孫 瑞 鐘 耕 張 陽 曾卓華 方立魁

(1. 西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2. 重慶市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，重慶 401122)

硒是一種能夠參與構(gòu)成人體內(nèi)重要的抗氧化硒酶的活性中心[1]，并與人體的生長[2]、發(fā)育[3]和疾病的發(fā)生[1,4-7]密切相關(guān)的微量元素[8-9]。水稻可以從土壤中吸收無機(jī)硒，并將其轉(zhuǎn)化為對(duì)人類營養(yǎng)和健康至關(guān)重要的各種有機(jī)硒[10]。人體自身無法合成機(jī)體所需的有機(jī)硒，需通過膳食攝入途徑維持機(jī)體的硒水平[2]。因此，食用含硒的食品是消除缺硒的安全有效方法[11]。硒與人體健康呈U型關(guān)系[12]，缺乏[13]或攝入過多[14-15]都會(huì)引起身體疾病，且二者間閾值較窄[15]。

稻谷脫殼后被稱為糙米，糙米由6%～7%米糠、2%～3%胚芽和約90%胚乳構(gòu)成[16]，米糠和胚芽中含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦物質(zhì)[17-18]。糙米經(jīng)碾磨處理后可得到精白米，為了降低碾米過程中的碎米率[17]，碾米工業(yè)多采用“多機(jī)輕碾”工藝[19-20]。碾磨過程中去除大部分米糠和胚芽會(huì)導(dǎo)致營養(yǎng)成分損失[16]。有報(bào)道[21]表明，米糠含硒量高于精米，碾磨過程中硒損失嚴(yán)重[22]，但關(guān)于稻米中硒含量隨碾減率的變化還未見報(bào)道。文章擬從重慶市江津區(qū)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)選取19種含硒稻谷作為研究對(duì)象，經(jīng)礱谷后，以20 s為單位碾磨不同的次數(shù)，得到不同碾減率的米粒和米糠。檢測所得糙米、米粒及米糠中硒含量，探究稻米在加工過程中硒的損失，為含硒稻谷適度加工有效保留營養(yǎng)成分提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

含硒稻谷(綿陽838、T優(yōu)023、兩優(yōu)523、岡優(yōu)88、岡優(yōu)177、宜香優(yōu)2115、C兩優(yōu)華占、崗優(yōu)916、深兩優(yōu)871、K優(yōu)893、Q香優(yōu)100、旌1優(yōu)華珍、晶兩優(yōu)510、T優(yōu)111、隆兩優(yōu)1206、渝香203)：種植于重慶市江津區(qū)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，存放于干燥、避光、陰涼處備用，重慶市江津區(qū)儲(chǔ)備糧有限公司；

大米標(biāo)準(zhǔn)品：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)LS/T 15121.1，LS/T 15121.1，廣州臻萃技術(shù)服務(wù)有限公司；

硝酸、鹽酸：分析純，成都市科隆化學(xué)品有限公司；

曙紅Y、亞甲基藍(lán)：分析純，成都科龍化工試劑廠；

無水乙醇：分析純，重慶茂業(yè)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器與設(shè)備

電子分析天平：FA241型，上海豪晟科學(xué)儀器有限公司；

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：101-1AB型，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；

磁力攪拌水浴鍋：HCJ-1型，常州恩培儀器制造有限公司；

實(shí)驗(yàn)用礱谷機(jī)：JLGJ-45型，臺(tái)州市路橋京奧糧用器材廠；

電動(dòng)碾米機(jī)：JMNJ-3型，浙江省臺(tái)州市路橋區(qū)科達(dá)糧儀廠；

多通道原子熒光分光光度計(jì)：FP6型，北京普析通用儀器責(zé)任有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品的制備 稻谷的加工主要分為除雜、礱谷和碾磨3個(gè)步驟[23]，其加工流程如圖1所示。使用實(shí)驗(yàn)用礱谷機(jī)將除雜后的稻谷脫殼，并計(jì)算其出糙率，再將完整的糙米在碾米機(jī)中碾磨。準(zhǔn)確稱量20 g糙米，根據(jù)加工設(shè)備的推薦參數(shù)，以20 s為單位累計(jì)碾磨80 s，每次碾磨20 s 后，仔細(xì)收集剩余的米粒和米糠，測定碾減率,糙米、米糠和米粒的水分和硒含量。

1.2.2 出糙率測定 根據(jù)GB/T 5495—2008。

1.2.3 碾減率測定 根據(jù)徐欣源[24]的方法修改如下：稱量碾磨前后米粒的質(zhì)量，并按式(1)計(jì)算碾減率(DOM)。

(1)

圖1 稻谷的加工流程

式中：

DOM——大米碾減率，%；

Wa——碾磨后米粒質(zhì)量，g；

Wb——碾磨前米粒質(zhì)量，g。

1.2.4 大米加工精度確定 根據(jù)GB/T 5502—2018。

1.2.5 水分含量測定 根據(jù)GB 5009.3—2016。

1.2.6 硒含量測定 根據(jù)GB 5009.93—2017修改如下：準(zhǔn)確稱取樣品0.5～1.0 g(精確至0.001 g)于消化管中，加入5 mL硝酸，封口后冷消化過夜。放入水浴鍋中沸水加熱，8 h后取出自然冷卻，然后加入2.5 mL 50%的鹽酸溶液，轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，并用超純水定容，用101型濾紙過濾，濾液用原子熒光分光光度計(jì)進(jìn)行測定，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

1.2.7 數(shù)據(jù)分析 使用SPSS 22統(tǒng)計(jì)軟件分析計(jì)算數(shù)據(jù)，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，各試驗(yàn)重復(fù)測定3次，采用Statistix 9軟件進(jìn)行差異性分析，Tukey HSD法進(jìn)行顯著性分析，顯著性水平為0.05；使用GraphPad Prism 7.00軟件繪圖；樣品中硒的含量以樣品干重計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 稻谷的出糙率

隨著碾磨時(shí)間的增加，碾磨下的米糠顏色由深變淺，米粒顏色逐漸變白。由表1可知，稻谷出糙率為73.11%～79.48%，平均出糙率為77.04%，不同品種的稻谷出糙率存在差異。研究[25]表明，稻谷出糙率與稻谷水分含量有關(guān)。

2.2 糙米中硒含量

由表1可知，重慶市江津區(qū)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)栽培的19種糙米總硒含量為0.027 3～0.346 7 mg/kg，同一地區(qū)不同品種的糙米中硒含量存在顯著差異(P<0.05)，以油溪鎮(zhèn)的5個(gè)品種稻米含硒量為例，岡優(yōu)177>岡優(yōu)88>兩優(yōu)523>T優(yōu)023>綿陽838，說明不同品種稻谷對(duì)硒的富集能力不同。19個(gè)樣品中，渝香203、旌1優(yōu)華珍、Q香優(yōu)100及晶兩優(yōu)510對(duì)硒富集能力較強(qiáng)。稻米中硒含量差異主要取決于土壤中的硒濃度和水稻基因型[26]。趙婉彤[27]研究表明，重慶市江津區(qū)24個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤和水體中的硒含量存在差異。不同品種水稻籽?；蛐?、根際效應(yīng)及種植時(shí)使用的施硒方法不同[28]，導(dǎo)致水稻對(duì)硒的轉(zhuǎn)運(yùn)和累積能力存在差異[29]。相同水稻品種在不同地區(qū)種植，硒含量也存在差異，其中種植在柏林鎮(zhèn)(S-3)和中山鎮(zhèn)(S-19)的渝香203，硒含量分別為0.123 8，0.346 7 mg/kg，S-19的硒含量是S-3的2.8倍。因此，S-19在食用過程中應(yīng)注意其過高的硒含量，建議與其他低硒品種稻米搭配食用。

表1 稻谷的出糙率及糙米硒含量?

2.3 糙米碾減率

由表2可知，碾磨20，40，60，80 s的碾減率分別為6.26%～9.29%，10.71%～12.44%，13.54%～20.01%，15.25%～24.37%。同一碾磨時(shí)間不同品種糙米的碾減率不同，當(dāng)碾磨時(shí)間為20 s時(shí)，S-9和S-13的碾減率分別為6.80%，9.29%；當(dāng)碾磨時(shí)間為40 s時(shí)，S-1的碾減率為12.27%，而S-6的碾減率為13.87%。隨著碾磨時(shí)間的增加，不同品種大米碾減率的差異性逐漸變大，當(dāng)碾磨時(shí)間為80 s時(shí)，S-9的碾減率為16.12%，而S-13的碾減率為24.37%。不同產(chǎn)地同一品種的S-1和S-11在0～80 s的碾磨過程中碾減率基本一致。Liu等[30]研究表明米粒的碾減率與米粒的長徑比、孔隙率、密度等物理屬性密切相關(guān)，不同品種糙米的物理屬性不同，碾磨過程中碾減率存在差異。

2.4 大米加工精度

米粒皮層、胚與胚乳對(duì)伊紅Y-亞甲基藍(lán)染色基團(tuán)分子的親和力不同，米粒皮層、胚與胚乳分別呈藍(lán)綠色和紫紅色[31]。GB/T 1354—2018《大米》中規(guī)定三級(jí)秈米加工精度達(dá)到適碾，二級(jí)和一級(jí)秈米加工精度達(dá)到精碾，碾磨20 s大米未達(dá)到適碾，加工精度為等外，累計(jì)碾磨40 s大米達(dá)到適碾，累計(jì)碾磨60，80 s大米達(dá)到精碾。

表2 大米在不同碾磨時(shí)間的碾減率?

2.5 米糠中硒含量

由表3可知，不同品種大米米糠中硒含量不同，S-1、S-9、S-15及S-17米糠中硒分布均勻，無顯著性差異(P<0.05)；S-2、S-3、S-13及S-19米糠中硒含量隨碾磨時(shí)間的增加逐漸降低，說明該品種稻谷的硒主要積累在外層米糠；S-4、S-5、S-6、S-7、S-12、S-16、S-18米糠硒含量先增加后降低，累計(jì)碾磨40，60 s得到的米糠中硒含量最高；S-8、S-10、S-14米糠硒含量隨碾磨時(shí)間的增加逐漸增大。

由圖2可知，S-1、S-6、S-7、S-12及S-13為同一地區(qū)種植的不同品種稻米，其米糠中硒含量存在差異，S-1米糠硒含量變化不大，S-13在碾磨20 s時(shí)米糠中硒含量最高，S-6、S-7、S-12在碾磨20～40 s時(shí)米糠中硒含量最高。S-1、S-13及S-15與S-2及S-16為同一品種在不同地區(qū)種植后的稻米，其米糠硒含量存在差異，S-2在碾磨20 s時(shí)糠層中硒含量最高，而S-16在碾磨20～40 s時(shí)糠層中硒含量最高。綜上，稻米品種和種植環(huán)境能影響米糠中硒含量。

將米糠中硒含量與糙米中硒含量進(jìn)行比較，以S-1和S-3為例，S-1糙米中硒含量為0.027 3 mg/kg，碾磨20 s后米糠中硒含量為0.078 3 mg/kg，米糠中硒含量是糙米中的2.87倍；S-3糙米中硒含量為0.123 8 mg/kg，而碾磨20 s后糠層中硒含量為0.381 8 mg/kg，米糠中硒含量是糙米中的3.08倍。因此，含硒稻谷的米糠中除了含有大量的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、維生素和膳食纖維等營養(yǎng)物質(zhì)[17]，還含有對(duì)人體極為重要的微量元素硒，其含量遠(yuǎn)高于在糙米及精米中的含量。米糠中硒含量高是因?yàn)槲谧蚜Ｖ兄饕c蛋白質(zhì)結(jié)合形成化合物[21,32]，蛋白質(zhì)主要存在于籽粒的米糠部位，所以大部分的硒也積累在籽粒的米糠部位。米糠是整粒谷物碾磨過程中產(chǎn)生的重要副產(chǎn)品，僅占大米總重量的6%～10%，卻含有64%的重要營養(yǎng)素[33]，但目前米糠產(chǎn)品形式較少[34]。中國已將富硒稻米生產(chǎn)中的副產(chǎn)品麩皮，作為硒補(bǔ)充劑添加到飼料中，防止牲畜硒缺乏[35]。因此，重慶市江津區(qū)米糠中硒含量較高的品種渝香203和旌1優(yōu)華珍的米糠可以作為富硒米糠加以利用。

2.6 碾磨過程中硒的損失

由表2、3計(jì)算得出不同稻米以20 s為單位多次輕碾后硒的損失率(表4)。由表4可知，碾磨20，40，60，80 s硒的損失率分別為3.32%～28.29%，4.02%～36.77%，4.81%～42.39%，4.81%～44.39%。不同品種稻米之間硒的損失率存在差異，比較S-1與S-5兩個(gè)品種，碾磨20 s，S-1、S-5硒的損失率分別為23.55%，6.33%；累計(jì)碾磨40 s，S-1、S-5硒的損失率分別為32.65%，9.85%；累計(jì)碾磨60 s，S-1、S-5硒的損失率分別為39.65%，13.61%；累計(jì)碾磨80 s，S-1、S-5硒的損失率分別為44.39%， 15.22%。在所測試樣品中綿陽838、渝香203、宜香優(yōu)2115是硒損失率較大的品種，加工時(shí)應(yīng)注意硒的損失。同一品種的稻米在不同地區(qū)種植后硒的損失率也會(huì)存在差異，S-3與S-19為同一品種稻米，S-3、S-19 硒的損失率分別為28.28%～44.10%，21.26%～33.82%。綜合糙米中總硒含量與碾磨過程中硒的損失情況，賈嗣鎮(zhèn)種植的旌1優(yōu)華珍和晶兩優(yōu)510、白沙鎮(zhèn)種植Q香優(yōu)100及中山鎮(zhèn)種植的渝香203在碾磨加工過程中硒的損失量較小，累計(jì)碾磨80 s后，稻米中硒含量仍可達(dá)到富硒稻谷水平。

表3 大米不同糠層的硒含量?

圖2 不同糙米米糠中硒含量

碾磨過程中會(huì)除去硒含量豐富的米糠部分，導(dǎo)致加工后米粒的硒含量大大降低。以S-19稻米為例，其糙米中硒含量為0.316 7 mg/kg，碾磨20，40，60，80 s后米粒硒含量分別為0.249 3，0.229 7，0.216 6，0.209 6 mg/kg，與糙米中的硒相比，碾磨80 s后稻米損失0.107 1 mg/kg的硒。中國衛(wèi)生與計(jì)劃委員會(huì)發(fā)布的2017年衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，成人的硒推薦攝入量(RNI)為60 μg/d[36]。中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)建議的“中國居民平衡膳食寶塔”中推薦每天攝入250～400 g的谷薯類食物，南方地區(qū)每天人均實(shí)際攝入大米量約為250 g[32]，通過計(jì)算可得成人每天食用250 g硒含量達(dá)到0.24 mg/kg的大米即可滿足需求。S-19稻米碾磨超過40 s后，精米中硒含量低于0.24 mg/kg，不能滿足人體的基本需求。因此，稻米加工過程中應(yīng)根據(jù)稻米的品種及特質(zhì)適度加工，同時(shí)兼顧大米食用品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值。

2.7 碾磨時(shí)間與碾減率及硒損失率的關(guān)系

由圖3可知，隨著碾磨時(shí)間的延長，所有樣品的碾減率及硒的損失率均增大，以S-19為例，碾磨20 s，碾減率為8.66%，加工精度為等外，硒的損失率為21.26%；累計(jì)碾磨40 s，碾減率為12.44%，加工精度為適碾，硒的損失率為27.48%；累計(jì)碾磨60 s，碾減率為14.76%，加工精度為精碾，硒的損失率為31.62%；累計(jì)碾磨80 s，碾減率為15.83%，加工精度為適碾，硒的損失率為33.82%。即碾磨時(shí)間越長，大米加工精度越高，碾減率越大，硒的損失越多。不同大米達(dá)到同一碾減率所需碾磨時(shí)間不同，即不同大米達(dá)到一定加工精度所需的碾磨加工時(shí)間不同，由于不同的大米米糠中硒含量不同，不同大米在同一碾減率下，硒的損失率也不同，因此，不同大米碾磨加工應(yīng)根據(jù)其含硒情況，在達(dá)到一定加工精度的情況下，減少碾磨時(shí)間，適度加工，保留最大的硒含量。

表4 碾磨不同時(shí)間大米硒的損失率?

圖3 大米碾磨時(shí)間與碾減率及硒損失率的關(guān)系

3 結(jié)論

選取了重慶市江津區(qū)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的19種含硒稻谷，其糙米總硒含量為0.027 3～0.346 7 mg/kg。同一地區(qū)不同品種糙米中硒含量存在顯著差異(P<0.05)，表明稻谷品種對(duì)硒的富集能力不同?？傮w而言，渝香203、旌1優(yōu)華珍、Q香優(yōu)100和晶兩優(yōu)510對(duì)硒富集能力較強(qiáng)。受大米品種和種植環(huán)境的影響，不同稻米碾減率、米糠硒含量及碾磨過程中硒的損失情況不同，綿陽838、渝香203及宜香優(yōu)2115是硒損失率較大的品種，渝香203和旌1優(yōu)華珍米糠中硒含量較高，所有測試樣品均表現(xiàn)為隨著碾磨時(shí)間的延長，碾減率越大，大米加工精度越高，硒的損失率越大，賈嗣鎮(zhèn)種植的旌1優(yōu)華珍和晶兩優(yōu)510、白沙鎮(zhèn)種植的Q香優(yōu)100及中山鎮(zhèn)種植的渝香203在碾磨加工過程中硒的損失量較小，累計(jì)碾磨80 s后，稻米中硒含量仍可達(dá)到富硒稻谷水平。過度加工后的稻米往往不能滿足機(jī)體的基本營養(yǎng)需求。因此，大米加工過程中應(yīng)考慮大米的品種及其加工特性進(jìn)行適度加工，在滿足食用品質(zhì)的同時(shí)達(dá)到人體的營養(yǎng)需求。試驗(yàn)雖然對(duì)硒在稻米中的分布情況進(jìn)行了研究，但未對(duì)富硒大米中有機(jī)硒及無機(jī)硒作進(jìn)一步探究，后續(xù)應(yīng)加大對(duì)不同品種富硒大米中有機(jī)硒及無機(jī)硒含量及分布的相關(guān)研究，為富硒大米的有效利用提供理論依據(jù)。