小米的營(yíng)養(yǎng)成分及保健功能研究進(jìn)展

李暮男，蘭鳳英

(河北北方學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院食品科學(xué)系，河北 張家口 075000)

小米的營(yíng)養(yǎng)成分及保健功能研究進(jìn)展

李暮男，蘭鳳英*

(河北北方學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院食品科學(xué)系，河北 張家口 075000)

小米是中國(guó)傳統(tǒng)的谷物，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，含有蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、多種維生素，及鈣、磷、鐵等人體所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，各種營(yíng)養(yǎng)素比例適宜且消化率高，是良好的營(yíng)養(yǎng)源。小米中的膳食纖維具有許多保健功能。例如：助消化、軟化血管、降血壓、提高免疫力、滋補(bǔ)、抗脂肪肝、安眠、抑菌等功效。評(píng)價(jià)小米中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，采用聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)、世界衛(wèi)生組織(WHO)提出的氨基酸評(píng)分法，并且把小米與雞蛋作為對(duì)比，得出結(jié)論：小米是一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來(lái)源食品。為了彌補(bǔ)缺乏賴(lài)氨酸這一特點(diǎn)，目前主要有3項(xiàng)措施：培育新品種，強(qiáng)化賴(lài)氨酸，與其他雜糧搭配。小米中主要脂肪酸是：亞油酸、油酸、亞麻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生四烯酸。小米維生素含量多且種類(lèi)豐富，主要種類(lèi)有：維生素A、維生素D、維生素C、維生素B12和維生素E。小米中的礦物質(zhì)含量相對(duì)較低，低于玉米等作物。小米中礦物質(zhì)的含量變化很大，與品種和產(chǎn)地有關(guān)。小米中的膳食纖維不能被人體消化吸收，但是可以促進(jìn)腸道的蠕動(dòng)，對(duì)消化道疾病有預(yù)防作用。小米有降低血脂、血壓的作用。小米中的蛋白質(zhì)可以維持血漿膠體滲透壓的恒定，有運(yùn)輸血漿人血白蛋白的功能，同時(shí)可以增強(qiáng)機(jī)體抵抗力。小米中的亞油酸可以降低低密度脂蛋白膽固醇，從而降低高血壓等疾病的發(fā)病可能性。小米蛋白是一種低過(guò)敏性蛋白，特別適宜于孕產(chǎn)婦和嬰幼兒食用。中醫(yī)學(xué)者認(rèn)為，小米粥表面上的黏稠物，俗稱(chēng)“米油”,營(yíng)養(yǎng)成分特別豐富，有“代參湯”之美譽(yù)。小米中的色氨酸，有一定的預(yù)防脂肪肝的作用。小米具有抗菌活性，能減少口中的細(xì)菌滋生，還能治腳氣病。

小米；營(yíng)養(yǎng)成分；保健功能

谷子是世界上最古老的農(nóng)作物之一，主要分布在亞歐大陸的溫帶和熱帶地區(qū)，中國(guó)黃河中上游為主要栽培區(qū)。小米是谷子去皮后的產(chǎn)物，又稱(chēng)粟。小米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，含有蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、多種維生素，及鈣、磷、鐵等人體所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，各種營(yíng)養(yǎng)素比例適宜且消化率高，是良好的營(yíng)養(yǎng)源[1]。小米也有很好的保健功效，唐代的《食療本草》中記載，小米有健胃功能，使人睡眠安靜，產(chǎn)婦食小米可促使乳汁分泌旺盛；“治反胃熱痢，煮粥食，益丹田，補(bǔ)虛損，開(kāi)腸胃?！泵鞔顣r(shí)珍《本草綱目》記載“粟米氣味咸，微寒無(wú)毒，主養(yǎng)腎氣，去脾胃中熱。益氣，陳者苦寒，治胃熱消渴，利小便”。傳統(tǒng)的中醫(yī)理論對(duì)小米的保健功能僅體現(xiàn)在文字的總結(jié)概述，基本沒(méi)有試驗(yàn)驗(yàn)證，而現(xiàn)代科學(xué)研究對(duì)小米的營(yíng)養(yǎng)組成及其營(yíng)養(yǎng)保健的實(shí)證研究逐漸深入，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1 小米的營(yíng)養(yǎng)成分

1.1 碳水化合物

小米是人們經(jīng)常食用的雜糧之一。D.B.Wankhede等人[2]檢測(cè)了小米中的碳水化合物的含量，以黑龍江龍谷25品種為例，小米中碳水化合物占到總重的63%～70%，其中還原糖0.46%～0.69%，淀粉56.0%～61.0%，纖維素0.70%～1.80%，戊糖5.5%～7.2%。用70%乙醇從小米中提取得到的糖分中，木糖占1.5%～4.3%，果糖8.6%～15%，葡萄糖9.9%～15%，蔗糖31%～35%，棉子糖10%，麥芽糖5%～6.1%，低聚糖5%～9%，還有一些不明成分，占3%～10%。小米中含有的水溶性多糖，主要成分是阿拉伯糖、木糖，剩余一些是甘露糖、半乳糖和少量的葡萄糖。

小米淀粉中主要成分是直鏈淀粉和支鏈淀粉。小米的直鏈淀粉含量會(huì)影響米飯的蒸煮品質(zhì)，直鏈淀粉比例低，分子結(jié)構(gòu)中的親水基比例較高，容易和水結(jié)合，米飯黏性大、黏性高。馬力等人[3]對(duì)小米淀粉的性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)小米直鏈淀粉含量為27%時(shí)，凝膠穩(wěn)定性高、膨脹力大、糊化溫度高。

1.2 蛋白質(zhì)

楊春、栗紅瑜等人[4]研究證明不同小米品種間蛋白質(zhì)的含量有很大差異。古世祿、劉廈[5]檢測(cè)出，416份中國(guó)小米品種,大部分品種中蛋白質(zhì)含量是10%～13.99%,平均的蛋白質(zhì)含量為(11.73±1.40)%,小米品種的粳糯性和適口性與蛋白質(zhì)沒(méi)有直接聯(lián)系。Yamasaki等人[6]通過(guò)硫酸銨鹽析、柱層析的方法，從發(fā)芽的小米種子中分離出β-淀粉酶，SDS-PAGE鑒定其相對(duì)分子質(zhì)量是58 kD，有一個(gè)亞基，等電點(diǎn)是4.62，此類(lèi)酶更適宜水解聚合度大的麥芽低聚糖，直鏈淀粉、支鏈淀粉和水溶性淀粉是這種酶的底物。Yamasaki等人[7]在小米種子中純化和表征了一種α-葡萄糖苷酶，通過(guò)SDS-PAGE測(cè)定它的相對(duì)分子質(zhì)量86 kD，其等電點(diǎn)8.3，可以水解支鏈淀粉、含α-1、3-糖苷鍵的淀粉、麥芽糖、麥芽低聚糖、α-1和4-葡聚糖，水解多聚糖的速度比水解麥芽糖的速度快，為小米開(kāi)發(fā)功能性食品提供了理論依據(jù)。

從營(yíng)養(yǎng)角度來(lái)看，評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)品質(zhì)的優(yōu)劣，要看其必需氨基酸比例是否適宜。評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的方法眾多，最直接的方法是聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)、世界衛(wèi)生組織(WHO)提出的氨基酸評(píng)分法，如果得分比標(biāo)準(zhǔn)模式低，說(shuō)明含量少，沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，相反，則達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。氨基酸評(píng)分法其中包括色氨酸含量，但是，在酸解條件下色氨酸全部被破壞，需要另外的檢測(cè)方法測(cè)出。測(cè)定蛋白質(zhì)時(shí)，將氨基酸指數(shù)法和雞蛋的蛋白質(zhì)結(jié)合，進(jìn)行小米的蛋白質(zhì)評(píng)價(jià)，組氨酸是嬰幼兒的必需氨基酸，小米又是嬰幼兒的重要食物，因此，也把組氨酸列入評(píng)價(jià)之中。雞蛋是所有的天然食物中最好的優(yōu)質(zhì)蛋白來(lái)源，其氨基酸的組成結(jié)構(gòu)與人體氨基酸的組成結(jié)構(gòu)最為相似，容易被人體利用。所以把小米與雞蛋作為對(duì)比。小米和雞蛋中的必需氨基酸量與FAO/WHO模式和氨基酸評(píng)分見(jiàn)表1[4]。

表1 小米和雞蛋必需氨基酸量與FAO/WHO模式和氨基酸評(píng)分(單位：每1 g蛋白質(zhì)中的mg數(shù))

注：1.小米和雞蛋必需氨基酸量數(shù)據(jù)來(lái)自于文獻(xiàn)[4]。2.*色氨酸數(shù)據(jù)來(lái)自于文獻(xiàn)[8]。

除色氨酸之外，小米包含的必需氨基酸占蛋白質(zhì)總量的42.03%[4]。從表1看出，大部分必需氨基酸的評(píng)分比FAO/WHO模式標(biāo)準(zhǔn)值要高，缺乏的僅是賴(lài)氨酸和蘇氨酸，賴(lài)氨酸為小米的第一限制氨基酸。和雞蛋中的蛋白質(zhì)對(duì)比，除去色氨酸，必需氨基酸指數(shù)EAAI是76.22。由此可見(jiàn)，小米是一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來(lái)源食品。許潔[8]檢測(cè)了小米中的色氨酸含量為13.96 mg·g-1。

小米的營(yíng)養(yǎng)成分豐富，受到人們的歡迎。因?yàn)樾∶字械馁?lài)氨酸含量少，影響了小米蛋白質(zhì)的質(zhì)量，為了彌補(bǔ)缺乏賴(lài)氨酸的這一特點(diǎn)，目前報(bào)道的主要有以下3次措施。

(1)培育新品種

彌補(bǔ)小米營(yíng)養(yǎng)缺陷的最根本方法是培育出高賴(lài)氨酸的優(yōu)良品種，解決小米中缺乏賴(lài)氨酸的情況。何繼紅、楊天育等人[9]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，育種成功的品種有：東鄉(xiāng)白沙粘、會(huì)寧竹葉青、華池繩頭緊、景泰竹葉青、會(huì)寧大黑谷、蘭州白草紅谷、定西蕎面谷、會(huì)寧小金谷等多個(gè)品種，都有蛋白質(zhì)、脂肪、賴(lài)氨酸含量較高的特點(diǎn)。

(2)強(qiáng)化賴(lài)氨酸小米

小米中的第一限制性氨基酸為賴(lài)氨酸，因此需要對(duì)賴(lài)氨酸進(jìn)行強(qiáng)化，強(qiáng)化的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)FAO/WHO的氨基酸構(gòu)成比例模式，使強(qiáng)化后的賴(lài)氨酸水平達(dá)到或接近FAO/WHO模式規(guī)定的數(shù)值。并且參考中國(guó)修訂和頒布的谷類(lèi)及制品可以強(qiáng)化的營(yíng)養(yǎng)素和劑量標(biāo)準(zhǔn)，把小米蛋白質(zhì)中賴(lài)氨酸的強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1.5 g·kg-1[5]。古世祿、劉廈測(cè)得數(shù)據(jù)，小米在強(qiáng)化之后，利用率得到很大提高，經(jīng)常食用強(qiáng)化小米，可以對(duì)人們的營(yíng)養(yǎng)健康狀況有很好的改善[5]。毛麗萍對(duì)小米進(jìn)行了賴(lài)氨酸強(qiáng)化，使用強(qiáng)化劑，強(qiáng)化小米中的賴(lài)氨酸,彌補(bǔ)了小米中缺少賴(lài)氨酸的特點(diǎn)[10]。

(3)小米與其它雜糧的搭配

小米中賴(lài)氨酸較少，大豆中賴(lài)氨酸較多，利用蛋白質(zhì)互補(bǔ)作用，把小米和大豆按一定比例配合，提高小米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。河北省谷子研究所，制作了米豆冰淇淋、米豆?fàn)I養(yǎng)乳等米豆一系列食品[5]。

1.3 脂肪

小米中的脂肪主要是脂肪酸甘油酯[11]。

劉俊英等[12]通過(guò)超臨界萃取方法從小米中獲得萃取物2.01%，經(jīng)GC-MS(氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀)分析，共鑒定出26種化合物，其中不飽和脂肪酸7種、飽和脂肪酸7種、酯類(lèi)7種、醇類(lèi)3種、其他化合物2種，主要成分脂肪酸含量為87.46%。

小米中主要的脂肪酸是：亞油酸、油酸、亞麻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生四烯酸，不飽和脂肪酸占脂肪酸總量的85.54%[12]。

酸值是指中和1 g脂肪中的游離脂肪酸所需的氫氧化鉀的mg數(shù)。它是脂肪中游離脂肪酸含量的標(biāo)志。脂肪在長(zhǎng)期保藏過(guò)程中，由于微生物、酶和熱的作用發(fā)生緩慢水解，產(chǎn)生游離脂肪酸。而脂肪的質(zhì)量與其中游離脂肪酸的含量有關(guān)。一般常用酸值作為衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。在脂肪生產(chǎn)的條件下，酸值可作為水解程度的指標(biāo)。酸值越小，說(shuō)明油脂質(zhì)量越好，新鮮度和精煉程度越好。李紅、司俊玲等人對(duì)小米的基本組成和小米油的理化性質(zhì)及脂肪酸組成進(jìn)行了分析檢測(cè)：小米油的酸值為11.9 mg·g-1，高于常見(jiàn)植物油脂的酸值[13]。小米油的碘值較高，說(shuō)明小米油中不飽和脂肪酸含量偏高，放置時(shí)應(yīng)該防止氧化，氧化后小米油的過(guò)氧化值變高，為30.9 mmol·kg-1。小米油的皂化值是194.4 mg·g-1，對(duì)比常見(jiàn)食用油脂的皂化值(200 mg·g-1)稍微偏小。

1.4 維生素

維生素是生物生長(zhǎng)和代謝必需的具有生物活性的一類(lèi)低分子微量有機(jī)物,維生素參與很多生理過(guò)程,所以，維生素與人類(lèi)的生長(zhǎng)發(fā)育有很大關(guān)系。大多數(shù)維生素不能在體內(nèi)合成,必須從食物中獲得。小米中維生素含量多且種類(lèi)豐富，主要的種類(lèi)有：維生素A、維生素D、維生素C、維生素B12和維生素E。維生素E可以幫助身體預(yù)防多種疾病，保護(hù)細(xì)胞不受損害。熊鳳麒、袁呂江等人[14]用高效液相色譜法測(cè)得小米中維生素E的含量為43.48 μg·g-1。馮發(fā)強(qiáng),王國(guó)華等人[15]利用高效液相色譜法，測(cè)定了47份玉米自交系籽粒乳熟期的維生素E各組分的含量，含量均值為23.98 μg·g-1。修妤、趙善倉(cāng)等人[16]應(yīng)用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定24個(gè)不同有色小麥品種(系)籽粒中平均維生素E含量34.23 μg·g-1。張娟等人[17]采用吸附富集與示差脈沖法，測(cè)出小米中維生素B9的含量是1.0 μg·g-1。文杰研究認(rèn)為，小米維生素B1、B12等含量較高，可以幫助消化。

1.5 礦物質(zhì)及微量元素

小米中的礦物質(zhì)含量相對(duì)較低，低于玉米等作物。見(jiàn)于報(bào)道的小米中礦物質(zhì)含量差異較大。薛月圓、李鵬等人[1]采用火焰原子吸收光譜法來(lái)測(cè)定，小米中含硒(1.2±0.4) μg·g-1、鎂231 μg·g-1、鋅172 μg·g-1、鉀2 490 μg·g-1，重金屬鉛的含量大約31.3 μg·g-1。趙閃閃、張一凡等人[19]采集遼寧省朝陽(yáng)市柳城鎮(zhèn)小米(朝谷13號(hào))、七道泉子小米(朝谷13號(hào))和遼寧省阜新市蒙古族自治縣紅帽子鄉(xiāng)小米(遼寧1號(hào))4個(gè)小米品種為樣品，采用電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測(cè)定樣品中的平均礦物元素的含量，鋅23.58 μg·g-1、鐵100.45 μg·g-1、鎂1485.80 μg·g-1、鈣1 033.16 μg·g-1、銅3.52 μg·g-1。張勇、王德森等人[20]研究小麥中的平均礦物質(zhì)含量，將來(lái)自北京、河北、河南、山東、山西和陜西等6省區(qū)的240個(gè)小米品種和高代品系于1997—1998年度種植在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所農(nóng)場(chǎng)試驗(yàn)田，分析籽粒中包括鐵、鋅、錳、銅等微量元素和鈣、鉀等常量元素在內(nèi)的主要礦物質(zhì)元素含量，研究得出結(jié)論，微量元素中，鐵平均含量最高，為41.9 μg·g-1；銅含量最低，為5.54 μg·g-1；鋅和錳含量居中，分別為29.3 μg·g-1和36.3 μg·g-1。鐵和鋅元素含量的最高值分別為65.6 μg·g-1和43.9 μg·g-1。常量元素中，鉀平均含量最高，達(dá)到了4 747 μg·g-1；鈣含量最低，為465 μg·g-1。劉正理、孫世賢等人[21]育成了富鐵營(yíng)養(yǎng)保健型超早熟2號(hào)，這種小米有超早熟、富鐵、粗脂肪含量高等幾個(gè)特性。超早熟2號(hào)小米鐵的含量是54.10 mg·kg-1。由此可見(jiàn)，小米中礦物質(zhì)的含量變化很大，與品種和產(chǎn)地有關(guān)。

2 小米的保健功能

2.1 助消化功效

小米中的膳食纖維具有許多保健功能。張?chǎng)巍⒀σ愕热搜芯空J(rèn)為[22]，小米中膳食纖維含量是大米的2.5倍。膳食纖維不能被人體消化吸收，但是可以促進(jìn)腸道的蠕動(dòng)，加快消化腺的分泌，減少腸黏膜與糞便接觸的時(shí)間，降低某些致癌物質(zhì)的產(chǎn)生，對(duì)消化道疾病有一定的預(yù)防作用。范冬雪,李靜潔等人研究認(rèn)為，小米可以幫助消化食物[23]。

2.2 軟化血管，降血壓，提高免疫力

趙陳勇、王常青等人試驗(yàn)證明，小米有降低血脂、降低血壓的作用[24]。

蛋白質(zhì)有增強(qiáng)機(jī)體免疫力的作用。蛋白質(zhì)的含量和比例是食物營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵，小米中的蛋白質(zhì)主要有:清蛋白、球蛋白、醇蛋白和谷蛋白[25]。其中，清蛋白的作用有：維持血漿膠體滲透壓的恒定；血漿人血白蛋白的運(yùn)輸功能；血漿白蛋白的其它生理作用。球蛋白的作用有：增強(qiáng)機(jī)體抵抗力。

李紅、司俊玲等人的試驗(yàn)結(jié)果表明，小米中的亞油酸可以降低低密度脂蛋白膽固醇，從而降低高血壓等疾病的發(fā)病可能性，亞油酸對(duì)心血管疾病有很好的防治效果[13]。

2.3 滋補(bǔ)功效

宋東曉、高德成研究證明，小米蛋白是一種低過(guò)敏性蛋白，特別適宜于孕產(chǎn)婦和嬰幼兒食用[26]。中醫(yī)學(xué)者認(rèn)為，小米粥表面上的黏稠物，俗稱(chēng)“米油”,營(yíng)養(yǎng)成分特別豐富，甚至可以和參湯媲美，有“代參湯”之美譽(yù)，可以用于生產(chǎn)后的婦女調(diào)理身體，緩解產(chǎn)后體力不支，調(diào)養(yǎng)產(chǎn)婦的體質(zhì)，對(duì)于促進(jìn)產(chǎn)婦分泌乳汁也有作用。在中國(guó)北方，婦女生產(chǎn)后，多用小米和紅糖調(diào)養(yǎng)身體，恢復(fù)體力。

2.4 抗脂肪肝

小米中除賴(lài)氨酸含量較低外，人體必需的7種氨基酸含量都高于小麥和大米。林金劍、朱克瑞研究證明，小米中的色氨酸，有一定的預(yù)防脂肪肝的作用，小米是一種沒(méi)有任何副作用的優(yōu)質(zhì)谷物[27]。

2.5 安眠功效

林金劍、朱克瑞研究證明[27[27]。小米有安眠的功效，睡眠和困倦程度與食物中色氨酸含量有一定的聯(lián)系，色氨酸能促使大腦中的神經(jīng)細(xì)胞分泌出“血清素”，血清素會(huì)使人感到困倦，有促進(jìn)睡眠的作用。在許多谷物食物里，小米蛋白富含色氨酸，可以治療失眠，失眠患者以小米粥適量加入少許糖食療，效果極佳。

2.6 抑菌功效

I.Amadou研究認(rèn)為，小米具有抗菌活性，小米能解除口臭，減少口中的細(xì)菌滋生，還能治腳氣病、神經(jīng)炎、癩皮病、失眠、頭疼、精神倦怠、皮膚“出油”、頭皮屑增多等癥狀[28]。

2.7 小米的其它營(yíng)養(yǎng)保健功效

文杰研究認(rèn)為，小米有清熱、消渴的功效，可以緩解脾胃氣弱、食不消化等癥狀。食用小米可防止幼兒貧血，對(duì)孕婦有安胎助產(chǎn)之效[18]。小米具有健脾、和胃功效，能治脾胃不和、脾虛久瀉、消化不良和積食腹痛等癥。原敏研究認(rèn)為，小米具有減輕皺紋、色斑、色素沉著的美容功效[29]。L.B.Mohamed研究認(rèn)為，小米在壯陽(yáng)方面有一定作用[30]。

3 結(jié) 論

終上所述，小米是營(yíng)養(yǎng)豐富、利于人體吸收的一類(lèi)優(yōu)質(zhì)谷物。但是，到目前為止，對(duì)小米保健功能的研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)并不深入。隨著人民生活水平的提高，對(duì)小米的要求和期許已經(jīng)不止停留在飽腹階段，而是更加注重健康、營(yíng)養(yǎng)均衡，甚至為突出小米的某一種保健功能，或者針對(duì)特殊人群，開(kāi)始研究小米中營(yíng)養(yǎng)成分具體的保健功效。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為今后小米在保健功能方面的研究打下基礎(chǔ)。

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[責(zé)任編輯：劉守義]

河北省科技廳專(zhuān)項(xiàng)基金:“小米復(fù)合雜糧產(chǎn)品加工技術(shù)和保健功能研究”(16227105D)

李暮男(1991-)，女，河北衡水人，河北北方學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院在讀碩士；主要從事食品加工與安全方面的研究。

蘭鳳英(1965-)，女，河北邯鄲人，教授，碩士，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)與工程。

S 515

A

10.3969/j.issn.1673-1492.2017.07.011

來(lái)稿日期：2016-12-30