香格里拉藜麦品质成分分析

张婷婷，吴恩凯，龚加顺

（云南农业大学食品科学技术学院，云南昆明650201）

香格里拉藜麦品质成分分析

张婷婷，吴恩凯，龚加顺*

（云南农业大学食品科学技术学院，云南昆明650201）

以产自云南香格里拉的藜麦为研究对象，对其品质成分进行分析，包括水分、粗脂肪、直链淀粉、支链淀粉、可溶性多糖、水溶性蛋白、多酚、游离氨基酸总量、氨基酸组成和矿物质元素。并采用同时蒸馏萃取（simultaneous distillation extraction，SDE），气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技术分析藜麦挥发性成分。结果显示，与常见谷物（小麦、稻米、玉米）相比，香格里拉藜麦淀粉含量较低，含有大量优质蛋白质和多不饱和脂肪酸以及丰富的多糖和矿质元素，并且其必需氨基酸组成较为均衡。

香格里拉藜麦；成分分析；矿质元素；氨基酸；GC-MS

藜麦（Chenopodium quinoa Willd）也称南美藜、藜谷、印第安麦等，是一种苋科藜属的假谷物。原生产地是南美洲安第斯山脉地区，在当地种植历史悠久，被称为“粮食之母”[1-2]。美国国家航空航天局（National Aeronautiss and Space Administration，NASA）将藜麦列为人类未来移民外太空空间时的理想“太空粮食”[3]。联合国大会将2013年定为“国际藜麦年”[4]，各国均加强了对藜麦的研究和开发。国内对于藜麦的研究较晚，且进展缓慢。尤其是藜麦的功能成分及其综合利用缺乏系统的研究。

此外，藜麦具有抗旱、耐盐碱、耐贫瘠等生理特性[5-6]，藜麦引种已遍布全球，成为食品领域的研究热点。我国的藜麦种植最早可追溯到1990年，在西藏地区进行试种[7]，目前在我国的西藏、陕西、山西、青海、四川、浙江、河北、河南、湖南和云南等十几个省区试种成功[8-9]。但目前我国对藜麦的研究仍处于育种、种植和初加工阶段，对藜麦营养价值及其应用的研究相对较少[10]。本文对云南香格里拉藜麦进行营养及活性成分分析，以及对藜麦的氨基酸组成、挥发性成分物质种类进行分析。以期为人们更充分地认识香格里拉藜麦，以及为今后香格里拉藜麦的综合利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

1.1.1 材料与试剂

1.1.1.1 研究材料

藜麦：取自香格里拉的成熟藜麦籽，用粉碎机粉碎后过200目筛，备用。

1.1.1.2 主要试剂

石油醚、H2SO4、NaCl、甲醇、无水硫酸钠（分析纯）：天津风船化学试剂科技有限公司；蒽酮、茚三酮（AR）：BBI LIFE SCIENCES；牛血清白蛋白、考马斯亮蓝G250（BR）：上海源叶生物科技有限公司；L-谷氨酸、福林酚：BIOSHARP。

1.1.2 仪器与设备

卤素水分测定仪（HS153）：瑞士梅特勒-托利多集团；电子天平（BS210S）：北京赛多利斯天平有限公司；电子天平（感量为0.000 1 g）：沈阳龙腾电子有限公司；恒温水浴锅（HH-60）、离心机（Jan-80）：常州市华普达教学仪器有限公司；数显电热恒温干燥箱（HPX-9272ME）：上海博讯实业有限公司设备厂；A360型紫外可见分光光度计：翱艺仪器（上海）有限公司；气相色谱-质谱联用仪（5975C-MS、7890A-GC）：Agilent Technologies；L-8800全自动氨基酸分析仪：日立。

1.2 方法

1.2.1 样品的制备

1.2.1.1 样品水溶液的制备

取0.5 g样品→放入25 mL具塞试管→加15 mL蒸馏水→沸水浴20 min→过滤→反复浸提3次以上→合并滤液→定容至100 mL，用于水溶性蛋白质、可溶性多糖、游离氨基酸等指标的测定。

1.2.1.2 样品醇溶液的制备

取1.0 g样品→放入25 mL具塞试管→加15 mL体积分数70%乙醇溶液→沸水浴20 min→过滤→反复浸提3次以上→合并滤液→定容至100 mL，用于多酚指标的测定。

1.2.1.3 挥发性成分提取

同时蒸馏萃取法提取挥发性成分：称取30 g香格里拉藜麦粉置于1 L的圆底烧瓶中，加入去离子水300 mL，取乙醚25 mL置于250 mL三角烧瓶中，分别连接在SDE装置的两端。1 L圆底烧瓶用电热套加热，保持微沸，250 mL三角烧瓶用45℃～50℃水浴锅加热，同时蒸馏萃取2 h，然后往乙醚萃取液中加入10 g无水硫酸钠4℃干燥过夜。最后用氮吹仪将乙醚萃取液浓缩至1 mL，供GC-MS分析用。

1.2.2 藜麦主要成分分析

水分测定使用卤素水分测定仪测定，每个样品做三个重复；粗脂肪含量的测定采用索氏抽提法[11]；游离氨基酸总量测定采用茚三酮比色法[12]标准曲线为y=2.441 4x-0.050 2，R2=0.992 7（式中：x为谷氨酸浓度，mg/mL；y为570 nm处吸光值）；水解型氨基酸组成测定：参照GB/T 5009.124-2003《食品中氨基酸的测定》，采用日立L-8800全自动氨基酸分析仪测定样品中的氨基酸含量。矿物质的测定：参照农业标准NY/T 1653-2008《蔬菜、水果及制品中矿质元素的测定》，采用电感耦合等离子体发射光谱法测定钙（Ca）、铁（Fe）、锌（Zn）、镁（Mg）、磷（P）、锰（Mn）、铜（Cu）、钠（Na）、钾（K）等矿物质。

可溶性多糖含量测定采用蒽酮-硫酸法，标准曲线为 y=10.311x-0.003 9，R2=0.993 3（式中：x为葡聚糖浓度，mg/mL；y为620nm处吸光值）；水溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝染色法，标准曲线为y=0.661 9x+0.020 9，R2=0.991 7（式中：x为牛血清白蛋白浓度，mg/mL；y为595 nm处吸光值）。

多酚含量测定采用福林酚比色法测定参照GB/T 8313-2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》检测，标准曲线为y=12.066x+0.018 2，R2=0.996 3（式中：x为没食子酸浓度，mg/mL；y为765 nm处吸光值）。

1.2.3 藜麦中直链淀粉和支链淀粉含量测定

参照文献[13]并稍作修改，用双波长法测定样品中直链淀粉和支链含量，配制0.012 mg/mL～0.052 mg/mL的直链淀粉标准溶液，分别在608、433 nm波长下测其吸光度 A608、A433，以△A=（A608-A433）吸光值为纵坐标，直链淀粉含量为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程①y=6.978 6x-0.046 98（R2=0.997 75）；配制0.08 mg/mL～0.2 mg/mL的支链淀粉标准溶液，分别在538、726 nm 波长下测其吸光度 A538、A726，以△A=（A538-A726）吸光值为纵坐标，支链淀粉含量为横坐标，绘制标准曲线，得回归方程②y=1.537 5x-0.047 96（R2=0.99 64）；测定样品的 A608、A433、A538、A726，根据回归方程①②计算样品中直链淀粉和支链淀粉含量，总淀粉含量为直链淀粉与支链淀粉含量之和。

1.2.4 GC-MS分析条件

GC分析条件：HP-5Mas毛细管柱（30 m×250 μm，膜厚0.25 μm）；载气为氦气，进样方式：不分流进样；进样口温度：250℃；升温程序：起始温度：70℃，保持2 min，以20℃/min的速率升至230℃，保持2 min，以10℃/min的速率升至250℃，保持10 min。载气流速1.0 mL/min。

MS条件：离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；传输线温度280℃；电子电离（EI）离子源；电子能量70 eV；溶剂延迟 3 min；质量扫描范围 45 μ～450 μ。

2 结果与分析

2.1 藜麦营养及活性成分分析

香格里拉藜麦的营养及活性成分分析结果见表1。

表1结果表明，香格里拉藜麦是一种营养价值极高的类全谷物，含有大量的优质蛋白，与其他常见谷物相比，香格里拉藜麦的蛋白质（13.44%）含量高于大麦（11%）和水稻（7.5%），与部分玉米（13.4%）和小麦（15.4%）相当[14]；多糖的平均含量高达10.17%；脂肪的平均含量为5.62%，是玉米的2倍左右；总淀粉含量与其他谷物相比，参照文献[15]小麦（75.2%）、玉米（74.7%）和稻米（77.9%），香格里拉藜麦的淀粉含量偏低。藜麦中直链淀粉含量比例较少，支链淀粉含量较多，直链淀粉约占总淀粉含量的9.47%，与H.Tang等[16]报道的结果7.10%相比略高，可能是生产产地不同。直链淀粉和支链淀粉的比重影响淀粉的功能和物化性质，如黏性、成胶性、老化和消化性等[17]，香格里拉藜麦易熟化特性可能与藜麦支链淀粉含量较高有关。总酚含量（0.11%）与I.Dini等[18]报道的结果（总酚含量0.77%～0.86%）相差较大，可能是由于生产产地不同。但香格里拉藜麦总酚含量高于其他常见谷物，如小麦（0.056%），大麦（0.088%）[19]等。

表1 香格里拉藜麦营养及活性成分含量Table 1 Nutrition and active ingredient content of quinoa in Shangri-La

可溶性蛋白是渗透调节物质和营养物质，它的积累增加能提高细胞的持水力，对细胞的生命物质及生物膜起到保护作用，因此经常用作筛选抗性的指标，它也是植物抗寒性的重要指标之一。多糖类化合物广泛存在于微生物的细胞壁、植物和动物细胞膜中，是构成生命的四大基本物质之一，并且有免疫调节、降血糖、抗氧化、抗凝血、抗肿瘤和抗病毒等重要的药用功能[20]。多酚类物质被称为“第七类营养素”，是植物在生长发育中的次生代谢产物，广泛存在于植物的根、茎、皮、叶及果实内，具有清除自由基和抗氧化等生物活性[21]。香格里拉藜麦为高海拔作物，一直是自然繁育，没有经过人类干扰生长，遗传改良来增加生产产量，所以单位面积产量不高但它是纯天然的食物。经试验发现适于高血糖、高血压、高血脂和心脏病等慢性病的辅助治疗。不仅是安全的食物，更是营养健康的食品，具有广泛的开发应用前景。

2.2 矿物质元素含量分析

香格里拉藜麦与常见谷物矿质元素含量的比较见表2。

表2 香格里拉藜麦与常见谷物矿质元素含量的比较Table 2 Comparison of mineral elements contents in Shangri-La quinoa and common cereals

由表2可以看出，香格里拉藜麦含有钾、磷、镁、钙、铁、锰、锌、钠、铜等矿质元素，且这些矿质元素容易被吸收利用。与其他常见谷物（如小麦、玉米和水稻）相比，香格里拉藜麦具有更高的矿物质含量，尤其是K（913 mg/100 g）、P（508 mg/100 g）、Mg（216 mg/100 g）和Ca（46.9 mg/100 g）等常量元素含量丰富，具有较高的营养价值。Mg可以激活人体多种酶，维持核酸结构的稳定性，参与体温调节、肌肉收缩和核酸蛋白合成[23]。K在体内能保持水分、调节渗透压、维持酸碱平衡。P是骨中重要的元素，还是核酸、磷脂、的组成部分。此外，香格里拉藜麦矿质元素含量与FAO/WHO/IAEA提出的健康人群金属的适宜日摄入量比例相接近（FAO/WHO/IAEA提出的健康人群金属的适宜日摄入量为：钾2 g～3 g、钠 1.5 g～2.5 g、钙 1g～1.5g、镁 0.3g、铁 15mg、锌 15 mg、铜 2 mg）。

2.3 水解型氨基酸含量和组成的分析

香格里拉藜麦氨基酸组成分析见表3。

由表3可以看出，香格里拉藜麦中的水解型氨基酸总量较高，在17种氨基酸中，每种氨基酸含量不等，其中酸性氨基酸（谷氨酸、天冬氨酸）含量为2.72%，碱性氨基酸（精氨酸、赖氨酸、组氨酸）含量为2.13%。此外，富含人体所必需的8种氨基酸，特别是常见谷物中缺乏的赖氨酸含量很高。赖氨酸被称为第一限制性氨基酸。是人体组织生长和修复所必需的，调节脂肪酸代谢、促进钙的吸收和转运、以及在参与细胞损伤修复和预防心脑血管疾病的产生等方面有重要作用[24]。

参照文献[25]，单从氨基酸含量和组成角度考虑，香格里拉藜麦必需氨基酸含量高于常见谷物（如小麦、玉米等）。香格里拉藜麦的健康价值超过多数“全谷物”，且与FAO推荐的理想蛋白平衡含量相接近[26]，是一种营养健康的食物，具有良好的开发应用前景。

表3 香格里拉藜麦氨基酸组成分析Table 3 Analysis of amino acid composition of quinoa in Shangri-La

表4 香格里拉藜麦挥发性组成成分分析Table 4 Analysis of volatile components in Chenopodium quinoa in Shangri-La

2.4 挥发性成分分析

香格里拉藜麦挥发性组成成分分析见表4。

从表4中可以看出，采用SDE法提取的香格里拉藜麦挥发性成分，经GC-MS分析鉴定的产物共有36种（匹配度≥45%），占总产物的98.78%。其中包括酸类 3种（16.69%）、酮类 2种（1.07%）、酯类 12种（41.46%）、醛类 1种（3.35%）、醇类 2种（1.53%）、烷烃15种（32.64%）、和其他（2.04%）等物质。这36种物质中酯类含量最高，占41.46%；其次是烷烃类占32.64%。含量最高的是邻苯二甲酸二丁酯和亚油酸，分别占32.36%和14.26%。邻苯二甲酸二丁酯一般用于化学分析用试剂、气相色谱固定液，这里的邻苯二甲酸二丁酯含量可能是气相色谱固定液的峰含量。香格里拉藜麦中含有大量的不饱和脂肪酸，主要是亚油酸。亚油酸是公认的一种必需脂肪酸。由于亚油酸能降低血液胆固醇，预防动脉粥样硬化而倍受重视。

3 结论

本试验以云南香格里拉藜麦为原料，对其品质成分进行分析，主要包括营养及活性成分、矿物质元素含量、水解型氨基酸含量和组成分析以及挥发性成分进行了分析。结果显示，香格里拉藜麦中含有大量的优质蛋白质（13.44%）、丰富的多糖（10.17%）；矿质元素总体含量较高，且矿质元素含量与FAO/WHO/IAEA提出的健康人群金属的适宜日摄入量比例相接近；水解型氨基酸总量（10.33%）较高且氨基酸种类齐全。与FAO推荐的理想蛋白平衡含量相接近。此外，对香格里拉藜麦挥发性成分进行分析，发现其酯类含量最高，高达41.46%，且含有大量的多不饱和脂肪酸，主要是亚油酸，含量在14.26%。

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Analysis of Quality Components of Quinoa in Shangri-La

ZHANG Ting-ting，WU En-kai，GONG Jia-shun*
（College of Food Science and Technology，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，Yunnan，China）

The quality components of quinoa（Chenopodium quinoa Willd）from Shangri-La，Yunnanwere studied.Content of moister，crude fat，amylose，amylopectin，water soluble polysaccharides，water soluble protein，total poplyphenols，total amino acid，amino acid composition and mineral elements were investigated.Simultaneous distillation extraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry（SDE-GC-MS）was used to analyze volatile components.Results showed that Shangri-La quinoa has low content of starch，rich in fine protein，polyunsaturated fatty acids，polysaccharides and mineral elements，and has well-balanced essential amino acid composition in comparison withommon grains（wheat，rice and maize）Therefore.

Shangri-La quinoa；component analysis；mineral element；amino acid；GC-MS

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.24.029

云南农业大学学生科技创新创业行动基金项目（2017ZKX089）

张婷婷（1994—），女（汉），硕士研究生，研究方向：营养与食品安全。

*通信作者：龚加顺（1971—），男，教授，博士后，研究方向：茶叶化学与功能。

2017-05-07