薏苡不同部位营养成分分析及评价

王 颖，赵兴娥，王 微，阚建全,*，余义筠

(1.西南大学食品科学学院，重庆市农产品加工及贮藏重点实验室，农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(重庆)，重庆 400715；2.重庆君亲食品有限公司，重庆 400700)

薏苡(Coix lacryma-jobi)是禾本科植物，其成熟的种仁称为薏苡仁，又名薏米、苡仁，是我国重要的作物之一，大多数地区都有种植，资源十分丰富。薏苡仁集药用、食用为一体，营养十分全面丰富。现代医药学研究表明，薏苡仁含蛋白质、多种氨基酸、维生素和矿物质，其营养价值在禾本科植物中占第一位。薏苡全身都是宝，薏苡的根、叶也可入药。但是薏苡的根、茎、叶、种皮、外壳等部位在薏苡仁加工生产时均作为废弃部位弃去，能否综合开发利用是值得探讨和研究的课题[1-2]。

薏苡根收载于《贵州省中药材、民族药材质量标准(2003年版)》，为贵州少数民族用药。薏苡的茎也为民族用药，但尚未收载，种皮和外壳的利用途径尚未见报道[3]。本研究拟对薏苡的种仁及外壳、种皮、根、茎、叶等部位进行主要成分分析和营养评价，以期为其进一步开发及资源综合利用提供实验数据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

选用贵州省兴仁县产的贵州纯种小薏苡整个植株作为实验材料。采样地为贵州省兴仁县，土壤湿润。新鲜植株采摘后，手工分离根、茎、叶、种仁、种皮、外壳，清洗，在40～50℃低温下烘干，粉碎后过40目筛，于4℃冰箱保存，用于常规营养成分、氨基酸、微量元素等的测定。水分、VC等采用新鲜样品，清洗、室温下晾干，粉碎后直接测定。

石油醚(沸程30～60℃)、乙酸乙酯、焦性没食子酸、苯酚(均为分析纯)、硫胺素对照品、核黄素对照品(纯度≥95%) 成都市科龙化工试剂厂；甲醇、正己烷、乙腈、无水乙醇(均为色谱纯) 天津四友化工厂；薏苡素标准品(纯度≥99%) 美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

722-可见分光光度计 上海现科仪器有限公司；PF6-3荧光分光光度计 北京普析通用仪器有限公司；LC-20A高效液相色谱仪、GC-MS2010气相质谱联用仪 日本岛津公司；L-8800氨基酸分析仪 日本日立公司。

1.3 分析方法

1.3.1 常规营养成分的测定

水分测定采用直接干燥法[4]；总灰分测定采用550℃灼烧法[5]；蛋白质测定采用半微量凯氏定氮法[6]；粗脂肪测定采用索氏抽提法[7]；淀粉测定采用酶水解法[8]；粗多糖测定采用以葡萄糖作标准曲线，比色测定[9]。

1.3.2 维生素含量的测定

VB1、VB2采用荧光分光光度法测定[10-11]；VE采用高效液相色谱法[12]；VC采用2,6-二氯靛酚滴定法[13]；水溶性VB6、VB12、烟酸、叶酸采用高效液相色谱法[14]。

1.3.3 矿质元素的测定

测定钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)、镁(Mg)、锌(Zn)、铁(Fe)、磷(P)、铜(Cu)、锰(Mn)、铅(Pb)、铬(Cr)、硒(Se)等矿质元素，其中P采用分光光度法[14]，其余采用原子吸收光谱法。

1.3.4 氨基酸的测定[15]

准确称取样品100mg于18mm×180mm试管中，加入15mL 6mol/L盐酸，振荡混匀。用酒精喷灯把该试管口下1/3处拉细到4～6mm，抽真空10min后封管。处理过的试管置于(110±1)℃恒温烘箱中沙浴水解22h，拿出冷至室温，摇匀过滤，取1mL滤液于50mL烧杯中，用60℃恒温水浴蒸干滤液，加入0.02mol/L盐酸稀释2倍(根、叶稀释3倍)，用0.22μm滤膜过滤后，上机进行测定。

分析条件：洗脱液经泵1流过分离柱，泵压12.220MPa，流速0.45mL/min，柱温70℃；茚三酮经泵2流过反应柱(4.6mm×60mm)，泵压1.098MPa，流速0.35mL/min，柱温135℃。

1.3.5 脂肪酸分析

采用GC-MS法。用索氏抽提法提出油脂，甲酯化后用气相色谱质谱联用仪分析。

GC分析条件：色谱柱：DB-FFAP(30m×0.25mm，0.25μm)，进样口温度230℃，柱温140℃，升温速率5℃/min，升至210℃，保持8min，继续升温，升温速率5℃/min，升至230℃，保持5min。吹扫流量3mL/min，柱前压68.2kPa，分流比10：1，溶剂延迟2.5min。

MS分析条件：FTD检测器，接口温度：230℃，离子源温度：250℃。

1.3.6 薏苡素的测定[16]

采用HPLC法。HPLC色谱条件：乙腈-水(50：50，V/V)，SPD检测器：检测波长232nm，色谱柱：C18色谱柱(4.6mm×250mm，5μm)，流速：1.0mL/min，柱温：25℃，进样量10μL。

1.3.7 总黄酮和总酚的测定

总黄酮的测定采用芦丁绘制标准曲线，分光光度法测定[17]；总酚测定采用福林-酚法[18]。

1.4 氨基酸的营养评价方法

参照国际粮农组织/世界卫生组织(FAO/WHO)的氨基酸评分标准和全鸡蛋蛋白质的氨基酸评价标准[19]，按以下公式计算氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)。

式中：aa为实验样品氨基酸含量/%；AA(FAO/WHO)为FAO/WHO评分标准中同种氨基酸含量/%；AA(Egg)为全鸡蛋白质中同种氨基酸含量/%。

1.5 数据处理

每个样品进行3次平行实验，测定结果以±s表示，用Excel等软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 薏苡各部位常规营养成分的分析结果

由表1可知，薏苡不同部位的水分、蛋白质、灰分、多糖、淀粉和粗纤维含量等存在一定差异。种仁蛋白质含量较高，为19.33g/100g，高于米、面中的蛋白质含量[20]。种皮和外壳的粗纤维含量较高，分别为53.56g/100g和45.43g/100g。种仁的多糖和淀粉含量比其他部位高，分别为2.26g/100g和48.58g/100g。综上所述，薏苡的种仁、种皮、外壳、根、茎、叶均具有一定的营养价值。

表 1 薏苡各部位常规营养成分含量的分析结果Table 1 Major nutritional components in different tissues of Coix lacryma-jobi g/100g

2.2 薏苡各部位维生素含量的测定结果

表 2 薏苡各部位主要维生素含量的测定结果Table 2 Major vitamin components in different tissues of Coix lacryma-jobi mg/kg

由表2可知，根中的VE含量最高，种仁中最低，其余部位含量差别不大；叶中的VC含量高于其他部位；根中的VB2含量明显较高，其次是茎和外壳；6个部位均检出VB6，叶的VB6含量最高，茎中的含量最低；VB12在谷物和植物类中含量较少，一般存在于肉类食品中，外壳中未检出；种皮中未检出叶酸，叶中的叶酸含量最高；茎中未检出烟酸，外壳和种皮中烟酸含量较多，这说明全谷类食物比精谷类营养价值高；VE有很好的抗氧化作用，具有改善血液循环及调整生育功能等作用。VC也具有很好的抗氧化性，同时能改善Fe、Ca和叶酸的利用，改善脂类代谢，预防心血管疾病。VB1是人体能量代谢和维持心脏、神经及消化系统正常功能所必需的。VB2是肌体组织代谢必需的营养素，但无法长时间留在体内，需要饮食补给[21]。综上所述，薏苡各部位均有一定的营养价值。

2.3 薏苡各部位矿质元素含量的测定结果

由表3可知，薏苡的6个部位均含有较丰富的矿质元素，其中K、Na、Ca、Mg等常量元素含量较高，尤其是K，平均含量达到2500mg/kg以上。K具有维持神经健康、心律正常和降血压等功效，中国营养学会提出每日膳食中K的“安全和适宜的摄入量4岁以上775～2325mg，成年男女为1875～5625mg”[20]。此外，Ca、Mg、Fe、P的含量也很高，种仁中的P含量达到1933.20mg/kg，而叶中的Ca和Mg含量分别为15645.02mg/kg和5845.83mg/kg。根中Fe含量较高，可能与种植的土壤有关。Fe作为生物必需的微量元素对人体有直接的影响作用，并参与新陈代谢的过程。Cu的含量较低，根和叶中的Mn较其他部位高，一般非精制的谷物中含有较多的Mn。此外，其中也含有Cr元素，Cr是人体必需的微量元素，在肌体的糖代谢和脂代谢中发挥特殊作用。除茎以外其他部位均含有微量Se，Se是一种重要的营养元素，具有很高的抗氧化能力，被誉为人体微量元素的“抗癌之王”。此外，检出Pb含量很高，超出GB 2762—2005《食品中污染物限量》中的要求，经调查发现，产区贵州省兴仁县境内有大量煤矿，煤矿中的铅等物质可能会对当地农作物造成一定的污染。

表 3 薏苡各部位主要矿质元素含量的测定结果Table 3 Major mineral components in different tissues of Coix lacryma-jobi mg/kg

2.4 薏苡各部位氨基酸的组成测定与营养评价

2.4.1 氨基酸组成的测定结果

表 4 薏苡各部位主要氨基酸组成的分析结果Table 4 Compositions of essential amino acids in different tissues of Coix lacryma-jobi g/100g

由表4可知，薏苡的种仁和叶中检出常见的17种氨基酸，其中包括7中必需氨基酸和10种非必需氨基酸；种皮、根、茎、外壳中检出16种氨基酸。不同部位的氨基酸含量存在差异。根据FAO/WHO中的标准[19]，必需氨基酸占总氨基酸含量的40%以上，必需氨基酸与非必需氨基酸比值在3：2以上为优质蛋白质，由此看来，以上各部分均不属于优质蛋白质。

从氨基酸总量来看，种仁中氨基酸含量最高，为14.400g/100g；氨基酸含量最低的是外壳，仅有1.654g/100g；种仁中的谷氨酸和丙氨酸含量较高，谷氨酸和丙氨酸属于呈鲜味的特征氨基酸，而且谷氨酸是脑组织生化代谢中的重要氨基酸，参与多种生理活动；此外，薏苡的6个部位的亮氨酸含量都较高。亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸都是支链氨基酸，它们有助于促进训练后的肌肉恢复[22]。

2.4.2 氨基酸的营养评价

表 5 薏苡各部位氨基酸的评分结果Table 5 Amino acid evaluation scores in different tissues of Coix lacryma-jobi %

由表5可见，种仁中的亮氨酸氨基酸评分和化学评分均最高，大大高于FAO推荐值和鸡蛋蛋白的值；种仁中蛋氨酸+胱氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸和异亮氨酸的氨基酸评分均超过100%，同时也高于FAO推荐值；根的蛋氨酸+胱氨酸的氨基酸评分高于FAO推荐值。外壳的几种氨基酸评分均小于FAO推荐值。其余各部分氨基酸评分均与FAO推荐值和鸡蛋蛋白的值差别不大。

2.5 薏苡各部位脂肪酸的分析结果

由表6可见，种仁和根中主要检测出6种脂肪酸，以棕榈酸、油酸、亚油酸为主；种皮、外壳、茎和叶中主要检测出5种脂肪酸，其中油酸和亚油酸为不饱和脂肪酸。种仁中不饱和脂肪酸相对含量达到67.12%，种皮、茎和叶中不饱和脂肪酸相对含量均在70%以上。不饱和脂肪酸具有调节血脂和调节免疫的作用。油酸是单不饱和脂肪酸，亚油酸是多不饱和脂肪酸，但亚油酸不能在人体中合成，必须从饮食中获得。因此，以上各部位油脂均有一定的保健作用。

表 6 薏苡各部位脂肪酸的含量Table 6 Fatty acid components in different tissues of Coix lacryma-jobi %

2.6 薏苡各部位功能性成分的分析结果

表 7 薏苡各部位功能性成分的含量Table 7 Functional components in different tissues of Coix lacryma-jobi mg/g

由表7可见，经分析检测，薏苡的各部位均含有薏苡素、黄酮和多酚。根中的薏苡素含量明显高于其他部位，为1.26mg/g；种仁和叶中黄酮含量较高，分别为2.26mg/g和2.13mg/g。根、茎、叶中的多酚含量总体大于种仁、种皮和外壳。据报道薏苡素对癌细胞具有抑制作用，对中枢神经系统具有镇静、镇痛作用。黄酮类和多酚类化合物具有保护心血管活性，抗菌及抗病毒、抗氧化自由基活性。

3 结 论

薏苡种仁的蛋白质和多糖类物质较高，外壳和种皮的总纤维含量高。根中的VE、VB1、VB2、VB6含量都较高，种仁中的VB1和VB2含量均高于大米。薏苡的6个部位均含有较丰富的矿质元素，其中K、Na、Ca、Mg等常量元素含量较高。薏苡的种仁和叶中含有常见的17种氨基酸，其中包括7种必需氨基酸和10种非必需氨基酸；种皮、根、茎、外壳中含有16种氨基酸。脂肪酸分析中，种皮、茎、叶的不饱和脂肪酸相对含量达到70%以上。此外，薏苡中还含有薏苡素、黄酮、多酚等功能性成分，具有一定的药用价值。

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