有特殊性状和特殊用途的稻作资源,例如具有浓郁香味的香稻(云南潞西的 鸡血糯 ,种皮紫红而具香味;瑞丽的 三穗齐 ,香气纯正;景谷的 香糯米 ,糯而香,加工成的糕点,不仅适口性佳,而且具有宜人的香味);具有各种色泽的色稻(李时珍所著 本草纲目 中记载的贵州黑糯具有 补中益气,消渴、暖

[2]脾胃,止虚寒泄痢,发痘疮 之功效。云南省的 墨江县志 载有 紫米,紫色圆颗碎者,蒸之

复续,又名接骨米 [3]);具有特殊功能的水稻品种(如含有较高C3G、SOD等对人体具有抗衰老和免疫功能的水稻品种,有最近开发出的有利于减肥和防止糖尿病的保健稻和食用纤维稻)。总之,上述具有特殊遗传性状与特殊用途的水稻品种在我国各地区都有分布,但由于这些品种的地理适应性较差,产量水平相对较低等原因,在一定程度上限制了其大面积推广种植。

随着改革开放进程的进一步加快,国民经济持续增长,城乡居民的生活水平也相应得到明显提高。人们对稻米的要求由原先单一的饱腹功能转为集饱腹、美味、营养、保健等为一体的复合性功能。在这一形势下,那些具有特殊遗传性状与特殊用途的水稻品种所产出的稻米普遍受到广大消费者的青睐。国内外相关育种家、营养学家、食品加工企业家等也对此类特殊水稻群体产生了浓厚兴趣。首先提出 特种稻 这一概念的是我国学者赵则胜,他于1989年在日本大阪府立大学农学部进行学术交流时,作了题为 特种米在优化主食和食品结构中的作用 的专题报告,并明确指出 特种稻属水稻中具有特殊性状的类型,这些性状是遗传的,以它碾成的米有较高的利用价值和较好的社会效益、经济效益。现阶段特种稻米包括香米、色米和专用米 。随着特种稻的日益被重视,相关研究领域在广度和深度上有了进一步开拓。

2.特种稻分类与资源现状

收稿日期:2002-11-12初稿;2002-11-28修改稿。

作者简介:张建明,男,1972年12月出生,毕业于浙江农业大学,助理研究员,获上海市科技进步一等奖一项(第6完成人)

中国特种稻的研究利用现状与前景

54上 海 农 业 学 报 18卷特种稻米通常包括色稻米、香稻米和加工用稻米三类,其品种数量约占水稻种质资源的10%,随着特种稻米研究与加工利用的不断升温,对特种稻资源的收集、整理、育种利用也提到了议事日程。

2.1 色 稻

色稻米指色稻所产糙米(颖果)带有异于普通稻米色泽的有色稻米。据对色稻米的化学成分分析,认为此类色泽主要与花色素苷(Anthocyanins)有关,花色素苷是可溶性糖苷,其中形成颜色的有效成分是花色素(Anthocyanidin)。花色素有三类:一为天竺葵素类(Delphinidin),鲜红色;二为花青素类(Cyanidin),西洋红;三为翠雀素类(Delphinidin),蓝和紫。三类花色素的颜色差别由侧酚环中羟基数目多少决定,随羟基数目增加,颜色由红向蓝方向发展。

色稻包括红米、褐米、紫米和黑米,因其富含微量元素与维生素类物质,成为我国稻种资源中极具特色而又名贵的一族。如红米和褐米富含铁和锌,紫米和黑米富含天然黑色素。色米含有较多的蛋白质和氨基酸,较多的微量元素如Cu、Fe、Mn、Sn、Zn、Ca、Mo、P,具有较高的营

[4]养价值和经济价值。目前,对色稻营养价值的研究已引起有关人士浓厚兴趣。在中国大

陆,色稻主要分布在云贵高原和华南一带,尤以云南、广西、湖南、贵州等省居多。另据 七五 期间入国家种质库的各地农家地方品种34663份的统计,其中红米品种为8963份,占25.

[5]8%,黑(紫)米品种为235份,占0.7%;两者共9198份,占26.5%。

2.2 香 稻

香稻是栽培稻中茎、叶、花及谷和米均有香味的自然群体。据印度尼西亚、菲律宾、日本、巴基斯坦和泰国等国学者对香稻所作的分析认为,香味的主要有效成分是2 乙酰 1吡咯啉(2 acetyle 1 pyrroline),而B.O.Juhano则认为,水稻的香味与硫化氢、氨及二氧化碳有关,香味的有效物质是胱氨酸和半胱氨酸的光解产物。另外,迄今国内外学者所作香味遗传研究表明,对香味这一性状的遗传机制尚未定论,目前有两种观点:一是香味受显性单基因控制;二是香味受到多对基因互作影响[6]。

2.3 加工用稻

加工用稻米(或称专用稻米)是指稻谷、米粒或植株具有加工价值的栽培稻。我国古籍对酿酒、酿醋、制糕等的加工用稻曾有过十分详细的记述。元代鲁明差 农桑衣食撮要 载 做米醋,用稻谷三斗,每日换水,浸七日。 对许多酿酒等加工用稻的描述生动贴切,例如,金钗糯 粒长,最宜酿酒,得汁倍多 ;大糯,又名大香糯, 形长色白,冬收得气足酿酒最佳 ;红米糯 谷长

[5]皮薄,立秋后收,酿酒最好。 加工用稻米一般分为酒米资源、软米资源、蒸谷米资源、饲料稻

米资源与功能米资源。

2.3.1 酒米稻 酒米分粳酒米和糯酒米两类。我国的酒米通常为糯米,一般对糯酒米要求是:出糙率、精米率和整精米率高,直链淀粉含量低于2%,淀粉结构疏松,蛋白质含量5%~6%,脂肪含量少,精米籽粒通体乳白色,有光泽,吸水力强,淀粉粒易酶解。我国优质酒米品种有:江苏的苏御糯、香粳糯、香血糯、金坛糯、桂花糯;浙江的绍糯92 8、祥湖47、祥湖24、桂花糯、双糯4号、早香糯,四川的川新糯、宜辐糯1号,云南的云香糯,北京的京引15等。适宜酿制紫米酒、黑米酒的品种有:陕西的汉中黑糯;贵州的惠水黑糯;浙江的香血糯;上海的上农黑糯、乌贡1号;云南的滇瑞501;湖南的紫香糯等。

2.3.2 软米稻 软米是云南省特有的籼型优质米,直链淀粉含量介于糯性与非糯之间,主要分布在德宏州和保山地区的部分县,临沧地区的耿马,双江、永德等地。一般种植在低海拔地

[7]带(<100m),雨量和热量丰富的田块。软米属籼粘型,但直链淀粉含量在3%~12%,米饭,,,

中国特种稻的研究利用现状与前景

增刊 张建明等:中国特种稻的研究利用现状与前景55饭及其它花色点心。驰名的 过桥米线 也是由软米制成。著名软米品种有毫民、毫屁、毫底拉号、毫木西、毫姐海、毫安闷、毫安弄、八宝米等。20世纪70年代初,云南、湖南等地开始软米育种,并育成了滇瑞408、滇瑞409、湖南软米等一批有名的软米品种。

2.3.3 蒸谷米稻 蒸谷米指稻谷经过浸泡、蒸熟、干燥等一系列处理后供食用的大米,又称熟谷米。在水热处理过程中稻谷胚乳淀粉被充分糊化,再被干燥,因而米粒结构致密,加工时整精米率显著提高(可达70%以上)。同时,蒸谷米的耐贮性明显提高,不易遭受微生物和昆虫的侵袭。另外,由于浸泡的原因,稻谷糊粉层部分可溶性营养素转向胚乳,使胚乳中营养物质如B族维生素等含量明显提高。

我国生产蒸谷米可以追溯到2000多年前,但由于诸多因素,目前仅有湖州米厂和无锡第一米厂仍在加工蒸谷米,年产2000~3000万kg,并主要以出口为主。对蒸谷米的要求是:籽粒细长,谷壳紧密,直链淀粉含量25%~27%,糊化温度中等偏高。

22.3.4 饲料稻 饲料稻有两种类型,一种表现出极高产量,单产可达800kg以上/667m,蛋

白质含量较高,一般在12%以上,品质与食味基本不作要求。另一种是以地上茎叶作为青饲料的品种,营养生长旺盛,再生能力强,可作为牛、羊、猪和鱼类的青饲料或饵料。

2.3.5 功能性水稻 功能性水稻指由于发生自然突变或经人工诱变的胚及胚乳突变而产生的具某一特殊功能的水稻品种。通常包括高直链淀粉水稻品种,巨胚水稻品种,低水溶蛋白水稻品种,低直链淀粉水稻品种[8],高锌、铁水稻品种,缺过敏性蛋白水稻品种等。目前育成的巨胚米品种的胚大小是普通水稻品种的2~4倍,它可为人体提供更多的B族维生素、VE等营养物质[9];低水溶性蛋白稻米可成为肾功能低下患者的理想食用米,具明显的辅助疗效。

3.特种水稻种质资源利用

基于我国丰富多样的特种稻种质资源与各地方民众对特种稻稻米传统加工的丰富经验,对特种稻稻米加工利用已是由来已久。但作为一种有意识的、成熟的、产供销一条龙服务的市场行为开始于20世纪80年代末至90年代初。1985年农业部在长沙主持召开了中国大陆优质米生产座谈会,在认清人民温饱基本解决这一时代背景下,提出农产品发展由过去只重视数量转变为数量和质量同时并举。并强调指出要调整水稻生产结构,提高稻米品质,在3~5年时间内,使国内市场稻米质量上一个新台阶,开发各种名、特、优水稻品种。进入90年代以来,以黑米等特种稻米为原料的食品加工业更是受到各级政府部门和国内外食品界广泛关注,有的成为当地重点扶持和发展的 龙头 工程。其中,陕西省是一个最典型的例子,以黑米酒系列产品投产为契机,通过政府扶持,科研机构与企业联手,相继开发出黑滋补粥、黑米糊、黑米锅巴、黑米可乐、南参黑米酒等十多个深加工系列产品,随后洋县县委、县政府又战略性地成立 洋县黑米食品开发研究所 、 洋县黑米特种作物研究所 ,并提出 以黑米食品开发为龙头,大办食品工业,建立食品工业大县 的战略决策。在 特种稻热 气氛的带动下,1992年 首届特种稻米学术研讨会 在上海应运召开。并进行 首届中国特种稻米金奖 的评选活动,进一步推动了国内对特种稻米的研究。迄今,利用最广泛的是色稻、香稻等特种稻米,并已初步形成种植、收购、加工、销售一体化的产业模式,呈现了可观的产业前景。概括起来,我国特种稻米的研究与加工利用现状有以下几个特点:

3.1 重视收集、整理、保护特种稻资源,为特种稻育种提供资源支持

特种稻资源由原来零星分布,自生自灭的状态,逐步转为有系统,分门别类地加以管理分析

中国特种稻的研究利用现状与前景

56上 海 农 业 学 报 18卷也从国外引进一些著名香稻品种,主要有巴基斯坦的Basmati370,泰国的KhaoDawkMali105(KDM105)、LeuangHawn,美国的Della、CbellaJasmine85[2]。另外,对加工用稻的酒米资源、软米资源、蒸谷米资源、饲料稻(米)资源、功能米资源也进行了分类保存,以利更好开发利用。

3.2 致力于特种稻新品系培育及专业生产基地建设,是特种稻加工业发展强有力的后盾

随着人们生活水平的提高,特种稻种植面积日益扩大,原有的农家品种已不能满足生产发展的需要。为切实开发我国特种稻米资源的潜力,使味好、色佳、营养价值高的特种稻米饭进入普通百姓家的食谱,必须对原有特种稻资源进行改良,以达到矮化,高产等目标。目前采用的育种技术有引种、杂交育种、系统育种、辐射育种及现代生物技术应用等。如江西的奉新红

60米是由江西奉新山区农科所用Co 射线3.5万伦琴(9.03C/kg)照射农家红皮品种 奉新柳

条红 培育而成,该品种表现矮秆、抗倒、粒细长、米皮红、无腹白、米质优,目前已在江西大面积

[5]种植。中国水稻研究所在Jasmine85的基础上选育成功中引85,表现米饭油亮软滑,香气清纯,食味佳,在长江流域和南方作中稻或连晚栽培,单产可达450kg以上/667m2。云南、湖南等地20世纪70年代初开始软米育种,目标是品质仍保持软米特性,适应性广,抗病强,产量高。育成品种滇瑞408、滇瑞409,湖南软米不但具有软米的优良品质,而且单产在

2400kg以上/667m,在当地反响良好。另外,有些省市专门建立优质特种稻米生产基地,以保

障原料品质和提供丰富的加工原料。

3.3 加大特种稻米营养功能研究力度,进一步提升特种稻米产品的附加值

水稻,尤其是特种稻,其营养价值愈来愈受到食品加工界人士和消费者的关注。通过化学分析、动物试验和临床试验初步探明:特种稻米不仅富含蛋白质、脂肪及多种氨基酸、维生素和矿物质元素,同时还包含黄酮、生物碱、强心苷等生理活性物质,具有清除自由基,延缓衰老,改善缺铁性贫血,抗应激反应及免疫调节机能等生理功能。显然,通过一日三餐增进身体内缺乏的某些营养素,不但支出成本相对低下,而且不会带来额外的时间消耗,既经济又便利。目前主要的研究方向有:黑米,高膳食纤维米,巨胚米,低水溶性蛋白米等。关于黑米,民间素有 药米 、 长寿米 、 补血米 、 月家米 之称,医圣李时珍认为 黑米 具有滋阴补肾、暖胃养肝、明

[2]目活血、乌发养颜、延年益寿等功效。如上农黑糯系上海农学院育成,粒大乌黑,糯性好,食

味佳,磷、钙含量高,已成为上海地区开发黑米食品、黑色饮料的主要原料。高膳食纤维米对现代社会流行的糖尿病等 富贵病 具有明显疗效,它可有效降低血糖浓度,而且,通过促进肠道嗜氧性细菌的增长繁殖导致结肠内脂肪代谢产物如单酸等的急剧减少,从而降低致癌机率。同时,食用纤维具有促进肠道蠕动,增加结肠渗透压与防止便秘等作用,使肠内内容物滞留时间缩短,从而降低致癌作用。巨胚米目前主要以掺和于普通大米的形式存在市场,它富含B族维生素与VE,对人体具有非常理想的保健效果[9]。

4.前景与展望

当人类社会跨入21世纪,人们生活水平进一步提高,消费观念也发生明显转变,从 民以食为天,食以味为先 的阶段跳跃到 健康食文化 的新阶段。营养、健康已成为一种趋势,一种潮流。而特种稻米及其加工产品作为一种独特的营养食品必将成为现代人的新宠,对于亚洲尤其是对拥有13亿人口并以稻米为主粮的中国而言,它更有着得天独厚的优势。同时,生物育种新技术,先进的化学、物理检测设备,规模化的生产加工必将为特种稻新品种培育,新产品开发提供更强有力的技术支撑与市场保障。转基因育种、辐射育种等方法因其具较强针对性,同时又能保持原有品种诸如产量、株型等优良性状,故将受到特种稻育种人士的格外青睐。在,的提到

中国特种稻的研究利用现状与前景

增刊 张建明等:中国特种稻的研究利用现状与前景571000mg/kg左右[10],以进一步增强其有效成分的医疗保健作用;针对稻米食味与储藏时间的矛盾,提出培育直链淀粉含量在10%~12%的特种稻品种,以保证稻米在6~9月份仍保持较佳食味;面向肾病患者的低球蛋白育种,日本有报道水稻新品种LA1、LGCI的培育成功;韩国已育成高赖氨酸水稻品种Milyang164。另外,日本采用转基因技术把胰岛素发育基因转到水稻,目前已取得一定进展。韩国利用基因突变培育成功特种稻品种水原464,其纤维素含量是

[11]普通水稻品种的3倍。

基于特种稻米及其加工产品作为一种商品具有其独特的市场主体,它同样必须而且更应该经受市场经济的考验。首先,以市场为导向,调整种植业结构,建立名、优特种稻生产基地,提升种植业的商品化程度。其次,严格控制质量,在特种稻米种植、收购、加工、销售各环节 严 字当头,实行统一管理,做到原料生产和加工产品生产并重,使广大消费者吃上 特色米 、 放心米 与相关优质产品[12]。最后,要在加工开发方面动足脑筋,加大资金投入,以技术带动创新,提高产品附加值,从而树立自身品牌、不断开拓市场,最终实现利润最大化。为保证达到以上目标,必须在特种水稻新品种培育、新产品研发、市场开拓等方面做到一视同仁,做到科研机构、种植部门、企业间的强强联手,实现人力、物力、财力等资源的最佳配置。当然,作为一种食品,安全性必须放在第一位。为此,应该选择无污染或很少受污染的生产基地,同时加强质量监督,力争创出 绿色产品 的良好市场形象。

参 考 文 献

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CURRENTSTATUSANDPROSPECTOF

SPECIALRICE SRESEARCHANDUTILIZATIONINCHINA

ZhangJianming PiaoZhongze LuJiaan ZhangChengmei

(CropBreedingandCultivationResearchInstitute,

ShanghaiAcademyofAgriculturalSciences,Shanghai201106)

Abstract TheconceptandclassificationofspecialriceandtheprotectionandutilizationofspecialriceresourceinChinaarediscussed.Furthermore,aroughperspectiveofspecialricein dustryisapproached.

Keywords Specialrice;Germplasmresource;Riceindustry