蒸煮對小米營養成分及抗氧化活性的影響

張玲艷，李潔瑩，韓 飛，丁占生，范柳萍,*

蒸煮對小米營養成分及抗氧化活性的影響

張玲艷1，李潔瑩1，韓 飛2，丁占生1，范柳萍1,*

（1.江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122；2.國家糧食局科學研究院，北京 100037）

以內蒙赤峰峰紅谷為研究原料，研究蒸和煮2 種加工方式對小米維生素、多酚、黃酮以及抗氧化活性的影響。與生小米相比，蒸和煮2 種加工方式顯著性降低了小米VB1、VB2和植酸含量（P＜0.05），且煮小米中VB1保留率較高，蒸小米中VB2和植酸保留率較高。與蒸小米相比，煮小米中總酚的保留率較高，其含量是蒸小米總酚含量的1.39 倍，且煮小米中含有較豐富的香草酸和肉桂酸；基于1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除實驗、2,2’-聯氮基-雙-（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽自由基清除實驗、鐵離子還原能力實驗和氧化自由基吸收能力的實驗表明，抗氧化活性大小為生小米＞煮小米＞蒸小米，因此煮是較好的一種加工方式。

小米；蒸；煮；總酚；總黃酮；抗氧化性

小米（Setaria italica Beauv.），禾本科狗尾草屬植物，是世界上最古老的農作物之一，起源于我國黃河流域，中國是主產區，占全世界產量的80%，其次是印度，小米產量占全世界產量的10%。小米對生長環境具有極強的適應能力，還有耐旱、耐貧痔、耐酸、堿、鹽等特點，因此小米是我國干旱地區及推廣節水農業地區的理想作物。小米中含有一些抗氧化性物質，包括維生素、礦物質、酚類化合物等[1]。近年來，國外以印度小米為原料已經開始研究其酚類抗氧化性[2-5]，而國內學者主要集中在小米基本營養物質的研究，對于小米抗氧化性的報道較少，尤其對于蒸、煮這2 種家庭常用的烹飪方式對小米抗氧化性物質影響的研究更少[6-8]。此外，蒸小米和煮小米加工方式的研究也可以為人們提供更為合理的蒸小米和煮小米的烹飪方式，可以根據需要搭配不同的小米烹飪方式，也可以應用于指導電飯煲的研制。因此，本實驗主要研究不同的加工方式對小米抗氧化物質含量以及抗氧化活性造成的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

峰紅谷：內蒙赤峰，收獲時間2013年10月。實驗中選取的樣品沒有蛀蟲、碎粒，無雜交污染，樣品密封于密封袋中并且儲藏于-20 ℃冰箱中。

甲醇、無水乙醇、正己烷、乙酸乙酯、冰醋酸、沒食子酸、蘆丁、核黃素、硫胺素（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司；2,2’-聯氮基-雙-（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽（2,2’-amino-di (3-ethylbenzothiazoline sulphonic acid-6)ammonium salt，ABTS）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-dipheny1-2-picryl-hydrazyl，DPPH）、2,4,6-三（2-吡啶基）三嗪（2,4,6-Tri(2-pyridyl)-1,3,5-triazine，TPTZ）、水溶性VE（Trolox）（均為標準品） 北京百靈威科技有限公司。

1.2 儀器與設備

UV-2600分光光度計 日本島津公司；1525高效液相色譜儀 美國Waters公司；SHG262多功能食品粉碎機寧波市舜輝電器有限公司；6NS-14型礱谷機 山西省潞城市紅旗機械廠；F-7000熒光光譜儀 日本日立公司；CFXB15-5M電飯鍋 廣東半球實業集團有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

使用功率為2 kW的礱谷機將谷子脫殼碾米3 次去除谷殼、種皮、果皮和胚獲得小米；使用電飯鍋用純凈水蒸煮小米，蒸煮之前用純凈水淘米1 次，料液比為家庭常用蒸煮比例，蒸小米時料液比1∶1.5（g/mL）、100 ℃、10 min[9-10]，煮小米時料液比1∶20（g/mL）、100 ℃、30 min[11]，最后使用凍干機凍干樣品，-80 ℃預凍，凍干后將其儲藏于-20 ℃冰箱中。測定營養成分時將谷子用粉碎機粉碎，過80 目篩備用。

1.3.2 營養物質的檢測

參考GB/T 7628—2008《谷物中維生素B1的測定》[12]、GB/T 7629—2008《谷物中維生素B2的測定》[13]檢測VB1、VB2含量。

植酸含量檢測參考Badau等[14]的方法。在波長480 nm處測定吸光度為x，Fe3＋溶液濃度（mmol/L）為y，建立回歸方程為y=0.133 6x＋0.053 9，R2=0.999 3，具有很好的線性相關性。數據表示為平均值±標準誤差，重復3 次實驗，均以干質量計。

1.3.3 小米總酚含量的檢測

游離酚提取參考Chandrasekara[3]和田志琴[7]等的方法；結合酚類化合物提取參考Saio等[19]的方法。

取適量提取液，加入1 mL蒸餾水、1.0 mL福林-酚試劑，黑暗處放置8 min，加入2 mL 15%碳酸鈉溶液，蒸餾水定容至25 mL，充分混合后，室溫放置2 h后，于波長760 nm處測定吸光度為x，沒食子酸標準溶液質量濃度（mg/L）為y。繪制標準曲線并進行回歸處理，得標準曲線回歸方程為y=9.052 9x-0.157 5，R2=0.999 7，具有很好的線性相關性。小米總酚含量以沒食子酸當量（gallic acid equivalents，GAE）表示，以干質量計，單位為mg GAE/100 g。

1.3.4 小米中酚酸含量的檢測

小米中酚酸通過高效液相色譜檢測，取酚提取液20 μL進色譜柱Agilent ZORBAX SB-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm），流動相為含有0.05%三氟乙酸的水溶液和含有0.05% TFA的乙腈溶液，流速0.8 mL/min，檢測波長260 nm。酚酸含量以干質量計。數據表示為平均值±標準誤差，重復3 次實驗。

1.3.5 小米中黃酮含量的檢測

提取方法同1.3.3節中游離酚和結合酚，取適量提取液，加入2 mL 0.1 mol/L三氯化鋁溶液，3 mL 1 mol/L乙酸鉀溶液，用體積分數30%乙醇溶液定容于10 mL容量瓶，充分混合后，室溫放置90 min后，于波長420 nm處測定吸光度為x，蘆丁標準溶液質量濃度（mg/mL）為y。繪制標準曲線并進行回歸處理，得標準曲線回歸方程為y=0.031 4x＋0.000 5，R2=0.999 2，具有很好的線性相關性。黃酮含量以蘆丁當量（rutin equivalents，RE）表示，單位為mg RE/100 g，以干質量計。

1.3.6 小米中抗氧化性檢測

ABTS＋·清除能力檢測：參考Thaipong等[15]的方法。繪制標準曲線并進行回歸處理，得標準曲線回歸方程為y=2.607 5x-0.009 4，x為水溶性VE濃度（μmol/L），y為波長734 nm處自由基清除率，R2=0.999 6，具有很好的線性相關性。

鐵離子還原能力（ferric reducing antioxidant power，FRAP）的檢測：參考Thaipong等[15]的方法。繪制標準曲線并進行回歸處理，得標準曲線回歸方程為y=23.013x-1.034 9，x為波長593 nm處測定的吸光度，y為水溶性VE濃度（μmol/L），R2=0.999 4，具有很好的線性相關性。

DPPH自由基清除能力檢測：參考Brandwilliams等[16]的方法。繪制標準曲線并進行回歸處理，得標準曲線回歸方程為y=2.280 5 x-0.395 5，x為水溶性VE濃度（μmol/L），y為波長515 nm處自由基清除率，R2=0.999 6，具有很好的線性相關性。

氧化自由基吸收能力（oxygen radical absorbance capacity，ORAC）檢測：參考Huang Dejian等[17]的方法。

4 種方法測定的抗氧化性值以干基每克樣品中所含水溶性VE當量（Trolox equivalents，TE）表示，單位為μmol TE/g。數據表示為平均值±標準誤差，重復3 次實驗。

2 結果與分析

2.1 蒸煮加工過程中VB1、VB2和植酸含量變化

VB1和VB2是維持機體正常代謝必需的水溶性維生素。VB1主要存在于谷子胚乳中，VB2主要存在于糠皮層中。由表1可知，小米中VB1含量為（11.30±0.05）mg/kg，VB2含量為（0.55±0.00）mg/kg。Lebiedzińska等[18]報道小米中VB1含量為3.07 mg/kg，VB2含量為0.78 mg/kg，這可能與小米品種以及地域相關。

表1 小米營養成分的變化Table 1 Nutrient contents of raw and cooked millet

如表1所示，與生小米相比，蒸小米和煮小米中VB1含量顯著減少（P＜0.05），其中蒸小米中VB1含量減少了81%，煮小米VB1含量減少78%，但蒸小米和煮小米中VB1含量無顯著差別（P＞0.05）；經過蒸和煮加工后小米中VB2含量顯著減少，其中蒸小米中VB2含量降低27%，煮小米VB2含量降低73%，可能是由于蒸煮過程中長時間高溫濕熱導致VB1和VB2被氧化破壞，相對于蒸小米（10 min），煮小米時間更長（30 min），導致VB2含量的大幅降低（P＜0.05）。植酸含量在蒸和煮這2 種加工方式之間有顯著差異（P＜0.05）。與生小米相比，蒸小米和煮小米植酸含量分別減少了6.5%、8.7%，這可能是由于濕熱處理后，植酸與水中的鈣離子和鎂離子結合，從而降低其與鐵離子的結合，導致檢測結果減小[19-20]。

2.2 蒸煮加工過程中小米總酚含量的變化

如圖1所示，蒸和煮2 種加工方式顯著影響小米游離酚、結合酚和總酚含量（P＜0.05）。生小米中游離酚、結合酚和總酚含量分別為（35.73±1.65）、（64.40±2.49）mg GAE/100 g和（100.13±1.02）mg GAE/100 g，與Zhang Lizhen等[8]報道的2 種小米中游離酚和結合酚含量相近，分別為33.13、65.07 mg GAE/100 g。

圖1 小米游離酚、結合酚和總酚含量Fig. 1 Free phenolic, bound phenolic and total phenolic contents of raw and cooked millet

結合酚是小米中酚類化合物的主要存在形式。生小米、蒸小米和煮小米中結合酚占總酚含量分別為64%、72%和80%。Zhang Lizhen等[8]曾報道Jingu28和Jingu34中結合酚占總酚分別為68%、62%。與生小米相比，蒸小米中游離酚、結合酚和總酚分別減少58%、40%、46%，煮小米中游離酚、結合酚和總酚分別減少59%、6%、25%，這與Chandrasekara等[3]的研究結果一致，Chandrasekara等[3]測定了7 種煮小米總酚含量，與生小米中總酚含量相比，其總酚含量降低幅度為2%～36%。與蒸小米相比，煮小米中總酚的保留率較高，其含量是蒸小米總酚含量的1.39 倍。與煮小米相比，蒸小米中的結合酚含量顯著下降（P＜0.05），這可能與體系中的水分活度、溶氧濃度等相關；同時，蒸小米中的部分結合酚降解轉化為游離酚，但在較高氧濃度和低水分條件下，蒸小米游離酚發生氧化反應而下降，最終蒸小米和煮小米中游離酚含量沒有顯著差異（P＞0.05）。

2.3 蒸煮加工過程中小米酚酸含量的變化

表2 小米酚酸含量Table 2 Phenolic acid contents of raw and cooked millet

如表2所示，生小米、蒸小米和煮小米中酚酸含量具有顯著性差異（P＜0.05）。小米中沒有檢測到香草酸和香豆酸，Hernanz等[21]報道大麥中香豆酸和阿魏酸主要存在糠皮層中，糠皮層香豆酸占大麥香豆酸總量的78.0%～86.3%，阿魏酸占77.7%～82.3%。

蒸小米中只檢測到肉桂酸和阿魏酸，與生小米相比，肉桂酸含量減少59%，阿魏酸減少22%。煮小米中肉桂酸減少27%，阿魏酸減少80%。蒸和煮這2 種加工過程中涉及到的濕熱處理可能是造成酚酸減少的主要原因。煮小米中檢測到香豆酸和香草酸，但是其含量分別為（0.18±0.00）、（3.14±0.02）μg/g，這可能是由于濕熱處理破壞了結合酚中的化學鍵，釋放出香豆酸和香草酸。這與Pradeep等[22]的研究結果一致，該研究對不同加工方式對印度小米抗氧化性質進行考察，其中經過165 ℃、75 s烘烤后，香草酸含量由0 μg/g增加到9.5 μg/g，丁香酸含量由0 μg/g增加到1.9 μg/g。此外，Acostaestrada等[23]研究表明加熱會導致結合酚被破壞釋放出相應的酚酸。

2.4 蒸煮加工過程中小米黃酮含量的變化

圖2 小米黃酮含量Fig. 2 Free flavonoid, bound flavonoid and total flavonoid contents of raw and cooked millet

如圖2所示，生小米中游離黃酮、結合黃酮和總黃酮含量分別達到（379.83±1.96）、（240.94±16.49）mg RE/100 g和（620.77±18.45）mg RE/100 g。小米中游離黃酮含量高于結合黃酮含量，與Chandrasekara等[3]檢測結果一致，該研究檢測的7 種小米中游離黃酮含量均高于結合黃酮含量，游離黃酮變化幅度為（1.18±0.07）～（33.71±0.73）μmol/g （以兒茶酚當量計）。

蒸小米和煮小米中游離黃酮含量有顯著性差異（P＜0.05）。與生小米相比，蒸小米中游離黃酮和總黃酮分別減少61%、33%；煮小米中游離黃酮和總黃酮分別減少81%、47%；小米、蒸小米和煮小米中結合黃酮之間無顯著性差異（P＞0.05）。蒸和煮這2 種加工過程中包含的濕熱處理可能導致游離黃酮被分解，促使游離黃酮含量降低[24-25]。由于蒸煮加工過程中溫度相同且都為100 ℃，可能結合黃酮中的化學鍵沒有被破壞，因此生小米、蒸小米和煮小米中的結合黃酮沒有顯著性差異（P＞0.05）。與煮小米相比，蒸小米游離黃酮含量更為豐富，是煮小米中游離黃酮的2.13 倍。由于蒸小米經過加工的時間僅為10min，熱作用時間較短，所以蒸小米中游離黃酮含量較高。

2.5 蒸煮加工過程中小米酚類提取物抗氧化性的變化

如表3所示，蒸和煮這2 種不同的加工方式之間抗氧化性有顯著性差異（P＜0.05）。通過DPPH、ABTS和FRAP法檢測的小米的抗氧化性由強到弱依次為生小米＞煮小米＞蒸小米，通過ORAC法檢測峰紅谷的抗氧化性由強到弱依次為蒸小米＞煮小米＞生小米。由于4 種方法檢測機理不一致，所以生小米和加工小米抗氧化活性規律不一致。因此，選取綜合性氧化指數（antioxidant potency composite index，APC）[26-28]評價小米抗氧化性，其抗氧化活性由高到低依次為生小米＞煮小米＞蒸小米。

表3 酚類提取物抗氧化性的變化Table 3 Antioxidant activity of raw and cooked millet μmol TE/g

蒸小米和煮小米抗氧化活性低于生小米，這可能是由于蒸煮后酚含量降低，從而導致其抗氧化活性降低[29-30]，這與Chandrasekara等[3]檢測結果一致，該研究通過DPPH和ORAC法檢測了7 種小米的抗氧化活性，DPPH法檢測出3 種小米和煮小米之間抗氧化活性有顯著性差異，且煮小米抗氧化活性低于生小米；ORAC法檢測出6 種小米和煮小米之間抗氧化活性有顯著性差異（P＜0.05），且煮小米抗氧化活性低于生小米。此外，Choi等[2]也報道ABTS方法檢測的谷物抗氧化活性與酚含量極顯著相關（P＜0.01），且相關系數達到0.997 3。

3 結 論

煮小米中VB1含量較高，適合缺乏VB1的人群食用；蒸小米中VB2和植酸含量較高，適合缺乏VB2的人群食用。其次，與生小米相比，蒸小米和煮小米中總酚、酚酸和總黃酮含量減少。蒸小米中總酚、總黃酮含量分別減少46%、33%，煮小米中總酚、總黃酮含量分別減少25%、47%。小米抗氧化活性由高到低為生小米＞煮小米＞蒸小米。與蒸小米相比，煮小米中VB1、總酚含量、酚酸含量保存率較高，且抗氧化活性高于蒸小米，綜合而論，煮小米（100 ℃，30 min）是一種較好的加工方式。

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Effects of Steaming and Boiling on the Nutrients and Antioxidant Activity of Millet

ZHANG Lingyan1, LI Jieying1, HAN Fei2, DING Zhansheng1, FAN Liuping1,*
(1. School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China;2. Academy of State Administration of Grain, Beijing 100037, China)

In this study, we addressed the effects of different cooking methods (boiling and steaming at a millet to water ratio of 1∶20 and 1∶1.5 (g/mL), respectively) on the vitamin, total phenolics and total flavonoids contents and antioxidant activity of Fenghonggu millet grown in Chifeng, Inner Mongolia. Compared with untreated millet, boiling and steaming resulted in a significant decrease in VB1, VB2and phytic acid (P ＜ 0.05). Additionally, boiled millet maintained a higher level of VB1,while steamed millet retained more VB2and phytic acid. Boiled millet, rich in vanillic acid and cinnamic acid, retained a 1.39-fold higher total phenolic content than its steamed counterpart. The antioxidant activity measured by 1,1-dipheny1-2-picryl-hydrazyl (DPPH) scavenging, 3-ethyl-benzothiazoline sulphonic acid-6)ammonium salt (ABTS) scavenging, ferric reducing antioxidant power (FRAP) and oxygen radical absorbance capacity (ORAC) assays was in the following order∶ raw millet ＞ boiled millet ＞ steamed millet. Therefore, boiling is a better way to cook millet.

millet; steaming; boiling; total phenolics; total flavonoids; antioxidant activity

DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724018

TS201.1

A

1002-6630（2017）24-0113-05

張玲艷, 李潔瑩, 韓飛, 等. 蒸煮對小米營養成分及抗氧化活性的影響[J]. 食品科學, 2017, 38(24): 113-117.

10.7506/spkx1002-6630-201724018. http://www.spkx.net.cn

ZHANG Lingyan, LI Jieying, HAN Fei, et al. Effects of steaming and boiling on the nutrients and antioxidant activity of millet[J]. Food Science, 2017, 38(24)∶ 113-117. (in Chinese with English abstract) DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724018.http∶//www.spkx.net.cn

2016-11-18

公益性行業（糧食）科研專項（201313011-6-4）；江蘇省科技富民強縣項目（SBN2014010290）

張玲艷（1990—），女，碩士研究生，主要從事食品科學研究。E-mail：1115942939@qq.com

*通信作者：范柳萍（1972—），女，教授，博士，主要從事食品科學研究。E-mail：fanliuping@jiangnan.edu.cn