不同產(chǎn)地薏米的營養(yǎng)品質(zhì)比較

劉澤宇，尹淑濤，張昊

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083）

薏米（又稱薏苡仁）在東亞和東南亞各國廣泛種植，我國是薏米生產(chǎn)大國，薏米主產(chǎn)區(qū)分布在貴州、福建、云南等省。薏米是我國傳統(tǒng)藥食兩用的谷物產(chǎn)品，中醫(yī)認(rèn)為薏米味道甘甜清淡，有清熱去濕的功效[1]。薏米營養(yǎng)物質(zhì)豐富，含有大量的蛋白質(zhì)，同時(shí)還富含維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維及多種功能性成分，是一種具有保健功效的食物[2]。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，薏米因?yàn)槠錉I養(yǎng)豐富以及含有多種功能活性成分，已成為廣受人們關(guān)注的功能性食品原料。本研究對(duì)不同產(chǎn)地薏米營養(yǎng)及功能成分進(jìn)行測定和比較，旨在為今后薏米產(chǎn)品的開發(fā)理清思路，有利于薏米產(chǎn)品增值和資源的高效利用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

貴州興仁薏米：貴州興仁聚豐薏苡有限公司；福建浦城薏米、云南師宗薏米、老撾萬象薏米：市售。薏米貯藏于4℃環(huán)境中，隨機(jī)挑選大小均一、顆粒完整且無裂痕的薏米放入粉碎機(jī)中粉碎，過40目篩制成薏米樣品。每個(gè)產(chǎn)地樣品各制備3個(gè)平行，總共12個(gè)樣品。

1.1.2 試劑

硫酸、鹽酸、丙酮、乙醇、硝酸鋁、氫氧化鈉（均為分析純）、甲醇（色譜純）、乙腈（色譜純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；槲皮素標(biāo)準(zhǔn)品、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、淀粉酶（≥10萬U/g）：上海源葉生物有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RE-52AAA）：上海嘉鵬科技有限公司；紫外可見分光光度計(jì)（722E型）：上海光譜儀器有限公司;凱氏定氮儀（KDN-103F）：上海纖檢儀器有限公司；質(zhì)構(gòu)儀（TA-XPlus）：英國SMS公司；多功能高速粉碎機(jī)（800A型）：浙江金華佳聲機(jī)械設(shè)備有限公司；酶標(biāo)儀（Infinite M200PRO）：瑞士TECAN公司。

1.3 方法

1.3.1 基本營養(yǎng)成分的測定

水分：采用直接干燥法，參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》；蛋白質(zhì)：采用凱氏定氮法，參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》；脂肪：采用索氏抽提法，參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》；碳水化合物：采用計(jì)算法，碳水化合物含量=食物總質(zhì)量（100 g）-蛋白質(zhì)含量-脂肪含量-水分含量-灰分含量（式中：碳水化合物含量、蛋白質(zhì)含量、脂肪含量、水分含量、灰分含量單位均為g/100 g）；淀粉：采用酶水解法，參照GB 5009.9—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中淀粉的測定》；膳食纖維：參照GB 5009.88—2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測定》；灰分：采用灼燒稱重法，參照GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測定》；氨基酸組成及含量：參照GB 5009.124—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測定》；脂肪酸組成及含量：參照GB 5009.168—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪酸的測定》。

1.3.2 礦物質(zhì)含量的測定

礦物質(zhì)含量的測定采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（inductively coupled plasma massspectrometry，ICP-MS）分析。鎂元素測定參照GB 5009.241《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中鎂的測定》，鈣元素測定參照GB 5009.92《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中鈣的測定》，鐵元素測定參照GB 5009.90《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中鐵的測定》，硒元素測定參照GB 5009.93—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中硒的測定》。

1.3.3 維生素含量的測定

維生素含量的測定采用高效液相色譜-熒光檢測器進(jìn)行檢測，最終外標(biāo)法定量。維生素B1參照GB 5009.84—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中維生素B1的測定》，維生素B2參照GB 5009.85—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中維生素B2的測定》，維生素E參照GB 5009.82—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中維生素A、D、E 的測定》。

1.3.4 功能性成分的檢測

1.3.4.1 總多糖含量的測定

總多糖提取參照肖小年等[3]的方法，薏米提取液經(jīng)乙醇過夜沉淀，干燥后得到薏米粗多糖。稱取薏米樣品粉末2 g，加40 mL蒸餾水，沸水浴加熱2 h，室溫20℃冷卻，4 000 r/min離心20 min，離心后取上清液，上清液定容至50 mL。吸取上清液3 mL，與15 mL無水乙醇混勻，離心20 min后，收集沉淀。沉淀用80%乙醇溶液洗滌，離心10 min后棄上清液，重復(fù)2次～3次操作。沉淀物用蒸餾水溶解定容至10 mL，采用苯酚-硫酸法在540 nm下測定總多糖含量。

1.3.4.2 總多酚、總黃酮含量的測定

總多酚、總黃酮的提取參照Zhao等[4]的方法，并稍作修改。取2 g薏米，粉碎后加入14 mL 95%酸化甲醇溶液（95%甲醇∶1 mol/L HCl=85∶15，體積比），振蕩 12 h，4000 r/min離心15 min，上清液通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，95%甲醇復(fù)溶上清液至10 mL作為待測液?？偠喾?、總黃酮含量的測定方法采用福林酚法[5]，樣品于760 nm下測定吸光值，以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，薏米總多酚含量依據(jù)樣品吸光值和標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得出。總黃酮含量的測定同樣把甲醇作為空白對(duì)照，槲皮素作為標(biāo)準(zhǔn)品，在420 nm測吸光度。

1.3.5 蒸煮后薏米吸水率和膨脹率的測定

稱取20 g薏米，清水淘洗兩遍后，按照1∶4（g/mL）與超純水混合，常溫20℃浸泡2 h。浸泡結(jié)束后放于蒸鍋中蒸煮，從水溫達(dá)到100℃開始計(jì)時(shí)，分別在15、30、45、60 min取樣測定吸水率和膨脹率。

吸水率/%=（W1-W0）/W0×100

式中：W0為蒸煮前樣品質(zhì)量，g；W1為蒸煮后樣品質(zhì)量，g。

膨脹率/%=（V1-V0）/V0×100

式中：V0為蒸煮前樣品總體積，mL；V1為蒸煮后樣品總體積，mL。

1.3.6 薏米蒸煮后質(zhì)構(gòu)特性的測定

薏米的蒸煮方法與吸水率和膨脹率的測定預(yù)處理方法一致，在蒸煮45 min時(shí)每個(gè)產(chǎn)地的樣品取4粒顆粒飽滿、大小一致的薏米進(jìn)行測定。質(zhì)構(gòu)儀選擇全質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）模式，對(duì)蒸煮后薏米的硬度和彈性進(jìn)行測定，探頭選用P/36 R圓柱形平底探頭，觸發(fā)力為5 g，探頭的測定速度為0.50 mm/s，壓縮比為70%，進(jìn)行兩次壓縮，平行測定6次，選擇硬度、彈性作為檢測指標(biāo)[6]。

1.3.7 感官評(píng)價(jià)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)了薏米蒸煮后品質(zhì)的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)，即對(duì)氣味、色澤、軟硬度、黏性、彈性、滋味進(jìn)行評(píng)分，其評(píng)分規(guī)則見表1。薏米經(jīng)過淘洗浸泡后，放入蒸鍋中蒸汽蒸煮45 min，蒸熟后將薏米分裝入無色無味的一次性紙杯中，對(duì)紙杯進(jìn)行隨機(jī)編號(hào)，參照GB/T 15682—2008《糧油檢驗(yàn)稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評(píng)價(jià)方法》，邀請(qǐng)10位感官評(píng)價(jià)員對(duì)蒸煮后的薏米進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

表1 蒸煮后薏米的感官評(píng)分規(guī)則Table 1 Sensory scoring rules of coix seed after steaming

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用SPSS 25.0軟件進(jìn)行單因素ANOVA檢驗(yàn)，采用Duncan法進(jìn)行多重比較，p＜0.05為具有顯著差異，試驗(yàn)結(jié)果以均值±SD表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)地薏米基本營養(yǎng)成分分析

不同產(chǎn)地薏米的基本營養(yǎng)成分如表2所示。

表2 不同產(chǎn)地薏米基本營養(yǎng)成分含量Table 2 The basic nutrient content of coix seed from different producing areas g/100 g

由表2可知，4個(gè)產(chǎn)地薏米水分含量在10.55 g/100 g～13.47 g/100 g之間，其中老撾萬象薏米含量最高，云南師宗薏米含量最低；蛋白質(zhì)含量在13.78 g/100 g～15.43 g/100 g之間，其中貴州興仁薏米含量最高，老撾萬象薏米含量最低；碳水化合物含量在64.85 g/100 g～66.81 g/100 g之間，其中老撾萬象薏米含量最低，福建浦城薏米含量最高；淀粉含量在59.17 g/100 g～61.25 g/100 g之間，其中貴州興仁薏米含量最低，云南師宗薏米含量最高。Liu等[7]對(duì)薏米基本營養(yǎng)成分的研究結(jié)果中蛋白質(zhì)和脂肪含量分別為12.18 g/100 g～16.65 g/100 g和5.14 g/100 g～9.40 g/100 g，與本研究結(jié)果一致。相較于其它谷物如大米、小麥，薏米具有更高的蛋白質(zhì)和脂肪含量。

2.2 不同產(chǎn)地薏米氨基酸組成及含量分析

不同產(chǎn)地薏米氨基酸組成和含量如表3所示。

表3 不同產(chǎn)地薏米氨基酸組成及含量Table 3 Amino acid composition and contents of coix seed from different producing areas g/100 g

續(xù)表3 不同產(chǎn)地薏米氨基酸組成含量Continue table 3 Amino acid composition and contents of coix seed from different producing areas g/100 g

由表3可知，4個(gè)產(chǎn)地薏米的谷氨酸和丙氨酸含量都較高，兩種氨基酸含量分別在2.89 g/100～3.22 g/100 g和1.28 g/100～1.41 g/100 g，都為貴州興仁薏米含量最高，老撾萬象薏米含量最低。谷氨酸和丙氨酸是呈鮮味的氨基酸，此外，谷氨酸還參與腦組織生化代謝等多種生理活動(dòng)[8]。

2.3 不同產(chǎn)地薏米脂肪酸組成及含量分析

相較于其它谷物產(chǎn)品，薏米的脂肪含量十分豐富且種類繁多。不同產(chǎn)地薏米脂肪酸組成及含量如表4所示。

表4 不同產(chǎn)地薏米脂肪酸組成及含量Table 4 Fatty acid composition and contents of coix seed from different producing areas %

由表4可知，4個(gè)產(chǎn)地薏米共檢測出10種脂肪酸，其中油酸含量最高，為45.07%～48.80%，亞油酸含量其次，為32.37%～36.50%。薏米的脂肪酸組成要優(yōu)于其它谷物，單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸占比較高，分別占總脂肪酸的45.40%～49.20%和32.80%～37.00%。不同產(chǎn)地之間，云南師宗和老撾萬象薏米的單不飽和脂肪酸含量較高，福建浦城薏米的多不飽和脂肪酸含量較高。結(jié)果表明，薏米能夠提供大量的不飽和脂肪酸，可有效降低心血管疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。不過薏米豐富的不飽和脂肪酸含量也決定了其需要較為嚴(yán)格的儲(chǔ)藏條件，否則容易產(chǎn)生哈喇味，影響其食用和加工品質(zhì)[9]。

2.4 不同產(chǎn)地薏米礦物質(zhì)含量分析

不同產(chǎn)地薏米礦物質(zhì)含量見表5。

表5 不同產(chǎn)地薏米礦物質(zhì)含量Table 5 The mineral element contents of coix seed from different producing areas mg/kg

由表5可知，薏米中鈣和鎂含量較高，尤其是鎂，含量為1 863.33 mg/kg～1 976.67 mg/kg，比稻米高出2倍～3倍[10]。鎂是人體必需且需要量較大的元素，對(duì)細(xì)胞代謝中的酶可以起到活化作用，對(duì)心肌細(xì)胞的線粒體的氧化磷酸化具有促進(jìn)作用。微量礦物元素中鐵的含量達(dá)到了35.10mg/kg～39.50mg/kg。4個(gè)產(chǎn)地薏米硒的含量均未達(dá)到檢出限，可能和種植的土壤有關(guān)。不同產(chǎn)地薏米的礦物質(zhì)含量不具有顯著性差異。

2.5 不同產(chǎn)地薏米維生素含量分析

不同產(chǎn)地薏米維生素含量見表6。

表6 不同產(chǎn)地薏米維生素含量Table 6 The vitamin contents of coix seed from different producing areas mg/100 g

由表6可知，薏米中生育酚（維生素E）的含量較高，生育酚有助于人體生殖機(jī)能的提升和改善，同時(shí)還可降低血脂，具有一定的抗老化功效。不同產(chǎn)地薏米生育酚總量在1.91 mg/100 g～2.85 mg/100 g之間，老撾萬象薏米生育酚含量最高，福建浦城薏米含量最低。CHOI等[11]報(bào)道了韓國薏米中生育酚的含量，結(jié)果表明γ-生育酚含量占生育酚總量絕大多數(shù)，δ-生育酚含量其次，α-生育酚和β-生育酚含量最少，與本研究結(jié)果一致。

2.6 不同產(chǎn)地薏米總多糖、總多酚、總黃酮的含量分析

不同產(chǎn)地薏米總多糖、總多酚、總黃酮的含量見表7。

表7 不同產(chǎn)地薏米總多糖、總多酚、總黃酮的含量Table 7 The content of total polysaccharides,total polyphenols,and total flavonoids of coix seed from different producing areas

薏米多糖可降低人體的血糖含量[12]。由表7可知，薏米總多糖含量在1.48 g/100 g～6.28 g/100 g，貴州興仁薏米含量最高，云南師宗薏米含量最低。

薏米中多酚類化合物是其主要的抗氧化活性物質(zhì)之一，在薏米中可以發(fā)現(xiàn)丁香酸、阿魏酸、綠原酸等多種酚酸[13]。由表7可知在4個(gè)產(chǎn)地的薏米中，云南師宗薏米的總多酚含量較低，其它3個(gè)產(chǎn)地的薏米總多酚含量差異不顯著。

薏米中的黃酮類物質(zhì)能夠抑制組胺的釋放，從而起到抑菌消炎的作用[14]。Huang等[15]對(duì)薏米中黃酮類物質(zhì)進(jìn)行了分離純化，檢測到槲皮素、芹菜素、木犀草素、橘皮素、柚皮苷和蘆丁等。由表7可得，4個(gè)產(chǎn)地薏米總黃酮含量在0.10 mg/g～0.16 mg/g，貴州興仁和云南師宗薏米總黃酮含量較高，福建浦城和老撾萬象薏米總黃酮含量較低。

2.7 不同產(chǎn)地薏米蒸煮特性分析

2.7.1 吸水率

不同產(chǎn)地薏米蒸煮過程中吸水率的變化見圖1。

圖1 不同產(chǎn)地薏米蒸煮過程中吸水率的變化Fig.1 Changes of water absorption rate of coix seed from different producing areas during steaming

如圖1所示，隨著蒸煮時(shí)間的延長，薏米的吸水率在不斷增大，這是由于在蒸煮過程中，水分子隨著溫度的上升不斷向薏米內(nèi)部轉(zhuǎn)移[16]。不同產(chǎn)地的薏米其吸水率的變化也有所差異，云南師宗薏米其吸水率隨著時(shí)間的增加較快。這主要因?yàn)椴煌a(chǎn)地薏米營養(yǎng)物質(zhì)含量不同，有研究表明，淀粉含量和水分含量越大，谷物吸水越快[17]，而云南師宗薏米的淀粉含量要明顯高于其它3個(gè)產(chǎn)地。

2.7.2 膨脹率

不同產(chǎn)地薏米在蒸煮過程中膨脹率的變化如圖2所示。

圖2 不同產(chǎn)地薏米蒸煮過程中膨脹率的變化Fig.2 Changes in expansion rate of coix seed from different producing areas during steaming

由圖2可知，薏米膨脹率隨著蒸煮時(shí)間的延長而不斷增大，這可能是由于薏米在蒸煮過程中吸水量不斷上升，導(dǎo)致薏米膨脹，體積不斷增大。張玉榮等[18]的研究發(fā)現(xiàn)高溫高壓可以加速水由表向里的擴(kuò)散，加快谷物的吸水速率，因此膨脹率的提升也隨之加快。不同產(chǎn)地薏米蒸煮后的膨脹率排序與吸水率大致相同，均為云南師宗＞福建浦城＞貴州興仁＞老撾萬象。

2.7.3 不同產(chǎn)地薏米蒸煮后的質(zhì)構(gòu)分析

圖3展示了不同產(chǎn)地薏米經(jīng)過蒸煮后的硬度和彈性。

圖3 不同產(chǎn)地薏米蒸煮后的硬度和彈性Fig.3 Texture hardness and elasticity of coix seed from different producing areas after cooking

相關(guān)研究顯示薏米的硬度與糊化度呈顯著負(fù)相關(guān)[19]，米飯的硬度和彈性與淀粉含量和水分含量呈顯著正相關(guān)[20]。劉曉娟等[16]發(fā)現(xiàn)薏米糊化困難的主要由其淀粉含量低、水分和蛋白質(zhì)含量高等綜合原因引起的。本研究中，云南師宗薏米水分含量較低，但其淀粉含量較高，老撾萬象薏米的水分和淀粉含量都較高，因此經(jīng)過蒸煮后的云南師宗薏米和老撾萬象薏米硬度和彈性要高于貴州興仁薏米和福建浦城薏米。

2.8 不同產(chǎn)地薏米蒸煮后品質(zhì)的感官評(píng)價(jià)

4種不同產(chǎn)地薏米經(jīng)過蒸煮后的感官評(píng)分結(jié)果如表8所示。

表8 不同產(chǎn)地薏米氣蒸后的感官評(píng)分Table 8 Sensory evaluation of coix seed from different producing areas after cooking

從綜合評(píng)分來看，貴州興仁薏米蒸煮后的感官品質(zhì)要優(yōu)于其它3個(gè)產(chǎn)地的薏米。相關(guān)研究表明口感與吸水率和膨脹率呈顯著負(fù)相關(guān)[20]，因此吸水率和膨脹率高的云南師宗薏米和福建浦城薏米軟硬度和彈性評(píng)分較低。

3 結(jié)論

本文對(duì)比分析了貴州興仁、福建浦城、云南師宗、老撾萬象4個(gè)不同產(chǎn)地薏米的基本營養(yǎng)成分、礦物元素、維生素、功能性成分（總多糖、總多酚和總黃酮），并且對(duì)薏米的蒸煮特性以及蒸煮后的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行了測定，最后進(jìn)行了感官評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，貴州興仁薏米的蛋白質(zhì)含量較高；云南師宗薏米的油酸含量較高；老撾萬象薏米的維生素E含量要高于其它產(chǎn)地薏米；薏米中功能活性成分含量較高，4個(gè)產(chǎn)地薏米中，貴州興仁薏米總多糖含量最高；蒸煮后不同產(chǎn)地薏米的吸水率和膨脹率排序?yàn)椋涸颇蠋熥谵裁祝靖＝ㄆ殖寝裁祝举F州興仁薏米＞老撾萬象薏米；蒸煮后云南師宗和老撾萬象薏米較硬，彈性較大；貴州興仁薏米蒸煮后感官評(píng)價(jià)的綜合得分結(jié)果要明顯優(yōu)于其它3個(gè)產(chǎn)地薏米。