趙 欣,梁克紅,朱 宏,王 靖

(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部食物與營(yíng)養(yǎng)發(fā)展研究所,北京 100081)

小米,谷子脫殼后的產(chǎn)物,為禾本科、狗尾草屬植物[1]。小米最早起源于我國(guó),食用歷史悠久,產(chǎn)量豐富,世界上 80% 小米原產(chǎn)于我國(guó)[2]。由于其營(yíng)養(yǎng)豐富、質(zhì)地溫和,易于吸收,具有養(yǎng)腎氣、健脾胃、清虛熱等療效,廣受消費(fèi)者喜愛(ài),在我國(guó)雜糧類食物攝入中位居第二。小米普遍用于小米粥、小米飯等的制作[3],蒸煮特性決定了小米的食用品質(zhì)。

小米米色豐富,包括黃、白、灰、青、褐等多種米色[4]。米色作為消費(fèi)者直觀評(píng)價(jià)的第一要素,不僅代表小米品質(zhì)的優(yōu)劣,更與小米營(yíng)養(yǎng)成分、蒸煮食用品質(zhì)密切相關(guān)[5]。目前對(duì)小米的研究主要集中于市場(chǎng)上常見(jiàn)的黃色小米,包括品種[6]、地區(qū)[7]、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[8]等,而對(duì)不同米色小米之間品質(zhì)差異研究較少。

本文選取黃、白、黑、綠4種不同米色小米(沁州黃、黃金苗米、白小米、黑小米、綠小米)為研究對(duì)象,對(duì)其原花青素、多酚、總黃酮、總胡蘿卜素、脂肪酸、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),直鏈淀粉、糊化溫度、膠稠度等蒸煮特性進(jìn)行測(cè)定,分析比較不同米色小米間的品質(zhì)差異性及指標(biāo)相關(guān)性,旨在為不同米色小米的食用及加工利用提供一定的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

沁州黃、黃金苗米、白小米(白谷米)、黑小米(黑谷米)、綠小米(綠谷米) 購(gòu)買于北京市場(chǎng);甲醇、乙醇、福林酚、碳酸鈉、三氯化鋁、正丁醇、麝香草酚藍(lán) 分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;兒茶素、蘆丁、葉黃素 標(biāo)準(zhǔn)品,上海源葉生物科技有限公司;脂肪酸 標(biāo)準(zhǔn)品,Sigma;0.2 mol/L氫氧化鉀 深圳市博林達(dá)科技有限公司。

UV1780紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 島津(蘇州)儀器有限公司;KQ-5200DE 數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;HC-200T 粉碎機(jī) 武義海納電器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 小米預(yù)處理 將小米用粉碎機(jī)粉碎,過(guò)80目篩,置于-20 ℃冰箱中待測(cè)。

1.2.2 原花青素的測(cè)定 根據(jù)曹正男[9]的方法,以兒茶素為標(biāo)準(zhǔn)品,稱取0.5 g米粉于5 mL的60%甲醇中浸提2 h。吸取提取液0.5 mL,加入3 mL 4% 的香草醇甲醇溶液、1.5 mL濃 HCl,25 ℃ 水浴30 min后,于510 nm處測(cè)定,標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為:y=0.0031x-0.006。

1.2.3 總胡蘿卜素的測(cè)定 參照Shen等[10]的方法,取0.6 g米粉,避光,加入6 mL水飽和正丁醇(正丁醇與水體積比1∶1混合分層,上層為水飽和正丁醇),混勻,振蕩3 h,8000 r/min,4 ℃離心15 min,在450 nm下測(cè)定,標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為:y=0.084x+0.048。

1.2.4 多酚的測(cè)定 參照李巨秀等[11]的方法進(jìn)行測(cè)定,稱取米粉0.5 g,加入60%的乙醇10 mL,在60 ℃水浴條90 min,過(guò)濾。取0.5 mL樣品加入1.5 mL福林-酚試劑,混勻靜置3 min,加入3 mL 13%的碳酸鈉反應(yīng),室溫、避光放置2 h,于725 nm處測(cè)定,標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為:y=0.1589x-0.0096。

1.2.5 總黃酮的測(cè)定 參照張琪等[12],以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品,稱取0.2 g 米粉于5 mL圓底燒瓶,加甲醇25 mL,加熱回流1 h,濾于50 mL容量瓶中,濾紙及殘?jiān)?0 mL甲醇加熱回流30 min,合并定容。取1 mL提取液,加入1 mL 0.1 mol/L三氯化鋁溶液,在420 nm處測(cè)定,標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為:y=0.1512x-0.0002。

1.2.6 脂肪酸的測(cè)定 參照J(rèn)elassi等[13]的方法,采用氣相色譜法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.7 礦物質(zhì)的測(cè)定 參照吳招斌等[14]的方法,Ni、Se、Mo、Cd、Al、Mn、Cu、Sr和 Zn 通過(guò)電感耦合等離子體質(zhì)譜測(cè)定;Ca、Mg、Fe、P 和 S 采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定。

1.2.8 直鏈淀粉的測(cè)定 參照國(guó)標(biāo)GB/T 15683-2008《大米直鏈淀粉含量的測(cè)定》。

1.2.9 糊化溫度的測(cè)定 參照梁克紅等[15]的方法,于差示掃描量熱分析儀中進(jìn)行測(cè)定。

1.2.10 膠稠度的測(cè)定參照梁克紅等[15]的方法,稱取0.1 g米粉于試管中,加入0.2 mL、0.025%麝香草酚藍(lán)乙醇溶液充分濕潤(rùn)米粉,加入2 mL的 0.2 mol/L的KOH,沸水中加熱15 min,冷卻5 min,冰浴20 min后,置于水平操作臺(tái)上放置1 h進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進(jìn)行作圖,SPSS 19.0軟件(SPSS company)進(jìn)行方差顯著性分析及相關(guān)性分析,結(jié)果取 3次平行結(jié)果的均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 米色對(duì)小米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.1.1 不同米色小米原花青素、總胡蘿卜素含量 原花青素是一種酚類物質(zhì)。由圖1可知綠小米中原花青素含量最高,為0.295 mg/g,其次為黑小米0.261 mg/g,黃色小米(沁州黃、黃金苗米)中原花青素含量較少,白色小米中不含原花青素。深色小米(綠小米、黑小米)中原花青素含量顯著(P<0.05)高于其他米色小米,說(shuō)明原花青素含量與小米米色深淺程度呈正相關(guān),這是由于深色食物中富含原花青素[16]。原花青素是一種天然的抗氧化劑,在去除自由基、預(yù)防心臟、關(guān)節(jié)疾病等方面具有良好保健作用,淺色食物中原花青素含量較少,所以在日常飲食中要注意深色淺色食物顏色搭配。

小米中黃色素含量與黃色小米呈色顯著相關(guān),而小米中黃色素的主要成分為類胡蘿卜素[5]。由圖1可知,總胡蘿卜素含量在沁州黃、黃金苗米黃色系小米中含量較高,為1.98、2.07 μg/g,與其他米色小米差異顯著(P<0.05),說(shuō)明總胡蘿卜素含量與小米呈色(黃)具有相關(guān)性。其次為綠小米、黑小米,這可能是在其他米色小米成熟過(guò)程中總胡蘿卜素逐漸分解,其他色素生成增多的原因[17]。白小米中總胡蘿卜素含量最低,可能與白小米呈色相關(guān)。

圖1 不同米色小米原花青素、總胡蘿卜素含量

2.1.2 不同米色小米多酚、總黃酮含量 多酚是一種具有抗氧化活性的活性成分,多分布于植物中[18]。由圖2知,沁州黃中小米多酚含量為2.0 mg/g,顯著高于其他組小米,其次為綠小米、黃金苗米、黑小米和白小米,這與延莎等[19]研究結(jié)果中沁州黃多酚含量高于綠小米與黃金苗米相一致。研究表明黃色小米中多酚相對(duì)于大米這種白色米粒具有較強(qiáng)的抗氧化活性[20],這可能也是白小米中多酚含量較低的原因。從多酚類物質(zhì)含量角度評(píng)價(jià),沁州黃和綠小米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較好,其次為黃金苗米和黑小米,白小米相對(duì)較差。

表1 不同米色小米脂肪酸含量(mg/g)

由圖2可知,5 種小米中總黃酮含量最高為綠小米(12.12 mg/g),其次為黃金苗米(11.20 mg/g),顯著高于其他小米,白小米中總黃酮含量最低,為6.92 mg/g,與其他米色小米呈顯著差異(P<0.05)。多酚、黃酮均屬酚類物質(zhì),綜合多酚、黃酮的研究結(jié)果來(lái)看,5種不同米色小米中白小米酚類物質(zhì)含量最低,與其他米色小米酚類物質(zhì)含量差異較大。

圖2 不同米色小米多酚、總黃酮含量

2.1.3 不同米色小米脂肪酸含量 由表1知,在小米中檢測(cè)出飽和脂肪酸10種,占脂肪酸總量的15%～20%,其中棕櫚酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)、花生酸(C20∶0)3種飽和脂肪酸含量相對(duì)較高,與王峰等[21]的研究結(jié)果一致。棕櫚酸含量為3.09～6.66 mg/g,硬脂酸含量為0.54～4.24 mg/g,花生酸含量為0.19～1.09 mg/g。白小米中3種飽和脂肪酸含量均顯著(P<0.05)低于其他米色小米。

不飽和脂肪酸攝入與人體健康相關(guān)。小米中含有的單不飽和脂肪酸為:棕櫚油酸(C16∶1)、油酸(C18∶1n9c)、二十烯酸(C20∶1)、芥酸(C22∶1n9)。其中油酸含量最多,占總脂肪酸的12.77%～15.19%,研究表明,油酸在軟化血管、新陳代謝、減緩食品中油脂結(jié)晶化中起著重要作用[22]。小米中含有的多不飽和脂肪酸為:亞油酸(C18∶2n6c)、α-亞麻酸(C18∶3n3)、二十碳二烯酸(C20∶2)。

表2 不同米色小米礦物質(zhì)元素含量

其中亞油酸含量最為豐富,在小米脂肪酸中占比為64.22%～65.99%,其次為α-亞麻酸0.61%～3.15%。由表1可知,沁州黃、黃金苗米、黑小米、綠小米中油酸、亞油酸、α-亞麻酸含量無(wú)顯著差異,且顯著(P<0.05)高于白小米,說(shuō)明有色小米中脂肪酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。

由表1可知,小米中不飽和脂肪酸含量豐富,占比為81%～85%,飽和脂肪酸含量相對(duì)較低。在脂肪酸性質(zhì)評(píng)價(jià)中,當(dāng)PUFA/SFA值大于2時(shí),具有降血脂的功能,且比值越大效果越好[23]。5種小米中脂肪酸含量PUFA/SFA值為3.44～4.45,高于比值2,其中黃金苗米比值為4.45,降血脂作用最強(qiáng)。

2.1.4 不同米色小米礦物質(zhì)元素含量 礦物元素礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)是構(gòu)成機(jī)體不可或缺的成分。由表2可知,綠小米常量元素中Mg、Ca、P顯著高于其他米色小米,S除與沁州黃無(wú)顯著差異外,顯著(P<0.05)高于其他3種小米,Cu、Fe、Mo微量元素顯著高于其他小米,分別為11.80、49.01、0.64 mg/kg,Se、Mn與黃金苗米無(wú)顯著差異,Ni含量與黑小米無(wú)顯著差異。黑小米中Zn、Sr微量元素含量顯著高于其他小米,Se顯著低于其他小米。黃金苗米和沁州黃微量元素中除Se、Mn外,其他微量元素含量均低于黑小米與綠小米。白小米中除Se外均顯著(P<0.05)低于其他小米。說(shuō)明深色小米中各類礦物質(zhì)元素含量較多,有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,這可能是一些礦物質(zhì)元素在深色小米中更容易富集,與李吉鋒[24]深色谷物中微量元素高于白色谷物的結(jié)論相一致。

2.2 米色對(duì)小米蒸煮特性的影響

小米的蒸煮特性包括小米中直鏈淀粉含量、糊化溫度、膠稠度等。直鏈淀粉含量與小米的適口性、米飯的粘性、滋味、光澤呈負(fù)相關(guān)[25],這是因?yàn)橹辨湹矸酆吭礁?小米蒸煮時(shí)吸水越多,導(dǎo)致米飯干燥,色暗,易發(fā)硬,食味差。由圖3可知,不同米色小米中,沁州黃、黃金苗米2種黃色小米直鏈淀粉含量顯著少于其他米色小米,分別為28.53、29.01 mg/g,其次為綠小米,白小米、黑小米中直鏈淀粉含量較高且沒(méi)有顯著區(qū)別,說(shuō)明相較于其他米色(綠、白、黑)而言,黃色小米(沁州黃、黃金苗米)可能蒸煮性、適口性相對(duì)較好。延莎等[26]在黑小米與傳統(tǒng)小米淀粉糊化特性的比較研究也表明黑小米相對(duì)于沁州黃等其他幾種小米直鏈淀粉含量最高。

糊化溫度是影響小米蒸煮特性的一個(gè)重要因素,糊化溫度越低,小米越易軟化,蒸煮性越好[27]。一般而言,直鏈含量高,結(jié)晶度高,熔化所需熱量較大,導(dǎo)致糊化溫度較高。由圖3可知,沁州黃、黃金苗米2種黃色小米糊化溫度最低,分別為87.60、88.45 ℃,顯著(P<0.05)低于其他米色小米,其次為綠小米90.68 ℃,黑小米與白小米糊化溫度較高,這與其直鏈淀粉含量相關(guān)。黃小米最易糊化,其次為綠小米,黑小米、白小米相對(duì)不易糊化。

膠稠度以小米膠長(zhǎng)計(jì)量,反映米膠的軟硬。其中膠長(zhǎng)越長(zhǎng),米飯?jiān)杰?蒸煮性越好,膠長(zhǎng)越短,米飯較硬,蒸煮性較差[28]。由圖3可知,沁州黃、黃金苗米的膠稠度較高,分別為93.26、94.85 mm無(wú)顯著差異,但均顯著高于其他米色(綠、黑、白)小米,綠小米膠稠度為90.14 mm顯著(P<0.05)高于黑小米、白小米。說(shuō)明黃色小米(沁州黃、黃金苗米)蒸煮品質(zhì)最好,口感柔軟,其次為綠小米,黑、白小米蒸煮性最差,口感較硬。

圖3 不同米色小米蒸煮特性

2.3 不同米色小米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與蒸煮特性相關(guān)性分析

表3顯示了不同米色小米蒸煮特性(直鏈淀粉含量、糊化溫度、膠稠度)與各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)間的相關(guān)程度?？梢钥闯鲂∶字兄辨湹矸酆?、糊化溫度與總胡蘿卜素含量存在顯著(P<0.05)負(fù)相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為-0.96、-0.98,膠稠度與總胡蘿卜素含量存在顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.97,這可能是黃色小米中直鏈淀粉含量低、糊化溫度低、膠稠度高,蒸煮品質(zhì)較好,而黃色小米與其他米色小米相比總胡蘿卜素含量高,所以總胡蘿卜素含量與蒸煮特性存在一定相關(guān)性。蒸煮特性(直鏈淀粉含量、糊化溫度、膠稠度)與原花青素、多酚、總黃酮、礦物質(zhì)元素含量、脂肪酸營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)間具有相關(guān)性,但并不顯著。多酚、總黃酮與直鏈淀粉含量、糊化溫度負(fù)相關(guān),與膠稠度正相關(guān)。蒸煮特性與原花青素相關(guān)性較小,這可能是由于原花青素在深色小米(黑米、綠米)中含量較高,在黃色小米中含量較低。礦物質(zhì)元素、脂肪酸含量除于小米品種、米色有關(guān)外,還受小米的種植環(huán)境[29-30]、生長(zhǎng)施肥程度[31-32]等因素的影響。

表3 蒸煮特性與營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)相關(guān)性分析

3 結(jié)論

對(duì)沁州黃、黃金苗米、綠小米、白小米、黑小米4種不同米色小米的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)研究表明:深色小米(綠小米、黑小米)中原花青素含量顯著高于其他米色小米,白小米中不含原花青素。沁州黃多酚含量顯著高于其他小米、綠小米與黃金苗米總黃酮分布高于其他小米,黃色小米(沁州黃、黃金苗米)中總胡蘿卜素含量顯著高于其他米色小米。小米檢測(cè)出脂肪酸中,棕櫚酸、硬脂酸、花生酸飽和脂肪含量相對(duì)較高,油酸、亞油酸、亞麻酸不飽和脂肪酸中含量較高,各項(xiàng)脂肪酸含量在黑、綠、黃小米間差異性較小,在白色小米含量最低,與其他米色小米差異顯著(P<0.05)。深色(綠小米、黑小米)小米中各類礦物質(zhì)元素含量較多,黃小米(沁州黃、黃金苗米)含量次之,白小米含量較低。綠小米常量元素中Mg、Ca、P顯著(P<0.05)高于其他米色小米,黑小米中Zn、Sr微量元素含量顯著高于其他小米,黃金苗米和沁州黃微量元素含量中除Se、Mn外,其他微量元素含量均低于黑小米與綠小米,白小米中除Se外均顯著(P<0.05)低于其他小米。

蒸煮特性中黃色小米(沁州黃、黃金苗米)直鏈淀粉含量、糊化溫度顯著低于其他米色小米、膠稠度顯著(P<0.05)高于其他小米,蒸煮性、適口性最好,其次為綠小米,黑小米、白小米蒸煮特性較差。相關(guān)性分析表明小米總胡蘿卜素含量與直鏈淀粉含量、糊化溫度顯著(P<0.05)負(fù)相關(guān),與小米膠稠度存在顯著(P<0.05)正相關(guān),所以黃色小米蒸煮品質(zhì)較好。本實(shí)驗(yàn)旨在為不同米色小米的品質(zhì)研究提供參考,進(jìn)一步推動(dòng)不同米色小米的的深度加工與綜合開(kāi)發(fā)利用。