燕麥籽粒的營養(yǎng)品質(zhì)及其相關(guān)性分析

苗玉紅，王宜倫，韓燕來，譚金芳

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450002)

燕麥(AvenasativaL.)是一種古老的飼草、飼料及糧食作物。在世界谷物生產(chǎn)中，燕麥總產(chǎn)量僅次于小麥、水稻、玉米、大麥、高粱，居第6位。在谷類食品中，燕麥?zhǔn)亲詈玫娜珒r(jià)營養(yǎng)食品之一，富含可溶性膳食纖維(主要由β-葡聚糖組成)、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素及礦質(zhì)元素等營養(yǎng)物質(zhì)，并于1997年被美國FDA首次批準(zhǔn)使用“具有降低心臟病風(fēng)險(xiǎn)”的健康食品。而且，國內(nèi)外大量研究也表明燕麥籽粒中的β-葡聚糖還具有降血脂、降膽固醇、降血糖、調(diào)節(jié)人體免疫功能、增強(qiáng)抵抗力等作用。因此，對(duì)燕麥開展深入研究對(duì)保障人類健康具有重要的積極作用。

近年來，國內(nèi)外對(duì)燕麥研究主要側(cè)重于營養(yǎng)品質(zhì)含量及保健功能[1-12]、施肥與栽培技術(shù)[13-19]、耐鹽堿性等方面[20-23]，但對(duì)燕麥籽粒中β-葡聚糖與蛋白質(zhì)及礦質(zhì)元素含量的相關(guān)分析甚少。為此，本研究選取適宜河南種植的25種燕麥品種(系)為材料，比較燕麥品種(系)間籽粒中β-葡聚糖、蛋白質(zhì)及礦質(zhì)元素含量的差異，了解燕麥籽粒中礦質(zhì)元素含量與蛋白質(zhì)及β-葡聚糖含量之間的相關(guān)性，以期為燕麥生產(chǎn)中通過合理施肥改善燕麥營養(yǎng)品質(zhì)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

收集2016～2017年間收獲的適宜河南省豫中地區(qū)種植的25個(gè)燕麥品種(系)的籽粒，隨機(jī)抽取100 g，烘干粉碎備用。燕麥品種(系)由中國農(nóng)科院和河北張家口市農(nóng)科院提供。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

測(cè)定25個(gè)燕麥品種(系)籽粒中的β-葡聚糖、蛋白質(zhì)及主要礦質(zhì)元素含量，每個(gè)項(xiàng)目重復(fù)測(cè)量3次，取其平均值。

燕麥籽粒水分含量參照GB 5497─1985，105 ℃恒重法測(cè)定[24]。β-葡聚糖含量參照改進(jìn)AOAC 995.16方法，酶-比色法測(cè)定[25]，試劑盒(1-3)(1-4)BETA-D-GLUGAN ASSAY KIT由Megazyme International Ireland Limited提供。蛋白質(zhì)含量采用半微量凱氏定氮法測(cè)定；磷采用釩鉬黃比色法；鉀采用火焰光度計(jì)法測(cè)定；鈣和微量元素采用濕灰化-原子吸收分光光度計(jì)法測(cè)定[26]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)先進(jìn)行初步整理，再利用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種(系)燕麥籽粒中β-葡聚糖、蛋白質(zhì)及礦質(zhì)元素含量分析

由表1可知，不同燕麥品種(系)籽粒中β-葡聚糖、蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素含量均存在一定的差異。在25個(gè)供試品種(系)中，β-葡聚糖平均含量為4.39%，蛋白質(zhì)含量為17.46%。二者的變異性均較小，其中，β-葡聚糖含量的變異系數(shù)為11.97%，蛋白質(zhì)的變異系數(shù)相對(duì)較低，為9.53%，這說明燕麥籽粒中β-葡聚糖、蛋白質(zhì)的含量均較穩(wěn)定。磷、鉀、鈣3個(gè)常量元素中，鉀的平均含量最高，為4.82 g/kg，其次為磷(4.24 g/kg)，鈣最低，僅為1.38 g/kg。其中，鈣的變異系數(shù)最大，為26.96%，其最高含量是最低含量的近4倍，品種(系)2013 PSX 14 G籽粒中的鈣含量最高，高達(dá)1.83 g/kg，含量最低的是2013 SX 50 A，只有0.47 g/kg；磷的變異系數(shù)次之，為11.53%，磷含量最高的品種(系)是2013 SX 97 G，為5.41 g/kg，含量最低的品種(系)是2012 SX 38，為3.08 g/kg；鉀的變異系數(shù)最小，僅為7.56%。燕麥籽粒中微量元素平均含量由高到低依次為鐵>錳>鋅>銅。其中，鐵的變異系數(shù)相對(duì)較大，為18.55%，含量最低的是品種(系)2013 SX 97 G，僅含34.36 mg/kg，品種(系)2013 SX 89 G籽粒中的鐵含量最高，為74.98 mg/kg；鋅和銅的變異系數(shù)居中，分別為15.93%和15.80%，其中鋅含量最高的品種(系)是2013 SX 46 A，為34.46 mg/kg，含量最低的品種(系)是UFRGS 087045-3，為16.73 mg/kg；錳的變異系數(shù)相對(duì)最低，為13.49%。

從表1還可以看出，不同品種(系)燕麥籽粒中β-葡聚糖、蛋白質(zhì)及礦質(zhì)元素的含量分布亦有所不同。其中，68%的樣品的β-葡聚糖含量集中在4.0%～5.0%之間，含量高于5.5%的僅1個(gè)樣品，占總樣品量的4%；有20個(gè)樣品(占80%)的蛋白質(zhì)含量在15.0%～20.0%之間，只有3個(gè)樣品的蛋白質(zhì)含量大于20.0%，占總樣品量的12%；常量元素中磷含量在4.0～5.0 g/kg之間的樣品占60%，磷含量僅有1個(gè)樣品在5.0 g/kg以上；鉀含量大部分樣品(占80%)在4.0～5.0 g/kg之間，鉀含量高于5.0 g/kg的樣品占16%；鈣含量有80%的樣品主要集中在1.2～1.8 g/kg之間，鈣含量大于1.8 g/kg的樣品只有1個(gè)(占4%)；微量元素中，84%的樣品的鐵含量集中于40.0～60.0 mg/kg之間，鐵含量高于70.0 mg/kg的樣品只有1個(gè)，僅占總樣品量的4%；錳含量絕大部分樣品(占92%)分布于40.0～60.0 mg/kg之間，有1個(gè)樣品的錳含量高于40.0 mg/kg，只占樣品總量的4%；銅含量分布相對(duì)較為分散，有一半樣品(占52%)分布在4.0～5.0 mg/kg之間，銅含量低于4.0 mg/kg和高于5.0 mg/kg的樣品依次為7個(gè)和5個(gè)，分別占總樣品量的28%和20%；大部分樣品(占64%)的鋅含量為20.0～26.0 mg/kg，近1/3樣品(占28%)的鋅含量低于20 mg/kg，鋅含量高于26 mg/kg只有2個(gè)樣品，僅占樣品總量的8%。

2.2 燕麥籽粒中β-葡聚糖與蛋白質(zhì)及礦質(zhì)元素含量間的相關(guān)性分析

由表2可知，β-葡聚糖含量與蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性在25種燕麥品種(系)籽粒中均未達(dá)到顯著水平，這說明營養(yǎng)因子對(duì)燕麥籽粒中β-葡聚糖含量的影響相對(duì)較弱。燕麥籽粒中鋅含量與蛋白質(zhì)含量、鐵含量的相關(guān)性達(dá)到了顯著或極顯著水平，表明通過育種或施肥措施可以同時(shí)提高鋅、鐵、蛋白質(zhì)含量。另外，鋅與錳含量也到達(dá)了顯著相關(guān)水平，鋅與銅含量的相關(guān)系數(shù)最大，甚至達(dá)到了極顯著水平。鐵與錳、銅含量的相關(guān)性均也達(dá)到了顯著水平。綜上所述，在燕麥農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)注重微肥的施用，尤其是鋅肥的施用，有利于提高燕麥籽粒中的蛋白質(zhì)、鐵含量，改善燕麥籽粒的營養(yǎng)品質(zhì)。

表1 不同品種(系)燕麥籽粒中β-葡聚糖、蛋白質(zhì)及礦質(zhì)元素的含量

表2 燕麥籽粒中β-葡聚糖與蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素含量間的相關(guān)系數(shù)

注：*、**分別表示相關(guān)性達(dá)到顯著、極顯著水平。

3 討論

研究表明，不同燕麥品種籽粒中β-葡聚糖含量為2.0%～7.5%[11]，呈正態(tài)分布，其中86.4%的品種含量為3.0%～5.0%；蛋白質(zhì)含量變化范圍為15%～20%。本試驗(yàn)所收集樣品中，β-葡聚糖含量為3.72%～5.98%，平均含量為4.39%，其中含量為4.0%～5.0%的品種(系)占68%，但含量高于5.5%的樣品極少，僅有1個(gè)品種(系)；蛋白質(zhì)含量為14.06%～20.29%，平均含量為17.46%，其中含量為15.0%～20.0%的品種(系)占80%，含量高于20.0%的品種僅有3個(gè)。與上述已有研究結(jié)果較為接近[5]。本試驗(yàn)供試燕麥品種(系)籽粒中β-葡聚糖及蛋白質(zhì)的含量二者變異均較小，說明不同燕麥品種(系)籽粒中β-葡聚糖與蛋白質(zhì)的含量均較穩(wěn)定，要大幅度地提高β-葡聚糖及蛋白質(zhì)的含量相對(duì)比較困難。

不同燕麥品種(系)籽粒中常量元素鉀的平均含量最高，為4.82 g/kg，變化范圍為3.9～5.49 g/kg；其次為磷(4.24 g/kg)，變幅為3.08～5.41 g/kg；鈣最低，僅為1.38 g/kg，其含量為0.47～1.83 g/kg。針對(duì)變異系數(shù)而言，鈣的最大，其最高含量是最低含量的近4倍；磷的變異系數(shù)次之；鉀的變異系數(shù)最小。由此可見，不同品種(系)燕麥籽粒中常量元素鈣含量的變異相對(duì)最大，其含量提高的潛力也較大。

不同燕麥品種(系)籽粒中微量元素平均含量由高到低依次為鐵>錳>鋅>銅，這與小麥籽粒中鐵、錳、鋅、銅微量元素平均含量的變化規(guī)律相一致[27]。就變異性而言，鐵的變異系數(shù)相對(duì)較大，鋅和銅的變異系數(shù)居中，錳的變異系數(shù)相對(duì)最低。

4 結(jié)論

不同燕麥品種間籽粒中β-葡聚糖、蛋白質(zhì)及礦質(zhì)元素含量均存在差異，其中鈣含量的差異最大；鉀、蛋白質(zhì)及β-葡聚糖含量相對(duì)較穩(wěn)定；磷及微量元素含量的變異系數(shù)居中。燕麥籽粒中β-葡聚糖含量與蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平，這說明營養(yǎng)因子對(duì)燕麥籽粒中β-葡聚糖含量高低的影響相對(duì)較弱。燕麥籽粒中鋅含量與蛋白質(zhì)含量、鐵含量的相關(guān)性達(dá)到了顯著或極顯著水平，表明通過育種或施肥措施可以同時(shí)提高鋅、鐵、蛋白質(zhì)含量。另外，鋅與錳含量也達(dá)到了顯著相關(guān)水平，鋅與銅含量的相關(guān)系數(shù)最大，甚至達(dá)到了極顯著水平。鐵與錳、銅含量的相關(guān)性均也達(dá)到了顯著水平。在燕麥農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)注重微肥的施用，尤其是鋅肥的施用，有利于同時(shí)提高燕麥籽粒中的蛋白質(zhì)、鐵含量，改善燕麥籽粒的營養(yǎng)品質(zhì)。