地理標志大米憑借其特定的地域來源、獨特的生產方式和鮮明的品質特征，成為高品質大米的代表。目前，我國認定的地理標志大米有很多，包括五常大米、方正大米、原陽大米、盤錦大米等。多項研究表明，大米的加工、外觀、營養、蒸煮食味品質及其風味物質的組成和含量均存在品種和地域上的差異，且各品質指標之間存在一定程度的相關關系。不同的地理標志大米種植的區域性特點明顯，因氣候、土壤等條件的不同，其品質和風味特征也各具特色。

上海海洋大學食品學院的王 琴、周昌艷，上海市農業科學院農產品質量標準與檢測技術研究所的張艷梅*等以全國7個省份的9 種地理標志大米（均為粳米）為對象，分別是方正、延壽、五常、萬昌、盤錦、小站稻、原陽、射陽、崇明大米，對其外觀品質、營養品質、蒸煮食味品質和揮發性化合物進行分析，采用聚類分析、相關性分析、多元統計分析等方法研究不同地理標志大米的品質差異。本研究旨在明確我國不同地理標志大米的品質特性，為消費者選擇優質大米提供參考，同時為地理標志大米的品牌保護和市場推廣提供數據依據。

01

9 種地理標志大米的品質分析

對9 種地理標志大米的外觀、營養和蒸煮食味品質進行分析，結果如表2所示。18 個品質指標中麥芽糖含量的變異系數最大，其次是堊白粒率、果糖含量，變異系數均超過50%，說明9 種地理標志大米之間品質差異明顯。食味值、峰值時間和糊化溫度的變異系數均小于5%，其中食味值的變異系數最小。

1.1 外觀品質

9 種地理標志大米的外觀品質中粒長、長寬比的變異系數較小。大米粒型主要與品種有關，東北地理標志大米的稻花香品種為中等粒型（粒長5.5～6.3 mm），射陽和崇明大米的南粳品種為短圓粒型（粒長＜5.0 mm）。堊白粒率的變異系數較大（98.6%），說明其堊白粒率有明顯差異，其中崇明和射陽大米的堊白粒率顯著高于其他地理標志大米（圖1A）。

1.2 營養品質

不同地理標志大米的直鏈淀粉質量分數差異顯著，南方的射陽和崇明大米的直鏈淀粉質量分數為8.2%～10.5%，其他地理標志大米直鏈淀粉質量分數為15.1%～20.6%，南方地理標志大米的直鏈淀粉質量分數顯著低于其他地區（圖1B）。 9 種地理標志大米的蛋白質量分數為5.3%～7.5%，其中萬昌大米蛋白質量分數最低，顯著低于原陽、射陽和崇明大米（圖1B）。

蔗糖、葡萄糖、麥芽糖和果糖是大米中主要的可溶性糖。9 種地理標志大米中蔗糖含量為387.0～1 984.9 μg/g（表2），是大米中含量最多的可溶性糖，也是淀粉合成的前體。葡萄糖是含量較高的還原糖，可作為美拉德反應的還原劑，從而在很大程度上影響米飯的風味和顏色，其含量為339.9～1 005.2 μg/g。9 種地理標志大米中麥芽糖含量為20.4～1 593.9 μg/g。果糖的甜度是蔗糖的1.8 倍，其在大米中含量相對較低，為64.1～454.7 μg/g。由圖1C可知，射陽大米中的葡萄糖、麥芽糖和果糖含量最高，而蔗糖含量最低；原陽和崇明大米的蔗糖含量較高，可表現出更明顯的甜味特征。

1.3 蒸煮食味品質

如表2和圖1D所示，9 種地理標志大米的食味值為78.0～85.3，差異不顯著，說明9 種地理標志大米的食味品質都保持在較高水平。不同地理標志大米的膠稠度為57.5～88.0 mm，其中崇明大米的膠稠度最高（82.0～88.0 mm），表明其米飯較軟；延壽大米膠稠度最低（57.5～66.0 mm），其米飯硬度較大。米粉糊化特性的測定充分模擬米飯蒸煮過程，可作為評價大米食味品質的重要指標。由圖1E可知，射陽和崇明大米的峰值黏度、衰減值顯著高于其他大米，而回生值、最終黏度較低。

02

9 種地理標志大米中揮發性化合物分析

2.1 揮發性化合物分析

9 種地理標志大米樣品中共鑒定出118 種揮發性化合物，包括烴類38 種、醛類11 種、醇類21 種、酮類14 種、酚類3 種、酯類21 種、雜環類4 種、醚類2 種和其他4 種。 如圖2所示，醛類、烴類、醇類和酮類是大米的主要揮發性化合物。 原陽大米中的揮發性物質總量最高（638.9 μg/kg），其次是小站稻（616.5 μg/kg）。 小站稻、原陽、射陽和崇明大米中烴類物質含量（分別為251.8、287.4、176.1、142.7 μg/kg）顯著高于東北地理標志大米。 東北地理標志大米的揮發性物質中醛類、醇類、酮類含量較高，其中醛類物質在東北地理標志大米（除盤錦大米外）中的含量比其他地理標志大米高，萬昌大米的醛類含量最高。 此外，在盤錦大米中發現了較多的醇類、酮類和雜環類物質。

烴類物質雖數量多，但其氣味閾值較高，對大米香氣的貢獻較小。醛類、醇類和雜環類因其較低的閾值，是大米中主要的香氣活性物質。如表3所示，從118 個揮發性化合物中篩選出9 個共有的主要氣味活性物質，分別為2-乙?；?1-吡咯啉（2-AP）、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、反-2-辛烯醛、己醇、1-辛烯-3-醇、庚醇，其中2-AP的OAV最高，它具有大米爆米花般的香氣。由圖3可知，2-AP在盤錦大米中含量較高。醛類物質主要呈現果香、青草味，OAV較高的己醛、庚醛、辛醛、壬醛、反-2-辛烯醛在萬昌大米中含量較高，其具有更濃郁的青草、柑橘香氣。醇類物質通常具有甜味、花香和果香味，香氣貢獻較大的醇類包括己醇、庚醇和1-辛烯-3-醇。不同地理標志大米中醇類含量有所不同，比如己醇在萬昌大米中含量最高，是含量最低的射陽大米的134.3 倍。

2.2 差異揮發性化合物分析

由圖4A可知，5 種東北地理標志大米與其他4 種大米在PC1上可明顯區分開，表明東北地理標志大米的香氣物質與其他地理標志大米具有明顯差異。以VIP值≥1、 P ＜0.05和FC≥2或FC≤0.5為篩選條件，從東北和其他地理標志大米中篩選出42 個差異揮發性化合物，其中5 個在東北地理標志大米中含量較高，37 個在其他地理標志大米中含量較高（圖4B）。42 個差異揮發性化合物中，包含了肉桂醛、壬酸乙酯、異長葉烷酮、2,4-二甲基環己醇等化合物和25 個烴類化合物。肉桂醛是是東北地理標志大米中獨有的揮發性化合物。壬酸乙酯具有果香味，同樣只在東北地理標志大米中檢測出。一些揮發性化合物只在其他地理標志大米中檢測出，如異長葉烷酮、2,4-二甲基環己醇等。25 個烴類化合物中3-甲基十四烷在東北地理標志大米中的含量較高，其余24 個差異烴類化合物在東北地理標志大米中的含量均低于其他地理標志大米。烴類對光照、溫度和濕度等環境因素較為敏感，因此不同地區大米的烴類含量會有差異。雖然烴類對大米風味貢獻不大，但可作為區分不同地理區域大米的關鍵性揮發性化合物。因此本研究篩選出的25 個烴類化合物也可作為區分東北和其他地理標志大米的關鍵揮發性化合物。由圖4C可知，東北地理標志大米可單獨聚成一類，可能是由于氣候等環境條件較為接近，導致其獨特香氣特征的形成。

03

9 種地理標志大米品質指標和揮發性化合物的相關性分析和聚類分析

對18 個指標和9 類揮發性物質進行相關性分析，結果如圖5所示。外觀、營養、蒸煮食味品質之間具有較強的相關性，例如外觀品質中粒長與長寬比呈極顯著正相關（相關系數r＝0.98）。蛋白質與直鏈淀粉（r＝-0.67）、食味值（r＝-0.88）呈極顯著負相關。直鏈淀粉與膠稠度、峰值黏度、最低黏度、衰減值、糊化溫度呈極顯著負相關，與回生值、峰值時間、食味值呈極顯著正相關。揮發性物質中烴類與酯類、其他類呈極顯著正相關，酚類與醚類呈極顯著正相關。營養品質與揮發性物質之間也具有較強的相關性，蛋白質與醛類呈極顯著負相關，與烴類呈顯著正相關。這可能是由于蛋白質與香氣化合物之間存在可逆和不可逆的物理吸附或化學反應，從而影響其釋放。直鏈淀粉與醚類呈顯著正相關，蔗糖與酮類呈顯著負相關，與其他類呈顯著正相關。

根據外觀、營養、蒸煮食味等18 個品質指標結合9 類揮發性化合物，采用組間聯接法對9 種地理標志大米進行聚類分析，結果如圖6所示。在歐氏距離為20時，可將9 種地理標志大米分為3 類，第1類為5 種東北的地理標志大米，包括五常、延壽、方正、盤錦、萬昌大米，品質特征為堊白粒率低、直鏈淀粉質量分數高（15.1%～20.6%）、蛋白質量分數較低、糊化溫度低（68.6～73.9 ℃）、米飯硬而有彈性；揮發性物質中醛類、醇類、酮類含量占比較高。第2類為河南的原陽大米與天津的小站稻，這類大米的直鏈淀粉質量分數適中、黏度大、糊化溫度適中；其揮發性化合物總量最高（627.7 μg/kg），且烴類含量高（269.6 μg/kg）。第3類為南方的射陽和崇明大米，其特點為堊白粒率高（8.5%～22.6%）、直鏈淀粉質量分數低（8.2%～10.5%）、蛋白質量分數較高（7.0%～7.5%）、膠稠度大（77.0～88.0 mm）、糊化溫度高（72.0～77.4 ℃），米飯硬度小且黏度大；揮發性化合物中烴類含量較高（159.4 μg/kg）。在歐氏距離為5時，聚類結果按照地區分布，其中黑龍江省的3 種大米獨立成一類，說明其食味與風味品質相似且較穩定。

04

結 論

本實驗采用精準定量方法測定了9 種地理標志大米的外觀、營養和蒸煮食味等18 個品質指標，并基于HSSPME-GC-MS技術比較了9 種地理標志大米的揮發性化合物差異。9 種地理標志大米中共鑒定出118 個揮發性化合物，結合OAV篩選出的9 個主要氣味活性物質為2-AP、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、反-2-辛烯醛、己醇、1-辛烯-3-醇和庚醇。結合多元統計方法，在東北和其他地理標志大米篩選出42 個差異化合物，其中包括肉桂醛、壬酸乙酯、異長葉烷酮、2,4-二甲基環己醇，它們與大米的風味密切相關。25 個差異烴類化合物雖對香氣貢獻不大，但可作為區分不同地理標志大米的關鍵揮發性化合物。通過相關性分析發現，外觀、營養和蒸煮食味品質指標之間相關性較強，18 個品質指標與9 類揮發性物質之間也存在一定程度的相關性。通過聚類分析發現五常、延壽、方正、盤錦、萬昌大米品質較為相似，其堊白粒率和蛋白質量分數低、直鏈淀粉質量分數高、糊化溫度低，米飯硬而彈，揮發性化合物中醛類、醇類、酮類物質含量占比較高。河南原陽大米與天津小站稻的品質特征為糊化溫度和直鏈淀粉質量分數居中，揮發性化合物總量最高，其中烴類含量最高（269.6 μg/kg）。南方的射陽和崇明大米堊白粒率高、直鏈淀粉質量分數低、膠稠度大（77.0～88.0 mm）、糊化溫度高（72.0～77.4 ℃），呈現硬度小、黏度大的特點，揮發性化合物中烴類含量較高。聚類分析結果表明不同地理標志大米在食味和風味品質上都有明顯區別，而品質的差異主要是由地理環境差異大導致，后續研究可進一步結合不同地區的土壤、水源、氣候等地理環境條件，分析其對地理標志大米食味和風味特性的具體影響，為地理標志大米食味品質穩定性探究和品牌保護提供參考依據。

作者介紹

通信作者：

張艷梅，博士，副研究員，上海市農業科學院農產品質量標準與檢測技術研究所，農業農村部食用菌標準化技術委員會秘書?，F任《色譜》、《分析測試技術與儀器》等雜志青年編委。主要從事農產品品質評價、質量安全及標準制修訂研究。主持科技部重點研發技術項目子課題、農業農村部農業行業標準制定項目、上海市科委技術標準專項等國家和省部級科研項目10多項。主持榮獲農業部中青年干部學習交流活動二等獎，參與榮獲神農中華農業科技獎科學普及獎、上海市農業科學院科技成果獎三等獎、中國分析測試協會科學技術獎（CAIA獎）一等獎等；參編書籍3 本，2 篇科普作品榮獲全國農產品質量安全與營養健康優秀科普作品一等獎（排名第1）、7 篇榮獲二等獎（排名第1）、1 篇榮獲三等獎（排名第1）；制定國家農業行業標準5項（主持1 項、主要參與4 項）、參與制定團體標準1 項；授權國家發明專利4項（主持1 項、主要參與3 項）、授權軟件著作權3 項（主持1 項、主要參與2 項）；在

Food Research International

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第一作者:

王琴碩士研究生， 上海海洋大學 食品學院 和 上海市農業科學院 聯合培養研究生，工學碩士，研究方向為 農產品品質評價 。

本文《不同地理標志大米的品質指標及揮發性化合物分析與評價》來源于《食品科學》2025年46卷第3期36-45，作者：王琴，周昌艷，趙曉燕，李曉貝，李旭嬌，江政輝，張艷梅。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240524-206。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關信息。

實習編輯：李雄；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

為貫徹落實《中共中央國務院關于全面推進美麗中國建設的意見》《關于建設美麗中國先行區的實施意見》和“健康中國2030”國家戰略，全面加強農業農村生態環境保護，推進美麗鄉村建設，加快農產品加工與儲運產業發展，實現食品產業在生產方式、技術創新、環境保護等方面的全面升級。由 中國工程院主辦， 中國工程院環境與輕紡工程學部、北京食品科學研究院、湖南省農業科學院承辦， 國際食品科技聯盟（IUFoST）、國際谷物科技協會（ICC）、湖南省食品科學技術學會、洞庭實驗室、湖南省農產品加工與質量安全研究所、中國食品雜志社、中國工程院Engineering編輯部、湖南大學、湖南農業大學、中南林業科技大學、長沙理工大學、湘潭大學、湖南中醫藥大學協辦的“ 2025年中國工程院工程科技學術研討會—推進美麗鄉村建設-加快農產品加工與儲運產業發展暨第十二屆食品科學國際年會”，將于2025年8月8-10日在中國 湖南 長沙召開。

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