糜子粒色、米色與營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)及脫殼難易程度的相關(guān)性分析

琦明玉　張立媛　李志光　李紅光　趙敏

摘要：通過(guò)測(cè)定4種粒色的20份糜子材料的干基蛋白、干基脂肪、干基碳水化合物等相關(guān)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，確定糜子粒色、米色與營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)以及加工難易程度的相關(guān)性。結(jié)果表明，相同粒色糜子，干基蛋白含量與干基碳水化合物含量之間呈負(fù)相關(guān)性，且二者此消彼長(zhǎng);干基蛋白含量與總氨基酸含量呈正相關(guān)性，且二者同時(shí)增減;黑粒糜子的干基碳水化合物含量高于白粒糜子，但氨基酸含量較白粒糜子和紅粒糜子低。同一粒色糜子前提下，其米色越淺，干基蛋白、總氨基酸含量越高，干基碳水化合物含量卻越低;白粒糜子較其他顏色糜子更易脫殼加工，黃色居中，黑色、紅色較為困難;在同一粒色下，不同米色的糜子脫殼的難易程度也不同，難易程度隨著米色變淺，難度降低。

關(guān)鍵詞：糜子;粒色;米色;營(yíng)養(yǎng)指標(biāo);脫殼

中圖分類(lèi)號(hào)： S516.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2019）09-0119-05

糜子（Panicum miliaceum L.）屬禾本科黍?qū)伲≒anicum miliaceum），起源于我國(guó)黃河流域的古老農(nóng)作物，主要分為粳、糯2種，直鏈淀粉含量占總質(zhì)量的7.5%以下為粳性，0.5% 以下為糯性[1-2]。糜子是我國(guó)北方地區(qū)主要雜糧作物之一，也是重要的抗旱防災(zāi)作物。目前對(duì)糜子的研究主要圍繞在栽培、理化、育種等方面，對(duì)其籽粒形態(tài)結(jié)構(gòu)、加工以及營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)等方面的研究甚少。鄭楠楠等對(duì)8個(gè)品種的黍子營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分析研究，表明不同黍子品種間主要品質(zhì)指標(biāo)具有差異性[3];韓浩坤分析了不同品種糜子籽粒形成過(guò)程中淀粉及蛋白質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化特性以及顯著差異性[4]。申瑞玲等在食品開(kāi)發(fā)方面綜述了糜子的營(yíng)養(yǎng)特性、生理功能特性以及研究前景[5];張麗珍等對(duì)糜子面和糜子面在淀粉理化性質(zhì)及消化特性上做差異分析研究[6];冀佩雙也對(duì)糜子面和糜子面中淀粉的理化性質(zhì)、氨基酸和γ-氨基丁酸含量的差異性進(jìn)行研究[7]。在生產(chǎn)上糜子籽粒常見(jiàn)黑、白、紅、黃、復(fù)色等主要顏色，本研究基于籽粒顏色將糜子分類(lèi)，在不同粒色的基礎(chǔ)上，研究糜子主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的相關(guān)性以及粒色、米色與主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的相關(guān)性和在加工難易程度上的差異性。[LM]

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

內(nèi)蒙古赤峰市農(nóng)牧科學(xué)院糜子研究所種質(zhì)資源庫(kù)共收集選育糜黍資源370余份，2017年從中選出紅色、白色、黑色、黃色糜子材料各5份，共20份試驗(yàn)材料，具體材料名稱(chēng)編號(hào)見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)方法

營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的測(cè)定：每份材料脫殼成米100 g備用，營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)于2017年在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院統(tǒng)一測(cè)定。

干基脂肪含量的測(cè)定：準(zhǔn)確稱(chēng)取試樣1.0～5.0 g（準(zhǔn)確至0.000 2 g），采用索氏脂肪提取器測(cè)定。

干基蛋白含量的測(cè)定：準(zhǔn)確稱(chēng)取試樣0.2～0.3 g（含有10～30 mg粗蛋白質(zhì)），采用半微量凱氏定氮法測(cè)定。

干基碳水化合物含量的測(cè)定：準(zhǔn)確稱(chēng)取試樣1.0～3.0 g，采用蒽酮比色法測(cè)定總糖含量，換算出干基碳水化合物總量。

總氨基酸含量的測(cè)定：準(zhǔn)確稱(chēng)取1.0～2.0 g樣品，采用茚三酮比色法測(cè)定總氨基酸含量。

直、支鏈淀粉含量的測(cè)定：準(zhǔn)確稱(chēng)取1.0～2.0 g樣品，采用雙波長(zhǎng)法測(cè)定。

米色：糜子脫殼后，對(duì)米色通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照表表示。

殼薄厚：取每份材料200.0 g種子進(jìn)行脫殼，計(jì)算每一遍脫殼后的出米率，并記錄每份材料出米率>80%時(shí)的脫殼次數(shù)。

脫殼機(jī)械：TP-JLG型號(hào)微型礱谷機(jī)，購(gòu)自浙江托普云農(nóng)有限公司。

2 結(jié)果與分析

2.1 相同粒色下糜子營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)間的相關(guān)性分析

由表2可知，黑粒糜子樣品中，淀粉支直比與干基脂肪含量呈極顯著負(fù)相關(guān);干基蛋白含量與干基碳水化合物含量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，與總氨基酸含量呈極顯著正相關(guān);干基碳水化合物含量與總氨基酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。

由表3可知，黃粒糜子干基蛋白含量與干基碳水化合物含量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，與總氨基酸含量之間呈極顯著正相關(guān);干基碳水化合物含量與總氨基酸含量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)。

由表4可知，白粒糜子干基蛋白含量與總氨基酸含量之間呈極顯著正相關(guān);干基碳水化合物含量與總氨基酸含量之間呈顯著負(fù)相關(guān)。

由表5可知，干基蛋白含量與干基碳水化合物含量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，與總氨基酸含量之間呈極顯著正相關(guān);干基碳水化合物含量與總氨基酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

綜合4種粒色糜子營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)之間的相關(guān)性可知，在相同粒色下，干基蛋白含量與總氨基酸含量呈正相關(guān)性，且二者同時(shí)增減;干基蛋白含量與干基碳水化合物含量之間呈負(fù)相關(guān)性，且二者此消彼長(zhǎng)。

2.2 粒色、米色與營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)間的差異性分析

2.2.1 不同粒色糜子之間營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的差異性分析

由表6可知，不同粒色糜子干基蛋白含量無(wú)顯著差異性;淀粉支直比、干基脂肪含量標(biāo)準(zhǔn)差的2倍數(shù)值大于或接近均值，說(shuō)明數(shù)據(jù)可信度較低，因此不同粒色糜子的干基脂肪含量和淀粉支直比是否有變化在本試驗(yàn)中未體現(xiàn)，需進(jìn)一步鑒定;白粒糜子的干基碳水化合物含量顯著低于黑粒糜子，其他粒色糜子之間無(wú)顯著差異性;黑粒糜子的總氨基酸含量要顯著低于白粒、黃粒糜子，其他粒色糜子之間無(wú)顯著差異性。結(jié)果表明，在本試驗(yàn)中不同粒色的糜子營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)是有差異的，黑粒糜子干基碳水化合物含量要高于白粒糜子，但總氨基酸含量較白粒、黃粒、紅粒糜子低。

2.2.2 不同米色糜子之間營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的差異性分析

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)將同一粒色的糜子按照米色由深到淺排序。由表7和圖1至圖5可知，同一粒色下，隨著米色由RAL 1016（硫磺色）-RAL 9001（彩色黃）-RAL 9010（純白色）由深至淺變化，籽粒的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)相應(yīng)出現(xiàn)變化。同一粒色下，隨著米色由深至淺，其干基蛋白含量、總氨基酸含量整體逐漸升高，干基碳水化合含量整體逐漸降低，而干基脂肪含量、淀粉支直比無(wú)明顯規(guī)律性變化。結(jié)果表明， 在本試驗(yàn)中不同米色的糜子營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)是有差異的，同一粒色糜子前提下，米色越淺其干基蛋白、總氨基酸含量越高，碳水化合物含量卻越低。

2.3 粒色、米色與糜子脫殼難易程度、出米率的關(guān)系

對(duì)所有試驗(yàn)材料第1遍出米率進(jìn)行差異性分析，由表8可知，白粒糜子不同米色第1遍出米率差異性表現(xiàn)為RAL 9010>RAL 9001≈RAL 1016;黃粒糜子不同米色第1遍出米率差異性表現(xiàn)為RAL 9010>RAL 9001>RAL 1016;白粒糜子第1遍出米率顯著高于其他粒色糜子，其次為黃粒糜子，黑粒與紅粒糜子之間差異性較小。

在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，糜子脫殼難易程度與達(dá)到生產(chǎn)所需時(shí)的出米率加工次數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系。本試驗(yàn)記錄了試驗(yàn)材料在達(dá)到80%以上出米率時(shí)的加工次數(shù)，由表9可知，紅粒、黑粒色糜子加工均至少至第3遍，甚至至第4遍才達(dá)到80%以上出米率，黃粒糜子加工至第3遍，白粒糜子加工至第2遍達(dá)到80%以上出米率。

結(jié)果表明，不同粒色的糜子其脫殼的難易程度不同，在本試驗(yàn)中，脫殼難易程度從易到難排序?yàn)榘琢?黃粒>黑粒>紅粒。在同一粒色下，不同米色的糜子脫殼的難易程度也不同，在本試驗(yàn)中，4種粒色的糜子均表現(xiàn)米色為RAL 9010較RAL 1016易脫殼，同時(shí)黃殼糜子RAL 9010較RAL 9001易脫殼。說(shuō)明同一粒色下，糜子脫殼的難易程度隨著米色變淺難度降低。

3 結(jié)論與討論

3.1 碳水化合物與蛋白質(zhì)及氨基酸含量的相關(guān)性

本試驗(yàn)中，在相同的粒色下干基碳水化合物含量與干基蛋白含量之間呈負(fù)相關(guān)性，干基蛋白含量與總氨基酸含量呈正相關(guān)性。不同粒色的糜子相比較，黑粒糜子的干基碳水化合物含量要高于白粒糜子，但氨基酸含量較白粒糜子和紅粒糜子低。2項(xiàng)結(jié)論均說(shuō)明碳水化合物含量越高的糜子其蛋白質(zhì)含量相對(duì)較低。蛋白質(zhì)的主要成分為各類(lèi)氨基酸，因此蛋白含量與總氨基酸含量應(yīng)呈正向關(guān)系。孫藝丹在對(duì)不同谷子品種營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分析時(shí)，得出相似結(jié)論，即谷子的各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)中，碳水化合物含量與蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與灰分含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與水分含量呈正相關(guān)[8]。荊奇等在對(duì)小麥品質(zhì)性狀的變異及品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)研究中也得出，蛋白質(zhì)含量在一定程度上代表了小麥品質(zhì)，其與代表產(chǎn)量的碳水化合物含量之間呈負(fù)相關(guān)性[9]。

3.2 米色、粒色與營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)之間的關(guān)系

在本試驗(yàn)中，不同粒色的糜子營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)是有差異的，黑粒糜子的碳水化合物含量高于白粒糜子，但氨基酸含量較白粒糜子和紅粒糜子低。在相同粒色前提下，米色越淺其干基蛋白、總氨基酸含量越高，碳水化合物含量卻越低。路陽(yáng)認(rèn)為，小米存在深黃、淺黃、白色、綠色等多種顏色差異，主要是由于類(lèi)胡蘿卜素的差異導(dǎo)致的，并且證明了不同米色形成過(guò)程中與β-胡蘿卜素生物合成及分解代謝相關(guān)基因（SiLCYE、SiCCD1、SiHYD）是有直接相關(guān)性[10]。張耀元等也證實(shí)了在谷子中類(lèi)胡蘿卜素生物合成途徑SiLCYB基因與米色形成的關(guān)系[11]。吳紀(jì)民等認(rèn)為，麥籽粒顏色性狀主要由遺傳基因控制[12]。李金良等通過(guò)對(duì)特殊小麥進(jìn)行研究認(rèn)為，小麥的粒色決定于自身的遺傳，特殊果皮顏色的形成受1個(gè)顯性基因P4控制[13]。在谷子研究中，米色的差異性主要由相關(guān)基因控制。在對(duì)谷物籽粒顏色研究中，籽粒顏色的差異也是由于基因控制。目前沒(méi)有對(duì)糜子粒色和米色差異性形成的相關(guān)研究，但相關(guān)基因也應(yīng)是主要影響因素，其造成米色和粒色差異的情況下，是否會(huì)影響蛋白質(zhì)、碳水化合物等營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的含量還有待研究驗(yàn)證。已知的研究是，樊巧利在禾谷類(lèi)作物的研究中發(fā)現(xiàn)，Waxy基因缺陷和突變體數(shù)量影響碳水化合物形成以及直鏈淀粉的含量[14]。

3.3 米色、粒色與脫殼難易程度的相關(guān)性

本試驗(yàn)中，不同粒色的糜子其脫殼的難易程度不同，脫殼難易程度，由易到難排序?yàn)榘琢?黃粒>黑粒>紅粒。同一粒色下，糜子脫殼的難易程度隨著米色變淺，難度降低。這與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)加工情況一致。但是糜子籽粒加工方面的研究甚少，楊作梅等對(duì)糜子籽粒壓縮力學(xué)特性的研究表明，含水率越低，糜子籽粒硬度越高，承受載荷的能力越強(qiáng)，主要原因?yàn)楦吆适棺蚜?nèi)部組織軟化，承受載荷的能力下降[15]。因此，籽粒內(nèi)部組織的堅(jiān)硬程度可以作為衡量糜子籽粒力學(xué)特征的指標(biāo)之一。粒色和米色是否能成為衡量糜子加工指標(biāo)還有待考證。

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