運黑系列黑小麥營養(yǎng)品質(zhì)分析

于章龍，劉 瑞，宋 昱，孫元琳，謝颯英，蔡 岳，柴永峰，曹武紅

(1.山西省農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所，山西運城 044000； 2.運城學院生命科學系，山西運城 044000)

小麥是世界第二大糧食作物，富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、維生素等人類不可或缺的重要營養(yǎng)物質(zhì)[1-2]。中國是世界小麥總產(chǎn)量和消費量最大的國家[3]。近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，營養(yǎng)和健康已成為國際小麥品質(zhì)研究的主題[4-6]。與普通小麥相比，黑小麥含有更為豐富的膳食纖維、酚酸、花色苷、B 族維生素和微量元素等生物活性物質(zhì)，擁有良好的抗氧化、降血壓、防癌抗癌等作用[7-9]，是一種珍貴的黑籽粒小麥品種。研究表明，食用全谷物食品特別是黑色全谷物食品可提高人體的活動機能，調(diào)節(jié)人體內(nèi)分泌系統(tǒng)，加強胃腸消化吸收能力，對造血功能和血紅蛋白含量的提高有良好作用[10-11]。對黑小麥的營養(yǎng)成分進行研究，有助于推廣和開發(fā)黑小麥食品及提高居民膳食營養(yǎng)健康。本試驗以白粒小麥品種良星99為對照，對4個運黑系列黑小麥新品系的營養(yǎng)和蛋白質(zhì)品質(zhì)指標進行分析，以期為黑小麥的更廣泛加工應用提供理論借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料如表1，均來自山西省農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所(2016年夏收) 。

1.2 試驗方法

1.2.1 全麥粉的制備

利用3100型小麥粉碎儀粉碎清理干凈的小麥樣品，過80目篩后備用。

1.2.2 營養(yǎng)成分測定

蛋白質(zhì)測定參照GB 5009.5-2010 凱氏定氮法；脂肪測定參照GB 5009.6-2003 索氏抽提法；灰分測定參照GB 5009.4-2016 食品中總灰分的測定法；硒、鋅、鐵等微量元素測定參照GB 5009.93-2010氫化物原子熒光光譜法。

1.2.3 面筋指數(shù)及濕面筋含量測定

參照SB/T10248-1995檢測。

1.2.4 氨基酸測定

參照GB/T 5009.124-2003檢測。

1.2.5 總酚酸含量測定

采用陳方劍[12]的分光光度計法。

1.2.6 花青素含量測定

參照王少波等[13]方法并稍作修改。稱取試樣過篩粉15 g，加入60%的酸性乙醇(含1%鹽酸)按1：20的料液比添加，在室溫條件下浸提30 min，提取3次后合并提取液，用旋轉蒸發(fā)儀濃縮提取液至580 mL。

用酸性乙醇稀釋精確量取的20 mL小麥提取液，在波長400～600 nm范圍內(nèi)進行掃描，確定最大測定吸收波長。花青素含量計算公式為：

X=△TVFM×1 000/εm

式中：X：花青素含量；ΔT：吸光值；V：稀釋體積；F：稀釋倍數(shù)；M：矢車菊素-3-葡萄糖苷的相對分子質(zhì)量；ε：矢車菊素-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù)(29 600)；m：樣品質(zhì)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)測定均3個重復，采用Origin 7.5和SPSS 13.0處理數(shù)據(jù)。

表1 試驗材料Table 1 Experimental materials

2 結果與分析

2.1 供試小麥的營養(yǎng)成分分析

由表2可知，運黑163灰分含量顯著高于除運黑161外的其他品系，較良星99高12.4%；運黑164的灰分含量最低，但與對照良星99無顯著差異。供試黑小麥品系的脂肪含量均高于對照良星99，但差異不顯著，以運黑164脂肪含量最高。除運黑14207外，其他供試黑小麥品系的蛋白質(zhì)含量均顯著高于對照良星99，運黑164蛋白質(zhì)含量高達19.2%，較良星99提高28.9%。供試黑小麥品系的硒含量均高于對照良星99，運黑14207硒含量顯著高于其他品系，較對照良星99 高542.4%。供試黑小麥品系的鋅含量均顯著高于對照良星99，以運黑163鋅含量最高，較良星99 高150.6%。除運黑14207鐵含量顯著高于良星99外，其他參試黑小麥品系的鐵含量均顯著或不顯著低于對照良星99。

表2 供試小麥的營養(yǎng)成分含量比較Table 2 Comparison of nutrient components of wheat tested

同行數(shù)據(jù)后不同字母表示不同品系間在0.05水平差異顯著。增長度：較良星99的增長率。表4 同

Different letters following data in same line mean significant difference at 0.05 level among varieties(lines). I D: Increase degree compared to Liangxing 99. The same in table 4.

2.2 面筋特性分析

由表3可知，運黑161面筋指數(shù)最高且顯著高于其他品種(系)，運黑14207次之，運黑163、運黑164顯著低于對照良星99，說明運黑161面筋筋力較強。供試材料的濕面筋含量都高于30%，運黑163、運黑14207濕、干面筋含量均較高，濕面筋含量均超過39%，顯著高于其他參試品系。所有供試小麥的干、濕面筋比無顯著差異。

表3 供試品種(系)的面筋特性分析Table 3 Analysis of gluten characteristics of varieties(lines) tested

同列數(shù)據(jù)后不同字母表示不同品系間在0.05水平差異顯著。表5同。

Different letters following data in same column mean significant difference at 0.05 level among varieties. The same in table 5.

2.3 氨基酸成分分析

谷物類蛋白質(zhì)的第一限制氨基酸為賴氨酸，異亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸也比較缺乏[14]。從表4可知，4個黑小麥品系的賴氨酸、蘇氨酸含量與對照良星99無顯著差異，運黑161賴氨酸、蘇氨酸含量最高。就異亮氨酸、苯丙氨酸含量而言，紫粒的運黑161及運黑163均高于對照良星99，藍粒的運黑164、運黑14207均低于對照良星99，供試材料間無顯著差異。就氨基酸總量及必需氨基酸含量而言，運黑161最高，運黑161、運黑163、運黑164均高于對照良星99，前四者間無顯著差異。運黑14207氨基酸總量顯著低于其他品系。參試材料的必需氨基酸占總氨基酸含量百分比均在30%左右，差異均不顯著。

2.4 總酚酸及花青素含量分析

酚酸( Phenolic acid) 屬于酚類化合物，多為苯甲酸和肉桂酸的羥化衍生物，主要有阿魏酸、芥子酸、香豆酸和咖啡酸等[15]。全谷物攝入對慢性疾病的預防作用主要歸功于膳食纖維及其與之共價連接的酚酸類物質(zhì)，被稱為“膳食纖維-酚類抗氧化劑復合物”[16]。由表5可以看出，黑小麥總酚酸含量均高于對照良星99。除運黑164外，其他黑小麥總酚酸含量與良星99存在顯著性差異，以運黑14207總酚酸含量最高，比良星99高26.75%。不同顏色籽粒間花青素含量差異顯著，白色小麥良星99未檢出花青素；紫色小麥的花青素含量顯著大于藍色小麥，運黑161的花青素含量高達0.130 9 mg·g-1。

表4 供試品種(系)的氨基酸含量及比較Table 4 Content and comparison of amino acids of varieties(lines) tested %

*:必需氨基酸 *:Essential amino acids.

表5 總酚酸及花青素含量結果Table 5 Content of total phenolic acids and anthocyanin

3 討 論

四個運黑系列黑小麥新品系灰分、脂肪、蛋白質(zhì)含量分別在1.50%～1.72%、1.9%～2.2%和14.5%～19.2%之間，總體營養(yǎng)成分含量高于對照良星99。由于本研究是對全麥粉灰分進行測定，所以灰分總含量相對較高。本研究中，運黑系列黑小麥的脂肪、蛋白含量均高于普通小麥，與前人研究結果一致[17]。硒被譽為“抗癌素”，是構成谷胱甘肽過氧化物酶的成分，參與輔酶Q 和輔酶A 的合成，能阻止過氧化物的生成，提高機體免疫力，抵抗某些化學致癌物質(zhì)。Fe、Zn 元素是機體中許多酶重要的激活劑，F(xiàn)e 被譽為人體發(fā)育的“建筑材料”，參與有氧代謝和能量代謝，維持血紅蛋白的含量，減緩貧血癥狀的發(fā)生，Zn一直被看作“抗衰老因子”，參與機體免疫防御、骨骼發(fā)育、性激素功能調(diào)節(jié)等[18-20]。供試的4個黑小麥品系的硒、鋅含量均高于對照白小麥良星99，鐵含量相對較低，說明供試黑小麥新品系對硒元素、鋅元素富集能力較強，而對鐵元素富集能力較弱。綜合面筋特性、氨基酸及蛋白質(zhì)含量分析，運黑14207濕面筋含量最高，蛋白質(zhì)含量、必需氨基酸含量均低于對照良星99，說明運黑14207蛋白質(zhì)品質(zhì)一般；運黑161的面筋指數(shù)、濕面筋含量、必需氨基酸總量均較高，其蛋白質(zhì)品質(zhì)最好。就總酚酸含量與花青素含量而言，供試黑小麥均高于對照良星99，與楊希娟等[21]研究結果一致。推測黑小麥具有更好的營養(yǎng)和保健功能。

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