加工精度对小米张杂谷6 号营养成分的影响

王德权，黄伟#，冯小磊，左文博

(1 张家口市农业科学院，河北 张家口 075000；2 国家谷子改良中心张家口杂交谷子分中心，河北 张家口 075000)

谷子是我国传统的种植作物之一，曾经为五谷之首，属于一年生禾本科狗尾草属植物[1]，在农业生产中占有极其重要的地位。虽然近年来被玉米、小麦等高产作物取代，但因其具有抗逆性强、营养价值均衡及饲用价值高等特点，正在逐渐被人们重新认识[2-5]。张家口市农业科学院选育的张杂谷6 号为抗除草剂早熟杂交谷子品种，生育期较短，非常适合在内蒙古扎鲁特旗种植。同时，由于谷子秸秆可以作为牲畜饲草[7-8]，可为本区域饲草业提供新的选择，可以有效改善当地农业种植结构[6]。本研究以扎鲁特旗不同区域种植的张杂谷6 号为试验材料，对不同加工程度小米中的氨基酸、脂肪酸、矿物元素及维生素等营养成分进行分析，旨在为本区域张杂谷6 号大面积种植推广及加工提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为谷子杂交品种张杂谷6 号，由张家口市农业科学院提供。张杂谷6 号生育期为108 d，穗型棍棒型，松紧适中，结实性好，抗逆性强，米质较优。

1.2 试验方法

试验于2017 年5—10 月在扎鲁特旗嘎亥图苏木、好老林场和西萨拉嘎查3 个试验地开展。试验地面积合计为90 hm2。播前灌溉1 次，翻耕整地结合一次性施用3 000 kg/hm2颗粒有机肥作底肥，整个生育期不补浇水。手推谷子精量穴播机播种，密度为15 万株/hm2。谷子田间管理参照常规大田管理进行。收获期，每个试验地按3 点法取样。收获后的谷子充分晾晒，经脱壳后制成糙米。糙米经过2 次碾米后，采取人工挑选去除未成熟、不饱满或破损米粒及杂质等，形成精米。

1.3 营养指标测定

糙米和精米样品送往北京市营养源研究所进行营养成分和矿质元素含量等指标检测。主要包括能量值、不溶性膳食纤维、可溶性膳食纤维、蛋白质、脂肪、钾、镁、钙、锌、硒、铜、锰、钠、氨基酸、饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、硫胺素(维生素B1)、核黄素(维生素B2)、维生素B6 和维生素E 等。

1.4 数据统计分析

采用Excel 2019、SAS 9.2 软件进行数据整理和分析。

2 结果与分析

2.1 加工精度对张杂谷6 号小米主要营养成分的影响

对粗加工和精加工的张杂谷6 号小米进行主要营养成分分析，结果见表1。与粗加工相比，精加工小米的能量、膳食纤维、蛋白质、脂肪酸、灰分等营养成分含量均较低。其中，精加工小米中的脂肪酸含量为3.38 g/100 g，显著低于粗加工小米的3.74 g/100 g，降低了9.63%；可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维分别降低7.41%和3.29%，且可溶性膳食纤维含量差异显著。能量、蛋白质、灰分含量虽差异不显著，但精加工小米均较粗加工小米低。说明在小米加工过程中，富含有营养物质的表皮和糊粉层损失严重，降低了精加工小米的营养成分含量。

表1 不同加工精度的张杂谷6 号小米主要营养成分比较Table 1 Comparison of the main nutrients of Zhangzagu No.6 under different processing fineness

2.2 加工精度对张杂谷6 号小米矿物元素的影响

小米中富含有钙、钾、镁、锰、钠等多种矿物元素，对人体健康非常有益。与粗加工相比，精加工小米中钙、锰、锌含量均有不同程度下降，而钾、镁、钠、铜及硒含量则反而增加。其中，钙含量下降程度最大，达7.44%，差异显著。但硒及钠含量分别提高了100.00%和14.97%，均差异显著(表2)。

表2 不同加工精度的张杂谷6 号小米矿物元素含量比较Table 2 Comparison of the mineral nutrients of Zhangzagu No.6 under different processing finenessmg·kg-1

2.3 加工精度对张杂谷6 号小米氨基酸的影响

小米中人体必需氨基酸含量丰富且比例均衡，除赖氨酸含量偏低外，其他氨基酸比例均符合或接近WHO 的推荐标准。从表3 可见，与粗加工相比，精加工小米的谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸及色氨酸等相差不明显或含量略有增加，其他氨基酸含量则明显下降。其中，酪氨酸和胱氨酸含量降低幅度较大，分别为19.23%和7.69%，其次，甘氨酸、赖氨酸及精氨酸相对含量均降低超过5%。说明经过精细加工，张杂谷6 号小米的天门冬氨酸等多种人体必需氨基酸流失严重。

表3 不同加工精度的张杂谷6 号小米氨基酸含量比较Table 3 Comparison of the amino acid nutrients of Zhangzagu No.6 under different processing finenessg·100 g-1

2.4 加工精度对张杂谷6 号小米脂肪酸的影响

小米中富含饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，特别是亚油酸，是人体自身不能合成的必需脂肪酸，具有降血脂、降血压的作用。从表4 可见，粗加工小米亚油酸含量达到2.48 g/100 g，棕榈酸和油酸含量也超过0.4 g/100 g。除珠光脂酸、油酸、花生酸以外，精加工处理小米中的其他脂肪酸含量均显著低于粗加工处理。其中木焦油酸降低幅度最大，达14.28%；亚油酸相对含量也降低了12.10%，损失严重。

表4 不同加工精度的张杂谷6 号小米脂肪酸含量比较Table 4 Comparison between the fatty acid nutrients of Zhangzagu No.6 under different processing fineness g·100 g-1

2.5 加工精度对张杂谷6 号小米维生素的影响

维生素是维持人体生理功能正常运行所必需的微量有机物质。小米富含有多种维生素，尤其是维生素E。检测结果显示，小米中维生素E 含量最高，其次为硫胺素(VB1)，而核黄素(VB2)和维生素B6含量较低。而通过精加工处理，小米中的维生素E含量显著降低了26.06%，其他维生素虽有不同程度降低，但差异不显著(表5)。

表5 不同加工精度的张杂谷6 号小米维生素含量比较Table 5 Comparison between the vitamin nutrients of Zhangzagu No.6 under different processing finenessmg·100 g-1

3 讨论

谷子是一种营养价值高的杂粮作物，脱壳后加工而成的小米中含有的人体必需氨基酸种类齐全，且其含量比大米、小麦粉和玉米分别高80.6%、56.4%和42.6%，必需氨基酸比例符合或接近WHO的推荐模式，是现代人们的健康食材。但是，随着人们对小米外观品质及食用品质的追求，最外层的糊粉层及胚大部分在精加工过程中流失。而膳食纤维、脂肪、蛋白质、矿物元素及维生素等主要集中在糊粉层和胚中。本研究发现，精加工导致小米中多种氨基酸含量降低。这与杨延兵等[9]的研究结果一致。但本试验中精加工处理小米中的亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸含量增加，这可能与谷子品种及加工工艺的差异有关。小米脂肪酸包括饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸中以亚油酸含量最高。张杂谷6 号糙米中亚油酸含量为2.48 g/100 g，相对较低[10]。但是，经过精细加工后，其含量下降到2.18 g/100 g，减少幅度高达12.10%，大大降低了小米的营养保健功能。维生素对人体生理功能正常运行有着非常重要的作用。小米含有多种维生素，尤其是维生素E 的含量高于小麦和大米[11]。当小米经过精细加工后，其维生素E 含量从最开始的4.72 mg/100 g 下降到3.49 mg/100 g，下降幅度高达26.06%，流失非常严重。小米中维生素主要以维生素E 为主，本研究所测的维生素中，维生素E 含量占88.72%，而精细加工后其含量占85.96%。精细加工导致维生素含量的显著下降，但是对维生素的组成比例影响较小。

4 结论

谷子仅经过脱壳粗加工处理，糙米中富含膳食纤维、脂肪、蛋白质、微量元素及维生素等，有利于现代人健康饮食。精加工对小米中的氨基酸、脂肪酸、矿物元素及维生素等均有明显影响。与粗加工相比，精加工处理的小米多种营养成分含量明显下降，特别是有益成分亚油酸、可溶性膳食纤维及维生素E 等下降幅度更大。在今后的小米加工过程中，应充分考虑外观感官品质与营养品质兼顾，减少天然营养成分的损失，以利于人们健康生活水平的提升。