成 楠 秦禮康 解春芝 朱 怡

(貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院1，貴陽(yáng) 550025)(貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院2，貴陽(yáng) 550025)(貴州省植保植檢站3，貴陽(yáng) 550001)

薏米，集營(yíng)養(yǎng)、醫(yī)療、保健于一體，被譽(yù)為“世界禾本科植物之王”[1]，其營(yíng)養(yǎng)素含量豐富，是一種營(yíng)養(yǎng)平衡的谷物[2]，具有抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)、抗腫瘤、降血糖血脂等功效[3]?？嗍w，不僅富含蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)和微量元素，且含有其他谷類糧食所沒(méi)有的葉綠素和生物類黃酮物(蘆丁等)，具有明顯的降血糖、降血脂、抗氧化等功效，被稱為“食藥皆佳”的糧食珍品[4-5]。目前，薏米、苦蕎的應(yīng)用日趨廣泛，如：李志[6]研制了薏米餅干并對(duì)比分析了其營(yíng)養(yǎng)功能品質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)薏米餅干比普通餅干增加了三萜化合物等活性成分，且蛋白質(zhì)含量顯著增加；樊環(huán)環(huán)[7]研制了苦蕎復(fù)合面條并對(duì)其酚類物質(zhì)組成及抗氧化品質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)苦蕎復(fù)合面條總酚、總黃酮含量以及抗氧化能力顯著高于小麥面條，具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

豆沙，作為傳統(tǒng)加工配料，被廣泛用于多種食品加工，倍受消費(fèi)者青睞。目前，關(guān)于雜糧復(fù)合豆沙研制及其營(yíng)養(yǎng)、功能活性物質(zhì)含量分析、抗氧化活性評(píng)價(jià)等方面還鮮有報(bào)道。本研究以薏米、苦蕎分別與紅小豆、紅蕓豆制成雜糧復(fù)合豆沙，檢測(cè)其蛋白質(zhì)、氨基酸、淀粉等宏量營(yíng)養(yǎng)素以及黃酮、多酚、花青素等微量活性成分含量，并對(duì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及功能成分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，旨在為薏米、苦蕎等雜糧開(kāi)發(fā)及新型雜糧復(fù)合豆沙產(chǎn)業(yè)化提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

紅小豆(大紅袍)、薏米(貴州小白殼薏米)、苦蕎米(興苦2號(hào))：2016年10月收獲的新鮮籽粒；紅蕓豆(英國(guó)紅)：2016年10月收獲的新鮮籽粒；魯花5S壓榨一級(jí)花生油；木糖醇、分子蒸餾單甘脂，黃原膠。薏米與苦蕎均經(jīng)過(guò)除雜、清洗、干燥、炒香、粉碎過(guò)篩(60目)后備用。

實(shí)驗(yàn)豆沙樣品中，除紅小豆沙(市售)為對(duì)照外，其余6個(gè)豆沙樣品均為實(shí)驗(yàn)室自制，即紅小豆沙、薏米紅小豆沙、苦蕎紅小豆沙、紅蕓豆沙、薏米紅蕓豆沙、苦蕎紅蕓豆沙。

1.2 主要試劑與儀器

葡萄糖含量檢測(cè)試劑盒；胃蛋白酶、胰酶、糖化酶(100 u/mg)；18種氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品；蘆丁(分析純)；沒(méi)食子酸丙酯標(biāo)準(zhǔn)品(分析純)；pH 1.0緩沖溶液：0.2 mol/L KCl-0.2 mol/L HCl-H2O溶液(體積比為50 ∶97 ∶53)；pH 4.5緩沖溶液：準(zhǔn)確稱取19.294 g CH3CO2Na加入到24 mL冰乙酸中定容至500 mL。其他化學(xué)試劑均為分析純。

Spectra Max 190型酶標(biāo)儀；L-8900型全自動(dòng)氨基酸分析儀；SCIENTZ-18N型冷凍干燥機(jī)；SB-800DT型超聲波清洗機(jī)；TH2-92C型臺(tái)式恒溫振蕩器；H2-16KR型臺(tái)式高速離心機(jī)；L5S型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)；FOSS 2012型消化爐及排廢裝置；FOSS 2300型自動(dòng)定氮儀；DRZ-3DAS型箱式電阻爐。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 豆沙樣品制備

豆沙樣品的配方：紅小豆沙和紅蕓豆沙均以豆沙為基料，添加15%花生油、12%木糖醇、0.6%分子蒸餾單甘脂和0.4%黃原膠制成；在此配料分別添加6%薏米粉和4%苦蕎粉即制成雜糧復(fù)合豆沙。

制備方法：對(duì)紅小豆、紅蕓豆籽粒進(jìn)行篩選、清洗，用蒸餾水以1 ∶3(g/mL)的料液比于45 ℃恒溫浸泡12 h后，于110 ℃蒸煮40 min。滾揉破碎后過(guò)60目篩，經(jīng)沉淀、擠壓脫水，制得生豆沙。加入花生油、木糖醇、經(jīng)炒香粉碎(60目)的薏米粉/苦蕎粉以及乳化穩(wěn)定劑(0.6%分子蒸餾單甘酯、0.4%黃原膠)[8]，120 W上鍋炒制10 min，水分含量控制在15%～20%，即可制得營(yíng)養(yǎng)豐富的雜糧復(fù)合豆沙。

1.3.2 豆沙主要營(yíng)養(yǎng)成分含量測(cè)定

蛋白質(zhì)、脂肪和灰分含量測(cè)定：分別按GB 5009.5—2016、GB 5009.6—2016和GB 5009.4—2016執(zhí)行。

氨基酸含量測(cè)定：樣品酸解過(guò)膜后，采用鄰苯二甲醛(OPA)柱前衍生高效液相色譜分析，借助氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定豆沙樣品氨基酸種類和含量[9]。

總淀粉含量測(cè)定：參照楊柳[10]苯酚-硫酸法，將10 mL水及10 mL 90%二甲亞砜分別加入兩個(gè)10 mg(干基)豆沙漿液(豆沙與蒸餾水按1 ∶4.75 g/mL混合打漿)中，沸水浴30 min后于50 ℃ 200 r/min水浴振蕩過(guò)夜，取上清液于490 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值，并計(jì)算含量。

快速消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)含量測(cè)定：在Englyst[11]法的基礎(chǔ)上測(cè)定，稱取2.2 g豆沙漿液(干基)，加入2 mL pH 5.2的醋酸鈉緩沖液于37 ℃、200 r/min 恒溫?fù)u床上平衡30 min，加入含有豬胰α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶的混酶2 mL，置于37 ℃恒溫?fù)u床中振蕩并準(zhǔn)確計(jì)時(shí)。分別在水解20、120min后取出50 μL酶解液加入450 μL 90%乙醇滅酶，用葡萄糖試劑盒于520 nm的波長(zhǎng)下測(cè)定葡萄糖含量。計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

(3)

式中：FG為酶水解處理前淀粉中游離葡萄糖質(zhì)量/mg；G20為淀粉酶解20 min后釋放的葡萄糖質(zhì)量/mg；G120為淀粉酶解120 min后釋放的葡萄糖質(zhì)量/mg；TS為樣品中總淀粉質(zhì)量/mg。

1.3.3 豆沙主要功能成分含量測(cè)定

黃酮含量測(cè)定：豆沙樣品冷凍干燥(于-20 ℃預(yù)凍后，轉(zhuǎn)移至真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行凍干，凍干溫度為-60 ℃，真空度為0.1 Pa，物料厚度10 mm，干燥時(shí)間為48 h)后，用高速多功能粉碎機(jī)將樣品粉碎過(guò)60目篩得到豆沙樣品粉末備用。參照硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法[12]，在510 nm處以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品做標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定總黃酮含量。以蘆丁含量為橫坐標(biāo)(X，mg/mL)，吸光度為縱坐標(biāo)(Y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其回歸方程為Y= 11.707X-0.004 8(R2= 0.998 1)。

多酚含量測(cè)定：參照Folin-Ciocalten法[13]，在540 nm處以沒(méi)食子酸丙酯為標(biāo)準(zhǔn)品做標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定多酚含量。以沒(méi)食子酸丙酯含量為橫坐標(biāo)(X，mg/mL)，吸光度為縱坐標(biāo)(Y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其回歸方程為Y= 7.584 8X+ 0.000 3(R2=0.999 1)。

花青素含量測(cè)定：參照參考文獻(xiàn)[14、15]，豆沙花青素含量計(jì)算公式：

(4)

(5)

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 豆沙主要營(yíng)養(yǎng)成分含量

2.1.1 豆沙蛋白質(zhì)、脂肪、灰分含量

由表1可知，薏米、苦蕎復(fù)合豆沙中蛋白質(zhì)含量顯著高于單一豆沙的含量(P<0.05)，并優(yōu)于原材料薏米(19.66%)、苦蕎(17.78%)、紅小豆(22.34%)、紅蕓豆(20.90%)中蛋白質(zhì)含量。這與彭蕓[16]對(duì)苦蕎饅頭與市售純小麥饅頭蛋白質(zhì)含量比對(duì)結(jié)果相一致。薏米、苦蕎復(fù)合豆沙中脂肪含量顯著低于單一豆沙的含量(P<0.05)，這可能是由于復(fù)合豆沙中薏米、苦蕎脂肪含量較低所致。薏米、苦蕎復(fù)合豆沙中灰分含量無(wú)顯著性差異(P>0.05)。因此，薏米、苦蕎復(fù)合豆沙更適合需攝入高蛋白、低脂肪飲食的特殊人群食用，具有更優(yōu)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

表1 不同豆沙品種蛋白質(zhì)、脂肪、灰分含量(以干基計(jì))/%

注：同列字母不同表示差異顯著(P<0.05)，余同。

2.1.2 豆沙淀粉含量

由表2可知，苦蕎紅小豆沙總淀粉含量最高?？嗍w紅小豆沙快消化淀粉含量最低，而慢消化淀粉和抗性淀粉含量最高，薏米、苦蕎復(fù)合豆沙中總淀粉含量、慢消化淀粉含量、抗性淀粉含量含量顯著高于單一豆沙的含量(P<0.05)，而快消化淀粉含量顯著低于單一豆沙的含量(P<0.05)。許芳溢等[17]研究結(jié)果同樣證實(shí)苦蕎饅頭的抗性淀粉含量顯著高于小麥饅頭(P<0.05)?？剐缘矸劬哂锌刂企w重、防止糖尿病、降低總膽固醇與三酸甘油酯含量等功效[17]，因此，薏米、苦蕎復(fù)合豆沙更有利于人體健康。

表2 不同豆沙品種淀粉的消化性(以干基計(jì))/%

2.1.3 豆沙氨基酸含量

由表3可知，豆沙樣品蛋白質(zhì)的EAA/TAA比值40.02%～42.92%和EAA/NEAA比值83.54%～97.35%均高于WHO/FAO 的理想模式 EAA/TAA(40%)及EAA / NEAA (60%)[18-19]，蛋白質(zhì)品質(zhì)優(yōu)。但薏米、苦蕎復(fù)合豆沙中EAA、TAA以及限制性氨基酸胱氨酸和蛋氨酸含量均顯著高于單一豆沙的含量(P<0.05)，這些氨基酸的強(qiáng)化主要來(lái)源于復(fù)合豆沙中加入的薏米、苦蕎，豆沙與谷類食品合用可發(fā)揮蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用，提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[20]。因此，薏米、苦蕎復(fù)合豆沙在氨基酸組成及含量方面具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

表3 不同豆沙品種氨基酸含量(以干基計(jì))/%

2.2 豆沙主要功能活性成分含量

由表4可知，薏米、苦蕎復(fù)合豆沙與單一豆沙在黃酮、多酚、花青素方面均存在顯著性差異(P<0.05)，且薏米、苦蕎復(fù)合豆沙中黃酮、多酚、花青素含量顯著高于單一豆沙的含量(P<0.05)，這是由于雜糧復(fù)合豆沙中添加了富含黃酮、多酚、花青素的薏米、苦蕎所致。彭蕓[16]研究結(jié)果同樣證實(shí)苦蕎饅頭多酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)含量顯著高于純小麥饅頭多酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)含量(P<0.05)。因此，薏米、苦蕎復(fù)合豆沙具有更優(yōu)的功能品質(zhì)。

表4 不同豆沙品種主要功能成分含量(以干基計(jì))/mg/100 g

2.3 豆沙營(yíng)養(yǎng)功能活性成分評(píng)價(jià)

2.3.1 主成分的選取

將7個(gè)豆沙樣品的蛋白質(zhì)、脂肪、灰分、總淀粉、慢消化淀粉、快消化淀粉、抗性淀粉、EAA、HEAA、TAA、EAA /TAA、EAA / NEAA、黃酮、多酚、花青素15個(gè)營(yíng)養(yǎng)功能指標(biāo)作為初始指標(biāo)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換以及主成分分析。15個(gè)營(yíng)養(yǎng)功能指標(biāo)經(jīng)主成分分析后提取出2個(gè)主成分，其特征值、方差貢獻(xiàn)率、累計(jì)方差貢獻(xiàn)率和權(quán)重見(jiàn)表5。由表5可知，提取的2個(gè)主成分特征值均大于1，主成分1與主成分2累積方差貢獻(xiàn)率大于85%，可以全面地反映各指標(biāo)的信息量，其中主成分1的貢獻(xiàn)率最高，所體現(xiàn)的變量信息也最多。

表5 主成分的特征值、方差貢獻(xiàn)率、累計(jì)方差貢獻(xiàn)率和權(quán)重

2.3.2 函數(shù)的建立及分析

7個(gè)豆沙樣品營(yíng)養(yǎng)功能指標(biāo)相關(guān)矩陣的特征向量和公因子方差如表6所示。由表6可見(jiàn)，大部分指標(biāo)的公因子方差大于90%，表明所提取的2個(gè)主成分可以較好的體現(xiàn)原始變量信息。主成分1中總淀粉、慢消化淀粉、抗性淀粉、多酚的系數(shù)較大，表明其在主成分1中的貢獻(xiàn)率較大；主成分2中EAA、TAA、EAA/NEAA、花青素貢獻(xiàn)率較大。通過(guò)將2個(gè)主成分的特征向量與相應(yīng)權(quán)重的積累加的方法構(gòu)建了豆沙樣品的營(yíng)養(yǎng)功能綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，得到綜合評(píng)價(jià)模型：

Y=0.55PC1+ 0.45PC2

(6)

式中：Y為綜合得分；PC1為主成分1得分；PC2為主成分2得分。

PC1=0.28X1-0.27X2-0.23X3+0.31X4+0.34X5-0.34X6+0.33X7-0.18X8-0.24X9-0.21X10+0.27X11-0.08X12+0.25X13+0.31X14-0.06X15

(7)

PC2=0.18X1+0.27X2+0.26X3+0.22X4+0.08X5-0.15X6+0.19X7+0.35X8+0.30X9+0.33X10+0.07X11+0.37X12+0.23X13+0.19X14+0.40X15

(8)

式中：PC1、PC2為不同豆沙品種2個(gè)主成分的特征向量；X1～X15為豆沙品種15個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化之后的值。

表6 不同豆沙品種15個(gè)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)相關(guān)矩陣的特征向量及公因子方差

2.3.3 營(yíng)養(yǎng)功能活性成分綜合評(píng)價(jià)

將豆沙樣品各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)功能指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，由綜合評(píng)分模型計(jì)算出7個(gè)豆沙樣品的第一主成分、第二主成分得分以及綜合評(píng)分，并對(duì)其進(jìn)行排序，結(jié)果(表7)表明，苦蕎紅小豆沙在第一主成分上的得分最高，苦蕎紅蕓豆沙在第二主成分上的得分最高。從綜合評(píng)分來(lái)看，薏米紅小豆沙、苦蕎紅小豆沙綜合評(píng)分均高于紅小豆沙，薏米紅蕓豆沙、苦蕎紅蕓豆沙綜合評(píng)分均高于紅蕓豆沙，即薏米、苦蕎復(fù)配的雜糧復(fù)合豆沙綜合評(píng)分均高于單一豆沙。其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值由高到低的順序?yàn)椋嚎嗍w紅小豆沙>薏米紅小豆沙>苦蕎紅蕓豆沙>薏米紅蕓豆沙> 紅小豆沙> 紅小豆沙(市售)>紅蕓豆沙。由此可知，薏米、苦蕎復(fù)配的雜糧復(fù)合豆沙綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值優(yōu)于單一豆沙。

表7 不同豆沙品種營(yíng)養(yǎng)綜合排名

為進(jìn)一步綜合判斷不同豆沙樣品營(yíng)養(yǎng)功能特性的差異程度，以PC1得分為橫軸、PC2得分為縱軸，繪制主成分得分二維空間圖，如圖1所示。由圖1可知，薏米紅小豆沙和苦蕎紅小豆沙、薏米紅蕓豆沙和苦蕎紅蕓豆沙、紅小豆沙和紅小豆沙(市售)在二維空間上的距離相近，而紅蕓豆沙與其他豆沙樣品的位置相對(duì)較遠(yuǎn)?？梢?jiàn)，薏米紅小豆沙、苦蕎紅小豆沙與紅小豆沙，薏米紅蕓豆沙、苦蕎紅蕓豆沙與紅蕓豆沙營(yíng)養(yǎng)功能特性差異較大，且薏米、苦蕎復(fù)配的雜糧復(fù)合豆沙較單一豆沙具有一定的優(yōu)勢(shì)。值得關(guān)注的是，苦蕎紅小豆沙綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高，綜合排名第一。

圖1 不同豆沙樣品的主成分分析圖

3 結(jié)論

薏米、苦蕎復(fù)合豆沙與單一豆沙的營(yíng)養(yǎng)功能特征有顯著差異。其中，薏米、苦蕎復(fù)合豆沙中蛋白質(zhì)、總淀粉、慢消化淀粉、抗性淀粉、EAA、TAA、黃酮、多酚、花青素含量均顯著高于單一豆沙，且薏米、苦蕎復(fù)合豆沙綜合評(píng)分也均高于單一豆沙，薏米、苦蕎復(fù)配的雜糧復(fù)合豆沙營(yíng)養(yǎng)價(jià)值優(yōu)于單一豆沙。因此，將營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、藥食兼用的優(yōu)質(zhì)薏米和苦蕎添加到豆沙中科學(xué)配伍研制雜糧復(fù)合豆沙，既能同時(shí)保留雜糧和豆沙營(yíng)養(yǎng)、使?fàn)I養(yǎng)更加均衡，又能滿足人們對(duì)健康生活理念的需求，具有廣闊的開(kāi)發(fā)利用前景。