向卓亞 夏 陳 楊開俊 劉廷輝 陳 建 朱永清 徐國倫 張盈嬌 林長彬 黃巧蓮

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，四川 成都 610066；2.四川甘孜州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，四川 康定 626000)

青稞屬禾本科大麥屬，因其籽粒裸露，又稱為裸大麥，在青藏高原已有3 500多年的種植歷史，被廣泛種植于中國四川、西藏、青海等地，是一種極具民族特色的糧食作物[1-2]。青稞營養(yǎng)全面，高蛋白、高纖維、高維生素、低脂肪、低糖(三高兩低)，富含β-葡聚糖、花青素、黃酮類化合物、維生素、膳食纖維等功能性成分[3]。根據(jù)青稞麩皮顏色可將其分為白青稞、黑青稞、藍(lán)青稞和紫青稞[4-5]。現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)研究[6-7]發(fā)現(xiàn)，食品顏色與其營養(yǎng)功能密切相關(guān)，即顏色越深，營養(yǎng)價值越高。張帥等[8]研究發(fā)現(xiàn)彩色青稞中營養(yǎng)物質(zhì)和提取物抗氧化活性方面優(yōu)于白色青稞，并且在功能性保健產(chǎn)品開發(fā)方面具有更高的利用價值。

隨著青稞加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其以面粉產(chǎn)業(yè)為代表，在其加工生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了大量的青稞麩皮，青稞麩皮主要由種皮、糊粉層、胚和胚乳組成，富含多酚、花青素和黃酮等物質(zhì)[9-10]，目前大量的青稞麩皮僅作為動物飼料或直接被廢棄，造成了巨大的浪費。近年來對于青稞麩皮的研究主要集中于其功能性成分的提取。徐中香等[11]優(yōu)化提取參數(shù)得到了青稞麩皮中阿拉伯木聚糖最優(yōu)提取工藝并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。楊希娟等[12]對黑青稞麩皮結(jié)合態(tài)酚類物質(zhì)大孔樹脂分離純化工藝進(jìn)行優(yōu)化研究。目前僅有鮮少的文獻(xiàn)對不同種類的青稞全谷物的營養(yǎng)成分進(jìn)行比較研究[13-14]，還未見將不同種類的青稞麩皮以及青稞全谷物的營養(yǎng)成分進(jìn)行全面的比較。試驗擬對白青稞與黑青稞麩皮中基本營養(yǎng)成分及青稞麩皮提取物抗氧化活性進(jìn)行測定分析，探討兩種青稞麩皮基本營養(yǎng)成分以及功能成分情況，為藏區(qū)不同品種青稞麩皮加工副產(chǎn)物的綜合利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗材料

黑青稞、白青稞：西藏春光食品有限公司，將黑青稞和白青稞麩皮粉碎后過60目篩，備用。

1.1.2 試劑

福林酚、沒食子酸、乙醇、甲醇、鹽酸、氯化鉀：分析純，成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

酶標(biāo)儀：Synergy HTX型，美國伯騰儀器有限公司；

數(shù)控超聲波清洗器：KQ-250DB型，昆山市超聲儀器有限公司；

冷凍干燥機(jī)：Gentrifuge 5180R型，德國Eppendorf公司；

紫外分光光度計：UV-6100型，上海元析儀器有限公司；

原子吸收光譜儀：AA-220型，美國瓦里安公司；

原子熒光光譜儀：AFS-930型，北京吉天儀器有限公司；

氨基酸分析儀：S433D型，德國賽卡姆公司；

凱氏定氮儀：Kjeltec 2300型，丹麥福斯集團(tuán)有限公司；

纖維素儀：Fibertec 1020型，丹麥福斯集團(tuán)有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 基本營養(yǎng)成分測定

(1)水分：按GB 5009.3—2016的直接干燥法執(zhí)行。

(2)總淀粉：按GB 5009.9—2016的酸水解法執(zhí)行。

(3)粗脂肪：按GB 5009.6—2016的索氏提取法執(zhí)行。

(4)粗纖維：按GB/T 5009.10—2003執(zhí)行。

(5)粗蛋白：按 GB 5009.5—2016的凱氏定氮法執(zhí)行。

(6)灰分：按 GB 5009.4—2016執(zhí)行。

1.3.2 礦物質(zhì)含量測定

(1)P：按GB 5009.87—2016的鉬藍(lán)分光光度法執(zhí)行。

(2)Mg：按GB 5009.241—2017的火焰原子吸收光譜法執(zhí)行。

(3)Zn：按GB 5009.14—2017的原子吸收光譜法執(zhí)行。

(4)Fe：按GB 5009.90—2016的原子吸收光譜法執(zhí)行。

(5)Ca：按GB 2009.92—2016的原子吸收光譜法執(zhí)行。

1.3.3 氨基酸檢測 按GB 5009.124—2016執(zhí)行。

1.3.4 青稞麩皮中多酚和花青素的提取 參照Feng等[15]的方法略做修改，稱取1 g青稞麩皮樣品，加入8 mL 85%甲醇(含1%甲酸)的提取溶劑，40 ℃超聲提取30 min，8 000 r/min離心15 min，取上清液，殘渣重復(fù)上述方法提取2次，合并3次提取液，定容至25 mL。

1.3.5 青稞麩皮中多酚的檢測 參照Chu等[16]方法略做修改，20 μL樣品提取液中加入20 μL福林酚試劑，混合均勻。靜置5 min后，加入0.16 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% Na2CO3溶液，室溫條件下避光反應(yīng)60 min后，在765 nm下測定混合液吸光值。以沒食子酸溶液質(zhì)量濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo)(x)，吸光值為縱坐標(biāo)(y)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。沒食子酸線性回歸方程為：y=0.007x+0.063，R2=0.997，線性范圍2～137 μg/mL。

1.3.6 青稞麩皮中花青素的檢測 參照劉長姣等[17]和唐偲琦等[18]的方法略做修改，取50 μL樣品提取液與150 μL 1%鹽酸乙醇溶液混合反應(yīng)后在535 nm下測定混合液吸光值。以矢車菊-3-葡萄糖苷溶液的質(zhì)量濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo)(x)，吸光值為縱坐標(biāo)(y)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程為：y=0.003 8x+0.038 5，R2=0.999 9，線性范圍為7.5～245.0 μg/mL。

1.3.7 青稞麩皮抗氧化活性分析

(1)DPPH自由基清除能力：參照Tao等[19]的方法，略作修改。取50 μL待測液，加50 μL 85%甲醇(含1%甲酸)，再加入100 μL DPPH(0.23 mmol/L)溶液，混勻，避光反應(yīng)30 min，于517 nm處測定吸光值。按式(1)計算DPPH自由基清除率。

(1)

式中：

c——清除率，%；

Ax——樣品的吸光值；

A0——空白樣吸光值。

(2)ABTS+自由基清除能力：參照Cheng等[20]的方法略做修改。取400 μL待測液，加1.6 mL ABTS溶液，混勻，避光反應(yīng)6 min，于734 nm處測定吸光值。以水溶性VE的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x)，吸光值為縱坐標(biāo)(y)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。得回歸方程：y=-0.024 6x+0.515 8，R2=0.998，線性范圍為0.0～19.5 μg/mL。按式(1)計算ABTS+自由基清除率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗結(jié)果以(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)表示，顯著性差異用多重比較法中的標(biāo)記字母法表示，用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 青稞麩皮主要營養(yǎng)成分分析

青稞麩皮作為青稞加工過程中的副產(chǎn)物，其營養(yǎng)成分豐富，但與青稞全谷物之間存在一定的差異。由表1可以看出，兩種青稞麩皮中基本營養(yǎng)成分均表現(xiàn)為總淀粉>粗蛋白>粗纖維>粗脂肪>灰分>水分。由于麩皮主要為青稞種皮，其水分含量略低于青稞全谷物，但種皮中含有豐富的無機(jī)鹽，其灰分含量明顯高于青稞全谷物。

青稞全谷物主要成分為淀粉，含量一般為49.14～68.62 g/100 g，青稞麩皮同樣以淀粉為主，其含量略低于青稞全谷物，較高的淀粉含量為其加工成雜糧類食品提供了可能性。劉慧琳等[21]發(fā)現(xiàn)添加一定量青稞麩皮，餅干硬度、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性仍深受消費者喜愛。

蛋白質(zhì)作為青稞麩皮中第二大營養(yǎng)成分，其含量高于青稞全谷物，并且白青稞麩皮中蛋白質(zhì)含量顯著高于黑青稞麩皮，青稞全谷物中8種必需氨基酸較為齊全，能夠補(bǔ)充人體每日所需，較高蛋白對維持人體正常生理活動有著重要的意義。

表1 青稞麩皮基本營養(yǎng)成分含量?

? 同列字母不同代表差異顯著(P<0.05)。

青稞麩皮中脂肪含量低，但略高于青稞全谷物(1.42～2.40 g/100 g)，白青稞麩皮脂肪含量顯著高于黑青稞。麩皮油脂中富含不飽和脂肪酸，錢俊偉等[22]研究發(fā)現(xiàn)青稞麩皮油脂能夠明顯抑制大鼠的高血脂癥和動脈硬化的形成，可能與其亞油酸含量較高有關(guān)。此外，Moreau等[23]還發(fā)現(xiàn)裸麥麩皮油中植物甾醇總量可達(dá)1.2～9.6 g/100 g，但谷物加工越精細(xì)，其甾醇含量將越低。

麩皮中粗纖維含量高達(dá)10.5%，主要包括纖維素和半纖維素，其中功能性膳食纖維含量占粗纖維含量的40%[24]。而青稞種皮厚，富含膳食纖維，含量可高達(dá)13.4%，在所有谷物中僅次于黃豆，粗纖維能促進(jìn)腸道蠕動，利于排泄，預(yù)防便秘等[25-26]。由表1可知，青稞麩皮中粗纖維含量明顯高于青稞全谷物，并且黑青稞麩皮中粗纖維含量顯著高于白青稞。姜忠杰等[27]研究發(fā)現(xiàn)青稞麩皮中主要營養(yǎng)成分為淀粉(43.80%)、蛋白質(zhì)(10.50%)以及膳食纖維(39.23%)。張文會等[28]采用酶法優(yōu)化青稞麩皮中膳食纖維提取工藝，可使提取率達(dá)到38.57%，所得青稞膳食纖維持水力為53.26%、膨脹力為1.9 mL/g。梁寒峭等[29]還發(fā)現(xiàn)黑青稞中水分、蛋白質(zhì)、脂肪以及灰分與白青稞差異不大，膳食纖維略低于白青稞。

2.2 青稞麩皮中氨基酸含量分析

蛋白質(zhì)作為青稞麩皮中第二大組分，其含量僅次于淀粉，蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的高低不僅取決于其含量，更取決于氨基酸的種類及其含量。由表2可知，白青稞麩皮和黑青稞麩皮均含有16種氨基酸，氨基酸總量分別為14.22% 和12.14%。兩種青稞麩皮必需氨基酸以蛋氨酸、苯丙氨酸、異亮氨酸和蘇氨酸為主，未檢測到色氨酸；非必需氨基酸以谷氨酸和天門冬氨酸為主，其中谷氨酸含量分別高達(dá)2.68%和1.87%；白青稞麩皮各類氨基酸含量均高于黑青稞麩皮，其中谷氨酸含量差別最大，其次為蛋氨酸、苯丙氨酸、組氨酸。與青稞全谷物相比，除脯氨酸、纈氨酸、亮氨酸外，麩皮中各氨基酸含量均高于青稞全谷物。而姚豪穎葉等[31]通過對13種青稞全谷物的營養(yǎng)成分分析，發(fā)現(xiàn)其必需氨基酸較為豐富，以苯丙氨酸、亮氨酸及纈氨酸為主，經(jīng)常食用可補(bǔ)充機(jī)體每日所需；非必需氨基酸以谷氨酸和脯氨酸的含量最多。不同青稞原料中氨基酸種類基本相同，含量存在一定差異，但與其各自相應(yīng)的蛋白質(zhì)含量基本一致。氨基酸是蛋白質(zhì)基本組成成分，是人體氮源的重要來源，而青稞麩皮能基本滿足人體每日對各類氨基酸所需。

2.3 青稞麩皮中礦質(zhì)元素分析

礦質(zhì)元素是維持人體正常生理機(jī)能不可缺少的物質(zhì)，其中Zn能促進(jìn)機(jī)體的生長發(fā)育，維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)[32]；Fe和Cu參與造血，是血紅素的重要成分和血紅蛋白合成的活化劑[33]。青稞中含有多種對人體有益的微量元素，王鵬珍等[34]對20種青棵進(jìn)行檢測后發(fā)現(xiàn)其含有鈣、鐵、鋅、鎂、磷、硒等12種對人體有益的微量元素。由表3可知，青稞麩皮中Mg、P、Ca 3種元素含量較高，其中Fe、Mg、Zn、P高于大米、小麥以及玉米，白青稞麩皮中Fe、Mg、P含量顯著高于黑青稞麩皮，而黑青稞麩皮中Ca含量較高，較高的Ca有助于人體骨骼的生長發(fā)育。除P外，麩皮中Fe、Mg、Zn含量均高于青稞全谷物，與灰分結(jié)果相一致。

表2 青稞麩皮中氨基酸含量?

? -表示文獻(xiàn)未顯示。

表3 青稞麩皮中礦質(zhì)元素?

? 同列字母不同代表差異顯著(P<0.05)。

2.4 青稞麩皮中總多酚和花青素含量分析

青稞中含有大量的多酚類化合物，如酚酸、黃酮、花青素等，酚類主要以游離或者結(jié)合的形式存在，其中80%存在于麩皮和胚乳中[26]。酚類化合物能夠降血脂、防止動脈硬化和血栓的形成；而花青素是目前最有效的天然水溶性自由基清除劑，能夠保護(hù)細(xì)胞和組織不被自由基氧化，促進(jìn)VC和VE的吸收利用[37-38]。由表4可知，黑青稞麩皮中花青素和總多酚均顯著高于白青稞。林津等[40]通過與白青稞對比，發(fā)現(xiàn)黑青稞中花青素含量極為豐富，Kim等[41]發(fā)現(xiàn)籽粒顏色和基因型是導(dǎo)致黑色、黃色和白色大麥之間多酚含量差異顯著的主要因素，可能也是黑青稞中總多酚含量高于白青稞的原因。麩皮富含多酚類化合物和類黃酮類物質(zhì)，其含量遠(yuǎn)高于青稞全谷物，Gong等[42]研究發(fā)現(xiàn)可溶性多酚含量從藏青稞籽粒外部到內(nèi)部依次下降，并且有色青稞比無色青稞具有更高的抗氧化性。麩皮中較高含量的功能活性成分使其具有更高的深加工前景。

2.5 青稞麩皮的抗氧化性分析

由圖1(a)可知，隨著濃度的增加，麩皮提取液對DPPH自由基清除能力先增強(qiáng)后趨于平穩(wěn)，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)10 mg/mL后，黑青稞麩皮提取液對DPPH自由基清除能力明顯高于白青稞麩皮，黑青稞麩皮和白青稞麩皮抗氧化活性IC50值分別為3.50，3.68 mg/mL，兩者無顯著差別，但麩皮提取液對DPPH自由基清除能力高于青稞全谷物[43]，可能與青稞麩皮中總多酚及花青素含量遠(yuǎn)高于青稞全谷物有關(guān)，研究[42]發(fā)現(xiàn)青稞中50%以上的酚類物質(zhì)集中在外層，其中最外層部位平均總酚含量達(dá)5.867 μg/g(以沒食子酸計)。

表4 青稞麩皮中花青素和總多酚含量?

? 同列字母不同代表差異顯著(P<0.05)；-代表未檢測出。

如圖1(b)所示，隨著質(zhì)量濃度的增加，青稞麩皮提取液對ABTS+自由基清除能力逐漸增加，當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到20 mg/mL時，對ABTS+自由基的清除能力達(dá)到80%。黑青稞麩皮提取液對ABTS+自由基清除能力略高于白青稞麩皮，可能由于黑青稞麩皮中總多酚和花青素含量顯著高于白青稞麩皮；而麩皮對ABTS+自由基清除能力高于青稞全谷物[43]，可能與麩皮中總多酚與花青素含量有關(guān)。

圖1 青稞麩皮樣品濃度對DPPH自由基和ABTS+自由基的清除效果

Figure 1 DPPH radical scavenging activity and ABTS+radical scavenging activity of highland barley bran(n=3)

綜合兩個測試指標(biāo)可知，兩種青稞麩皮均具有抗氧化活性，并且黑青稞DPPH自由基清除能力和ABTS+自由基清除能力略高于白青稞麩皮。基于此，對麩皮后期的綜合加工可將其應(yīng)用于功能性食品或作為營養(yǎng)強(qiáng)化劑添加到食品中。

3 結(jié)論

試驗通過對白青稞麩皮與黑青稞麩皮的基本營養(yǎng)成分、功能性成分以及抗氧化性測定分析，發(fā)現(xiàn)青稞麩皮基本營養(yǎng)成分(淀粉、蛋白質(zhì)、粗纖維)、功能成分(總多酚、花青素)及抗氧化性均高于青稞全谷物，并且黑青稞麩皮中花青素和總多酚含量顯著高于白青稞麩皮，因此可將黑青稞麩皮應(yīng)用于功能性食品或作為營養(yǎng)強(qiáng)化劑添加到食品。試驗僅對青稞麩皮功能成分中多酚類物質(zhì)總含量進(jìn)行了測定，未來可對青稞麩皮中多酚化合物的代謝路徑及其功能活性多酚單體進(jìn)行深入研究。