黑小麦品种冀紫439 的营养品质

张业伦，兰素缺✚，孟雅宁，何飞飞，李杏普*

（1.河北省农林科学院粮油作物研究所，河北省作物遗传育种实验室，河北 石家庄 050035；2.河北省农林科学院经济作物研究所，河北 石家庄 050051；3.石家庄市农业技术推广中心，河北 石家庄 050051）

小麦是我国第二大主粮作物，也是我国北方民众最重要的能量和矿质来源[1]。随着人们生活水平的提高，人们越来越关注谷类作物的营养品质，包括蛋白质品质、微量元素含量和膳食纤维含量等[2～5]。小麦是重要的植物蛋白质来源，提供约38%的植物蛋白。小麦子粒的蛋白质和氨基酸含量，尤其是人体必需氨基酸的组成比例，直接影响着小麦的营养品质[1，6]。此外，Zn 和Fe 等矿质元素摄入不足也会导致“隐性饥饿”。全球约有30 亿人口因Zn、Fe 缺乏而出现健康问题[7，8]。一些国际组织（如HarvestPlus，CGIAR 的IARCs）和政府机构相继启动了某些谷物微量营养强化的合作项目。中国也在2005 年与国际生物强化组织合作启动了生物强化中国项目（HarvestPlus-China），旨为通过遗传育种和营养学研究提高作物中的微量元素含量，进而提高人体的摄入量。我国虽然对小麦营养品质的关注度呈上升趋势，但高蛋白质含量、高矿质元素品种尤其缺乏。因此，选育和鉴定子粒蛋白品质及微量元素含量高的品种，对提高小麦营养品质和人们的健康水平具有重要意义。

冀紫439 由河北省农林科学院粮油作物研究所培育，是通过河北省审定的第一个黑小麦新品种[9]。该课题组人员在前期研究中发现，糖尿病患者和健康人群食用冀紫439 制作的食品后，餐后血糖均显著低于食用其他小麦品种制作的食品[10]。对冀紫439 的氨基酸和矿质元素含量进行检测，明确其营养价值，旨为保健型黑小麦产品的开发利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

黑小麦品种为冀紫439，由河北省农林科学院粮油作物研究所选育，2009 年通过河北省品种审定委员会审定。

对照小麦品种为科农199 和藁优8901。其中，科农199 是中国科学院遗传与发育生物学研究所选育的普通白粒高产型小麦品种，2006 年通过国家品种审定委员会审定；藁优8901 是河北省藁城市农科所选育的优质强筋白粒型小麦品种，1998 年通过河北省品种审定委员会审定。

1.2 试验方法

试验小麦品种均在河北省农林科学院粮油作物研究所堤上试验站种植，行长1 m，行距0.30 m，株距0.02 m，3 次重复。田间采用普通肥水管理。其中，底肥施氮磷钾三元复合肥600 kg/hm2；3 月中下旬追施尿素300 kg/hm2，并浇返青水；抽穗期和灌浆期分别再各浇1 次水。小麦收获后，将2 个重复的种子等量混合，测定氨基酸和矿质元素含量。其中，用于氨基酸含量测定的小麦子粒为2011～2012 年度种植的冀紫439 和科农199，用于矿质元素含量测定的小麦子粒为2017～2018 年度种植的冀紫439 和藁优8901。采用GB 5009.268—2016 方法中的电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），测定15 种矿质元素含量；采用GB 5009.124—2016 方法测定7 种必需氨基酸和9 种非必需氨基酸的含量。

2 结果与分析

2.1 氨基酸含量

冀紫439 的总氨基酸含量为119.7 g/kg，较科农199 高29.0%（表1），表明黑小麦冀紫439 的氨基酸总量高于普通白粒高产型小麦品种。必需氨基酸中，冀紫439 的亮氨酸含量最高（9.0 g/kg），赖氨酸含量（2.2 g/kg） 最低；非必需氨基酸中，谷氨酸含量（43.2 g/kg）最高，其次是天冬氨酸（7.3 g/kg）、精氨酸（7.0 g/kg）和丝氨酸（6.2 g/kg）。

与普通白粒高产型小麦品种科农199 相比，冀紫439 的16 种氨基酸含量均有不同程度的提升，增幅为10.9%～75.9%。其中，半胱氨酸、丝氨酸和缬氨酸增幅较大，分别达到了75.9%、43.3%和32.3%；其次是苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、谷氨酸、络氨酸、组氨酸和精氨酸，增幅为19.3%～24.2%。总体而言，冀紫439 与科农199 的每种氨基酸相对于所测氨基酸总含量比例高低相对顺序基本一致，均表现为谷氨酸所占比例最高，且远远高于其他氨基酸所占的比例；其次是亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、甘氨酸和精氨酸；蛋氨酸、赖氨酸、络氨酸和组氨酸含量较低；半胱氨酸最低。但从各种氨基酸含量占所测氨基酸总含量的比例大小来看，冀紫439 除丝氨酸和半胱氨酸比例明显高于科农199 外，其他氨基酸所占比例与科农199 基本接近。

2.2 矿质元素含量

冀紫439 的矿质元素总含量为2 088.1mg/kg，较藁优8901 高16.5%（表2）。进一步对各种矿质元素含量进行分析发现，2 个小麦品种除Mo 和As 含量均未检出外，其他元素含量均为冀紫439 高于藁8901。其中，B 和Ni 增幅极大，分别达到了1 800.0%和600.0%；其次是Fe、Se 和Zn，增幅分别为91.6%、70.7%和54.9%；Cu、Ca、Mn、Mg 增幅也较大，分别为25.0%、24.2%、18.9%、10.3%。

表1 冀紫439 和科农199 子粒的氨基酸含量Table 1 Amino acids contents of Jizi 439 and Kenong 199

所测的15 种矿质元素中，2 个小麦品种含量居前7 位的元素均包括Mg、Ca、Fe、Zn、Mn、Ni 和Cu，且均以Mg 含量最高、Ca 含量次之。冀紫439 的Mg、Ca 含量分别为1 447.3 和501.9 mg/kg；其次是Fe、Zn含量，分别为41.2 和34.7 mg/kg。但从含量较多的7种矿质元素含量占所测矿质元素总含量的比例大小来看，冀紫439 除Mg 相对含量低于藁优8901 外，其他6 种矿质元素的相对含量均高于藁优8901。

表2 冀紫439 和藁优8901 子粒的矿质元素含量Table 2 Mineral elements contents of Jizi 439 and Gao 8901

3 结论与讨论

花青苷是一种类天然黄酮类化合物，具有抗氧化、抗癌、预防心血管疾病、预防肥胖、缓解糖尿病等功效[11]。冀紫439 为黑小麦，种皮呈紫褐色，含有丰富的花青苷，因此具有良好的保健价值。

从蛋白质品质来看，冀紫439 的各种氨基酸比例虽然与科农199 基本一致，但其每种氨基酸的含量均大幅度高于科农199，尤其是限制性氨基酸赖氨酸、苏氨酸和蛋氨酸的含量分别较科农199 高10.9%、22.0%和19.3%。可见，冀紫439 的蛋白品质较高。

微量元素虽然含量极其微少，但参与酶、激素的维生素和核酸代谢过程，具有重要的生理功能。Fe、Cu、Zn、Mn、Se 等14 种微量元素是世界卫生组织公布的人体必需的微量元素[12]。从本研究测定的7 种人体必需微量元素（Fe、Cu、Zn、Mn、Se、V 和Mo）含量看，冀紫439 均不同程度地高于藁优8901，其中，Fe、Zn 和Se 增幅较大，分别达到了91.7%、54.9%和70.6%。Fe 含量的变化与高血压、心脏病、糖尿病等疾病的发生发展密切相关[14，15]。Zn 是人体重要的微量元素，存在于肌肉、骨骼、肝脏等所有的器官和组织中，在动植物、微生物的生长和发育中发挥着不可或缺的作用[13]。Se 是公认的具有良好抗癌和预防心脑血管疾病的微量元素[16]。可见，冀紫439 具有良好的保健功能。

综上所述，冀紫439 营养价值高，具有很高的保健价值。此外，医学研究表明，冀紫439 全麦粉血糖指数较低，且糖尿病人和健康人群的餐后血糖均显著低于普通白麦[10]。可见，冀紫439 具有良好的食药两用保健功能。