地理标志大米凭借其特定的地域来源、独特的生产方式和鲜明的品质特征，成为高品质大米的代表。目前，我国认定的地理标志大米有很多，包括五常大米、方正大米、原阳大米、盘锦大米等。多项研究表明，大米的加工、外观、营养、蒸煮食味品质及其风味物质的组成和含量均存在品种和地域上的差异，且各品质指标之间存在一定程度的相关关系。不同的地理标志大米种植的区域性特点明显，因气候、土壤等条件的不同，其品质和风味特征也各具特色。

上海海洋大学食品学院的王 琴、周昌艳，上海市农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所的张艳梅*等以全国7个省份的9 种地理标志大米（均为粳米）为对象，分别是方正、延寿、五常、万昌、盘锦、小站稻、原阳、射阳、崇明大米，对其外观品质、营养品质、蒸煮食味品质和挥发性化合物进行分析，采用聚类分析、相关性分析、多元统计分析等方法研究不同地理标志大米的品质差异。本研究旨在明确我国不同地理标志大米的品质特性，为消费者选择优质大米提供参考，同时为地理标志大米的品牌保护和市场推广提供数据依据。

01

9 种地理标志大米的品质分析

对9 种地理标志大米的外观、营养和蒸煮食味品质进行分析，结果如表2所示。18 个品质指标中麦芽糖含量的变异系数最大，其次是垩白粒率、果糖含量，变异系数均超过50%，说明9 种地理标志大米之间品质差异明显。食味值、峰值时间和糊化温度的变异系数均小于5%，其中食味值的变异系数最小。

1.1 外观品质

9 种地理标志大米的外观品质中粒长、长宽比的变异系数较小。大米粒型主要与品种有关，东北地理标志大米的稻花香品种为中等粒型（粒长5.5～6.3 mm），射阳和崇明大米的南粳品种为短圆粒型（粒长＜5.0 mm）。垩白粒率的变异系数较大（98.6%），说明其垩白粒率有明显差异，其中崇明和射阳大米的垩白粒率显著高于其他地理标志大米（图1A）。

1.2 营养品质

不同地理标志大米的直链淀粉质量分数差异显著，南方的射阳和崇明大米的直链淀粉质量分数为8.2%～10.5%，其他地理标志大米直链淀粉质量分数为15.1%～20.6%，南方地理标志大米的直链淀粉质量分数显著低于其他地区（图1B）。 9 种地理标志大米的蛋白质量分数为5.3%～7.5%，其中万昌大米蛋白质量分数最低，显著低于原阳、射阳和崇明大米（图1B）。

蔗糖、葡萄糖、麦芽糖和果糖是大米中主要的可溶性糖。9 种地理标志大米中蔗糖含量为387.0～1 984.9 μg/g（表2），是大米中含量最多的可溶性糖，也是淀粉合成的前体。葡萄糖是含量较高的还原糖，可作为美拉德反应的还原剂，从而在很大程度上影响米饭的风味和颜色，其含量为339.9～1 005.2 μg/g。9 种地理标志大米中麦芽糖含量为20.4～1 593.9 μg/g。果糖的甜度是蔗糖的1.8 倍，其在大米中含量相对较低，为64.1～454.7 μg/g。由图1C可知，射阳大米中的葡萄糖、麦芽糖和果糖含量最高，而蔗糖含量最低；原阳和崇明大米的蔗糖含量较高，可表现出更明显的甜味特征。

1.3 蒸煮食味品质

如表2和图1D所示，9 种地理标志大米的食味值为78.0～85.3，差异不显著，说明9 种地理标志大米的食味品质都保持在较高水平。不同地理标志大米的胶稠度为57.5～88.0 mm，其中崇明大米的胶稠度最高（82.0～88.0 mm），表明其米饭较软；延寿大米胶稠度最低（57.5～66.0 mm），其米饭硬度较大。米粉糊化特性的测定充分模拟米饭蒸煮过程，可作为评价大米食味品质的重要指标。由图1E可知，射阳和崇明大米的峰值黏度、衰减值显著高于其他大米，而回生值、最终黏度较低。

02

9 种地理标志大米中挥发性化合物分析

2.1 挥发性化合物分析

9 种地理标志大米样品中共鉴定出118 种挥发性化合物，包括烃类38 种、醛类11 种、醇类21 种、酮类14 种、酚类3 种、酯类21 种、杂环类4 种、醚类2 种和其他4 种。 如图2所示，醛类、烃类、醇类和酮类是大米的主要挥发性化合物。 原阳大米中的挥发性物质总量最高（638.9 μg/kg），其次是小站稻（616.5 μg/kg）。 小站稻、原阳、射阳和崇明大米中烃类物质含量（分别为251.8、287.4、176.1、142.7 μg/kg）显著高于东北地理标志大米。 东北地理标志大米的挥发性物质中醛类、醇类、酮类含量较高，其中醛类物质在东北地理标志大米（除盘锦大米外）中的含量比其他地理标志大米高，万昌大米的醛类含量最高。 此外，在盘锦大米中发现了较多的醇类、酮类和杂环类物质。

烃类物质虽数量多，但其气味阈值较高，对大米香气的贡献较小。醛类、醇类和杂环类因其较低的阈值，是大米中主要的香气活性物质。如表3所示，从118 个挥发性化合物中筛选出9 个共有的主要气味活性物质，分别为2-乙酰基-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气。由图3可知，2-AP在盘锦大米中含量较高。醛类物质主要呈现果香、青草味，OAV较高的己醛、庚醛、辛醛、壬醛、反-2-辛烯醛在万昌大米中含量较高，其具有更浓郁的青草、柑橘香气。醇类物质通常具有甜味、花香和果香味，香气贡献较大的醇类包括己醇、庚醇和1-辛烯-3-醇。不同地理标志大米中醇类含量有所不同，比如己醇在万昌大米中含量最高，是含量最低的射阳大米的134.3 倍。

2.2 差异挥发性化合物分析

由图4A可知，5 种东北地理标志大米与其他4 种大米在PC1上可明显区分开，表明东北地理标志大米的香气物质与其他地理标志大米具有明显差异。以VIP值≥1、 P ＜0.05和FC≥2或FC≤0.5为筛选条件，从东北和其他地理标志大米中筛选出42 个差异挥发性化合物，其中5 个在东北地理标志大米中含量较高，37 个在其他地理标志大米中含量较高（图4B）。42 个差异挥发性化合物中，包含了肉桂醛、壬酸乙酯、异长叶烷酮、2,4-二甲基环己醇等化合物和25 个烃类化合物。肉桂醛是是东北地理标志大米中独有的挥发性化合物。壬酸乙酯具有果香味，同样只在东北地理标志大米中检测出。一些挥发性化合物只在其他地理标志大米中检测出，如异长叶烷酮、2,4-二甲基环己醇等。25 个烃类化合物中3-甲基十四烷在东北地理标志大米中的含量较高，其余24 个差异烃类化合物在东北地理标志大米中的含量均低于其他地理标志大米。烃类对光照、温度和湿度等环境因素较为敏感，因此不同地区大米的烃类含量会有差异。虽然烃类对大米风味贡献不大，但可作为区分不同地理区域大米的关键性挥发性化合物。因此本研究筛选出的25 个烃类化合物也可作为区分东北和其他地理标志大米的关键挥发性化合物。由图4C可知，东北地理标志大米可单独聚成一类，可能是由于气候等环境条件较为接近，导致其独特香气特征的形成。

03

9 种地理标志大米品质指标和挥发性化合物的相关性分析和聚类分析

对18 个指标和9 类挥发性物质进行相关性分析，结果如图5所示。外观、营养、蒸煮食味品质之间具有较强的相关性，例如外观品质中粒长与长宽比呈极显著正相关（相关系数r＝0.98）。蛋白质与直链淀粉（r＝-0.67）、食味值（r＝-0.88）呈极显著负相关。直链淀粉与胶稠度、峰值黏度、最低黏度、衰减值、糊化温度呈极显著负相关，与回生值、峰值时间、食味值呈极显著正相关。挥发性物质中烃类与酯类、其他类呈极显著正相关，酚类与醚类呈极显著正相关。营养品质与挥发性物质之间也具有较强的相关性，蛋白质与醛类呈极显著负相关，与烃类呈显著正相关。这可能是由于蛋白质与香气化合物之间存在可逆和不可逆的物理吸附或化学反应，从而影响其释放。直链淀粉与醚类呈显著正相关，蔗糖与酮类呈显著负相关，与其他类呈显著正相关。

根据外观、营养、蒸煮食味等18 个品质指标结合9 类挥发性化合物，采用组间联接法对9 种地理标志大米进行聚类分析，结果如图6所示。在欧氏距离为20时，可将9 种地理标志大米分为3 类，第1类为5 种东北的地理标志大米，包括五常、延寿、方正、盘锦、万昌大米，品质特征为垩白粒率低、直链淀粉质量分数高（15.1%～20.6%）、蛋白质量分数较低、糊化温度低（68.6～73.9 ℃）、米饭硬而有弹性；挥发性物质中醛类、醇类、酮类含量占比较高。第2类为河南的原阳大米与天津的小站稻，这类大米的直链淀粉质量分数适中、黏度大、糊化温度适中；其挥发性化合物总量最高（627.7 μg/kg），且烃类含量高（269.6 μg/kg）。第3类为南方的射阳和崇明大米，其特点为垩白粒率高（8.5%～22.6%）、直链淀粉质量分数低（8.2%～10.5%）、蛋白质量分数较高（7.0%～7.5%）、胶稠度大（77.0～88.0 mm）、糊化温度高（72.0～77.4 ℃），米饭硬度小且黏度大；挥发性化合物中烃类含量较高（159.4 μg/kg）。在欧氏距离为5时，聚类结果按照地区分布，其中黑龙江省的3 种大米独立成一类，说明其食味与风味品质相似且较稳定。

04

结 论

本实验采用精准定量方法测定了9 种地理标志大米的外观、营养和蒸煮食味等18 个品质指标，并基于HSSPME-GC-MS技术比较了9 种地理标志大米的挥发性化合物差异。9 种地理标志大米中共鉴定出118 个挥发性化合物，结合OAV筛选出的9 个主要气味活性物质为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。结合多元统计方法，在东北和其他地理标志大米筛选出42 个差异化合物，其中包括肉桂醛、壬酸乙酯、异长叶烷酮、2,4-二甲基环己醇，它们与大米的风味密切相关。25 个差异烃类化合物虽对香气贡献不大，但可作为区分不同地理标志大米的关键挥发性化合物。通过相关性分析发现，外观、营养和蒸煮食味品质指标之间相关性较强，18 个品质指标与9 类挥发性物质之间也存在一定程度的相关性。通过聚类分析发现五常、延寿、方正、盘锦、万昌大米品质较为相似，其垩白粒率和蛋白质量分数低、直链淀粉质量分数高、糊化温度低，米饭硬而弹，挥发性化合物中醛类、醇类、酮类物质含量占比较高。河南原阳大米与天津小站稻的品质特征为糊化温度和直链淀粉质量分数居中，挥发性化合物总量最高，其中烃类含量最高（269.6 μg/kg）。南方的射阳和崇明大米垩白粒率高、直链淀粉质量分数低、胶稠度大（77.0～88.0 mm）、糊化温度高（72.0～77.4 ℃），呈现硬度小、黏度大的特点，挥发性化合物中烃类含量较高。聚类分析结果表明不同地理标志大米在食味和风味品质上都有明显区别，而品质的差异主要是由地理环境差异大导致，后续研究可进一步结合不同地区的土壤、水源、气候等地理环境条件，分析其对地理标志大米食味和风味特性的具体影响，为地理标志大米食味品质稳定性探究和品牌保护提供参考依据。

作者介绍

通信作者：

张艳梅，博士，副研究员，上海市农业科学院农产品质量标准与检测技术研究所，农业农村部食用菌标准化技术委员会秘书。现任《色谱》、《分析测试技术与仪器》等杂志青年编委。主要从事农产品品质评价、质量安全及标准制修订研究。主持科技部重点研发技术项目子课题、农业农村部农业行业标准制定项目、上海市科委技术标准专项等国家和省部级科研项目10多项。主持荣获农业部中青年干部学习交流活动二等奖，参与荣获神农中华农业科技奖科学普及奖、上海市农业科学院科技成果奖三等奖、中国分析测试协会科学技术奖（CAIA奖）一等奖等；参编书籍3 本，2 篇科普作品荣获全国农产品质量安全与营养健康优秀科普作品一等奖（排名第1）、7 篇荣获二等奖（排名第1）、1 篇荣获三等奖（排名第1）；制定国家农业行业标准5项（主持1 项、主要参与4 项）、参与制定团体标准1 项；授权国家发明专利4项（主持1 项、主要参与3 项）、授权软件著作权3 项（主持1 项、主要参与2 项）；在

Food Research International
F
ood Chemistry: X
等期刊主笔发表论文1 5 篇。

第一作者:

王琴硕士研究生， 上海海洋大学 食品学院 和 上海市农业科学院 联合培养研究生，工学硕士，研究方向为 农产品品质评价 。

本文《不同地理标志大米的品质指标及挥发性化合物分析与评价》来源于《食品科学》2025年46卷第3期36-45，作者：王琴，周昌艳，赵晓燕，李晓贝，李旭娇，江政辉，张艳梅。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240524-206。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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