程 哲,李云龍,*,胡紅娟,胡俊君,何永吉,李紅梅,郭 洪

(1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,特色農(nóng)產(chǎn)品加工山西省重點實驗室,山西太原 030031;2.山西省食品研究所(有限公司),山西太原 030024)

蕎麥為雙子葉植物綱蓼科蕎麥屬植物,與何首烏、大黃等同科,起源于中國,栽培歷史悠久。近幾十年來,國內(nèi)外研究表明,蕎麥不僅含有與其他谷物相似的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)成分,同時富含許多禾本科作物所不具有的黃酮類等多種生物活性物質(zhì),在降三高、抗菌、抗氧化、抗腫瘤、抗衰老、改善記憶力等方面的作用與這些活性物質(zhì)密切相關(guān)[1-2]。

目前,蕎麥已經(jīng)成為一種廣受歡迎的藥食兼用的保健食品原料[1,3]。蕎麥脫殼后,成為蕎麥米,可制作成種類繁多的食品,食用方便,適口性好,深受人們的喜愛[1]。但是,蕎麥米在貨架期和儲藏期,隨著儲藏放置時間的延長,品質(zhì)發(fā)生變化[4]。目前,關(guān)于蕎麥儲藏期品質(zhì)下降雖有一些研究[5-10],這些研究大多集中在蕎麥原糧的貯藏期的品質(zhì)變化,針對蕎麥米相應(yīng)的品質(zhì)變化研究較少,尤其是缺乏大量全面系統(tǒng)地從外觀到內(nèi)在營養(yǎng)成分及功能成分等多因素綜合分析蕎麥米的品質(zhì)變化。本文選擇內(nèi)蒙古、山西、甘肅三個蕎麥產(chǎn)區(qū)的主栽代表品種,制米后,跟蹤分析其儲藏期內(nèi)的外觀色澤和水分、蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)以及黃酮、葉綠素、類胡蘿卜素等功能有效成分變化的規(guī)律,以期發(fā)現(xiàn)這些因素的變化趨勢規(guī)律,對蕎麥米儲藏期和貨架期的品質(zhì)變化提供詳細(xì)的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

通蕎2號甜蕎籽粒 采自山西大同;赤甜1號甜蕎籽粒 采自內(nèi)蒙古赤峰;品甜2號甜蕎籽粒 采自甘肅定西;硼酸、硫酸、氫氧化鈉、硫酸鉀、硫酸銅、鹽酸、乙醚、甲醇、乙醇、亞硝酸鈉和硝酸鋁等試劑 均為分析純,國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

蕎麥脫殼機 山東泗水海韻糧機有限公司;756紫外可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司;HH-2電子恒溫水浴鍋 蘇州威爾實驗用品有限公司;330H分析天平 日本島津公司;KDY-9820凱氏定氮儀 北京通潤源機電技術(shù)有限責(zé)任公司;NW-1色差儀 日本NIPPON DENSHOKU公司;WG9070BE電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市通利信達儀器廠;HK-8603KW五谷雜糧磨粉機 鄭州旭重機械設(shè)備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料的預(yù)處理 對甜蕎籽粒脫殼為蕎麥米,挑選整米粒單層平鋪于搪瓷托盤上,在室溫即(23±2) ℃陽光下放置儲藏,每20 d對蕎麥米進行品質(zhì)分析評價。

1.2.2 指標(biāo)測定

1.2.2.2 含水量的測定 按國標(biāo)GB/T 21305-2007中谷物及谷物制品水分的測定[12]。

1.2.2.3 脂肪的測定 按國標(biāo)GB 5009.6-2016中索氏抽提法測定[13]。

資源層接收底層采集傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息后，通過云計算技術(shù)開發(fā)云計算平臺并建立數(shù)據(jù)資源庫分類存儲信息。要素層建立需求預(yù)測和優(yōu)化模型以及組合模型等，對應(yīng)導(dǎo)入所需數(shù)據(jù)源進行可視化大數(shù)據(jù)分析處理。

1.2.2.4 蛋白質(zhì)的測定 按國標(biāo)GB 5009.5-2016中自動凱氏定氮法測定[14]。

1.2.2.5 淀粉的測定 按國標(biāo)GB/T 5009.9-2016中采用酸水解法測定[15]。

1.2.2.6 總黃酮的測定 參考國標(biāo)GB/T 19777-2013中總黃酮的檢測方法[16]。

標(biāo)準(zhǔn)曲線:準(zhǔn)確稱取干燥至恒重的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品100.00 mg,逐級用甲醇配制蘆丁標(biāo)準(zhǔn)貯備液和標(biāo)準(zhǔn)使用溶液(0.20 mg/mL)。分別移取0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00 mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)使用溶液,加入10 mL去離子水和1.0 mL亞硝酸鈉溶液,搖勻,放置6 min;再加入1.0 mL硝酸鋁溶液,搖勻,放置6 min;最后加入4 mL氫氧化鈉溶液,用去離子水定容至25 mL,搖勻,放置15 min。以試劑空白調(diào)節(jié)零點,在510 nm處測定吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo),蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為橫坐標(biāo),繪制工作曲線,線性回歸方程為:y=0.09556x-0.00239,R2=0.9999。

樣品測定:準(zhǔn)確稱取0.5 g粉碎并過60目篩后的蕎麥米樣品,用50 mL 70%甲醇在70 ℃提取3 h。準(zhǔn)確移取5 mL樣品溶液,按上述方法測定吸光度值,蕎麥米樣品中總黃酮含量以每克干樣中含有的蘆丁計。

1.2.2.7 葉綠素和類胡蘿卜素的測定 在波長440、645、663 nm進行比色,以提取液為空白對照,按Arnon法[17-19]計算葉綠素,按Wetsttein法[20-21]計算類胡蘿卜素。

C葉綠素(mg/L)=Ca+Cb;C類胡蘿卜素(mg/L)=4.7A440-0.27Ca+b,其中:Ca(mg/L)=12.72A663-2.59A645,Cb(mg/L)=22.88A645-4.67A663。色素含量(mg/kg)=C(mg/L)×提取液體積(mL)/樣品質(zhì)量(g)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 蕎麥米儲藏期外觀顏色動態(tài)變化

蕎麥色澤影響著其商品價值,制約著其利用和出口創(chuàng)匯[22]。隨著儲藏時間推移,蕎麥米色澤逐漸變深。圖1色度實驗結(jié)果顯示,蕎麥米儲藏80 d,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號三種蕎麥米的外觀顏色變化趨勢一致。反映蕎麥米顏色差異的總色差ΔE*顯著增加,其中,ΔL*降低趨勢顯著,蕎麥米色澤由亮逐漸變暗;Δa*顯著增加,顏色由綠色向紅色轉(zhuǎn)變;而Δb*則無顯著變化趨勢。

圖1 三種蕎麥米儲藏期色度值動態(tài)變化

在整個色變過程中,三種蕎麥米總色差動態(tài)變化與時間變化的皮爾遜相關(guān)系數(shù)分別為0.996、0.987和0.979,相關(guān)性均為0.01級別的極顯著相關(guān)(表1)。通蕎2號和赤甜1號的ΔL*與時間極顯著負(fù)相關(guān)(皮爾遜相關(guān)系數(shù)分別為-0.981和-0.962),品甜2號的ΔL*與時間顯著負(fù)相關(guān)(皮爾遜相關(guān)系數(shù)為-0.953)。三種蕎麥米的Δa*均與時間呈極顯著正相關(guān)性(P<0.01)。但Δb*均與時間相關(guān)性不顯著。

表1 三種蕎麥米色度值與時間的相關(guān)系數(shù)

2.2 蕎麥米儲藏期含水量動態(tài)變化

含水量的多少對食品的質(zhì)量有非常重要的影響[23-24]。圖2表明,隨儲藏時間延長,蕎麥米含水量均呈顯著下降趨勢,0～40 d出現(xiàn)大幅度的下降,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號分別由12.18%±0.05%、12.37%±0.11%和12.22%±0.12%急速降至8.83%±0.03%、8.17%±0.07%和8.19%±0.10%,隨后在40～80 d過程中緩慢遞減,最終含水量分別達到7.94%±0.09%、7.89%±0.02%和7.95%±0.03%。分析三種蕎麥米含水量變化隨時間變化的相關(guān)性發(fā)現(xiàn),均與時間呈0.05級別的顯著相關(guān)性(皮爾遜相關(guān)系數(shù)分別為-0.956、-0.912和-0.910,表2)。

表2 三種蕎麥米內(nèi)在成分與時間的相關(guān)系數(shù)

圖2 三種蕎麥米儲藏期含水量動態(tài)變化

2.3 蕎麥米儲藏期脂肪含量動態(tài)變化

脂肪是滿足人們基本能量需求的基本營養(yǎng)物質(zhì)之一[1]。三種蕎麥米的脂肪含量約3%,如圖3。在80 d的儲藏期,脂肪含量沒有規(guī)律升高或降低的趨勢,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號在80 d脂肪含量分別為3.41%±0.00%、3.17%±0.00%、3.28%±0.01%,比0 d的3.15%±0.03%、3.13%±0.07%、3.15%±0.08%分別增加了0.26%、0.04%和0.13%。脂肪含量與時間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)分別0.474,-0.132和0.123(表2),均為不顯著相關(guān),亦說明脂肪隨時間變化沒有顯著變化趨勢。

圖3 三種蕎麥米儲藏期脂肪含量動態(tài)變化

2.4 蕎麥米儲藏期蛋白質(zhì)含量動態(tài)變化

蛋白質(zhì)是決定食品加工和食用品質(zhì)的重要因素[25]。通蕎2號、赤甜1號和品甜2號蕎麥米中的蛋白質(zhì)含量分別為15.45%±0.09%、15.64%±0.13%和15.31%±0.05%。如表3所示,赤甜1號和品甜2號的蛋白質(zhì)含量在儲藏0～80 d呈現(xiàn)緩慢增加趨勢,但不顯著;通蕎2號在儲藏0～60 d逐漸增加后,于60～80 d時略有降低,但仍高于儲藏前。通蕎2號、赤甜1號和品甜2號儲藏80 d,蛋白質(zhì)含量比儲藏前分別增加了0.66%、0.77%和0.83%。由表2知,赤甜1號和品甜2號的蛋白質(zhì)含量與時間變化的皮爾遜相關(guān)系數(shù)為0.984和0.908,顯著性相關(guān),而通蕎2號不顯著相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為0.667)。

表3 蕎麥米儲藏期蛋白質(zhì)含量動態(tài)變化(%)

2.5 蕎麥米儲藏期淀粉含量動態(tài)變化

淀粉特性影響各種加工品質(zhì),其含量影響食品的外觀和食用品質(zhì)[26]。如圖4所示,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號分別含有68.49%±0.55%、70.46%±1.16%和70.62%±1.05%的淀粉。在0～80 d的儲藏期,淀粉含量沒有規(guī)律性變化趨勢。表2的皮爾遜相關(guān)性結(jié)果顯示,三個品種的淀粉與時間相關(guān)性均不顯著。

圖4 三種蕎麥米儲藏期淀粉含量動態(tài)變化

2.6 蕎麥米儲藏期總黃酮含量動態(tài)變化

黃酮類化合物作為蕎麥中有效的功能成分,具有一些預(yù)防和治療心血管疾病、降血脂、抗氧化等作用[2-3],在通蕎2號、赤甜1號和品甜2號三種蕎麥米中的含量分別為(6.66±0.26)、(7.21±0.19)和(7.92±0.15) mg/g(圖5),均隨著儲藏時間的推移呈現(xiàn)顯著降低趨勢。儲藏80 d后,分別比0 d時減少了0.71、0.89和0.83 mg/g。三種蕎麥米的總黃酮含量與時間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)分別為-0.975、-0.943和-0.975(表2),相關(guān)性顯著。

圖5 三種蕎麥米儲藏期總黃酮含量動態(tài)變化

2.7 蕎麥米儲藏期葉綠素含量變化

葉綠素是蕎麥有別于其他糧食作物的成分之一,不僅是蕎麥米呈現(xiàn)綠色的主要因素[22],還是蕎麥中一種獨特而重要的營養(yǎng)物質(zhì),其賦活細(xì)胞等生理功效逐漸備受重視[26]。圖6結(jié)果表明,三種蕎麥米中葉綠素含量在20 mg/kg左右,隨時間顯著降低,每個儲藏時間監(jiān)測點的葉綠素含量均顯著不同于前后兩個儲藏時間的含量(P<0.05)。三種蕎麥米中葉綠素含量始終是赤甜1號最小,0～60 d時均是通蕎2號<品甜2號,第80 d時,通蕎2號>品甜2號。其含量變化均與時間呈0.01水平極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(皮爾遜相關(guān)系數(shù)分別為-0.992、-0.983和-0.990,表2)。

圖6 三種蕎麥米儲藏期葉綠素含量動態(tài)變化

2.8 蕎麥米儲藏期類胡蘿卜素含量動態(tài)變化

蕎麥中同時含有類胡蘿卜素[27],是重要營養(yǎng)物質(zhì)維生素A的前體,亦具有抗氧化作用,是食品中的營養(yǎng)保健成分[28-29]。如圖7所示,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號蕎麥米中分別含有類胡蘿卜素(24.74±0.43)、(21.84±0.24)和(28.82±0.15) mg/kg。除赤甜1號在第20 d時較儲藏0 d時無顯著差異外(P>0.05),蕎麥米在儲藏0～80 d過程中,類胡蘿卜素的含量顯著遞減，與時間亦呈顯著性負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為0.996,0.941和0.973,表2)。儲藏80 d時,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號中的類胡蘿卜素分別的減少了5.23、4.48和7.21 mg/kg。

圖7 三種蕎麥米儲藏期類胡蘿卜素含量動態(tài)變化

2.9 方差分析

對不同品種蕎麥米儲藏品質(zhì)的變化值(即儲藏第80 d與第0 d變化差值)的方差分析如表4所示。從數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出,與色度有關(guān)的指標(biāo)中,ΔE*、ΔL*、Δa*的變化程度與品種有極顯著性差異(P<0.01),品種間Δb*的變化差值沒有顯著性差異(P>0.05)。蕎麥米內(nèi)在成分中,含水量、脂肪、葉綠素、類胡蘿卜素的變化差值與品種有極顯著(P<0.01)或顯著性差異(P<0.05),而蛋白質(zhì)、淀粉、總黃酮的變化差值與蕎麥米品種沒有顯著性差異(P>0.05)。

表4 三種蕎麥米在儲藏期色度與內(nèi)在成分變化值的方差分析

3 結(jié)論

通過對通蕎2號、赤甜1號和品甜2號三個品種的蕎麥米儲藏期0～80 d的跟蹤分析發(fā)現(xiàn),外觀色度和內(nèi)在成分相關(guān)品質(zhì)各指標(biāo)變化規(guī)律不一。經(jīng)相關(guān)性分析,三種蕎麥米的ΔE*、ΔL*和Δa*與時間極顯著(P<0.01)或顯著(P<0.05)相關(guān),而Δb*相關(guān)性不顯著;三種蕎麥米的含水量、總黃酮、葉綠素、類胡蘿卜素含量及赤甜1號和品甜2號的蛋白質(zhì)含量變化與時間變化顯著相關(guān);三種蕎麥米的脂肪、淀粉含量及通蕎2號的蛋白質(zhì)含量與時間的變化相關(guān)性不顯著。方差分析表明,不同品種對色度指標(biāo)中的ΔE*、ΔL*、Δa*變化程度影響顯著,而對Δb*無影響;不同品種對內(nèi)在成分中的含水量、脂肪、葉綠素、類胡蘿卜素的變化程度顯著影響,而對蛋白質(zhì)、淀粉、總黃酮影響不顯著。