黑龙江省主栽小米营养成分分析

2017-11-14张卓敏张洪微左豫虎高玉荣崔素萍

农产品加工 2017年19期

关键词：贡米支链直链

张卓敏，张洪微，左豫虎，高玉荣，崔素萍

（黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆 163319）

黑龙江省主栽小米营养成分分析

张卓敏，张洪微，左豫虎，高玉荣，*崔素萍

（黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆 163319）

为了给黑龙江省小米的种植、加工、销售、食用，以及小米食品的研发提供参考，以黑龙江主栽品种为研究对象，利用双波长分光光度法和国标方法测定小米中粗淀粉、直链淀粉、支链淀粉、脂肪、粗蛋白、灰分及矿物质含量。结果表明，主栽小米中的粗淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量分别为65.33%～73.99%，14.56%～19.72%，47.66%～59.43%；脂肪含量为2.63%～3.83%，含量最高和最低分别是贡米（3.83%±0.04%）和朝新谷8号（2.63%±0.03%）；粗蛋白含量为9.27%～11.88%，含量最高和最低分别是贡米（11.88%±0.11%）和吨谷1号（9.27%±0.12%）；矿物质Zn，Mg和Ca的含量丰富。黑龙江主栽小米品种营养成分种类齐全、含量丰富，是优质的粮食资源。

小米；蛋白质；脂肪；淀粉；营养成分

（College of Food Science， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing， Heilongjiang 163319， China）

小米又名粟，我国北方通称谷子，主要分布在黄河中下游地区，东北、西北等地区也有种植[1]。其营养丰富，含有多种维生素、蛋白质、脂肪、糖类，以及钙、铁等人体所必需的营养物质，极易消化吸收，属于中等热量食物；具有滋阴补血、抗癌、抗高血压，减少肥胖、冠心病以及氧化应激反应，增强人体免疫力、催乳补身之功能[2]。虽然我国小米品种间蛋白质含量差异较大，但其过敏性极低，消化率及生物价高于小麦和大米。目前，国内外对小米的研究主要集中于育种、营养特性、蛋白质品质分析及不同生态因子对蛋白质等营养因素的影响等方面，对小米品质的全面研究却很少有报道，缺乏对小米蛋白质理化特性及其他各种营养成分的系统研究[3]。小米中的碳水化合物含量低于稻米、小麦和玉米，并且碳水化合物中的主要成分是淀粉，含量为63%～70%，其中水溶性多糖主要以阿拉伯糖和木糖为主，葡萄糖含量较少，因此是糖尿病人理想的食物[4]。

李萍[5]研究发现小米的粗脂肪含量介于玉米和水稻之间，为2.8%～8.0%，虽然含量不高，但却都是优质脂肪酸，其中不饱和脂肪酸占84%以上。王海棠等人[6]从小米油脂提取物中分离出甘油酯化合物，这些物质是脂溶性维生素和脂溶性色素的良好溶剂，有利于人体吸收这些营养素。

小米中的矿物质含量相对较少，但含量丰富。黄小米中含有较多人体可利用的有机硒。谷子中钙、磷、铁的含量明显高于小麦和玉米，钾的含量更是高居五谷之首[7]。小米的营养价值及食用品质与小米的品种、生长环境、地理位置及产品的成分（包括蛋白质、脂肪、灰分、纤维、直链淀粉含量）有密切关系。

黑龙江独特的地理环境使小米具有特殊的营养价值和食用品质，但对黑龙江谷子品种的营养价值及食用品质系统分析未见报道。试验对黑龙江省主栽品种的营养价值、食用品质进行评价，为黑龙江的小米种植、加工和销售提供指导，以期为黑龙江小米等杂粮作物的开发和产业化提供理论依据。

1 材料与方法

红谷子、大金苗、张杂谷、朝新谷8号、吨谷1号、贡米，黑龙省龙江县农业局提供（样品采集于2016年）。

盐酸、氢氧化钠、硫酸铜、浓硫酸、硫酸钾、硼酸、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂、95%乙醇、乙酸镁、乙酸铅、硝酸、高氯酸、磷酸、磷酸二氢铵、过硫酸铵、过氧化氢等试剂，均为分析纯；支链淀粉和直链淀粉标准品。

PHSJ-4A型实验室pH计，中国上海雷磁公司产品；AL204型分析天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司产品；全自动紫外可见光谱仪，天美（中国）科学仪器有限公司产品；SOX500型脂肪测定仪，济南海能仪器股份有限公司产品；KDN-103F型自动凯氏定氮仪，上海纤检仪器有限公司产品；DK-S24型电热恒温水浴锅，上海森信实验仪器有限公司产品；TD5A-WS型台式低速离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司产品；JJ-1型电动搅拌器，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司产品；SX2-12-10型箱式电阻炉，中国上海实验电炉厂产品；7700型电感耦合等离子体质谱仪（ICP- MS），美国Agilent公司产品；Milli-Q型超纯水机，美国Millipore公司产品；Mara 240/50型微波消解仪，美国CEM公司产品。

将小米进行除杂后粉碎成粉，过100目筛，备用。

1.3.1 小米中主要营养成分分析

小米中水分含量采用GB/T 21305—2007中的直接干燥法；蛋白质含量采用GB/T 5009.5—2010中的凯氏定氮法，蛋白质的换算系数为6.25；脂肪含量采用GB/T 5009.6—2003中的索氏抽提法；淀粉含量采用GB/T 5009.9—2008中的酸水解法；灰分含量采用GB/T 5009.4—2010；Fe，Mg，Mn含量采用GB/T 5009.90—2003中的原子吸收分光光度法；Pb含量采用GB 5009.12—2010中的石墨炉原子吸收光谱法；Cd含量采用GB 5009.15—2014中的石墨炉原子吸收光谱测定方法；Ca含量采用GB/T 5009.92—2003中的原子吸收分光光度法；Zn含量采用GB/T 5009.14—2003中的原子吸收光谱法；K含量采用GB/T 5009.91—2003中的火焰发射光谱法；Cn含量采用GB/T 5009.13—2003中的原子吸收光谱法。以上营养物质含量均按国标中规定的方法测定，由黑龙江八一农垦大学测试中心测定。

1.3.2 双波长法测定小米中直链淀粉和支链淀粉含量

小米直链淀粉和支链淀粉含量的测定方法见参考文献[8] 。

2 结果分析

将质量浓度为1 mg/mL的直链淀粉和支链淀粉标准溶液在400～900 nm吸收曲线绘制在同一个坐标系里。直链淀粉的测定波长和参比波长分别为λ2=600 nm，λ1=465 nm；支链淀粉的测定波长和参比波长分别为λ4=535 nm，λ3=710 nm。

直链淀粉与支链淀粉参比波长分析见图1。

图1 直链淀粉与支链淀粉参比波长分析

（1）直链淀粉标准曲线的绘制。在已确定的双波长下绘制直链淀粉和支链淀粉标准曲线，以△A直=Aλ2-Aλ1为纵坐标、直链淀粉质量浓度（μg/mL）为横坐标绘制标准线。直链淀粉质量浓度在0～30 μg/mL范围内呈良好的线性关系，回归方程为Y=0.085 8X-0.007 2， R2=0.999 3。

直链淀粉标准曲线见图2。

图2 直链淀粉标准曲线

（2）支链淀粉标准曲线的绘制。以△A支=Aλ4-Aλ3为纵坐标、支链淀粉质量浓度（μg/mL）为横坐标，绘制标准曲线。

支链淀粉标准曲线见图3。

图3 支链淀粉标准曲线

由图3可知，支链淀粉质量浓度在0～100 μg/mL范围内呈良好的线性关系，回归方程为Y=0.042X+0.073 9， R2=0.998 8。

（3） 6种小米直链淀粉和支链淀粉含量分析。

6种小米直链淀粉和支链淀粉含量见表1。

由表1可知，6个小米品种的直链淀粉含量（除吨谷1号和贡米不显著外）差异显著（p＜0.05），含量最高的是朝新谷8号（19.72%±0.11%）；6个小米品种的支链淀粉含量差异显著（p＜0.05），含量最高的是吨谷1号（56.23%±0.11%）。直链淀粉含量高低对淀粉老化、回生及糊化时的吸水性能具有直接作用[9]，是影响食用品质的重要因素。高直链淀粉含量的淀粉与低直链淀粉含量的淀粉相比，具有较低的水解指数（HI）和较高的抗性淀粉（RS）[10]。体外动力学研究发现淀粉消化率的重要作用，直链淀粉含量高则消化很快，反之则消化很慢[11]。

表1 6种小米直链淀粉和支链淀粉含量

6种小米基本营养素含量见表2。

表2 6种小米基本营养素含量/ %

由表2可知，6个小米品种间的粗淀粉含量差异显著（p＜0.05），其中含量最高是的朝新谷8号（73.99%±0.09%），最低的是贡米（65.33%±0.09%）。淀粉是小米的主要成分，是碳水化合物的重要来源，世界卫生组织推荐淀粉所提供的能量占人体总能量55%～65%，是人类营养的重要来源[12]。6个品种间的粗蛋白含量（除朝新谷8号和吨谷1号之间不显著外）存在显著性差异（p＜0.05），最高的是贡米（11.88%±0.11%），最低的是吨谷1号（9.27%±0.12%）。由于小米的蛋白质含量比较高，且小米产品的可利用蛋白（UP）量也较高，对于9个月以上的婴儿，小米基婴儿食品可以提供安全摄入量的蛋白质（FAO/WHO）。基于粮农组织/世界卫生组织对能量和蛋白质的要求，小米基婴儿食品可以作为1岁以上儿童的唯一蛋白质来源。

6个品种间的脂肪含量（除大金苗和红谷子不显著外）存在显著差异（p＜0.05），贡米含量最高（3.83%±0.04%），朝新谷8号最低（2.63%±0.03%）。脂肪含量略高于大米和小麦，并且脂肪酸结构合理，易于消化吸收。小米粥上层的米油营养极为丰富，可与参汤相媲美，有“代参汤”之美称，具有良好的药用价值，其滋阴之力胜于熟地，可治产后虚弱、增加产妇乳汁；也可加食盐少许空腹调服，用于治疗男性精清不育。各品种小米灰分含量存在差异，P Singh和S Srivastava报道称16个小米品种的总灰分含量为1.47%～2.58%，试验与其结果一致。各品种间的水分含量存在显著差异，含量最高的是张杂谷（12.10%±0.04%），最低的是红谷子（10.60%±0.08%）。有研究认为小米的水分含量在9.9%～10.5% 时，其持水力最佳。

6个小米品种的矿物质含量见表3。

虽然矿物质在食品组分含量很低，但是与食品原料中的其他成分一样重要。小米中铁含量最高的是贡米（278.00 mg/kg），最低的是吨谷1号（57.00 mg/kg）。小米中钙含量最高的是贡米（30.00 mg/kg），最低的是吨谷1号（22.20 mg/kg）。小米中Zn含量为17.17～36.76 mg/kg，研究表明16个小米品种的Zn含量范围为9.20～25.50 mg/kg，平均值为13.40 mg/kg，试验结果比其略高。6种小米的其他矿物质，如Cu，Mn，Mg和 K 分别为 2.47～7.88， 9.5～17.80， 513.90～1 115.90，1 797.30～ 2 470.30 mg/kg。根据 GB 2762—2012 食品中污染物限量规定，谷物及其制品中Pb和Cd的含量分别不超过0.2 mg/kg和0.1 mg/kg，因此6种小米中Pb含量均超标，而Cd含量没有超标。6种小米中Fe和Ca的含量丰富，但是Pb含量超标，因此就矿物质而言，营养价值高的品种为大金苗、张杂谷和贡米。

表3 6种小米品种的矿物质含量

3 结论

有研究表明，低直链淀粉（＜18%）含量的小米在蒸煮后米饭较黏湿，富有光泽，冷却后仍柔软，不过过热后光泽很快散裂分解，而且出饭率低[[13-14]。6个小米品种（除吨谷1号外）都属于低直链淀粉，因此吨谷1号的出饭率应该高，蒸煮应该后有光泽，口感应适中。小米中所含各营养素极易被人体吸收，蛋白质消化率为83.4%，脂肪消化率为90.8%，碳水化合物消化率为99.4%。6个小米品种中Fe含量较高，可以通过将黑龙江小米引入日常饮食来克服缺铁性贫血；而Ca含量低于印度小米，所以摄入Ca含量较高的印度小米，有利于防治缺钙性骨骼和牙齿疾病；小米中矿物质含量丰富，因此可以作为一种新的矿物质功能性原材料来提升熟食的营养价值。而小米中矿物质含量的变化，可能受遗传因素及其生长区环境的影响。

综上所述，张杂谷和大金苗是高蛋白、高脂肪、高淀粉、低水分和高矿物质含量的优质小米品种，而朝新谷8号则相对其他品种的蛋白质和脂肪含量较低、品质也略低。通过对黑龙江不同品种小米营养成分的分析，不仅可以给消费者提供小米营养价值的指导，还可以为工业生产找到合适的生产原料，促进黑龙江省专用小米消费和深加工业的发展。

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10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.10.014