黑龍江省主栽小米營養(yǎng)成分分析

張卓敏，張洪微，左豫虎，高玉榮，崔素萍

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

黑龍江省主栽小米營養(yǎng)成分分析

張卓敏，張洪微，左豫虎，高玉榮，*崔素萍

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶 163319）

為了給黑龍江省小米的種植、加工、銷售、食用，以及小米食品的研發(fā)提供參考，以黑龍江主栽品種為研究對象，利用雙波長分光光度法和國標(biāo)方法測定小米中粗淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉、脂肪、粗蛋白、灰分及礦物質(zhì)含量。結(jié)果表明，主栽小米中的粗淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉含量分別為65.33%～73.99%，14.56%～19.72%，47.66%～59.43%；脂肪含量為2.63%～3.83%，含量最高和最低分別是貢米（3.83%±0.04%） 和朝新谷8號（2.63%±0.03%）；粗蛋白含量為9.27%～11.88%，含量最高和最低分別是貢米（11.88%±0.11%） 和噸谷1號（9.27%±0.12%）；礦物質(zhì)Zn，Mg和Ca的含量豐富。黑龍江主栽小米品種營養(yǎng)成分種類齊全、含量豐富，是優(yōu)質(zhì)的糧食資源。

小米；蛋白質(zhì)；脂肪；淀粉；營養(yǎng)成分

（College of Food Science， Heilongjiang Bayi Agricultural University， Daqing， Heilongjiang 163319， China）

小米又名粟，我國北方通稱谷子，主要分布在黃河中下游地區(qū)，東北、西北等地區(qū)也有種植[1]。其營養(yǎng)豐富，含有多種維生素、蛋白質(zhì)、脂肪、糖類，以及鈣、鐵等人體所必需的營養(yǎng)物質(zhì)，極易消化吸收，屬于中等熱量食物；具有滋陰補血、抗癌、抗高血壓，減少肥胖、冠心病以及氧化應(yīng)激反應(yīng)，增強人體免疫力、催乳補身之功能[2]。雖然我國小米品種間蛋白質(zhì)含量差異較大，但其過敏性極低，消化率及生物價高于小麥和大米。目前，國內(nèi)外對小米的研究主要集中于育種、營養(yǎng)特性、蛋白質(zhì)品質(zhì)分析及不同生態(tài)因子對蛋白質(zhì)等營養(yǎng)因素的影響等方面，對小米品質(zhì)的全面研究卻很少有報道，缺乏對小米蛋白質(zhì)理化特性及其他各種營養(yǎng)成分的系統(tǒng)研究[3]。小米中的碳水化合物含量低于稻米、小麥和玉米，并且碳水化合物中的主要成分是淀粉，含量為63%～70%，其中水溶性多糖主要以阿拉伯糖和木糖為主，葡萄糖含量較少，因此是糖尿病人理想的食物[4]。

李萍[5]研究發(fā)現(xiàn)小米的粗脂肪含量介于玉米和水稻之間，為2.8%～8.0%，雖然含量不高，但卻都是優(yōu)質(zhì)脂肪酸，其中不飽和脂肪酸占84%以上。王海棠等人[6]從小米油脂提取物中分離出甘油酯化合物，這些物質(zhì)是脂溶性維生素和脂溶性色素的良好溶劑，有利于人體吸收這些營養(yǎng)素。

小米中的礦物質(zhì)含量相對較少，但含量豐富。黃小米中含有較多人體可利用的有機硒。谷子中鈣、磷、鐵的含量明顯高于小麥和玉米，鉀的含量更是高居五谷之首[7]。小米的營養(yǎng)價值及食用品質(zhì)與小米的品種、生長環(huán)境、地理位置及產(chǎn)品的成分（包括蛋白質(zhì)、脂肪、灰分、纖維、直鏈淀粉含量）有密切關(guān)系。

黑龍江獨特的地理環(huán)境使小米具有特殊的營養(yǎng)價值和食用品質(zhì)，但對黑龍江谷子品種的營養(yǎng)價值及食用品質(zhì)系統(tǒng)分析未見報道。試驗對黑龍江省主栽品種的營養(yǎng)價值、食用品質(zhì)進行評價，為黑龍江的小米種植、加工和銷售提供指導(dǎo)，以期為黑龍江小米等雜糧作物的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

紅谷子、大金苗、張雜谷、朝新谷8號、噸谷1號、貢米，黑龍省龍江縣農(nóng)業(yè)局提供（樣品采集于2016年）。

鹽酸、氫氧化鈉、硫酸銅、濃硫酸、硫酸鉀、硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、95%乙醇、乙酸鎂、乙酸鉛、硝酸、高氯酸、磷酸、磷酸二氫銨、過硫酸銨、過氧化氫等試劑，均為分析純；支鏈淀粉和直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品。

PHSJ-4A型實驗室pH計，中國上海雷磁公司產(chǎn)品；AL204型分析天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司產(chǎn)品；全自動紫外可見光譜儀，天美（中國）科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；SOX500型脂肪測定儀，濟南海能儀器股份有限公司產(chǎn)品；KDN-103F型自動凱氏定氮儀，上海纖檢儀器有限公司產(chǎn)品；DK-S24型電熱恒溫水浴鍋，上海森信實驗儀器有限公司產(chǎn)品；TD5A-WS型臺式低速離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司產(chǎn)品；JJ-1型電動攪拌器，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司產(chǎn)品；SX2-12-10型箱式電阻爐，中國上海實驗電爐廠產(chǎn)品；7700型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP- MS），美國Agilent公司產(chǎn)品；Milli-Q型超純水機，美國Millipore公司產(chǎn)品；Mara 240/50型微波消解儀，美國CEM公司產(chǎn)品。

將小米進行除雜后粉碎成粉，過100目篩，備用。

1.3.1 小米中主要營養(yǎng)成分分析

小米中水分含量采用GB/T 21305—2007中的直接干燥法；蛋白質(zhì)含量采用GB/T 5009.5—2010中的凱氏定氮法，蛋白質(zhì)的換算系數(shù)為6.25；脂肪含量采用GB/T 5009.6—2003中的索氏抽提法；淀粉含量采用GB/T 5009.9—2008中的酸水解法；灰分含量采用GB/T 5009.4—2010；Fe，Mg，Mn含量采用GB/T 5009.90—2003中的原子吸收分光光度法；Pb含量采用GB 5009.12—2010中的石墨爐原子吸收光譜法；Cd含量采用GB 5009.15—2014中的石墨爐原子吸收光譜測定方法；Ca含量采用GB/T 5009.92—2003中的原子吸收分光光度法；Zn含量采用GB/T 5009.14—2003中的原子吸收光譜法；K含量采用GB/T 5009.91—2003中的火焰發(fā)射光譜法；Cn含量采用GB/T 5009.13—2003中的原子吸收光譜法。以上營養(yǎng)物質(zhì)含量均按國標(biāo)中規(guī)定的方法測定，由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)測試中心測定。

1.3.2 雙波長法測定小米中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量

小米直鏈淀粉和支鏈淀粉含量的測定方法見參考文獻[8] 。

2 結(jié)果分析

將質(zhì)量濃度為1 mg/mL的直鏈淀粉和支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)溶液在400～900 nm吸收曲線繪制在同一個坐標(biāo)系里。直鏈淀粉的測定波長和參比波長分別為λ2=600 nm，λ1=465 nm；支鏈淀粉的測定波長和參比波長分別為λ4=535 nm，λ3=710 nm。

直鏈淀粉與支鏈淀粉參比波長分析見圖1。

圖1 直鏈淀粉與支鏈淀粉參比波長分析

（1） 直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。在已確定的雙波長下繪制直鏈淀粉和支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線，以△A直=Aλ2-Aλ1為縱坐標(biāo)、直鏈淀粉質(zhì)量濃度（μg/mL） 為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)線。直鏈淀粉質(zhì)量濃度在0～30 μg/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，回歸方程為Y=0.085 8X-0.007 2， R2=0.999 3。

直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2。

圖2 直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線

（2） 支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。以△A支=Aλ4-Aλ3為縱坐標(biāo)、支鏈淀粉質(zhì)量濃度（μg/mL） 為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖3。

圖3 支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線

由圖3可知，支鏈淀粉質(zhì)量濃度在0～100 μg/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，回歸方程為Y=0.042X+0.073 9， R2=0.998 8。

（3） 6種小米直鏈淀粉和支鏈淀粉含量分析。

6種小米直鏈淀粉和支鏈淀粉含量見表1。

由表1可知，6個小米品種的直鏈淀粉含量（除噸谷1號和貢米不顯著外） 差異顯著（p＜0.05），含量最高的是朝新谷8號（19.72%±0.11%）；6個小米品種的支鏈淀粉含量差異顯著（p＜0.05），含量最高的是噸谷1號（56.23%±0.11%）。直鏈淀粉含量高低對淀粉老化、回生及糊化時的吸水性能具有直接作用[9]，是影響食用品質(zhì)的重要因素。高直鏈淀粉含量的淀粉與低直鏈淀粉含量的淀粉相比，具有較低的水解指數(shù)（HI） 和較高的抗性淀粉（RS）[10]。體外動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)淀粉消化率的重要作用，直鏈淀粉含量高則消化很快，反之則消化很慢[11]。

表1 6種小米直鏈淀粉和支鏈淀粉含量

6種小米基本營養(yǎng)素含量見表2。

表2 6種小米基本營養(yǎng)素含量/ %

由表2可知，6個小米品種間的粗淀粉含量差異顯著（p＜0.05），其中含量最高是的朝新谷8號（73.99%±0.09%），最低的是貢米（65.33%±0.09%）。淀粉是小米的主要成分，是碳水化合物的重要來源，世界衛(wèi)生組織推薦淀粉所提供的能量占人體總能量55%～65%，是人類營養(yǎng)的重要來源[12]。6個品種間的粗蛋白含量（除朝新谷8號和噸谷1號之間不顯著外） 存在顯著性差異（p＜0.05），最高的是貢米（11.88%±0.11%），最低的是噸谷1號（9.27%±0.12%）。由于小米的蛋白質(zhì)含量比較高，且小米產(chǎn)品的可利用蛋白（UP） 量也較高，對于9個月以上的嬰兒，小米基嬰兒食品可以提供安全攝入量的蛋白質(zhì)（FAO/WHO）?；诩Z農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織對能量和蛋白質(zhì)的要求，小米基嬰兒食品可以作為1歲以上兒童的唯一蛋白質(zhì)來源。

6個品種間的脂肪含量（除大金苗和紅谷子不顯著外） 存在顯著差異（p＜0.05），貢米含量最高（3.83%±0.04%），朝新谷8號最低（2.63%±0.03%）。脂肪含量略高于大米和小麥，并且脂肪酸結(jié)構(gòu)合理，易于消化吸收。小米粥上層的米油營養(yǎng)極為豐富，可與參湯相媲美，有“代參湯”之美稱，具有良好的藥用價值，其滋陰之力勝于熟地，可治產(chǎn)后虛弱、增加產(chǎn)婦乳汁；也可加食鹽少許空腹調(diào)服，用于治療男性精清不育。各品種小米灰分含量存在差異，P Singh和S Srivastava報道稱16個小米品種的總灰分含量為1.47%～2.58%，試驗與其結(jié)果一致。各品種間的水分含量存在顯著差異，含量最高的是張雜谷（12.10%±0.04%），最低的是紅谷子（10.60%±0.08%）。有研究認為小米的水分含量在9.9%～10.5% 時，其持水力最佳。

6個小米品種的礦物質(zhì)含量見表3。

雖然礦物質(zhì)在食品組分含量很低，但是與食品原料中的其他成分一樣重要。小米中鐵含量最高的是貢米（278.00 mg/kg）， 最低的是噸谷1號（57.00 mg/kg）。 小米中鈣含量最高的是貢米（30.00 mg/kg），最低的是噸谷1號（22.20 mg/kg）。小米中Zn含量為17.17～36.76 mg/kg，研究表明16個小米品種的Zn含量范圍為9.20～25.50 mg/kg，平均值為13.40 mg/kg，試驗結(jié)果比其略高。6種小米的其他礦物質(zhì)，如Cu，Mn，Mg和 K 分別為 2.47～7.88， 9.5～17.80， 513.90～1 115.90，1 797.30～ 2 470.30 mg/kg。 根據(jù) GB 2762—2012 食品中污染物限量規(guī)定，谷物及其制品中Pb和Cd的含量分別不超過0.2 mg/kg和0.1 mg/kg，因此6種小米中Pb含量均超標(biāo)，而Cd含量沒有超標(biāo)。6種小米中Fe和Ca的含量豐富，但是Pb含量超標(biāo)，因此就礦物質(zhì)而言，營養(yǎng)價值高的品種為大金苗、張雜谷和貢米。

表3 6種小米品種的礦物質(zhì)含量

3 結(jié)論

有研究表明，低直鏈淀粉（＜18%） 含量的小米在蒸煮后米飯較黏濕，富有光澤，冷卻后仍柔軟，不過過熱后光澤很快散裂分解，而且出飯率低[[13-14]。6個小米品種（除噸谷1號外） 都屬于低直鏈淀粉，因此噸谷1號的出飯率應(yīng)該高，蒸煮應(yīng)該后有光澤，口感應(yīng)適中。小米中所含各營養(yǎng)素極易被人體吸收，蛋白質(zhì)消化率為83.4%，脂肪消化率為90.8%，碳水化合物消化率為99.4%。6個小米品種中Fe含量較高，可以通過將黑龍江小米引入日常飲食來克服缺鐵性貧血；而Ca含量低于印度小米，所以攝入Ca含量較高的印度小米，有利于防治缺鈣性骨骼和牙齒疾病；小米中礦物質(zhì)含量豐富，因此可以作為一種新的礦物質(zhì)功能性原材料來提升熟食的營養(yǎng)價值。而小米中礦物質(zhì)含量的變化，可能受遺傳因素及其生長區(qū)環(huán)境的影響。

綜上所述，張雜谷和大金苗是高蛋白、高脂肪、高淀粉、低水分和高礦物質(zhì)含量的優(yōu)質(zhì)小米品種，而朝新谷8號則相對其他品種的蛋白質(zhì)和脂肪含量較低、品質(zhì)也略低。通過對黑龍江不同品種小米營養(yǎng)成分的分析，不僅可以給消費者提供小米營養(yǎng)價值的指導(dǎo)，還可以為工業(yè)生產(chǎn)找到合適的生產(chǎn)原料，促進黑龍江省專用小米消費和深加工業(yè)的發(fā)展。

[1]Kulp K， Ponte J G.Handbook of cereal science and technology[M].New York： Marcel Dekker Inc.， 2000： 157-300.

[2]孫翠霞，郭曉冬，李穎，等.不同品種小米淀粉品質(zhì)特性研究 [J].糧食與油脂，2012（5）：10-13.

[3]趙學(xué)偉，魏益民，王章存，等.小米蛋白質(zhì)的理化特性研究 [J].糧食與飼料工業(yè)，2011（7）：34-37.

[4]Wankhede D B， Shehnaj A， Raghavendra Rao M R.Carbohydrate composition of finger millet（Eleusine coracana）and foxtail millet（Setaria italic） [J].Plant Foods for Human Nutrition，1979， 28（4）： 293-303.

[5]李萍.中國雜糧研究 [M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，2005：75-80.

[6]王海棠，時清亮，尹衛(wèi)平.粟米脂肪的分離與鑒定（Ⅱ） [J].中草藥，2001，32（12）：1 061-1 063.

[7]張喜文，武釗.谷子栽培生理 [M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1993：123-150.

[8]金玉紅，張開利，張興春，等.雙波長法測定小麥及小麥芽中直鏈、支鏈淀粉含量 [J].中國糧油學(xué)報，2009（1）：137-140.

[9]郭神旺，王充，單玉琳，等.甘肅主要雜豆淀粉理化特性分析 [J].食品科學(xué)，2012，33（15）：127-132．

[10]Roopa S，Premavalli K S.Effect of processing on starch fractions indifferent varieties of finger millet[J].Food Chem.， 2008 （7）： 875-882．

[11]Mohamed L B.小米中膳食纖維和抗性淀粉的功能特性評價 [D].無錫：江南大學(xué)，2013.

[12]中國營養(yǎng)學(xué)會.中國居民膳食指南 [M].拉薩：西藏人民出版社，2010：52-80.

[13]孫明導(dǎo).玉米淀粉加工業(yè)現(xiàn)狀 [J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2011（11）：4-5.

[14]馬金豐，李延?xùn)|，李輝，等.春谷直鏈淀粉含量與淀粉粘滯性相關(guān)性的分析 [J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，40（12）：5-8.◇

S515

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.10.014

1671-9646（2017） 10a-0048-04

2017-08-19

黑龍江省大慶市科技局項目（ZD-2016-080）；黑龍江省研究生創(chuàng)新科研項目資金（YJSCX2016-Y40）。

張卓敏（1992— ），女，在讀碩士，研究方向為食品營養(yǎng)與質(zhì)量安全。

*通訊作者：崔素萍（1968— ），女，博士，教授，研究方向為食品生物化學(xué)和分子生物學(xué)的教學(xué)與科研。