青海省3个区域种植青稞的品质特性分析

李 君，党 斌，张 杰，迟 明，杨希娟

(1.青海大学农林科学院，青海省青藏高原农产品加工重点实验室，青海 西宁 810016；2.青藏高原种质资源研究与利用实验室，青海 西宁 810016；3.青海省轻工业研究所有限公司，青海 西宁 810001)

青稞，又称裸大麦，属禾本科大麦属作物[1]，其耐寒性强且适宜生长范围广[2]。青稞作为藏区第一大农作物和藏族人民的主要口粮，在青海省农业生产发展中有着举足轻重的地位，主要种植在海南州、海北州、海西州及玉树州的囊谦县等地，西宁市、海东市也有小面积的种植[3，4]。随着青稞产业发展，种植面积逐年增加，特别是大健康产业的发展，青稞的营养功能被认可，对青稞及青稞产品的需求不断增大，明确适合青稞种植的地区，生产出优质青稞对促进产业发展具有重要意义。

大量的研究证实，产地[5-7]、品种[6，8]及颜色[6，9，10]均对青稞的营养品质以及功能活性成分含量存在显著影响，且已有学者报道，产地是影响青稞营养品质的首要因素[5]。青海省不同生态区海拔跨度大、气候条件复杂，不同产地青稞的营养、功能品质尚不清楚。关于不同品种青稞的营养品质及活性成分的研究报道较多，但有关青海不同生态区青稞的营养、功能成分含量的比较研究鲜见报道。本研究通过比较分析青海省门源、德令哈及海晏地区青稞的基本营养成分、矿质元素及酚类物质的含量，明确青海省3个区域青稞间的营养品质特性差异，为筛选出营养功能品质优异的青稞品种资源及种植区域提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

选取2021年种植于青海门源、德令哈、海晏的1021、1216、昆仑14号、昆仑15号4个青稞品种共计12份样品为材料，试验材料全部由青海省海北州农业科学研究所提供。青稞收获后去除杂质，擦洗晾干，然后用万能粉碎机将籽粒粉碎(时间约30s)，最终过80目筛得到青稞全粉。

TOTAL STARCH试剂盒、RESISTANT STARCH KIT试剂盒、BETA-GLUCAN(Mixed Linkage)试剂盒，德国Megazyme公司生产；直链淀粉含量试剂盒，南京建成生物工程研究所；没食子酸、芦丁标准品(纯度≥98.0%)，北京谱析标准技术有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 主要营养成分含量测定

参照国标方法测定水分[11]、灰分[12]、蛋白质[13]、粗脂肪[14]、粗纤维[15]含量；总淀粉、直链淀粉、抗性淀粉、β-葡聚糖含量分别采用试剂盒测定；矿物质含量参照DBS52/020-2016[16]的方法测定。

1.2.2 酚类化合物提取及含量测定

参照杨希娟等[9]的方法进行酚类物质的提取。采用Folin-Ciocalteu法[17]测定酚类物质的含量。以没食子酸浓度为横坐标，A765nm值为纵坐标绘制标准曲线，回归方程为Y=0.0042X+0.0124(R2=0.9996)，其中Y为吸光值，X为没食子酸质量浓度(μg/ml)。计算式为：酚含量(mg/100g DW)=[(Y×V)/(1000×m)]×100式中：Y为测定的多酚质量浓度(μg/ml)；V为提取液总体积(ml)；m为样品干重(g)。

采用NaNO2(NO3)3-NaOH比色法[9]测定黄酮类物质的含量。绘制在波长510nm下的芦丁浓度与吸光度的标准曲线，回归方程为Y=0.0055X-0.0047(0-80μg/ml，R2=0.9947)，式中：Y为吸光值，X为芦丁质量浓度(μg/ml)。计算式为：黄酮含量(mg/100g DW)=[(Y×V)/(1000×m)]×100式中：Y为测定的黄酮质量浓度(g/ml)；V为提取液总体积(ml)；m为样品干重(g)。

1.3 统计分析

每组试验重复三次，数据以均值±标准差(Means±SD)表示。利用Excel和SPSS 25.0软件进行数据处理，显著性差异分析采用LSD多重比较法，聚类分析采用系统聚类，样本区间采用平方欧式距离。

2 结果与分析

2.1 不同区域青稞营养功能成分含量分析

由表1可知，本试验所选青稞品种在青海不同区域的基本营养成分含量存在差异。其中青稞营养成分中总淀粉、粗蛋白和灰分在3个种植区域存在显著性差异(P<0.05)，而直链淀粉、脂肪、粗纤维不同地区的测量值之间差异较小。矿物质成分中K、Mg、Ca、Na、Fe、Zn、Mn不同地区含量也存在显著性差异(P<0.05)。说明本试验所选青稞中粗脂肪和粗纤维含量不容易受到种植区域的影响，总淀粉、粗蛋白、灰分和矿物质容易受到种植环境的影响。其中门源地区种植的青稞具有较高的蛋白质、灰分以及Mg、Ca、Na、Zn、Mn含量，说明门源地区种植的青稞适宜于蛋白质和矿物质的积累；德令哈地区种植的青稞中直链淀粉、粗纤维、K、Fe、总酚和总黄酮含量较高，说明德令哈地区有利于青稞中粗纤维及多酚类物质的积累，同时适于补充人体中K和Fe含量，其余矿物质含量适中，低于门源地区但高于海晏地区。海晏地区种植的青稞具有较高的总淀粉、抗性淀粉、β-葡聚糖含量，但是矿物质含量普遍较低，说明海晏地区不利于青稞中矿物质的累积，但是适合抗性淀粉和β-葡聚糖等功效成分含量的积累。不同区域青稞矿物质含量比较可知，青稞中富含K(4142.05-4893.29mg/kg)、Mg元素(1238.54-1467.98mg/kg)和Ca(522.49-696.35mg/kg)，可作为强化矿物质元素的食品开发的原料。这与周红等[18]报道的黑青稞中富含K、Mg、Ca等矿物质的结果一致，但均低于已报道的黑青稞中的含量。可能的原因是本研究所选青稞全部为普通青稞，品种及种植区域不同所致。

表1 不同区域青稞营养功能成分分析

2.2 不同品种青稞营养功能成分含量分析

由表2可知，不同品种间营养成分含量有差异。其中昆仑14号青稞中总淀粉、直链淀粉、蛋白质、粗纤维、Fe、Zn、总黄酮平均含量最高，昆仑15号青稞粗脂肪平均含量最高，1216青稞抗性淀粉、灰分、K、Mg、Ca、Na、Mn、Cu、总酚平均含量最高，1021青稞β-葡聚糖平均含量最高。因此昆仑14号可作为富含蛋白、铁及锌元素等婴幼儿产品开发的原料，1216青稞原料可作为富含矿物质元素的食品开发，1021青稞可作为富含β-葡聚糖产品的生产原料，昆仑15号青稞品质一般。

表2 不同品种青稞营养功能成分分析

2.3 不同地区不同品种青稞营养功能成分含量分析

如表3所示，不同青稞之间比较可知，1021、昆仑14号和昆仑15号青稞品种在德令哈种植均表现出较高的总淀粉、直链淀粉、抗性淀粉、β-葡聚糖、蛋白质、粗纤维、总酚和总黄酮含量，矿物质含量也较高，说明1021、昆仑14号和昆仑15青稞适宜在青海海西州德令哈地区种植。1216青稞在海晏种植表现出较高的总淀粉、直链淀粉、抗性淀粉、β-葡聚糖、蛋白质、总酚、总黄酮含量，较低的粗脂肪含量。而门源县种植1216青稞营养品质仅次于海晏县，但明显高于德令哈地区，其中矿物质含量在门源种植后含量最高。综合可知，1216青稞适宜在青海海北州海晏县和门源县种植。可见，各品种在不同区域种植后营养品质也有不同，说明种植区域对青稞营养化学成分含量会产生显著的影响，这与姚豪颖叶等[19-20]报道的结果相似，这可能与种植环境的气候条件和区域土壤等因素有关。

表3 不同地区不同品种青稞营养功能成分分析

2.4 聚类分析

以青稞营养功能成分含量等为指标，采用组间联结法对参试青稞进行了聚类分析，在欧式平方距离为15处，将12个青稞样品分为4大类(见图1)。如表4所示，第Ⅰ类是粗脂肪、β-葡聚糖、总黄酮含量较高，蛋白质含量较低的类别，可用于高活性成分青稞资源的筛选，包括5个品种，分别为德令哈种植的1021、昆仑15号，海晏种植的1021、1216、昆仑14号；第Ⅱ类是灰分和总酚含量最高，抗性淀粉、粗纤维含量较低的类别，包括门源种植的1216、昆仑14号2个品种；第Ⅲ类是粗纤维含量较高，总淀粉、直链淀粉、总黄酮含量最低的类别，可用于高纤维资源的筛选，包括门源种植的1021、昆仑15号及德令哈种植的1216等3个品种；第Ⅳ类是总淀粉、直链淀粉、抗性淀粉、蛋白质、总黄酮含量均较高，而β-葡聚糖、粗脂肪、灰分、总酚含量较低的类别，可用于高淀粉、高蛋白、低脂肪青稞资源的筛选，包括德令哈种植的昆仑14号和海晏种植的昆仑15号2个品种，适宜加工适合糖尿病人食用的慢消化类食品。

图1 12份青稞品种(系)营养品质聚类分析树状图

表4 12个青稞品种(系)营养品质聚类分析

3 结论与讨论

本文对青海省门源、德令哈、海晏3个地区种植的1021、1216、昆仑14号和昆仑15号4个青稞品种的营养功能成分进行研究，结果表明，相较于品种，产地更有可能是影响青稞营养品质和矿物质元素含量差异的主要因素，尤其是对总淀粉、粗蛋白、灰分、K、Mg、Ca、Na、Fe、Zn、Mn等指标，这与吴雪莲等[5]报道的产地显著影响普通青稞的粗淀粉、粗蛋白、黄酮、β-葡聚糖及矿物质含量的结果一致，而酚类物质含量则受青稞品种的影响比较大，更明确结论还有待进一步的研究。

不同地区、不同品种青稞的营养成分含量存在一定的差异，其中门源地区种植的青稞有利于蛋白质和矿物质的积累，海晏地区种植的青稞有利于抗性淀粉和β-葡聚糖等功效成分含量的积累，1216青稞适宜在青海海北州海晏县和门源县种植；而德令哈地区种植的青稞有利于粗纤维及多酚类物质的积累，1021、昆仑14号和昆仑15青稞均适宜在青海海西州德令哈地区种植。由此可见，不同品种因其用途的不一样，其选择种植的区域有所不同，生产中应根据不同品种的用途选择适宜的种植区域[21]。

聚类分析将12份青稞样品分为4大类，第Ⅰ类别青稞粗脂肪和β-葡聚糖含量最高，第Ⅱ类别青稞灰分和总酚含量显著高于其他类别，而第Ⅲ类别粗纤维含量最高，第Ⅳ类别青稞总淀粉、直链淀粉、抗性淀粉、蛋白质、总黄酮含量最高；其中第Ⅰ、Ⅳ类别青稞均分布在德令哈和海晏地区，第Ⅱ、Ⅲ类集中在门源地区。以上这些种植区域与品种间的差异研究，可为加工专用原料的选择和青稞栽培育种提供理论基础。但本研究只收集了青海省3个青稞主产区4个主栽品种，为了更全面的掌握青海省不同地区不同品种青稞的品质差异，今后的研究，应加大样品数量。