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近日,《自然》杂志刊载了一个农业科学新成果——中国大米的美味程度正持续提升。
2009年至2023年,我国稻米食味评分值(全国平均值)实现了从74.9分到80.3分的稳步跨越。
究竟是什么让中国大米愈发可口?稻米品质飞跃的背后,隐藏着哪些科技革新?展望未来,“干饭人”们还将迎来怎样的美味升级?
本报记者 肖雅文
如何定义一碗好饭
在中国,“吃饭”向来都是头等大事,但人们往往只能凭借一些比较抽象和模糊的形容词来为米饭“打分”,如香、黏、糯、软、松、韧……其实,在大米科学里,还有一种量化标准可以评价大米的好坏,那就是食味值。
简单来说,食味值就是食物味道的综合分值,食味值越高说明味道越好。国家对五常大米就有明确的行业标准,一级五常大米的食味值必须达到85分以上。而普通东北大米食味值只要在70分以上即为合格大米。
资料显示,食味值在85分以上的五常大米,一般需要大米拥有固有香气,米粒透明或半透明、色泽青白有光泽,蒸煮时富有米香味,饭粒表面有油光,口感绵软微黏、微甜、略有韧性,冷却后仍能保持良好口感。
事实上,这种以“食味值”为标准进行大米的培育、种植、评价的观念最早来自20世纪的日本。
从1971年起,日本就开始对全国的130多种大米进行物理、化学和感官试验,进而评选出口感最好的大米,“食味”的概念也由此逐步确立。
1986年,日本佐竹公司研发出了世界第一台大米食味计,该机器可以通过检测大米中的蛋白质、直链淀粉、水分、脂肪等固定项目显示食味数值。
日本农业十分注重的水稻食味的研究,特别是从育种学和栽培角度开展研究,日本的“越光”“一见钟情”和“秋田小町”等大米品种,都是在“食味值”引导下培育出来的“食味米”,其中“越光米”还被誉为“食味水稻之王”。
直到2001年,稻米“食味”的概念才经由留学日本的崔晶博士介绍传入国内,中国稻米的“食味”研究也自此开始,稻米培育的重点逐渐从单纯重视“产量”变成“产量”与“口感”并重。
在此之后,中国成立了中日水稻品质食味研究中心。在中日双方的合作下,崔晶团队培育出了国内第一个优质食味新品种“津川1号”,更多优质高食味水稻新品种也随着研究深入而逐步亮相。
如今,中国大米已经开始在食味值方面屡创佳绩。2024年,在日本广岛举办的优质粳稻食味品质鉴评比赛中,吉林省农科院选育的“吉粳575”的食味就超过了日本新潟越光米,夺得了食味“最优秀奖”。
从“基因”开始美味
稻米的食味值如此重要,那它究竟是由什么决定的?
科学家们发现,对大米食味值产生影响的因素非常多,主要分为两个部分。其一与品种相关,包括稻米中的水分、直链淀粉、蛋白质、脂肪酸含量等,基本上是可以通过“食味计”测量的。
一般而言,水稻中直链淀粉的含量越低,米质越黏;而稻米中的蛋白质含量越高,淀粉粒之间的空隙就会越小,食味品质就会越差。
其二则与环境和种植技术直接相关,如土壤、温度、光照等种植环境的差异,以及施肥、栽插密度、水分管理等栽培措施。例如,氮肥的不合理施用,容易造成水稻生育期过短或过长,影响光合作用和养分积累,进而影响水稻品质。
因此,一旦科学家们找到稻米中控制这些参数的基因,他们也就找到了打开稻米美味之门的钥匙。
在中国,这把“美味”的钥匙就藏在浙江富阳一块5000余亩的稻田旁。作为中国水稻研究所富阳试验基地,钱前院士的办公室就紧邻这片稻田。
在过去的30余年中,钱前院士团队利用近5万份基因功能研究和遗传分析材料,研究发现了25个决定水稻口感的淀粉代谢相关基因,再加上杂交技术,进一步改良水稻品种,提升水稻的品质和口感。
举个例子,钱前院士团队成功发现了调控“直链淀粉”含量的关键基因Du1,于是成功培育出了具有“产量高、口感软糯”特征的“广两优”系列品种。
在钱前院士团队的基础上,越来越多的科学家团队开始解锁稻米的美味基因。
例如,如果我们希望米饭更糯,那么通过控制水稻中的Wx基因就能实现,因为Wx基因关系着直链淀粉的含量,调整它的表达量,就能培育出直链淀粉含量较低的水稻新品种,水稻的糯性也就随之提高。
而当我们想要米饭“香气四溢”时,则可以利用基因编辑技术去掉水稻中的BADH2基因,因为正是它在抑制香味的产生。
如今,这样的分子设计育种技术正在被积极推广,我国的水稻育种也逐步实现从传统“经验育种”向高效设计的“精确育种”转变,大米的科技含量越来越高,口感与品质也不断跃升。
吃上“功能性”大米
近年来,随着中国水稻育种技术突飞猛进,农业科学家们也在不断探索大米的“潜能”,想让大米在“主食”之外增加更多的附加值。
吃米饭,对于糖尿病患者来说,一直是个大痛点。为了减缓疾病进展,糖尿病患者通常需要对血糖浓度保持高度关注。血糖生成指数(GI)就是专门用于其衡量食物升糖水平的重要参考指标之一。GI值越低,血糖变化曲线越平缓,对糖尿病患者越有利。
然而,传统白米饭及米制品都属于高GI食物,很多糖尿病患者想多吃米饭却不敢吃。
针对这一人群,中国首类降血糖功能性稻米于2008年研发问世,这个由中国科学院、上海市农科院、浙江省农科院等专家联合研发的稻米新品种,不仅实现了该品类从无到有的跨越,也开启了中国大米的“功能化”时代。
事实上,除了糖尿病,其他各种慢性病也在困扰着中国老人——据统计,有78%的老人至少患有一种慢性病——患病老人对主食中的营养和成分有不同需求。
如今,中国的功能稻米开发已深入不同营养领域。科研人员相继培育出富含γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素、叶酸等各种成分的稻米品种,并证实对控制血糖和血脂水平、保护肾功能、降血压和改善大脑血液循环等有一定效果。
在中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋院士看来,富含特定营养元素的“功能稻米”将在10年之内走出实验室,走上百姓餐桌。
“比如儿童生长发育缺锌,那可以把一些含有高锌的水稻品种培育出来;再比如金色大米,它富含的胡萝卜素,可转换为维生素A,能够解决一些儿童早期发育中免疫力低下和失明的问题……”
李家洋认为,新的稻米研发将不止步于满足人们对颜色、形状、品质、营养等方面的大众需求,同时还将开拓出个性化需求市场,持续提高民众生活与健康水平,为大米在“主食”之外增加“营养品”的新身份。