全麥粉質量鑒別核心成分含量分析

高慧宇 張雪松 王國棟 王竹

摘 要：目的：了解全麥粉中判別標記物的含量水平，為全麥粉行業(yè)施行更好的質量控制提供數據支持。方法：按照行業(yè)標準將不同品種小麥制成全麥粉樣品13份，分別測定其烷基間苯二酚（ARs）、膳食纖維和灰分的含量，其中ARs的含量利用高效液相—熒光法測定，并進行數據分析。結果：全麥粉中ARs、膳食纖維、灰分的平均含量分別為59.1 mg/100 g、13.4 g/100 g、1.5 g/100 g。全麥粉中ARs的5種同系物以C21∶0 （39%）含量最高，C17∶0/C21∶0的比值約為0.2。全麥粉中ARs與膳食纖維和灰分的含量并無相關性（P> 0.05），與其同系物的含量具有相關性（P<0.05）。結論：ARs可以作為全麥粉的判別標志物，膳食纖維和灰分是評價全麥粉品質的重要指標，對這三個指標在全麥粉中的含量水平進行檢測分析，對于全麥粉產品的質量控制有著重要的意義。

關鍵詞：全麥粉;烷基間苯二酚;膳食纖維;質量控制

近年來，大量的流行病學研究表明，經常食用“全谷物”以及“全谷物”產品可以顯著降低肥胖、糖尿病、冠心病、中風、高血壓、某些癌癥等慢性疾病[1-3]。目前，全谷物標準制定過程中面臨著全谷物判別指標、加工工藝復雜性、多谷物混合全谷物等問題[4]，找到判定全谷物質量的判定指標顯得尤為重要。由于完全保留了麩皮，因此全谷物的總膳食纖維和礦物質含量顯著高于精細谷物，而灰分又在一定程度上體現了谷物礦物質的總和，因而很多研究將總膳食纖維和灰分作為判定全谷物的指標，但是存在很多問題[2，4]，主要是膳食纖維和灰分并不是特異地存在于谷物的麩皮中，而且不同種類的谷物中的膳食纖維和灰分含量差異也很大，不能光從膳食纖維和灰分的含量來判定一種食品是否是全谷物。

隨著全谷物越來越受推崇，全麥粉或者全麥產品的標準制定也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。對于全麥粉而言，國內外的一些研究機構致力于利用烷基間苯二酚（ARs）作為全麥粉標志物的可行性[1-2，5]，因為在所有谷物中，只有在小麥和黑麥的麩皮中有高含量的ARs。而現有研究中，關于全麥粉中ARs的含量的數據并不是很豐富，再加上檢測方法的不同、全麥粉樣品制作工藝等因素，導致得到的ARs數據有差異。汪麗萍等[5-6]分別對國內外22個全麥粉樣品和國內的36個全麥粉樣品測定了ARs及其同系物和其他相關成分的含量水平。Yan Chen等[2]測定了瑞典的小麥樣品，以及包含小麥和黑麥的谷物食品中ARs的含量水平，其中有32份是全麥樣品。Alastair B.Ross等[1]分析了8種常見谷物的ARs含量，指出谷物產品的含量差異很大，其中含有小麥麩皮或者全黑麥的谷物產品ARs含量最高。還有兩項研究對小麥和黑麥產品的ARs含量以及同系物比例進行研究，發(fā)現不同種類的谷物其同系物的含量以及C17∶0和C21∶0的比例有較大差異[3，7]。

綜合已有研究，樣品來源大多比較分散，加工程度不統(tǒng)一，市場上的全谷物樣品可能是按照流水工藝制成精麥粉再回填了部分谷物膳食纖維或胚芽，回填比例差異很大，而且大部分研究并不是針對全麥粉。鑒于以上情況，本研究采用了13個品種的面粉原料，按照行業(yè)標準[8]制作全麥粉樣品，測定其中的ARs（包括其各種同系物）、膳食纖維和灰分的含量，旨在對今后全麥粉的標準制定、質量控制提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 全麥粉樣品收集

在糧食主產區(qū)中國陜西省，收集13個品種的面粉原料，嚴格按照全麥粉行業(yè)標準[8]制成全麥粉13份，以及兩個加工程度的精白面粉特一粉和麥芯粉各13份。根據標準要求及全谷物的定義[9]，全麥粉要含有全部小麥粒的胚乳、胚芽和麩皮結構。特一粉和麥芯粉則要分別符合GB/T 1355—1986小麥粉國家標準[10]。將制好的小麥粉樣品，經過同一尺寸過篩，保存在密封的聚乙烯容器中，防止水分變化及變質，置于室溫環(huán)境中，盡快進行化學分析。

1.2 全麥粉中ARs、膳食纖維和灰分的含量測定

已有的研究中有許多利用色譜的方法來測定谷物中ARs的含量，比如紙色譜、薄層色譜、氣相色譜（GC）和高效液相色譜（HPLC）等[11]。我們實驗室建立了關于ARs的HPLC—熒光檢測法[12]，對本研究的全麥粉中ARs進行測定。一般來說，由于飽和烷基鏈（奇數個碳原子）長度的不同（C17∶0～C25∶0）在小麥中ARs有5種主要的同系物[2]。ARs的含量按其5種同系物（C17∶0、C19∶0、C21∶0、C23∶0、C25∶0）的總和來計算。關于膳食纖維[13]和灰分[14]的測定，分別采用現行有效的國標方法進行。所得數據用在重復條件下獲得的兩次獨立測定結果的平均值來表示。

1.3 統(tǒng)計學方法

數據采用SPSS 19.0分析，數據描述采用均數±標準差。所得數據進行正態(tài)性和方差齊性檢驗，若滿足條件，采用單因素方差分析進行顯著性檢驗，不滿足條件則采用K-W檢驗（Kruskal-Wallis test）;全麥粉中ARs的含量與灰分和膳食纖維以及ARs 5種同系物的含量分別作相關分析，檢驗水平取P<0.05。

2 結果與分析

2.1 全麥粉中ARs及其5種同系物的含量

利用高效液相—熒光法[12]分別測定13種全麥粉中ARs以及其同系物的值。ARs 5種同系物中，以5-十九烷基間苯二酚（AR C19∶0）和5-二十一烷基間苯二酚（AR C21∶0）為主，分別占整個ARs含量的35%和39%，5-二十五烷基間苯二酚（AR C25∶0）的含量最少，可能的原因是隨著烷基鏈的增長，分子穩(wěn)定性下降，導致含量減少。根據實驗所得數據，計算C17∶0/C21∶0的比例，發(fā)現13種全麥粉樣品中C17∶0/C21∶0的值均接近0.2（表1、圖1）。

2.2 3種加工程度的小麥粉樣品中各標志物的含量水平

分別測定3種不同加工程度小麥粉樣品（各13份）中ARs、膳食纖維和灰分的含量。其中，特一粉和麥芯粉作為精白谷物，與全麥粉中3個指標的含量做比較。經統(tǒng)計分析，上述數據為非正態(tài)分布，不滿足單因素方差分析的條件，所以采用K-W檢驗。從表2可以看出，全麥粉樣品中3種標志物的含量水平顯著高于其他兩種，差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。全麥粉中ARs的含量為（59.1±5.6）mg/100 g，最小含量和最大含量分別是47.6、66.3 mg/100 g;膳食纖維的含量范圍在11.4～15.1 g/100 g之間，平均值±標準差為13.4±1.1 g/100 g;灰分的含量為1.5±0.1 g/100 g，含量范圍在1.3～1.6 g/100 g之間。

2.3 全麥粉中ARs含量與膳食纖維、灰分以及其同系物含量的相關性分析

由表3可知，全麥粉中ARs的含量與膳食纖維和灰分均無相關性（P >0.05），此結果其實也解釋了在之前未利用ARs作為鑒別全麥粉標志物時，用膳食纖維和灰分來衡量未知樣品是否全麥粉存在的問題，因為只有ARs是特異地存在于小麥麩皮中，而膳食纖維和灰分并沒有這一特性。ARs含量與其5種同系物均有相關性（P<0.05），其中與C17∶0、C21∶0含量的相關系數達到0.9以上，而之前通過計算也得出這兩種同系物的比值是定值，這也驗證了這兩種同系物在數量上有一定的關聯性的結論。

3 討論

3.1 全麥粉中ARs、膳食纖維和灰分的含量范圍比較

由表4可以看出，本研究中全麥粉的ARs和膳食纖維的數據均高于其他研究，灰分數據與文獻[5]中實驗室自制全麥粉的數據很接近，這說明按照標準操作程序制作的全麥粉符合全谷物的定義，樣品得出的各個指標的含量值對于今后全麥粉的鑒定有指示作用。各個研究測定ARs的方法不同導致得到的數據差異比較大，整體上利用HPLC法得到的數據比GC的數據高。本研究和文獻[3]利用HPLC法，文獻[5]和文獻[2]均利用GC法[15]，文獻[1]利用氣相—質譜聯用，因此在利用數據的時候應該充分考慮不同方法間數據的差異。當然，樣品來源的復雜性和不確定性也是導致數據差異的一個重要因素。

3.2 全麥粉中ARs同系物組成分析

關于全麥粉中ARs各同系物的含量組成比例，各相關研究[1-3，6]比較一致的結論是5種同系物（C17∶0、C19∶0、C21∶0、C23∶0、C25∶0）中，C21∶0的含量最大，其次是C19∶0，兩者之和約占整個ARs含量的70%以上，本研究結果與上述的結論一致。但是，關于C17∶0/C21∶0的結果，其中兩個研究[1-2]指出C17∶0/C21∶0的比值很接近0.1，而且文獻[2]提出可以用C17∶0/C21∶0的比值來區(qū)分小麥和黑麥（黑麥C17∶0/C21∶0比值約為1）。本研究與文獻[3]中全麥粉樣品的C17∶0/C21∶0的比值為均接近0.2，原因可能是采用的檢測方法都是高效液相法，導致與之前的研究結果有差異。

4 結論

將ARs作為全麥粉的判別標志物，探討ARs、膳食纖維和灰分在全麥粉中的含量水平對于今后全麥粉產品的質量控制有著重要的意義。本研究的優(yōu)勢在于全麥粉樣品均按照行業(yè)標準要求制得，摒棄了市場上聲稱的全麥粉樣品，更加精確地探求了全麥粉中各指標的含量;本研究的不足之處，可能是制得的全麥粉樣品有限（13份），沒有能夠在更大范圍和品種間收集更多的全麥粉樣品，所得數據在一定程度上還是有局限性，再加上ARs的測定方法使用的是液相色譜法，在與其他研究作比較的時候要注意因為檢測方法不同而造成的數據差異。

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