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黑米为啥这样黑
文章来源:       发布时间: 2019-11-26 11:18       

 

      作者简介:周宝龙,正高级工程师,陕西省黑色有机食品工程技术研究中心从事有机食品及特种稻种植投入品、食品饮料开发、加工机械、无菌包装技术、副产物综合利用、标准体系建设等产业化技术研究与应用工作。陕西省食品科学技术学会常务理事,陕西理工大学硕导,陕西水稻产业技术体系营养分析与加工岗位专家。先后主持完成国家科技部富民强县计划项目等项目9项,获得授权专利40多件,其中授权发明专利13件,实用新型专利30多件,获得省部级科技奖项3项,市级科技奖项3项,主持编制《洋县黑米》等4项省地方标准,发表论文20多篇,并完成了多项成果的工程产业化转移,产生了较为显著的经济效益和社会效益。个人被授予汉中市第五批有突出贡献拔尖人才,市劳动模范,汉中市优秀科技带头人,省学术技术带头人,享受“三秦人才”津贴。

 

      黑米为啥这样黑?黑米属于糙米,是黑米色素在外皮内沉积而呈黑色,黑米再经碾磨所得的谷皮、糊粉层和胚统称为黑米皮,从黑米中碾出的米芯称为精白米,黑米的精白米与市场上的普通大米没有明显区别。由此可见,黑米色素等保健功能成分主要集中在黑米外皮10~15%的部分。

 

黑糙米、黑米皮与精白米对照图

      黑米色素为多酚化合物,由于多酚化合物结构中含有较多的羟基, 因此表现出很强的抗氧化作用,具有抗变性、抗心血管疾病、抗炎症、抗病毒和抗肿瘤的活性;随着黑米中总多酚含量的增加,其抗氧化能力表现出上升的趋势;近年来,实验发现黑米色素提取物对结肠癌细胞具有显著的诱导凋亡作用。

      汉中黑米中多酚含量在0.60~1.05g/100g,主要含有三类酚类化合物,即类黄酮、酚酸和和原黑米色素苷,其中类黄酮含量在0.50~0.84g/100g,类黄酮主要为槲皮素、异槲皮苷两种黄酮类化合物和花色苷活性成分,花色苷含量在105.50~146.16mg/100g;黑米中酚酸含量在25.85~32.00mg/100g,包括阿魏酸、丁香酸、原儿茶酸、对香豆酸、香草酸、对羟基苯甲酸、咖啡酸等。

      黑米色素是在黑米颖果的外皮中合成和积累,但黑稻颖果生长期的积累变化规律及影响因素值得关注,有利于黑米产量和品质的提升。

      一、黑稻农艺性状及黑米色素积累规律

      以黑帅系列如“双亚黑1号”、“洋黑3号”为栽培品种,常规发育期为160天左右。黑米色素的积累期是在黑稻颖果的乳熟期、蜡熟期,抽穗后的第2~4周是主要蓄积时间。黑稻颖果中黑米色素含量均在花后1周开始迅速升高,花后14d内整个果皮细胞被黑米色素充满,花后3~4周黑米色素蓄积到最高,积累期有30d左右。在颖果发育过程中,颖果黑米色素含量变化与颖果外观色泽变化是相符的。

 

 

 

黑稻颖果花色苷着色变化趋势图

      二、海拔高度对黑稻农艺性状及黑米色素积累的影响

      高海拔有利于黑米色素的蓄积,但低海拔有利于黑稻产量的提升。

      1、不同海拔栽培区域对黑稻生产期影响较大。随着海拔的上升,空气温度降低导致生育期延长:海拔400~500m,黑稻生长期171~173d;海拔600~700m,黑稻生长期180d;海拔800~850m,黑稻生长期190d。

      2、不同海拔栽培区域对黑稻产量影响较大。随着海拔的上升,黑稻亩产量在降低:海拔400~500m,黑稻亩产量463~475kg;海拔600~700m,黑稻亩产量445kg;海拔800~850m,黑稻亩产量328kg。

      3、不同海拔栽培区域对黑稻黑米色素含量影响较大。随着水稻海拔栽培区域的提升,黑米色素含量逐步递增:海拔400~500m,花色苷含量0.136~0.148%;海拔600~700m,花色苷含量0.17%;海拔800~850m,花色苷含量0.189%。

      综合产量与品质,汉中黑稻黑帅系列如“双亚黑1号”、“洋黑3号”品种适宜在800米以下海拔栽培,最佳在700m以下的海拔区域。

      三、气象条件对黑稻农艺性状及黑米色素含量的影响

      颖果生长期平均温度显著影响颖果的着色。温度是黑稻发育和黑米色素积累最主要的影响因素,黑米色素的积累期随着温度的提升而降低,适当低温能够延长积累期和提高黑米色素的积累量,积累期的平均温度在21℃~23℃黑米色素含量高,但低于21℃,影响籽粒的灌装充实导致产量大幅减产。

      四、播种时间对黑米色素积累的影响

      不同播种时间对黑米色素积累影响较大。选择合适的播种期,使黑稻颖果的乳熟期、蜡熟期处于光照强、平均气温在21℃~23℃、昼夜温差大的时间段,不仅能使籽粒的灌装充实,而且能够满足黑米颖果着色对光照和温度的需求。汉中选择海拔500m以下区域栽培黑稻,黑稻播种时间选择在4月中旬,若在4月上旬播种,黑稻乳熟期、蜡熟期刚好与高温天气重叠,高温天气缩短积累期并影响黑米色素的积累,导致成品黑米易出现半黄半黑的“火烧米”现象;若在4月下旬播种,后期低温虽然有利于黑稻乳熟期、蜡熟期花色苷的积累量提升,但影响籽粒的灌装充实,导致产量大幅减产;

      选择海拔500~600m种植区,黑稻播种时间选择在4月上旬后期;海拔600~700m种植区,播种时间选择在4月上旬前期。

      该研究初步探明气象条件对黑稻黑米色素积累影响分析研究,但如何研究黑稻的气象指标和模式,把物理环境和黑稻生长发育规律有机地联系起来,探索符合黑稻要求的气象因子的最优化组合,生产出高产量高品质的黑米,还需继续研究总结完善。

 

 

 

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