运黑系列黑小麦营养品质分析

于章龙，刘 瑞，宋 昱，孙元琳，谢飒英，蔡 岳，柴永峰，曹武红

(1.山西省农业科学院棉花研究所，山西运城 044000； 2.运城学院生命科学系，山西运城 044000)

小麦是世界第二大粮食作物，富含淀粉、蛋白质、脂肪、矿物质、维生素等人类不可或缺的重要营养物质[1-2]。中国是世界小麦总产量和消费量最大的国家[3]。近年来，随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，营养和健康已成为国际小麦品质研究的主题[4-6]。与普通小麦相比，黑小麦含有更为丰富的膳食纤维、酚酸、花色苷、B 族维生素和微量元素等生物活性物质，拥有良好的抗氧化、降血压、防癌抗癌等作用[7-9]，是一种珍贵的黑籽粒小麦品种。研究表明，食用全谷物食品特别是黑色全谷物食品可提高人体的活动机能，调节人体内分泌系统，加强胃肠消化吸收能力，对造血功能和血红蛋白含量的提高有良好作用[10-11]。对黑小麦的营养成分进行研究，有助于推广和开发黑小麦食品及提高居民膳食营养健康。本试验以白粒小麦品种良星99为对照，对4个运黑系列黑小麦新品系的营养和蛋白质品质指标进行分析，以期为黑小麦的更广泛加工应用提供理论借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料如表1，均来自山西省农业科学院棉花研究所(2016年夏收) 。

1.2 试验方法

1.2.1 全麦粉的制备

利用3100型小麦粉碎仪粉碎清理干净的小麦样品，过80目筛后备用。

1.2.2 营养成分测定

蛋白质测定参照GB 5009.5-2010 凯氏定氮法；脂肪测定参照GB 5009.6-2003 索氏抽提法；灰分测定参照GB 5009.4-2016 食品中总灰分的测定法；硒、锌、铁等微量元素测定参照GB 5009.93-2010氢化物原子荧光光谱法。

1.2.3 面筋指数及湿面筋含量测定

参照SB/T10248-1995检测。

1.2.4 氨基酸测定

参照GB/T 5009.124-2003检测。

1.2.5 总酚酸含量测定

采用陈方剑[12]的分光光度计法。

1.2.6 花青素含量测定

参照王少波等[13]方法并稍作修改。称取试样过筛粉15 g，加入60%的酸性乙醇(含1%盐酸)按1：20的料液比添加，在室温条件下浸提30 min，提取3次后合并提取液，用旋转蒸发仪浓缩提取液至580 mL。

用酸性乙醇稀释精确量取的20 mL小麦提取液，在波长400～600 nm范围内进行扫描，确定最大测定吸收波长。花青素含量计算公式为：

X=△TVFM×1 000/εm

式中：X：花青素含量；ΔT：吸光值；V：稀释体积；F：稀释倍数；M：矢车菊素-3-葡萄糖苷的相对分子质量；ε：矢车菊素-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数(29 600)；m：样品质量。

1.3 数据处理

所有数据测定均3个重复，采用Origin 7.5和SPSS 13.0处理数据。

表1 试验材料Table 1 Experimental materials

2 结果与分析

2.1 供试小麦的营养成分分析

由表2可知，运黑163灰分含量显著高于除运黑161外的其他品系，较良星99高12.4%；运黑164的灰分含量最低，但与对照良星99无显著差异。供试黑小麦品系的脂肪含量均高于对照良星99，但差异不显著，以运黑164脂肪含量最高。除运黑14207外，其他供试黑小麦品系的蛋白质含量均显著高于对照良星99，运黑164蛋白质含量高达19.2%，较良星99提高28.9%。供试黑小麦品系的硒含量均高于对照良星99，运黑14207硒含量显著高于其他品系，较对照良星99 高542.4%。供试黑小麦品系的锌含量均显著高于对照良星99，以运黑163锌含量最高，较良星99 高150.6%。除运黑14207铁含量显著高于良星99外，其他参试黑小麦品系的铁含量均显著或不显著低于对照良星99。

表2 供试小麦的营养成分含量比较Table 2 Comparison of nutrient components of wheat tested

同行数据后不同字母表示不同品系间在0.05水平差异显著。增长度：较良星99的增长率。表4 同

Different letters following data in same line mean significant difference at 0.05 level among varieties(lines). I D: Increase degree compared to Liangxing 99. The same in table 4.

2.2 面筋特性分析

由表3可知，运黑161面筋指数最高且显著高于其他品种(系)，运黑14207次之，运黑163、运黑164显著低于对照良星99，说明运黑161面筋筋力较强。供试材料的湿面筋含量都高于30%，运黑163、运黑14207湿、干面筋含量均较高，湿面筋含量均超过39%，显著高于其他参试品系。所有供试小麦的干、湿面筋比无显著差异。

表3 供试品种(系)的面筋特性分析Table 3 Analysis of gluten characteristics of varieties(lines) tested

同列数据后不同字母表示不同品系间在0.05水平差异显著。表5同。

Different letters following data in same column mean significant difference at 0.05 level among varieties. The same in table 5.

2.3 氨基酸成分分析

谷物类蛋白质的第一限制氨基酸为赖氨酸，异亮氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸也比较缺乏[14]。从表4可知，4个黑小麦品系的赖氨酸、苏氨酸含量与对照良星99无显著差异，运黑161赖氨酸、苏氨酸含量最高。就异亮氨酸、苯丙氨酸含量而言，紫粒的运黑161及运黑163均高于对照良星99，蓝粒的运黑164、运黑14207均低于对照良星99，供试材料间无显著差异。就氨基酸总量及必需氨基酸含量而言，运黑161最高，运黑161、运黑163、运黑164均高于对照良星99，前四者间无显著差异。运黑14207氨基酸总量显著低于其他品系。参试材料的必需氨基酸占总氨基酸含量百分比均在30%左右，差异均不显著。

2.4 总酚酸及花青素含量分析

酚酸( Phenolic acid) 属于酚类化合物，多为苯甲酸和肉桂酸的羟化衍生物，主要有阿魏酸、芥子酸、香豆酸和咖啡酸等[15]。全谷物摄入对慢性疾病的预防作用主要归功于膳食纤维及其与之共价连接的酚酸类物质，被称为“膳食纤维-酚类抗氧化剂复合物”[16]。由表5可以看出，黑小麦总酚酸含量均高于对照良星99。除运黑164外，其他黑小麦总酚酸含量与良星99存在显著性差异，以运黑14207总酚酸含量最高，比良星99高26.75%。不同颜色籽粒间花青素含量差异显著，白色小麦良星99未检出花青素；紫色小麦的花青素含量显著大于蓝色小麦，运黑161的花青素含量高达0.130 9 mg·g-1。

表4 供试品种(系)的氨基酸含量及比较Table 4 Content and comparison of amino acids of varieties(lines) tested %

*:必需氨基酸 *:Essential amino acids.

表5 总酚酸及花青素含量结果Table 5 Content of total phenolic acids and anthocyanin

3 讨 论

四个运黑系列黑小麦新品系灰分、脂肪、蛋白质含量分别在1.50%～1.72%、1.9%～2.2%和14.5%～19.2%之间，总体营养成分含量高于对照良星99。由于本研究是对全麦粉灰分进行测定，所以灰分总含量相对较高。本研究中，运黑系列黑小麦的脂肪、蛋白含量均高于普通小麦，与前人研究结果一致[17]。硒被誉为“抗癌素”，是构成谷胱甘肽过氧化物酶的成分，参与辅酶Q 和辅酶A 的合成，能阻止过氧化物的生成，提高机体免疫力，抵抗某些化学致癌物质。Fe、Zn 元素是机体中许多酶重要的激活剂，Fe 被誉为人体发育的“建筑材料”，参与有氧代谢和能量代谢，维持血红蛋白的含量，减缓贫血症状的发生，Zn一直被看作“抗衰老因子”，参与机体免疫防御、骨骼发育、性激素功能调节等[18-20]。供试的4个黑小麦品系的硒、锌含量均高于对照白小麦良星99，铁含量相对较低，说明供试黑小麦新品系对硒元素、锌元素富集能力较强，而对铁元素富集能力较弱。综合面筋特性、氨基酸及蛋白质含量分析，运黑14207湿面筋含量最高，蛋白质含量、必需氨基酸含量均低于对照良星99，说明运黑14207蛋白质品质一般；运黑161的面筋指数、湿面筋含量、必需氨基酸总量均较高，其蛋白质品质最好。就总酚酸含量与花青素含量而言，供试黑小麦均高于对照良星99，与杨希娟等[21]研究结果一致。推测黑小麦具有更好的营养和保健功能。

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