不同地區(qū)谷子小米黃色素含量與外觀品質(zhì)研究

楊延兵 管延安 秦 嶺 石 慧 王海蓮 張華文

不同地區(qū)谷子小米黃色素含量與外觀品質(zhì)研究

楊延兵 管延安 秦 嶺 石 慧 王海蓮 張華文

(山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，濟(jì)南 250100)

小米含有豐富的維生素、礦物質(zhì)和膳食纖維，是重要的營養(yǎng)保健食品，小米黃色素的主要成分為天然類胡蘿卜素。為了解不同地區(qū)谷子小米黃色素含量的差異以及黃色素含量與外觀品質(zhì)的關(guān)系，為培育高類胡蘿卜素含量的谷子品種提供理論依據(jù)，2009年冬把來自不同地區(qū)的169份谷子品種(系)，其中包括黃米材料154份，白米材料12份，綠米材料3份，種植在海南省三亞南濱農(nóng)場，成熟收獲后測定小米黃色素含量，鑒定小米外觀品質(zhì)。結(jié)果表明，小米黃色素含量變幅較大，黃小米黃色素含量5．40～19．55 mg·kg－1，綠小米黃色素含量10．14 ～16．44 mg·kg－1，白小米黃色素含量較低，變幅為 1．10 ～2．49 mg·kg－1。小米黃色素含量地區(qū)之間差異較大，赤峰、大同、蘭州、呼和浩特等地的谷子小米黃色素含量較低，低于10 mg·kg－1;汾陽、保定、安陽、石家莊等地的谷子小米黃色素含量較高，高于13 mg·kg－1。不同地區(qū)小米的外觀品質(zhì)差異較大，太原、長治、大同、延安等地的谷子小米外觀品質(zhì)較差，優(yōu)質(zhì)米所占比例較低;而衡水、滄州、保定、安陽、石家莊等地谷子小米外觀品質(zhì)較好，優(yōu)質(zhì)米所占比例較高。小米的黃色素含量與外觀品質(zhì)呈顯著相關(guān)，黃色素含量是衡量小米外觀品質(zhì)的重要因素，可作為品質(zhì)育種的重要指標(biāo)。

谷子 黃色素含量 外觀品質(zhì) 品質(zhì)育種

隨著生活水平提高，人們越來越重視健康，世界范圍內(nèi)雜糧熱的興起，主要在于雜糧所獨(dú)有的食療保健功能，比如蕎麥，綠豆等雜糧作物具有很高的食療價(jià)值［1－3］。谷子是中國種植面積最大的雜糧作物之一，去殼后為小米，小米營養(yǎng)價(jià)值較高，含有豐富的維生素、礦物質(zhì)和膳食纖維，具有很好的食療保健作用［4－5］，其中黃色素是小米重要的營養(yǎng)成分，其化學(xué)成分與玉米黃色素基本相同，主要有:玉米黃素(3，3'－二羥基－β－胡蘿卜素)，隱黃素(3－羥基－β－胡蘿卜素)和葉黃素(3，3'－二羥基－α－胡蘿卜素)等，屬天然類胡蘿卜素，其最大吸收波長為445 nm［6－7］。近些年來，國內(nèi)外大量研究和臨床試驗(yàn)證明，天然類胡蘿卜素不僅具有保護(hù)視覺與上皮細(xì)胞的作用，而且可以提高人體免疫力，淬滅體內(nèi)過多自由基，防治多種癌癥，同時(shí)，對口腔潰瘍、皮膚病等都有很好的療效［8－9］。所以選育黃色素含量較高的品種，有利于提高小米食療保健功能，應(yīng)作為品質(zhì)育種的一個(gè)重要方向。雖然對于小米的營養(yǎng)作用有相關(guān)報(bào)道，但是對于不同地區(qū)小米黃色素含量(主要為類胡蘿卜素)差異以及黃色素含量與小米外觀品質(zhì)的關(guān)系，相關(guān)研究資料很少。

本試驗(yàn)通過研究不同地區(qū)小米黃色素含量的差異與小米外觀品質(zhì)的鑒定，探討小米外觀品質(zhì)與黃色素含量的關(guān)系，旨在為谷子品質(zhì)育種提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1．1 材料

來自不同地區(qū)的谷子品種(系)169份，其中黃米154份，白米12份，綠米3份。2009年11月2日播種，種植地點(diǎn)海南省三亞南濱農(nóng)場，成熟后收獲籽粒。

1．2 儀器

JLGJ4．5檢驗(yàn)性礱谷機(jī):浙江臺州糧儀廠;超離心磨:德國RETSCH(萊馳)公司;臺式多用離心機(jī)－冷凍型:美國SORVALL(索福)公司;DU 800紫外/可見光分光光度計(jì):美國BECKMAN COULTER(貝克曼庫爾特)公司。

1．3 黃色素測定

參考AACC方法［10］。制作標(biāo)準(zhǔn)β－胡蘿卜素曲線。用礱谷機(jī)把谷子籽粒脫殼，超離心磨粉碎，稱取2．000 g粉末放入約30 mL具塞的離心管內(nèi)，加入10．0 mL水飽和正丁醇，蓋緊塞子，混旋器上混合，使樣品充分濕潤。把離心管放在往復(fù)振蕩機(jī)上振蕩提取1 h，然后靜置10 min。4 000 r/min離心約10 min至液體清亮為止。以水飽和正丁醇作對照，在440 nm測定吸光度，計(jì)算黃色素含量。

1．4 小米外觀品質(zhì)鑒定

根據(jù)小米的外觀，包括色澤、米色一致性、均勻度等感官評價(jià)將小米分為1～5個(gè)等級，1級最優(yōu)，依次遞減，5級最差。選擇1～5等級的標(biāo)準(zhǔn)樣品，放入培養(yǎng)皿中，把被鑒定的小米倒入培養(yǎng)皿中和標(biāo)準(zhǔn)小米樣品比對，依據(jù)3人對小米外觀的綜合評價(jià)，給不同小米劃分為1～5不同的等級。

2 結(jié)果與分析

2．1 黃小米黃色素含量與外觀品質(zhì)鑒定

154份黃小米黃色素含量與外觀品質(zhì)鑒定結(jié)果如表1。黃色素含量最低的材料內(nèi)9999黃色素含量為5．40 mg·kg－1，最高的品種安 04－4117 黃色素含量19．55 mg·kg－1，最高品種黃色素含量是最低品種的3．62倍。154份黃小米材料中黃色素含量低于10 mg·kg－1材料 60 份，占 38．96%，其中 1 級米材料2份，為隴谷5號和內(nèi)大毛谷;2級小米8份，3～5級小米50份，占83．3%，優(yōu)質(zhì)米材料所占比例較低。黃色素含量10～15 mg·kg－1材料共有71份，占46．1%，其中1級小米9份，2級小米26份，3～5級小米36份，1～2級小米占49．3%。154個(gè)小米材料中黃色素含量超過15 mg·kg－1的材料有23份，占14．94%，其中有16份材料外觀品質(zhì)1～2級，占69．6%;有4 份小米黃色素含量超過 15．0 mg·kg－1外觀品質(zhì)為4級，這4份材料有3份來自山西汾陽，另外1份來自山西長治。外觀品質(zhì)為5級的小米黃色素含量都低于15 mg·kg－1，黃色素含量較高的材料優(yōu)質(zhì)米所占比例較大。對154份黃小米黃色素含量與外觀品質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果二者顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0．459 6。黃色素含量高，外觀品質(zhì)一般較好;黃色素含量較低，小米外觀品質(zhì)較差。黃色素含量可以作為衡量外觀品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。當(dāng)然，存在例外，如晉谷20、晉谷21黃色素含量分別為15．26 mg·kg－1、15．16 mg·kg－1，黃色素含量相近，而外觀品質(zhì)鑒定晉谷20為4級，而晉谷21為1級。

表1 154份黃小米黃色素含量與外觀品質(zhì)鑒定結(jié)果

續(xù)表1

續(xù)表1

表2 不同來源地黃小米黃色素含量與外觀品質(zhì)分析

2．2 依據(jù)來源地分析黃小米黃色素含量與外觀品質(zhì)

不同來源地黃小米黃色素含量與外觀品質(zhì)分析如表2。來自內(nèi)蒙古赤峰、山西大同、甘肅蘭州、內(nèi)蒙古呼和浩特等地的谷子小米黃色素含量低于10 mg·kg－1;來自山西汾陽、河南安陽、河北石家莊、河北保定的材料小米黃色素含量較高，其中河南安陽的材料小米黃色素含量最高，平均15．33 mg·kg－1。赤峰、太原、長治、大同、蘭州、延安等地的材料小米外觀品質(zhì)1、2級米少，所占比例低，其中太原、長治的材料小米外觀品質(zhì)都沒有達(dá)到1～2級標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)蒙古呼和浩特的材料小米黃色素含量雖然較低，平均為8．97 mg·kg－1，但 1、2 級米有 6 份材料，占46．2%。衡水、保定、滄州、安陽、石家莊等地的材料小米外觀品質(zhì)1、2級米份數(shù)較多，所占比例較高，其中滄州10份材料9份為2級米，河南安陽的9份材料5份為1級米。西北春谷區(qū)中山西汾陽的材料不僅小米黃色素含量高于西北春谷區(qū)其他地方，而且外觀品質(zhì)1、2級米所占比例較高，達(dá)到46．7%，其中晉谷21和晉汾01為1級米，黃色素含量分別為15．16 mg·kg－1、14．76 mg·kg－1?？傊?，黃色素含量及外觀品質(zhì)與谷子原產(chǎn)地有一定的關(guān)系，來自華北夏谷區(qū)安陽、保定、石家莊的材料小米黃色素含量相對較高，外觀評級1、2級米所占比例較高;西北春谷區(qū)赤峰、太原、長治、大同、蘭州、延安等地的材料小米黃色素含量相對較低，外觀品質(zhì)1、2級米所占比例較低。

2．3 不同來源地白小米、綠小米黃色素分析及外觀品質(zhì)鑒定

白小米、綠小米黃色素含量及外觀品質(zhì)鑒定結(jié)果如表3。12份白米材料黃色素含量在1．10～2．49 mg·kg－1，比黃小米和綠小米明顯低;其中外觀品質(zhì)1級的材料2份，為內(nèi)金香玉和九谷13，黃色素含量分別為 1．10 mg·kg－1、1．35 mg·kg－1，其他 9 份材料都為3級。3份綠小米材料黃色素含量在10．14～16．44 mg·kg－1，外觀品質(zhì)為 2 級。

表3 不同地區(qū)白米、綠米黃色素含量和外觀品質(zhì)鑒定結(jié)果

3 討論

谷子作為雜糧作物，突出的作用在于小米的營養(yǎng)保健功能，如果把谷子單純作為糧食作物對待，路子會越走越窄。因此谷子育種應(yīng)重視品質(zhì)，其中提高小米的β－胡蘿卜素含量，選育高黃色素含量品種是谷子品質(zhì)育種的一個(gè)重要方向。據(jù)王玉文等［11］研究小米外觀色澤越黃，米色的評分越高;米色與米飯的香味、色澤、適口性有極顯著的正相關(guān)，米色越黃，米飯的香味、色澤和適口性越好，色澤與香味的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0．925 0，米飯色澤越黃、越亮，米飯的香味越濃適口性越好，小米色澤是選育優(yōu)異食用品質(zhì)谷子品種的首要指標(biāo)。小米外觀光澤也和小米脂肪組成有關(guān)，小米含脂肪為2．8% ～8%，因品種和產(chǎn)地不同含量略有差異，平均約為4% ～4．5%，都是優(yōu)質(zhì)脂肪［4］，而脂肪是影響小米香味的重要成分。本研究結(jié)果顯示黃色素含量高的品種，優(yōu)質(zhì)米所占比例較高，因此，應(yīng)重視谷子后代小米外觀品質(zhì)鑒定，選擇外觀品質(zhì)好，黃色素含量高的品種。

研究中西北春谷區(qū)的品種小米黃色素含量較低(山西汾陽除外)，外觀品質(zhì)較好的材料占比較小;華北夏谷區(qū)的品種小米黃色素含量較高，外觀品質(zhì)較好的材料占比較高?？赡艿脑蛞环矫媾c谷子品種基因型有重要關(guān)系;另一方面與繁育試驗(yàn)材料的環(huán)境有一定關(guān)系。春谷區(qū)的品種在海南三亞南濱農(nóng)場的長相與原產(chǎn)地長相差異較大，而夏谷區(qū)材料長相差異相對較小，會對小米外觀品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。作物的產(chǎn)量、品質(zhì)等大多數(shù)農(nóng)藝性狀均表現(xiàn)為數(shù)量性狀遺傳特點(diǎn)［12］，環(huán)境條件有一定影響，而品種基因型起了更大的作用，如同為山西汾陽經(jīng)作所育成品種晉谷20、晉谷21，外觀品質(zhì)晉谷20較差，為4級，而晉谷21的外觀品質(zhì)很好，為1級，這和原生態(tài)產(chǎn)地表現(xiàn)基本一致。因此在進(jìn)行品質(zhì)育種親本選配時(shí)，要盡可能選擇小米外觀品質(zhì)好、黃色素含量高的材料作為親本，避免品質(zhì)較差的材料，以提高后代優(yōu)良品系出現(xiàn)的概率。研究顯示谷子品種間黃色素含量可相差3～4倍，后代選擇潛力較大。

4 結(jié)論

黃色素含量高低和外觀品質(zhì)顯著相關(guān)，小米籽粒黃色素含量高，外觀品質(zhì)好，可把黃色素含量作為高類胡蘿卜素品種選育的一個(gè)參考指標(biāo)，重視小米外觀品質(zhì)鑒定選擇。小米的外觀品質(zhì)、黃色素含量與谷子來源地有重要關(guān)系，親本選配時(shí)應(yīng)根據(jù)育種目的選擇合適的親本材料。

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The Studies on Yellow Pigment Content and Appearance Quality of Millet from Different Regions

Yang Yanbing Guan Yan＇an Qin Ling Shi Hui Wang Hailian Zhang Huawen
(Crop Research Institute，Shandong Academy of Agricultural Sciences，Jinan 250100)

The millet，containing abundant vitamin，mineral and meal fabric，is a kind of important nutrition and health food．The major constituents of millet yellow pigment are kinds of natural carotenes．The 169 foxtail millet cultivars，including 154 yellow millets，12 white millets and 3 green millets from different regions，were planted on Nanbin farm in Sanya city，Hainan province in 2009．Yellow pigment content of millet was measured and the appearance quality was appraised to find out the difference of yellow pigment content of millet from different regions and the relation of yellow pigment and appearance quality．The results indicated that yellow pigment content had large range，and that of yellow millets was from 5．40 to 19．55 mg·kg－1and that of green millets was from10．14 to 16．44 mg·kg－1and that of white millets was lower from 1．10 to 2．49 mg·kg－1．The average contents of yellow pigment from different regions had clearly differences，and that of millet from Chifeng，Datong，Lanzhou and Huhehaote was less than 10 mg·kg－1，and that of millet from Fenyang，Baoding，Anyang，Shijiazhuang was higher than 13 mg·kg－1．The millet appearance quality from different regions had a clearly difference，and that of millet from Taiyuan，Changzhi，Datong and Yan＇an was poorer，and the proportion of quality millets was lower，while that of millet from Hengshui，Cangzhou，Baoding，Anyang and Shijiazhuang was better，and the proportion of quality millets was higher．The relation of millet appearance quality and yellow pigment content is significant．The yellow pigment content is an important factor of millet appearance quality，and may be used as an important indicator of quality breeding．

foxtail millet，yellow pigment content，appearance quality，quality breeding

S515

A

1003－0174(2012)01－0014－06

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(CARS－07－12．5－A11)

2011－05－11

楊延兵，男，1971年出生，副研究員，谷子雜糧