楊 瑞， 黨 斌,2， 張 杰,2， 張文剛,2， 楊希娟,2

(青海大學農(nóng)林科學院1，西寧 810016) (青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，青海省農(nóng)林科學院2，西寧 810016)

雜糧突出的營養(yǎng)價值和健康作用逐漸被消費者所認可，以雜糧為原料而加工的功能性食品也越來越多[1]，對優(yōu)質雜糧原料的營養(yǎng)品質及功能成分進行綜合評價至關重要。青海屬于高原大陸性氣候，太陽輻射強，日照時間長，晝夜溫差大，也是我國雜糧雜豆的主產(chǎn)區(qū)之一[2]。青稞是青藏高原地區(qū)生態(tài)環(huán)境發(fā)展的優(yōu)勢作物，也是藏民族最基本的口糧作物，長期以來在保障藏區(qū)農(nóng)牧民健康方面發(fā)揮著重要作用[3]。青稞是麥類作物中β-葡聚糖含量最高的作物，營養(yǎng)豐富，富含多種有效成分，如酚類物質、植物甾醇、阿拉伯木聚糖等[4]。燕麥膳食纖維含量較高，占谷物常量營養(yǎng)素的很大比例[5，6]，具有降糖降脂、減肥和美容等生理活性，被視為營養(yǎng)和保健價值較高的谷類作物之一[7]。藜麥可為人體提供最全面的基本營養(yǎng)需求，被譽為最符合人類食用的“全營養(yǎng)食品”[8]。青海引進藜麥試種成功后，選育出適合青藏高原地區(qū)種植的品種，青海藜麥的品質較優(yōu)，葉酸、類胡蘿卜素、維生素B2在藜麥中的含量高于其他谷物[9，10]，其蛋白含量高、熱量低、活性物質充足，在輔助免疫、防止肥胖、改善疾病方面有促進作用，開發(fā)應用潛力很大[11]。

青海高原生產(chǎn)的青稞、燕麥、藜麥等雜糧營養(yǎng)豐富，關于其基本營養(yǎng)成分及提取技術等相關研究報道較多，而涉及青稞、燕麥、藜麥的營養(yǎng)功能物質含量及抗氧化活性之間的差異性研究鮮有報道，本實驗以青海青稞、燕麥、藜麥3種雜糧為研究對象，通過測定其營養(yǎng)成分、多酚(結合酚、游離酚)含量及其抗氧化活性，比較3種雜糧作物營養(yǎng)成分含量和抗氧化能力的差異，旨在篩選出營養(yǎng)物質含量高、抗氧化能力強的雜糧種類，以期為青稞、燕麥及藜麥的開發(fā)利用及消費提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青稞(昆侖15號)、藜麥(青藜2號)：由青海省農(nóng)林科學院作物所提供；青海燕麥(林納燕麥)。

甲醇、丙酮、正己烷、乙酸乙酯、三氯化鐵、亞硝酸鈉、硝酸鋁、次氯酸鈉等均為分析純，硝酸為優(yōu)級純。DPPH、TPTA、ABTS，沒食子酸、蘆丁(純度≥98.0%)，福林-酚試劑(優(yōu)級純)，實驗中使用的水均為去離子水。

1.2 主要儀器與設備

HK-04A手提式萬能粉碎機，DL-5M低速冷凍離心機，KQ-500DE型數(shù)控超聲波清洗器，S433D 氨基酸分析儀，Retavapor R-215旋轉蒸發(fā)儀，N4S紫外線可見分光光度計，ETHOS 900微波消解系統(tǒng)。

1.3 方法

1.3.1 營養(yǎng)品質的測定

脂肪含量測定：參照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》；膳食纖維含量測定：參照GB/T 5009.88—2008《食品中膳食纖維的測定》；灰分含量測定：參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》；蛋白質含量測定：參照GB 2905—82《谷類、豆類作物種子粗蛋白質測定法》；β-葡聚糖含量測定：參照AACC32—23方法，采用MIXED-LINKAGE BETA-GLUCAN試劑盒測定；總淀粉含量測定：采用TOTAL STARCH試劑盒測定；直鏈淀粉含量測定：采用AMYLOSE/AMYLOPECTIN試劑盒測定；抗性淀粉含量測定：采用RESISTANT STARCH試劑盒測定。氨基酸含量測定：采用GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》；礦物質含量測定：采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES/ICP-OES)進行礦物質含量測定。

1.3.2 氨基酸的評價

氨基酸的評價參照WHO/FAO 1973年建議的理想蛋白質的氨基酸組成模式[12]和中國預防醫(yī)學科學院、營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提供的雞蛋蛋白模式[13]，分別計算不同雜糧蛋白質的必需氨基酸含量(EAA)、氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系數(shù)(RC)、氨基酸評分(AAS)、必需氨基酸指數(shù)(EAAI)、生物價(BV)、氨基酸比值系數(shù)分(SRC)、必需氨基酸占氨基酸總量的百分比(E/T)等[14-16]。

1.3.3 多酚的提取

參照蔡亭等[17]的方法并稍作改動進行多酚提取。游離酚提?。悍Q取1 g樣品加入80%丙酮溶液，室溫下超聲30 min，離心收集上清液，將殘渣用相同方法再提取2次，將提取的上清液旋轉蒸干后定容至10 mL；結合酚提取：向提取過游離酚的殘渣中加入正己烷，離心棄去上清液，加入鹽酸甲醇溶液，70 ℃下水浴1 h，乙酸乙酯萃取，將萃取相旋轉蒸干后定容至10 mL。避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.4 提取物中酚類物質含量的測定

1.3.4.1 總酚含量測定

采用Folin-Ciocalteu測定法，參照Adom等[18]方法并稍作改進。在試管中吸取125 μL原液，加入500 μL蒸餾水及125 μL福林酚，充分搖勻，反應6 min后加入7%碳酸鈉溶液，室溫下避光放置1.5 h，甲醇作為空白調零，在波長765 nm處測定吸光值，重復測定3次。

1.3.4.2 總黃酮含量測定

參考Adom等[18]方法并稍作改進。在試管中吸取100 μL原液，加入5% 亞硝酸鈉溶液200 μL，充分搖勻，反應6 min 后加入10%硝酸鋁溶液200 μL，充分搖勻，反應6 min 后再加入4%氫氧化鈉溶液2 mL，室溫避光放置15 min 后，以甲醇作為空白調零，在波長510 nm 處測定吸光度，重復測定3次。

1.3.5 抗氧化活性測定

1.3.5.1 DPPH·清除能力測定

參考Abu等[19]的方法并稍作改進。在試管中吸取1 mL樣品提取液，加入4.5 mL 0.1 mmol /L DPPH甲醇溶液，充分搖勻后避光反應30 min，以甲醇作為空白調零，在波長517 nm處測定吸值，重復測定3次。

1.3.5.2 ABTS+·清除能力測定

參考Benzie等[20]的方法并稍作改進。在試管中吸取50 μL樣品提取液，加入4.5 mL FRAP工作液，充分搖勻后避光反應30 min，以甲醇作為空白調零，在波長593 nm處測定吸值，重復測定3次。

1.3.5.3 FRAP鐵還原能力測定

參考Re等[21]的方法并稍作改進。在試管中吸取200 μL樣品提取液，加入4 mL ABTS工作液，充分搖勻后避光反應30 min，以甲醇作為空白調零，在波長734 nm處測定吸值，重復測定3次。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

每組實驗重復3次，所測數(shù)值均以平均值±標準差表示，采用Origin8.5和SPSS19.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及繪圖，顯著性差異分析采用LSD多重比較法。

2 結果與分析

2.1 青稞、燕麥、藜麥營養(yǎng)品質分析

2.1.1 基本營養(yǎng)成分分析

由表1可知，參試青稞、燕麥、藜麥的灰分、粗纖維、蛋白質、抗性淀粉、直鏈淀粉、β-葡聚糖含量均存在顯著性差異(P<0.05)。其中青稞的脂肪質量分數(shù)最低，平均為2%，燕麥與藜麥的脂肪質量分數(shù)并無顯著差異性(P>0.05)，均在5%以上；藜麥的灰分質量分數(shù)最高，達2.6%，可見藜麥的礦物質元素含量豐富；藜麥的總淀粉含量與青稞、燕麥的差異不顯著(P>0.05)；藜麥的直鏈淀粉和抗性淀粉含量最低，這與韓玲玉等[22]的研究結果一致，燕麥的抗性淀粉質量分數(shù)最高，達18.39%，說明燕麥適宜加工慢消化類食品；藜麥的蛋白質質量分數(shù)最高(13.04%)，青稞的蛋白質質量分數(shù)最低(9.98%)；β-葡聚糖質量分數(shù)最高的是青稞(3.61%)，燕麥次之，藜麥最低，青稞中的β-葡聚糖是藜麥的3.3倍。

表1 青稞、燕麥、藜麥的營養(yǎng)成分/%(干基)

2.1.2 礦物質成分分析

由表2可知，參試青稞、燕麥、藜麥中Ca、Fe、K、Mn、Zn的含量均存在顯著性差異(P<0.05)，Na含量均無顯著性差異(P>0.05)。燕麥中Mn含量高，達34.46 mg/kg；青稞和燕麥中Cu、Mg含量無顯著差異(P>0.05)；藜麥中的Ca、Fe、K、Zn、Mg礦物質含量均最高，可見藜麥是富鉀高鈣食物。龔玉圓等[23]選取吉林省白燕2號燕麥籽粒測定其K、Mg含量分別為628.47、365.44 mg/kg；馮利芳[24]選取內(nèi)蒙古中西部裸燕麥測定其 Na 元素的含量為19.30 mg/kg，K元素的平均含量為 2 781.70 mg/kg?？梢娗嗪７N植的燕麥中礦物質含量相對豐富，特別是K、Mg、Na等元素含量相對高于相關研究報道的結果。

表2 青稞、燕麥、藜麥的礦物質含量(干基)/mg/kg

2.2 青稞、燕麥、藜麥氨基酸組成分析與營養(yǎng)評價

以FAO/WHO氨基酸模式為評價標準，對青海青稞、燕麥和藜麥的營養(yǎng)價值進行評價。由表3和表4可知，參試青稞、燕麥、藜麥均含有17種氨基酸，包含除色氨酸以外的7種人體必需氨基酸，均以谷氨酸含量最高。蛋白質的營養(yǎng)價值受氨基酸的種類、含量及所占比例的影響，根據(jù)氨基酸平衡理論，RC值最小則表明該氨基酸為第一限制性氨基酸[25]。由表3可知，青稞的第一限制性氨基酸為蛋氨酸+胱氨酸，燕麥的第一限制性氨基酸為蘇氨酸，藜麥的第一限制性氨基酸為異亮氨酸。必需氨基酸含量最高的是燕麥(529.3 mg/g)，可見燕麥蛋白中氨基酸含量豐富均衡，是一種優(yōu)質的營養(yǎng)蛋白質，藜麥必需氨基酸占氨基酸總質量的比例為37.28%，接近FAO/WHO推薦值(36%)。以AAS為評價依據(jù)，由高到低依次為燕麥>藜麥>青稞，AAS值均大于100，且燕麥蛋白中必需氨基酸比例最高；以BV、EAAI為評價指標，由高到低依次為燕麥>藜麥>青稞，說明燕麥吸收的蛋白質被機體利用程度最高，參試青稞屬于良好蛋白源，燕麥及藜麥屬于優(yōu)質蛋白源；SRC是用各種必需氨基酸偏離氨基酸模式的離散度來評價蛋白質質量，以SRC為評價依據(jù)，由高到低依次為燕麥>青稞>藜麥，說明燕麥蛋白的氨基酸組成與FAO/WHO推薦的氨基酸模式最一致。

表3 青稞、燕麥、藜麥必需氨基酸與FAO/WHO模式比較

表4 青稞、燕麥、藜麥必需氨基酸評價

2.3 青稞、燕麥、藜麥酚類物質含量分析

由表5可知，青稞、燕麥、藜麥中酚類物質含量差異顯著(P<0.05)。青稞、燕麥、藜麥提取物中總酚含量分別為 414.55、230.99、393.92 mg/100 g，青稞、燕麥、藜麥提取物中游離酚占總酚的質量分數(shù)分別為37.73%、26.67%、48.88%，其中藜麥的游離酚含量最高，該結果與韓玲玉等[22]的測定結果相似；結合酚含量最高的是青稞，高達258.14 mg/100 g，表明青稞多酚提取物中主要以結合酚為主；青稞、藜麥的總酚含量沒有顯著差異(P>0.05)，燕麥總酚含量最少。黃酮含量從高到低的順序為燕麥>青稞>藜麥，該結果與王鵬等[27]研究結果一致；青稞中結合黃酮含量顯著高于其游離黃酮，是游離黃酮的1.92倍，青稞中黃酮類物質主要以結合型為主，燕麥和藜麥中黃酮類物質以游離型為主要形式。

表5 青稞、燕麥、藜麥提取物中多酚物質的含量/mg/100 g

2.4 青稞、燕麥、藜麥提取物中酚類物質抗氧化活性分析

圖1結果表明，青海3種雜糧中酚類物質DPPH·清除能力差異顯著(P<0.05)。其中青稞游離型提取物的DPPH·清除能力顯著高于其他2種雜糧，為109.14 μmol/100 g；燕麥、藜麥結合型提取物的DPPH·清除能力均顯著高于青稞(P>0.05)，分別為124.98、126.03 μmol/100 g?？梢姡帑?、藜麥提取物中結合酚DPPH·清除能力最強，青稞提取物中游離酚的DPPH·清除能力相對最強。

圖1 青稞、燕麥、藜麥的DPPH·清除能力

青海3種雜糧的酚類物質ABTS+·自由基清除能力存在顯著差異性(P<0.05)，且游離酚的ABTS+·清除能力顯著強于結合酚，見圖2。游離酚和結合酚提取物中ABTS+·清除能力與表5青稞、燕麥和藜麥提取物中多酚物質的含量有關，藜麥游離酚含量最高，其游離酚提取物中ABTS+·清除能力最強，青稞、燕麥次之，而結合酚提取物中ABTS+·清除能力最強的是青稞，為399.17 μmol/100 g，青稞提取物中均具有較強的ABTS+·清除能力，此結果與徐元元等[27]研究結果一致。

圖2 青稞、燕麥、藜麥的ABTS+·清除能力

青稞、燕麥、藜麥的FRAP鐵還原能力與其ABTS+·清除能力結果一致，如圖3所示。青海3種雜糧的提取物中游離酚的FRAP鐵還原能力均高于結合酚，這與徐菲等[28]研究結果一致。青稞提取物中游離酚和結合酚FRAP鐵還原能力均最強，分別為1 328.94、693.24 μmol/100 g，顯著強于其他2種(P<0.05)。由此可見，青海青稞的酚類物質具有較強的ABTS+·清除能力以及FRAP鐵還原能力，燕麥和藜麥的酚類物質具有較強的DPPH·清除能力。

圖3 青稞、燕麥、藜麥的FRAP鐵還原能力

3 結論

青海高原特有的生長環(huán)境孕育了品質優(yōu)良的農(nóng)作物，青稞、燕麥、藜麥是青藏高原地區(qū)具有代表性的雜糧。本研究通過分析青海青稞、燕麥、藜麥的營養(yǎng)品質、多酚含量及抗氧化活性，明確了青海3種雜糧的營養(yǎng)功能成分含量及抗氧化活性的顯著差異。參試青稞粗纖維、總淀粉、β-葡聚糖含量最高，較適合加工高纖類食品；參試燕麥的必需氨基酸含量最高且氨基酸組成與人體氨基酸模式和 FAO/WHO推薦的氨基酸模式最一致，可作為谷物食品中優(yōu)質蛋白質的來源；參試藜麥富含礦物質、蛋白質總量最高，可作為開發(fā)富鉀高鈣食品的優(yōu)質原料。3種雜糧的酚類物質含量和組成之間存在顯著差異，總酚含量為230.99～414.55 mg/100 g，總黃酮含量為22.71～71.61 mg/100 g，其中青稞多酚類物質含量最高?？寡趸芯拷Y果表明，青稞、燕麥、藜麥中的酚類物質在不同抗氧化評價指標中的抗氧化能力存在顯著差異。燕麥、藜麥提取物中結合酚DPPH·清除能力最強，分別為124.98、126.03 μmol/100 g。青稞提取物中游離酚的DPPH·清除能力相對最強，高達109.14 μmol/100 g。青稞、燕麥、藜麥的FRAP鐵還原能力與其ABTS+·清除能力結果一致，藜麥的游離酚提取物中ABTS+·清除能力最強，青稞、燕麥次之，青稞的結合酚提取物中ABTS+·清除能力最強，達399.17 μmol/100 g。青海3種雜糧的提取物中游離酚的FRAP鐵還原能力均高于結合酚，青稞提取物中游離酚和結合酚FRAP鐵還原能力均最強，分別為1 328.94、693.24 μmol/100 g。此研究結果為青稞、燕麥及藜麥品質評價、優(yōu)質原料的篩選及其開發(fā)利用提供了參考。但本研究收集的樣品數(shù)量有限，為了更全面掌握青稞、燕麥、藜麥的品質差異，今后的研究中應擴大樣品數(shù)量。