黑龍江省東部地區大米礦物質測定與營養評價

◎ 袁曼玉，張曉麗，繆明霞，崔瀛月，金彩鳳，張雪梅

（1.佳木斯大學 公共衛生學院，黑龍江 佳木斯 154007；2.佳木斯市疾病預防控制中心理化檢驗科，黑龍江 佳木斯 154007）

大米富含碳水化合物、蛋白質、脂肪以及維生素等營養物質，其中的礦物質種類也十分豐富，能為人體提供較為全面的營養。K、Na、Ca、Mg 等是構成有機體所必備的常量元素，參與構成人體組織結構并且維持人體正常生理功能。Mn、Fe、Cu、Zn 等微量元素在人體內的含量雖然不多，但是卻在生命活動中起著至關重要的作用[1]。隨著生活水平日益提高，人們對食物安全和品質的要求也進一步提高，大米作為我國居民的主食之一，在日常膳食中占據了很重要的位置。大米的品質與人體健康息息相關。

目前關于大米營養質量的研究多集中在大米受重金屬、農藥殘留、真菌霉素污染狀況上，對大米中礦物質元素含量以及礦物質營養質量評價的研究報道較少[2-4]。黑龍江省是我國水稻主產區之一，但目前尚無黑龍江省東部地區大米礦物質含量與礦物質營養評價的相關報道。因此，本文以黑龍江省東部地區5 個市采集的大米為研究對象，分析大米中8 種礦物質元素的含量，其中包括4種常量元素（K、Na、Ca、Mg）和4種微量元素（Mn、Fe、Cu、Zn），通過營養質量指數法對大米中8 種礦物質元素含量進行分析與評價，以期明確黑龍江省東部地區居民所食用的大米中礦物質元素的營養質量，為當地居民能夠做出合理的膳食營養選擇提供相應參考，為大米礦物質營養質量標準的制定和監測提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

于2022 年5—6 月采取隨機取樣的方法進行大米樣品的采集，樣品來源于黑龍江省東部地區佳木斯市、伊春市、七臺河市、鶴崗市和雙鴨山市的商超、農貿市場、米業有限公司、農戶種植食用大米，共采集230 份，采集的大米分別裝入有編號的樣品袋中保存，研磨后裝入密封瓶備用，防止交叉污染。

1.2 試劑與儀器

硝酸，優純級，美國J.T.Baker有限公司；NexION350D電感耦合等離子體質譜儀，美國鉑金埃爾默科技有限公司；ETHOS UP 微波消解儀，Milestone 科技有限公司；VB24 UP 趕酸儀，萊伯泰科公司；Milli-Q Advantage A10超純水機，Merck Millpore 設備有限公司；BSA224S-CW電子天平，Sartorius 科學儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品前處理

準確稱取0.5 g 大米粉于潔凈的微波消解管中，加入6 mL 的硝酸（69%～70%，優級純）和1 mL 過氧化氫，加蓋放置1 h，旋緊管蓋，放入微波消解儀，消解程序如表1 所示。消解結束后，待其冷卻至室溫后取出，趕酸至近干，轉移至容量瓶，用超純水定容至14 mL，混勻待測。同時做空白對照實驗。

表1 微波消解程序表

1.3.2 儀器條件

本文采用微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定大米中礦物質含量，儀器條件如下。射頻功率：1 500 W；等離子體氣流量：15 L·min-1；霧化器氣流量：0.92 L·min-1；輔助氣流量：0.4 L·min-1；載氣：氬氣；載氣流量：0.8 L·min-1；碰撞反應池氣體：氦氣；碰撞反應池氣體流量：5 mL·min-1。

1.3.3 營養評價

參考HANSEN 等[5]提出的評價某食物中營養素質量的營養質量指數（Index of Nutrional Quality，INQ）法對大米中礦物質元素進行營養評價。該方法可以反映當某種食物滿足人體能量需求時，該種食物所含的某種營養素是否也能夠滿足人體需求[6-8]。計算公式為

式中：ρ1為營養素密度；ρ2為能量密度；X1為一定量食物中某營養素含量，mg；X2為每日所需該營養素的攝入量，mg；Y1為一定量食物提供的能量值，kJ；Y2為每日所需能量，kJ。本研究中一定量食物以100 g計算，每100 g大米可以提供1 452.49 kJ的能量值；人體每日所需能量和各營養素的攝入量以18～50 歲成人中等身體活動水平的推薦值進行INQ的計算[9-10]。

當INQ=1 時，食物提供營養素的能力與提供能量的能力一樣，即食物提供人體所需能量的同時剛好滿足了人體對營養素的需要含量；當INQ＜1 時，食物提供能量的能力要優于提供營養素的能力，也就是說必須攝入過量的能量才能夠滿足人體對營養素的需求；當INQ＞1 時，比起提供能量該種食物更具有提供營養素的能力，當食物能量滿足人體需求時，其所含有的營養素還能夠有所剩余，營養質量合格[5,11]。

1.3.4 數據處理

采用SPSS 23 軟件，利用Duncan 方法進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 大米中礦物質元素含量分析

食物中含有人體所需的各種礦物質，可以通過日常飲食獲取。鎂、鉀、鈣和一些微量元素（如硒）對維持心臟正常功能、保持心血管健康有著十分重要的作用；鐵是合成血紅蛋白必需的元素，人體缺鐵可引起貧血癥[12]；鋅具有促進生長發育、加快傷口愈合、調節新陳代謝等作用；錳具有促進骨骼的正常生長和發育、維持正常的糖代謝和脂肪代謝、維持中樞神經的正常運作，抗衰老、抗氧化的作用；銅對血紅蛋白的生成、人體骨質的發育、內臟的發育有著促進作用。大米中各元素含量如表2 所示。大米樣品中所檢測的8 種礦物質元素普遍為K、Mg、Ca 元素含量較高，Zn 次之。七臺河市的大米中K、Mg、Ca、Mn、Na、Fe、Cu 含量最高；Zn 含量最高的是鶴崗市大米；佳木斯市的大米Na 含量最低。5 個市的大米在K 元素含量上存在一定的差異，且七臺河＞雙鴨山＞鶴崗＞佳木斯＞伊春；Ca 元素也存在差異，且七臺河＞雙鴨山＞伊春＞鶴崗＞佳木斯；在Mg 元素含量上，鶴崗和雙鴨山均值含量接近、伊春和佳木斯含量接近；在Fe 元素含量上伊春與佳木斯均值含量相同；Cu 元素含量存在一定的差異，其中鶴崗和七臺河大米中Cu元素含量較高。在Zn 元素上,雙鴨山與七臺河含量差異不顯著，與鶴崗、佳木斯、伊春存在差異；在Na元素上，七臺河、伊春、雙鴨山之間差異不顯著，鶴崗與雙鴨山差異不顯著，均與佳木斯市存在差異。

表2 黑龍江省東部地區大米中礦物質元素含量表（±s）單位：mg/100 g

表2 黑龍江省東部地區大米中礦物質元素含量表（±s）單位：mg/100 g

注：同一行不同小寫字母表示差異顯著，P ＜0.05。

2.2 大米中礦物質營養評價

以大米中K、Na、Ca、Mg、Mn、Fe、Cu 和Zn各元素的平均含量進行INQ 值的計算，結果見表3。由表3 可知，5 個市大米中Mn 和Cu 的INQ 值均大于1；鶴崗市、雙鴨山市、七臺河市大米中Zn 的INQ值≥1；5 個市大米中Na 的INQ 值遠小于1。表明所測大米中Mn 和Cu 在達到人體能量需求時，均能滿足人體需要，并有所富余；鶴崗市、雙鴨山市的大米在能量滿足人體需要時，Zn 還有所富余；七臺河市的大米提供Zn 的能力剛好滿足人體需求。

表3 黑龍江省東部地區大米礦物質元素INQ 值表

3 結論

對黑龍江省東部地區大米進行礦物質元素檢測，發現大米樣品中所檢測的礦物質元素在含量上存在一定程度的差異。本研究大米中8 種礦物質元素普遍為K、Mg、Ca 元素含量較高，Zn 次之，與周維全等[13]、俄勝哲等[14]研究結果一致。礦物質元素K、Mg、Ca、Zn元素含量均較高，常量元素中Na平均含量最低，微量元素中Zn 平均含量最高，與陸美斌等[15]的研究結果一致。本研究大米中Zn、Mn含量高于邵源梅等[16]、董欣等[17]、胡桂霞等[18]對大米礦質元素含量的測定結果，可能與土壤可利用元素、氣候、水質等因素有關。通過INQ 法對大米中8 種礦物質元素進行營養評價，發現鶴崗市、雙鴨山市大米中Mn、Cu、Zn 3 種礦物質元素的INQ 值均大于1，說明大米在滿足人體需求的同時，其所含的Mn、Cu、Zn 有所富余，這些地區的大米可作為人體礦物質元素的良好來源。

作為維持人體正常生命活動所必需的元素，鉀、鈉、鈣、鎂、錳、鐵、銅和鋅等礦物質元素對人體健康至關重要。本文對黑龍江省東部地區大米中礦物質元素進行測定，并進行礦物質元素營養分析，以期為該地區居民能夠均衡營養結構、進行膳食合理搭配提供參考，為大米礦物質營養質量標準的制定和監測提供數據支撐。