張業(yè)倫，蘭素缺?，孟雅寧，何飛飛，李杏普*

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所，河北省作物遺傳育種實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050035；2.河北省農(nóng)林科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，河北 石家莊 050051；3.石家莊市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，河北 石家莊 050051）

小麥?zhǔn)俏覈?guó)第二大主糧作物，也是我國(guó)北方民眾最重要的能量和礦質(zhì)來(lái)源[1]。隨著人們生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注谷類作物的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，包括蛋白質(zhì)品質(zhì)、微量元素含量和膳食纖維含量等[2～5]。小麥?zhǔn)侵匾闹参锏鞍踪|(zhì)來(lái)源，提供約38%的植物蛋白。小麥子粒的蛋白質(zhì)和氨基酸含量，尤其是人體必需氨基酸的組成比例，直接影響著小麥的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[1，6]。此外，Zn 和Fe 等礦質(zhì)元素?cái)z入不足也會(huì)導(dǎo)致“隱性饑餓”。全球約有30 億人口因Zn、Fe 缺乏而出現(xiàn)健康問(wèn)題[7，8]。一些國(guó)際組織（如HarvestPlus，CGIAR 的IARCs）和政府機(jī)構(gòu)相繼啟動(dòng)了某些谷物微量營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的合作項(xiàng)目。中國(guó)也在2005 年與國(guó)際生物強(qiáng)化組織合作啟動(dòng)了生物強(qiáng)化中國(guó)項(xiàng)目（HarvestPlus-China），旨為通過(guò)遺傳育種和營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究提高作物中的微量元素含量，進(jìn)而提高人體的攝入量。我國(guó)雖然對(duì)小麥營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)注度呈上升趨勢(shì)，但高蛋白質(zhì)含量、高礦質(zhì)元素品種尤其缺乏。因此，選育和鑒定子粒蛋白品質(zhì)及微量元素含量高的品種，對(duì)提高小麥營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和人們的健康水平具有重要意義。

冀紫439 由河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所培育，是通過(guò)河北省審定的第一個(gè)黑小麥新品種[9]。該課題組人員在前期研究中發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者和健康人群食用冀紫439 制作的食品后，餐后血糖均顯著低于食用其他小麥品種制作的食品[10]。對(duì)冀紫439 的氨基酸和礦質(zhì)元素含量進(jìn)行檢測(cè)，明確其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，旨為保健型黑小麥產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

黑小麥品種為冀紫439，由河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所選育，2009 年通過(guò)河北省品種審定委員會(huì)審定。

對(duì)照小麥品種為科農(nóng)199 和藁優(yōu)8901。其中，科農(nóng)199 是中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所選育的普通白粒高產(chǎn)型小麥品種，2006 年通過(guò)國(guó)家品種審定委員會(huì)審定；藁優(yōu)8901 是河北省藁城市農(nóng)科所選育的優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋白粒型小麥品種，1998 年通過(guò)河北省品種審定委員會(huì)審定。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)小麥品種均在河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所堤上試驗(yàn)站種植，行長(zhǎng)1 m，行距0.30 m，株距0.02 m，3 次重復(fù)。田間采用普通肥水管理。其中，底肥施氮磷鉀三元復(fù)合肥600 kg/hm2；3 月中下旬追施尿素300 kg/hm2，并澆返青水；抽穗期和灌漿期分別再各澆1 次水。小麥?zhǔn)斋@后，將2 個(gè)重復(fù)的種子等量混合，測(cè)定氨基酸和礦質(zhì)元素含量。其中，用于氨基酸含量測(cè)定的小麥子粒為2011～2012 年度種植的冀紫439 和科農(nóng)199，用于礦質(zhì)元素含量測(cè)定的小麥子粒為2017～2018 年度種植的冀紫439 和藁優(yōu)8901。采用GB 5009.268—2016 方法中的電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS），測(cè)定15 種礦質(zhì)元素含量；采用GB 5009.124—2016 方法測(cè)定7 種必需氨基酸和9 種非必需氨基酸的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨基酸含量

冀紫439 的總氨基酸含量為119.7 g/kg，較科農(nóng)199 高29.0%（表1），表明黑小麥冀紫439 的氨基酸總量高于普通白粒高產(chǎn)型小麥品種。必需氨基酸中，冀紫439 的亮氨酸含量最高（9.0 g/kg），賴氨酸含量（2.2 g/kg） 最低；非必需氨基酸中，谷氨酸含量（43.2 g/kg）最高，其次是天冬氨酸（7.3 g/kg）、精氨酸（7.0 g/kg）和絲氨酸（6.2 g/kg）。

與普通白粒高產(chǎn)型小麥品種科農(nóng)199 相比，冀紫439 的16 種氨基酸含量均有不同程度的提升，增幅為10.9%～75.9%。其中，半胱氨酸、絲氨酸和纈氨酸增幅較大，分別達(dá)到了75.9%、43.3%和32.3%；其次是苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、絡(luò)氨酸、組氨酸和精氨酸，增幅為19.3%～24.2%。總體而言，冀紫439 與科農(nóng)199 的每種氨基酸相對(duì)于所測(cè)氨基酸總含量比例高低相對(duì)順序基本一致，均表現(xiàn)為谷氨酸所占比例最高，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他氨基酸所占的比例；其次是亮氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、甘氨酸和精氨酸；蛋氨酸、賴氨酸、絡(luò)氨酸和組氨酸含量較低；半胱氨酸最低。但從各種氨基酸含量占所測(cè)氨基酸總含量的比例大小來(lái)看，冀紫439 除絲氨酸和半胱氨酸比例明顯高于科農(nóng)199 外，其他氨基酸所占比例與科農(nóng)199 基本接近。

2.2 礦質(zhì)元素含量

冀紫439 的礦質(zhì)元素總含量為2 088.1mg/kg，較藁優(yōu)8901 高16.5%（表2）。進(jìn)一步對(duì)各種礦質(zhì)元素含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，2 個(gè)小麥品種除Mo 和As 含量均未檢出外，其他元素含量均為冀紫439 高于藁8901。其中，B 和Ni 增幅極大，分別達(dá)到了1 800.0%和600.0%；其次是Fe、Se 和Zn，增幅分別為91.6%、70.7%和54.9%；Cu、Ca、Mn、Mg 增幅也較大，分別為25.0%、24.2%、18.9%、10.3%。

表1 冀紫439 和科農(nóng)199 子粒的氨基酸含量Table 1 Amino acids contents of Jizi 439 and Kenong 199

所測(cè)的15 種礦質(zhì)元素中，2 個(gè)小麥品種含量居前7 位的元素均包括Mg、Ca、Fe、Zn、Mn、Ni 和Cu，且均以Mg 含量最高、Ca 含量次之。冀紫439 的Mg、Ca 含量分別為1 447.3 和501.9 mg/kg；其次是Fe、Zn含量，分別為41.2 和34.7 mg/kg。但從含量較多的7種礦質(zhì)元素含量占所測(cè)礦質(zhì)元素總含量的比例大小來(lái)看，冀紫439 除Mg 相對(duì)含量低于藁優(yōu)8901 外，其他6 種礦質(zhì)元素的相對(duì)含量均高于藁優(yōu)8901。

表2 冀紫439 和藁優(yōu)8901 子粒的礦質(zhì)元素含量Table 2 Mineral elements contents of Jizi 439 and Gao 8901

3 結(jié)論與討論

花青苷是一種類天然黃酮類化合物，具有抗氧化、抗癌、預(yù)防心血管疾病、預(yù)防肥胖、緩解糖尿病等功效[11]。冀紫439 為黑小麥，種皮呈紫褐色，含有豐富的花青苷，因此具有良好的保健價(jià)值。

從蛋白質(zhì)品質(zhì)來(lái)看，冀紫439 的各種氨基酸比例雖然與科農(nóng)199 基本一致，但其每種氨基酸的含量均大幅度高于科農(nóng)199，尤其是限制性氨基酸賴氨酸、蘇氨酸和蛋氨酸的含量分別較科農(nóng)199 高10.9%、22.0%和19.3%?？梢?jiàn)，冀紫439 的蛋白品質(zhì)較高。

微量元素雖然含量極其微少，但參與酶、激素的維生素和核酸代謝過(guò)程，具有重要的生理功能。Fe、Cu、Zn、Mn、Se 等14 種微量元素是世界衛(wèi)生組織公布的人體必需的微量元素[12]。從本研究測(cè)定的7 種人體必需微量元素（Fe、Cu、Zn、Mn、Se、V 和Mo）含量看，冀紫439 均不同程度地高于藁優(yōu)8901，其中，F(xiàn)e、Zn 和Se 增幅較大，分別達(dá)到了91.7%、54.9%和70.6%。Fe 含量的變化與高血壓、心臟病、糖尿病等疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[14，15]。Zn 是人體重要的微量元素，存在于肌肉、骨骼、肝臟等所有的器官和組織中，在動(dòng)植物、微生物的生長(zhǎng)和發(fā)育中發(fā)揮著不可或缺的作用[13]。Se 是公認(rèn)的具有良好抗癌和預(yù)防心腦血管疾病的微量元素[16]。可見(jiàn)，冀紫439 具有良好的保健功能。

綜上所述，冀紫439 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，具有很高的保健價(jià)值。此外，醫(yī)學(xué)研究表明，冀紫439 全麥粉血糖指數(shù)較低，且糖尿病人和健康人群的餐后血糖均顯著低于普通白麥[10]?？梢?jiàn)，冀紫439 具有良好的食藥兩用保健功能。