小米粥不同組分的成分測定與體外消化研究

張 榮

（新疆第二醫學院，新疆 克拉瑪依 834000）

谷子（Setaria italica）又稱粟，脫殼后為小米，屬于“五谷”之一，為中國傳統糧食作物，已有4000 多年的栽培史［1］，在中國的“三北”地區廣為種植，是主要糧食作物［2］。小米的營養豐富、齊全，包括碳水化合物、蛋白質、氨基酸、脂肪酸、維生素、礦物質等，營養比例適宜，而且消化率高，可作為很好的營養源［3，4］，也可以用于開發安全保健食品。關于小米的保健功效，古人在《別錄》《滇南本草》《本草綱目》等都有記載。

用小米加紅糖熬煮，具有安身和滋陰養血的功能，被譽為“代參湯”，可用做產婦、幼兒及老人的滋補佳品［5］。小米作為一種高營養價值的天然功能性食品，其開發利用具有先天優勢［1］。鮮見關于小米粥組分中營養成分的研究報道，本研究旨在通過常見營養成分的測定，分析小米粥各組分中成分含量及特點，為小米的加工利用及功能研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小米，河北省張家口市農業科學院提供；α-淀粉酶、直鏈淀粉和支鏈淀粉標準品，購于美國Sigma公司；葡萄糖、3，5-二硝基水楊酸、酒石酸鉀鈉、亞硫酸鈉、碘、碘化鉀、乙醚、鹽酸、無水乙醇、濃硫酸、石油醚、氫氧化鈉、苯酚等其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

Allegra 64r 型臺式高速冷凍離心機（美國Beckman 公司）；T6 型紫外可見光光度計（北京普析通用儀器有限公司）；索氏抽提器；PHS-3D 型數字酸度計（上海三信儀表廠）；Kjeltec 8400 型凱氏定氮儀（美國FOSS 公司）；ALPHA 1-2LD Plus 型真空冷凍干燥機（德國Christ 集團）；JJ-1 型精密定時電動攪拌器、高速萬能粉碎機（北京市中興偉業儀器有限公司）；DHG-9030A 型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精密實驗設備有限公司）；RE-52AA 型旋轉蒸發器（上海亞榮生化儀器廠）；感量為0.001 g 的電子天平（北京賽多利斯儀器系統有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 原料的制備方法 小米經淘洗，加水熬制成小米粥后冷卻，自然結成油皮，挑取分離得到米油皮，剩下的部分命名為米湯，并取其中一部分米湯過濾得到米粒和米汁，取新小米重新熬粥，得到全營養小米粥，將5 種原料分別冷凍干燥后粉碎過篩，制成米油皮、米湯、米粒、米汁和米粥5種原料干粉，儲存備用。

1.3.2 水分含量的測定 采用直接干燥法［6］。

1.3.3 還原糖和總糖含量的測定 采用苯酚硫酸法［6］。

1）標準曲線的制作。分別取1 mg∕mL 葡萄糖標準溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 于試管中，分別加去離子水至體積為2 mL，加入DNS 試劑1.5 mL，充分混勻。將各管在沸水浴中加熱5 min 后取出，冷卻至室溫，用去離子水定容至25 mL，混合均勻。以空白為對照，在波長540 nm 處測定吸光度［6］。

2）供試液的制備與樣品還原糖含量測定。準確稱取3.00 g 米油皮、米湯、米粒、米汁和米粥5 種原料干粉，放入三角瓶，先用少量去離子水調成糊狀，然后補足至50 mL，攪勻，置于50 ℃恒溫水浴20 min。將浸出液 轉 移到50 mL 離 心管，5000 r∕min 離心10 min，沉淀洗一次，再離心，將2 次離心的上清液收集在100 mL 容量瓶，定容、混勻，作為待測液。后續步驟同標準曲線，最后根據標準曲線求出5 種原料還原糖的含量。計算公式如下。

3）供試液的制備與樣品總糖含量測定。準確稱取5 種原料干粉各1.00 g ，放入三角瓶，加15 mL 去離子水及10 mL 6 mol∕L HCl，沸水浴30 min，冷卻，調pH 至中性，過濾，再沖洗燒瓶及濾紙，收集濾液至100 mL 容量瓶，定容，混勻，作為總糖待測液。后續步驟同標準曲線，最后根據標準曲線求出5 種原料總糖的含量。計算公式如下。

1.3.4 淀粉含量的測定 參考文獻［7］測定淀粉含量，采用雙波長法［8］測定直鏈淀粉和支鏈淀粉含量。

式中，X為查雙波長直鏈淀粉（支鏈淀粉）標準曲線得到的樣品液中直（支）鏈淀粉含量（mg）；V為待測液體積（mL），m為樣品質量（g）。

1.3.5 脂肪、蛋白質、粗纖維、灰分含量的測定 脂肪含量測定采用索氏提取法［9］，蛋白質含量的測定采用凱氏定氮法［10］，粗纖維含量的測定采用酸性洗滌劑法［11］，灰分含量的測定采用GB 5009.4—2016食品中灰分的測定方法［12］。

式中，m1為玻璃濾器質量（g）；m2為玻璃濾器加殘渣質量（g）。

1.3.6 體外消化法測定小米粥不同組分在胃腸道中的消化率 采用胃蛋白酶-胰酶兩步法評定小米粥不同組分的消化率［13］。

1）胃蛋白酶消化階段，5 種原料干粉分別稱取1 g于250 mL錐形瓶，每個樣品3個重復。加入25 mL磷酸緩沖液（pH=6.0，0.1 mol∕L），攪拌，加入10 mL 0.2 mol∕L 鹽酸，1 mL 新鮮的胃蛋白酶溶液，調pH 至2.0，加入0.5 mL 0.5%的氯霉素溶液，置于40 ℃的恒溫水浴搖床中（120 次∕min），計時消化4 h。

2）加入10 mL 磷酸緩沖液（pH=6.8，0.2 mol∕L），再加入5 mL 0.6 mol∕L 的NaOH 溶液，加入1 mL 新鮮胰酶（胰蛋白酶、糜蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶）溶液，調pH 至7.0，置于40 ℃恒溫水浴搖床繼續消化4 h。

3）消化結束，在錐形瓶中加入5 mL 20%的磺基水楊酸溶液，置于室溫30 min，過濾，將殘渣同無氮濾紙置于105 ℃烘箱中烘至恒重，測定殘渣重量。計算小米粥不同組分的干物質消化率。

4）采用國標法測定消化后干物質中各營養成分含量，從而與消化前物質比較，計算各種營養物質的消化情況。

2 結果與分析

2.1 小米粥各組分水分含量的測定

采用直接干燥法測得小米粥各組分水分含量，結果如表1 所示。從表1 可以看出，幾種原料中水分含量值都不高，其中小米中水分含量最高，米粒中水分含量最低，而其他幾種組分中水分含量相差不大。由于樣品預處理方式全部相同，經過分析，水分含量高低可能與樣品自身水分含量、疏松度與吸水性等有關。

表1 小米粥各組分中的水分含量 （單位：%）

2.2 小米粥各組分還原糖和總糖含量的測定

2.2.1 還原糖標準曲線的制作 圖1 為葡萄糖標準曲線，回歸方程為y=0.6633x-0.0256，R2為0.9972。其中，y為吸光度，x為溶液中葡萄糖含量。

圖1 葡萄糖標準曲線

2.2.2 小米粥各組分還原糖和總糖含量的測定 采用苯酚硫酸法測得小米粥各組分還原糖和總糖含量，結果如表2 所示。從表2 可以看出，小米及米粥各組分中還原糖的含量普遍很低，其中米粒中含量最低，幾乎檢測不出，而米汁中含量最高（除小米外）?？梢酝浦?，小米經過熬煮，還原糖大部分溶解到了水中?？偺呛吭谛∶准懊字喔鹘M分中普遍較高，其中米湯中含量最高，米汁中最低，分析可能與淀粉和粗纖維的分配有關。

表2 小米粥各組分中的還原糖、總糖含量 （單位：%）

2.3 小米粥各組分淀粉含量的測定

2.3.1 小米粥各組分淀粉含量的測定 采用GB∕T 5514—2008 的方法測定淀粉含量，結果如表3 所示。從表3 可以看出，小米粥各組分中，米皮油中淀粉含量最高，達到62.84%，米湯中則最低。分析可能是在熬煮過程中，淀粉發生糊化，物理性質改變而膨脹上浮，冷卻后凝結在表面的油皮中。因此，較大的淀粉含量決定了米皮油較為光滑、細膩的物理特性。

表3 小米粥各組分中的淀粉含量 （單位：%）

2.3.2 直鏈淀粉和支鏈淀粉含量測定波長的確定 采用雙波長法確定了小米粥各組分中直鏈淀粉、支鏈淀粉的測定波長和參比波長，結果如圖2 所示，λ1（514 nm）和λ2（565 nm）是用于直鏈淀粉測定的測定波長和參比波長，λ3（545 nm）和λ4（730 nm）用于支鏈淀粉含量測定的測定波長和參比波長。

圖2 直鏈淀粉/支鏈淀粉檢測波長

2.3.3 直鏈淀粉和支鏈淀粉檢測標準曲線的制作分別以直鏈淀粉、支鏈淀粉含量為橫坐標，ΔA直和ΔA支為縱坐標繪制的直鏈淀粉和支鏈淀粉標準曲線（圖3、圖4），回歸方程分別為y=0.2602x+0.0003，R2=0.9965 和y=0.1075x-0.0007，R2=0.9997。

圖3 直鏈淀粉檢測標準曲線

圖4 支鏈淀粉檢測標準曲線

2.3.4 小米粥各組分中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量的測定 原料經洗滌干燥脫脂等一系列處理后，采用雙波長法測定其中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量，結果如表4 所示。由表4 可以看出，米皮油中直鏈淀粉含量最高而支鏈淀粉含量最低，米粒中直鏈淀粉含量最低，而支鏈淀粉含量則較高。米粒中支鏈淀粉和直鏈淀粉的比值最大，米皮油中最少。結合各組分中總淀粉的含量分析，導致該結果的原因可能是小米熬煮后，直鏈淀粉糊化上升形成油皮的比例比支鏈淀粉大，但總量還是不及支鏈淀粉多。

表4 小米粥各組分中的直鏈淀粉和支鏈淀粉含量

2.4 小米粥各組分粗脂肪含量的測定

采用索氏抽提法測定粗脂肪含量，結果如表5所示。由表5 可知，米粒中所含粗脂肪最多，米汁中含量最低，米皮油中粗脂肪含量也較少?？赡苁切∶捉涍^熬煮后，絕大部分粗脂肪仍停留在米粒內部，沒有被較多地提取出來。

表5 小米粥各組分中的脂肪、粗纖維、灰分含量 （單位：%）

2.5 小米粥各組分粗纖維含量的測定

采用酸性洗滌劑法測定小米粥各組分中粗纖維含量，結果如表5 所示。由表5 可知，米皮油中粗纖維含量最高，米汁中粗纖維含量最低。分析可能是纖維溶脹以后上浮，凝結在米粥表皮的油皮中，從而導致米皮油中含量大大高于其他組分。

2.6 小米粥各組分灰分含量的測定

小米粥各組分中灰分含量測定結果如表5 所示。從表5 可以看出，米汁中灰分含量較大，其他組分中灰分含量均較低?；曳质侵复郎y物灼燒后殘留的物質，主要內容為礦質元素等，可知小米經過熬煮，其中的無機物、礦物質很多都溶解到水中，成為米汁的成分。

2.7 小米粥各組分蛋白質含量的測定

采用凱氏定氮法測定小米粥各組分中蛋白質含量，結果如表6 所示。由表6 可知，米粒中蛋白質含量最高，米汁中含量最低，米皮油中也較少。推測可能是蛋白質在水中溶解度較低，經過熬煮后在米湯中溶解不多，大部分仍存留在米粒中。

表6 小米粥各組分中的蛋白質含量 （單位：%）

2.8 小米粥中的各組分成分含量分析

通過采取相應方法測定小米粥各組分中主要營養成分，小米中總糖含量最大，其次是淀粉和蛋白質，還原糖和灰分的含量都很少；特別分析米皮油中各物質的比例，總糖、淀粉和粗纖維的含量很高，其余成分都不突出。此外，經計算，所測定各組分中水分、還原糖、淀粉、粗脂肪、粗纖維、蛋白質和灰分的含量總和接近100%，其余物質含量仍待進一步研究測定。

2.9 小米粥不同組分在胃腸道中的消化率測定

小米及小米粥不同組分的體外消化率有一定的差別，小米、米粥、米皮油、米湯、米粒、米汁的消化率分 別 為38.54%±3.01%、50.93%±8.07%、45.73%±3.06%、55.51%±5.02%、53.43%±6.7%、54.23%±6.06%。

除了生小米外，其中消化率最低的為米皮油成分，由此可見，其他物質中含有的蛋白質、粗脂肪和淀粉容易被動物的消化道所利用，而米皮油的利用度比較低，可能是由于其中含有較高的粗纖維，不易被消化道所消化，而是進入大腸，被大腸內微生物所分解，從而促進腸道蠕動，調節腸道菌群，促進腸道吸收。

3 小結

通過對小米粥各組分的主要營養成分進行測定分析，小米在熬煮處理以后，主要成分是碳水化合物類，其他成分含量都不是很高，而其中絕大部分脂肪和蛋白質仍停留在米粒內部，還原糖和無機物大部分溶解到了水中。此外，在熬煮過程中，淀粉發生糊化，物理性質改變而膨脹上浮，冷卻后凝結在表面的油皮中，其中直鏈淀粉糊化上升形成油皮的比例比支鏈淀粉大，但總量小于支鏈淀粉。由于纖維溶脹以后上浮，導致米皮油中纖維素含量最高，米汁纖維素含量最低。小米經過熬煮，其中的無機物、礦物質大部分溶解到水中，使得米汁中的灰分含量較高。