不同蕎麥品種種殼營(yíng)養(yǎng)成分研究

張 晉，劉思辰，曹曉寧

（1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)基因資源研究中心，太原 030031；2農(nóng)業(yè)部黃土高原作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，太原 030031；3種質(zhì)資源發(fā)掘與遺傳改良山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，太原 030031）

0 引言

蕎麥作為一種重要的藥食同源植物，具有重要的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值，富含蘆丁、槲皮素、山奈酚等黃酮類(lèi)化合物，賴(lài)氨酸、色氨酸、精氨酸、球蛋白等多種人體必需氨基酸和蛋白質(zhì)，淀粉、膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)等，此外還含較高的甾體類(lèi)化合物[1]。因此，研究蕎麥的營(yíng)養(yǎng)功能活性成份對(duì)蕎麥相關(guān)功能制品的開(kāi)發(fā)利用和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

蕎麥全身是寶，蕎麥殼是蕎麥加工的副產(chǎn)品，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值[3]。在蕎麥殼的營(yíng)養(yǎng)成份研究中，張超等發(fā)現(xiàn)殼中膳食纖維含量達(dá)40%，木質(zhì)素為8.7%，黃酮類(lèi)化合物為1.6%～1.7%[4]，其中蘆丁占黃酮類(lèi)化合物的85%以上[5]。蕎麥殼中還含多糖，包括大部分木糖、葡萄糖等[6]，殼中的蛋白質(zhì)也富含賴(lài)氨酸、苯丙氨酸等多種必需氨基酸，是一種營(yíng)養(yǎng)均衡的蛋白質(zhì)[4]。在功效作用研究中，林春紅等[7]發(fā)現(xiàn)蕎麥殼有抗氧化活性，且抗氧化活性與黃酮類(lèi)化合物含量呈正相關(guān)，但蕎麥殼中除黃酮類(lèi)化合物外還有其他抗氧化物質(zhì)，如蕎麥殼的原花青素也具有良好的生理活性[8-9]，對(duì)DPPH自由基清除率可達(dá)92%[10]，苦蕎殼中的原花青素對(duì)于引起齲齒的變形鏈球菌的有較好抑菌作用，能達(dá)到預(yù)防齲齒的效果[11]，殼中的半纖維素還具有一定的免疫活性[12]。此外，在蕎麥殼的利用上，目前大多被研發(fā)成各式各樣的蕎麥殼枕頭[4]，有活血通絡(luò)、鎮(zhèn)靜安神、益智醒腦功效，可預(yù)防毛細(xì)管脆弱所誘發(fā)的出血癥[13]，對(duì)糖尿病、高血壓、偏頭痛、失眠多夢(mèng)有預(yù)防作用等[14-15]。這些研究極大地促進(jìn)了蕎麥副產(chǎn)物的加工和綜合利用，帶動(dòng)了整個(gè)蕎麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前對(duì)蕎麥的研究主要集中在種植技術(shù)[16-17]、蕎麥產(chǎn)品研發(fā)[18-19]及營(yíng)養(yǎng)功效評(píng)價(jià)[20-21]等方面，對(duì)蕎麥殼的研究主要集中在營(yíng)養(yǎng)成份和功效作用，以及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)方面，對(duì)蕎麥殼特別是對(duì)不同蕎麥類(lèi)別及品種的蕎麥殼中營(yíng)養(yǎng)功能成分研究較少。為此本試驗(yàn)以蕎麥殼的營(yíng)養(yǎng)功能成分為切入點(diǎn)，系統(tǒng)分析了不同蕎麥品種中殼的營(yíng)養(yǎng)功能成分差異，以及木質(zhì)素和纖維素的含量，為篩選營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值高、優(yōu)質(zhì)耐用的蕎麥殼相關(guān)制品提供理論依據(jù)及技術(shù)參考，對(duì)蕎麥的綜合開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

本研究選取了生產(chǎn)上常用的20個(gè)蕎麥品種作為試驗(yàn)材料，見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)材料來(lái)源

1.2 試驗(yàn)樣品制備

根據(jù)表1中的蕎麥品種，選用籽粒飽滿(mǎn)，大小均勻的成熟蕎麥種子作為實(shí)驗(yàn)材料。蕎麥殼通過(guò)將蕎麥果實(shí)置于打粉機(jī)中打粉，過(guò)20目篩除粉，快速水洗2～3 min以除去果皮上的淀粉等物質(zhì)，立即于60℃恒溫干燥箱中烘干至恒重。取適量蕎麥殼，置于研缽中，加入液氮研磨成細(xì)粉，過(guò)60目藥典篩，粉末于60℃恒溫干燥箱中烘干至恒重，樣品裝于樣品袋中，儲(chǔ)存于干燥器中備用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 可溶性糖、總蛋白含量測(cè)定 分別稱(chēng)取蕎麥果皮粉末樣品，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[22]，苦蕎種殼蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法測(cè)定[23]。

1.3.2 木質(zhì)素、纖維素含量測(cè)定 采用1.2中準(zhǔn)備好的蕎麥果皮樣品，參考王忠[24]的濃酸水解法測(cè)定蕎麥果皮中的纖維素和木質(zhì)素含量。

1.3.3 總黃酮、蘆丁含量測(cè)定 不同品種蕎麥果皮中的總黃酮含量采用AlCl3顯色法進(jìn)行測(cè)定[25]。蘆丁含量參考王靜波等[26]的高效液相色譜法進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel進(jìn)行整理，采用DPS14.5軟件進(jìn)行顯著性分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蕎麥品種種殼可溶性總糖含量

由圖1可知，各蕎麥品種種殼中可溶性總糖含量存在顯著差異(P<0.05)。分析各甜蕎品種發(fā)現(xiàn)，各甜蕎品種種殼中可溶性糖含量存在顯著差異，‘宣威甜蕎’中含量最高，為63.5 mg/g，顯著高于其他品種，‘定甜2號(hào)’、‘通渭紅花’含量次之，分別為44.3 mg/g，44.0 mg/g，而‘信農(nóng)1號(hào)’中含量最低，僅為26.6 mg/g。苦蕎品種中，‘九江苦蕎’含量最高，為53.8 mg/g，顯著高于其他苦蕎麥品種，‘沽源苦蕎’含量次之，為47.9 mg/g?！魇w1號(hào)’、‘黑豐1號(hào)’、‘云南旱苦’品種間含量沒(méi)有顯著差異，在37 mg/g左右?！ㄊw1號(hào)’含量最低，僅為25.5 mg/g?？嗍w含量總體在27～37 mg/g之間。

圖1 不同蕎麥品種種殼可溶性糖含量

2.2 不同蕎麥品種種殼蛋白質(zhì)含量

由圖2可知，不同蕎麥品種種殼蛋白質(zhì)含量差異顯著(P<0.05)，其中甜蕎含量總體大于苦蕎，甜蕎種殼蛋白質(zhì)平均含量為4.2 mg/g，苦蕎種殼蛋白質(zhì)平均含量為3.3 mg/g，苦蕎含量明顯低于甜蕎含量。甜蕎中，‘北旱生’含量顯著高于其他品種，為5.8 mg/g，‘內(nèi)蒙古溫莎’、‘正寧紅花’、‘豐甜1號(hào)’含量次之，在5.2 mg/g左右，且三者含量沒(méi)有顯著差異，‘信農(nóng)1號(hào)’、‘通渭紅花’含量最低，在2.7 mg/g左右，甜蕎種殼蛋白含量主要在3.0～5.0 mg/g之間?？嗍w中‘川蕎1號(hào)’含量最高，為3.7 mg/g，‘苦刺蕎’含量最低為2.1 mg/g?？嗍w含量范圍大致為2.5～3.5 mg/g。

圖2 不同蕎麥品種種殼蛋白質(zhì)含量

2.3 不同蕎麥品種種殼黃酮含量

由圖3可知，不同蕎麥品種種殼黃酮含量差異顯著(P<0.05)，甜蕎平均含量與苦蕎平均含量差別不大，含量范圍在8.0～10.0 mg/g。甜蕎種殼中黃酮含量‘正寧紅花’和‘宣威甜蕎’顯著高于其他品種，約12.8 mg/g，‘定甜2號(hào)’含量最低，為7.7 mg/g，其余品種均在8.0～10.0 mg/g之間?？嗍w中‘米蕎1號(hào)’含量最高，為10.6 mg/g。‘九江苦蕎’含量最低，為7.5 mg/g。余者含量均在8.0～9.5 mg/g之間。

圖3 不同蕎麥品種種殼黃酮含量

2.4 不同蕎麥品種種殼蘆丁含量分析

由圖4可知，除‘正寧紅花’、‘宣威甜蕎’以及‘米蕎1號(hào)’外，其他品種蕎麥種殼蘆丁含量少且沒(méi)有顯著差異?！资w1號(hào)’含量最高為3.66 mg/g，‘宣威甜蕎’含量其次為1.35 mg/g，‘正寧紅花’含量為0.83 mg/g，余下品種蕎麥種殼蘆丁含量沒(méi)有顯著差異，均在0.023～0.316 mg/g之間。

圖4 不同蕎麥品種種殼蘆丁含量

2.5 不同蕎麥品種種殼木質(zhì)素含量分析

由圖5可知，各蕎麥品種種殼木質(zhì)素含量存在顯著差異，含量在21%～35%范圍內(nèi)。甜蕎含量均值比苦蕎含量均值高，甜蕎含量均值為30.55%，苦蕎含量均值為27.90%。其中甜蕎品種中‘通渭紅花’含量最高，為33.59%，‘寧蕎1號(hào)’含量最低，為27.74%。苦蕎品種中，‘米蕎1號(hào)’含量最高，為34.59%，‘苦刺蕎’含量最低為21.88%。

圖5 不同蕎麥品種種殼木質(zhì)素含量

2.6 不同蕎麥品種種殼纖維素含量分析

由圖6可知，個(gè)別蕎麥品種種殼纖維素含量差異顯著(P<0.05)，大部分品種含量差異不顯著。苦蕎含量均值大于甜蕎含量均值，苦蕎均值為47.96%，甜蕎含量均值為44.59%。甜蕎品種中‘信農(nóng)1號(hào)’、‘定甜2號(hào)’、‘北旱生’等前6個(gè)品種含量沒(méi)有顯著性差異，甜蕎中‘宣威甜蕎’含量最低為38.48%?？嗍w品種中，‘苦刺蕎’含量最高，為52.59%，‘米蕎1號(hào)’含量最低為38.61%。

圖6 不同蕎麥品種種殼纖維素含量

3 討論

3.1 不同品種對(duì)蕎麥殼黃酮類(lèi)化合物的影響

近年來(lái)，隨著蕎麥?zhǔn)秤盟幱脙r(jià)值的彰顯，關(guān)于蕎麥殼的研究日益增多，由于蕎麥殼中含有多種生物活性物質(zhì)，市場(chǎng)上針對(duì)蕎麥殼開(kāi)發(fā)了形式多樣的殼制品[27]，極大地促進(jìn)了蕎麥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。研究表明，蕎麥殼中含有多種營(yíng)養(yǎng)功能成分，樸春紅等[28]認(rèn)為蕎麥殼中含有黃酮類(lèi)化合物，具有抗氧化活性，且抗氧化活性與黃酮類(lèi)化合物含量呈正相關(guān)[29]。邵宏等[30]也通過(guò)超聲波雙頻法從蕎麥殼中提取到活性物質(zhì)蘆丁等黃酮類(lèi)化合物，說(shuō)明蕎麥殼中富含多種功能活性成分，將蕎麥殼提取物經(jīng)大孔樹(shù)脂分離純化后各組分的體外活性也發(fā)現(xiàn)，蕎麥殼黃酮是蕎麥殼抗糖尿病活性的主要組成成分[31]。本研究也發(fā)現(xiàn)，不同蕎麥品種殼中均含有黃酮，含量范圍在8.0～10.0 mg/g，甜蕎中以‘正寧紅花’和‘宣威甜蕎’最高，苦蕎以‘米蕎1號(hào)’最高，說(shuō)明不同品種蕎麥殼中黃酮含量存在差異，這可能與蕎麥品種本身的遺傳特性和種植條件有關(guān)[32]。張廣峰等[33]分析31個(gè)蕎麥品種也發(fā)現(xiàn)，不同品種中黃酮含量存在明顯差異，且與品種的遺傳特性和種植條件密切相關(guān)。在糜子上，臧盛等[34]研究也發(fā)現(xiàn)15個(gè)糜子殼中黃酮含量明顯不同，不同品種殼黃酮含量差異顯著。

3.2 不同品種對(duì)蕎麥殼可溶性糖和蛋白質(zhì)的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，不同品種蕎麥種殼中可溶性糖和蛋白質(zhì)在品種間存在顯著差異，甜蕎苦蕎間無(wú)明顯的變化規(guī)律。張超等[4]研究也認(rèn)為，不同品種的蛋白質(zhì)含量不同，苦蕎甜蕎不同品種間差異不同，蕎麥殼中的蛋白質(zhì)富含賴(lài)氨酸、苯丙氨酸等多種必需氨基酸，是一種營(yíng)養(yǎng)均衡的對(duì)人體健康有利的蛋白質(zhì)。蕎麥殼中含有多種糖類(lèi)、膳食纖維等成分，水溶性膳食纖維有調(diào)整脂類(lèi)、糖類(lèi)代謝功能的作用，同時(shí)在對(duì)預(yù)防心血管疾病及降低膽固醇方面有不錯(cuò)的效果[35]。有研究認(rèn)為蕎麥蛋白質(zhì)有較強(qiáng)的降血脂和抗癌等作用[36]，這些研究多集中在成份的功能活性方面。在具體含量方面，李月等[37]發(fā)現(xiàn)不同品種蛋白質(zhì)含量變異與生態(tài)因子之間的關(guān)系不同，說(shuō)明不同蕎麥品種對(duì)生態(tài)因子的敏感性不同，從而造成其含量的差異。張以忠等[38]也分析了貴州省26種苦蕎的品質(zhì)性狀，發(fā)現(xiàn)不同蕎麥品種間的可溶性糖和蛋白質(zhì)含量也存在明顯差異[33]，并含量的多少均與水分含量呈極顯著的相關(guān)性。綜合來(lái)看，針對(duì)蕎麥殼蛋白質(zhì)和可溶性糖含量的研究甚少，其造成不同品種蕎麥殼含量存在差異的原因也需要進(jìn)一步的深入研究和探討。

3.3 不同品種對(duì)蕎麥殼木質(zhì)素和纖維素含量的影響

木質(zhì)素和纖維素是蕎麥殼的重要組分，在蕎麥殼制品中具有重要的作用，木質(zhì)素和纖維素的含量是蕎麥殼制品機(jī)械柔韌性的重要參考[4]。有臨床研究表明“自制蕎麥殼床墊”有防止骨科患者發(fā)生壓瘡的作用[39]。蕎麥殼墊對(duì)骨科長(zhǎng)期臥床患者舒筋活絡(luò)，改善皮膚、血管微循環(huán)有一定作用[15]，木質(zhì)素和纖維素含量是影響這些產(chǎn)品效果的重要因素。侯鵬霞等[40]通過(guò)分析蕎麥各部位營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)現(xiàn)，蕎麥殼纖維素含量豐富，通過(guò)化學(xué)法和酶法等方法可提取出殼中的纖維[3,41]，從而可提升殼的利用率。且不同品種間蕎麥殼的木質(zhì)素和纖維素含量會(huì)存在顯著差異，其含量的高低是影響蕎麥脫殼和后續(xù)加工的關(guān)鍵因素[42]。本文研究發(fā)現(xiàn)，‘正寧紅花’、‘宣威甜蕎’、‘米蕎1號(hào)’的果殼具有較高的營(yíng)養(yǎng)成分，特別是苦蕎品種‘米蕎1號(hào)’，木質(zhì)素含量較高，由于果殼較薄，具有較好的柔韌性，脆性低，是開(kāi)發(fā)蕎麥殼制品的優(yōu)秀原料，值得在產(chǎn)品加工方面進(jìn)行深度的開(kāi)發(fā)。

4 結(jié)論

不同蕎麥品種種殼的黃酮、蘆丁、可溶性糖、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素和纖維素含量存在顯著差異。甜蕎品種以‘正寧紅花’和‘宣威甜蕎’的黃酮含量最高，苦蕎以‘米蕎1號(hào)’含量最高。綜合來(lái)看，在蕎麥殼的綜合利用中可根據(jù)開(kāi)發(fā)相關(guān)制品目的不同選擇適宜的蕎麥品種以滿(mǎn)足需要?！资w1號(hào)’品種種殼具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，在蕎麥殼制品開(kāi)發(fā)中值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。