劉建壘 常柳 段曉亮 洪宇 孫輝
摘 要:目的:小米的營養(yǎng)品質(zhì)受品種、環(huán)境及貯藏加工等多種因素的影響,全面深入了解小米的營養(yǎng)成分及其貯藏加工穩(wěn)定性,對于引導綠色優(yōu)質(zhì)糧油產(chǎn)品消費,推動糧食產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。方法:綜述了小米營養(yǎng)成分的研究進展,介紹了貯藏、加工、烹調(diào)等對小米營養(yǎng)成分的影響。結果與結論:通過控制貯藏和加工條件,可以有效減少營養(yǎng)成分的損失。
關鍵詞:小米;營養(yǎng)成分;貯藏加工;穩(wěn)定性
谷子脫殼后稱為小米,也稱粟米,富含蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、維生素B1、維生素B2等營養(yǎng)物質(zhì)[1],還含有豐富的功能活性物質(zhì),如黃酮、多酚、低聚糖等[2-3]。目前,關于小米營養(yǎng)成分含量的研究報道較多,但缺乏全面系統(tǒng)的分析。小米營養(yǎng)成分的含量受品種、種植區(qū)域等因素的影響較大[4],且不同的檢測方法也會導致測定結果的差異[5-6]。此外,小米的營養(yǎng)雖然豐富,但其營養(yǎng)品質(zhì)受多種因素的影響,其中最主要的是貯藏、加工和烹調(diào)這三個因素。國家“優(yōu)質(zhì)糧食工程”實施中的“五優(yōu)聯(lián)動”特別強調(diào)優(yōu)糧優(yōu)儲、優(yōu)糧優(yōu)加,注重科學的貯藏加工來保證優(yōu)質(zhì)糧食的品質(zhì)。全面深入了解小米的營養(yǎng)成分及其貯藏加工穩(wěn)定性,對于引導綠色優(yōu)質(zhì)糧油產(chǎn)品消費,推動糧食產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。本文首先綜述了基于大樣本研究的小米各種營養(yǎng)成分含量的研究進展,進一步論述了貯藏和加工對小米營養(yǎng)成分的影響,以期為如何減少貯藏加工造成的營養(yǎng)成分損失提供科學依據(jù)。
1 小米的營養(yǎng)成分
《中國食物成分表》顯示,小米的脂肪含量是小麥粉的1.82倍、稻米的3.44倍;不溶性膳食纖維含量是小麥粉的2.00倍、稻米的2.67倍;維生素B1含量是小麥粉的1.65倍、稻米的2.20倍;維生素B2含量是小麥粉的1.67倍、稻米的2.50倍;維生素E含量是小麥粉的5.50倍、稻米的8.44倍。小米中還含有維生素A、胡蘿卜素,鈣、鉀、鎂、鐵、鋅等礦物元素的含量也均較小麥粉和稻米豐富[7]。
1.1 蛋白質(zhì)和氨基酸
1.1.1 蛋白質(zhì) 為了便于比較,按GB 5009.5—2016規(guī)定的小米的氮折算成蛋白質(zhì)的折算系數(shù)5.83[8]進行轉換。除郝明杰等[9]及古世祿等[10]的研究中未說明使用的檢測方法外,其他均采用國家標準方法或近紅外反射光譜法進行測定。綜上所述,小米粗蛋白干基平均含量基本在12.2%~14.3%之間。不同地區(qū)小米的蛋白質(zhì)含量也不同,楊延兵等[11]研究發(fā)現(xiàn),西北早熟春谷區(qū)小米品種的蛋白質(zhì)平均含量最高,華北夏谷區(qū)品種蛋白質(zhì)含量平均最低[11];與李慶春等[14]報道的不同,后者研究發(fā)現(xiàn),華北平原小米蛋白含量最高,平均為13.73%,其次是東北平原,平均為13.59%,西北內(nèi)陸樣品蛋白含量居中,內(nèi)蒙古高原最低,且不同米色和米質(zhì)(粳性小米和糯型小米)間粗蛋白含量均無顯著性差異(附表)。
1.1.2 氨基酸組成 李慶春等[15]分析了228份不同品種小米的氨基酸組成,發(fā)現(xiàn)小米蛋白質(zhì)中的氨基酸種類齊全,含量豐富,含有人體必需的8種氨基酸;賴氨酸和蘇氨酸都是限制性氨基酸,其評分分別為36.31、91.52。也有研究顯示,小米含有豐富的賴氨酸,可用作大多數(shù)谷物的補充蛋白質(zhì)來源[16]。小米中人體必需氨基酸與總氨基酸的比值(39.1)和非人體必需氨基酸與總氨基酸的比值(64.2)均接近于FAO/WHO理想氨基酸標準,適合人體氨基酸配比[17]。小米的必需氨基酸指數(shù)(EAAI)為76.91[15],部分品種如汾選3號的EAAI可達到80,接近100[18],但熟化小米蛋白的可消化必需氨基酸評分(DIAAS)為10,較大米(37)和全麥粉(20)低[19]。小米蛋白質(zhì)的生物學價值和蛋白質(zhì)利用率都較高,消化率可達78%以上[16]。此外,小米蛋白是一種低過敏性蛋白,是一種安全性較高的食品基料,特別適宜于孕產(chǎn)婦和嬰幼兒食用[20]。更重要的是,小米蛋白價格低,來源豐富,且具有很好的功能特性,是替代動物蛋白食品的理想選擇[21]。
1.2 脂肪和脂肪酸
小米中的脂肪含量因品種、產(chǎn)地及耕作期間的管理方式不同而有所差異,楊延兵等[11]報道了我國4個主要谷子生態(tài)區(qū)270份小米品種的平均脂肪含量為(4.00±0.42)%,且不同生態(tài)區(qū)品種之間粗脂肪含量差異不顯著。Yang等[13]報道了全國6個省份的259份小米樣品的粗脂肪含量范圍為2.82%~4.47%,平均含量為3.64%,但未報道不同地區(qū)的粗脂肪含量差異。Zhang等[22]報道了全國5個地區(qū)的35份小米樣品的粗脂肪含量可達3.38%~6.49%,平均含量為4.51%,且受品種和種植區(qū)影響顯著,其中石家莊地區(qū)的小米粗脂肪含量最高。綜上所述,小米粗脂肪平均含量基本在3.6%~4.5%之間。
小米脂肪酸中不飽和脂肪酸所占比例較大,不飽和脂肪酸以亞油酸和油酸為主,還有少量的亞麻酸和花生酸,飽和脂肪酸以棕櫚酸和硬脂酸為主[22-24]。劉發(fā)敏等[25]測定了871份國內(nèi)小米品種和45份國外小米品種的脂肪酸組成,發(fā)現(xiàn)在小米6種主要的脂肪酸中,亞油酸含量為46.63%~76.96%,平均為70.01%;油酸含量為6.81%~43.34%,平均13.39%;棕櫚酸含量為5.94%~11.58%,平均8.34%;硬脂酸含量為0.00%~8.72%,平均4.38%;亞麻酸含量為0.29%~3.16%,平均1.96%;花生酸含量為0.02%~4.31%,平均1.72%;不飽和脂肪酸總量為85.54%,這與Zhang等[22]報道的全國5個地區(qū)的35份小米樣品的脂肪酸組成基本一致[22]。小米脂肪酸組成主要受品種和種植區(qū)域的影響,總體看來,我國北方地區(qū)的小米亞油酸與不飽和脂肪酸含量普遍高于南方地區(qū)[25]。此外,不同脂肪酸的含量受品種或種植區(qū)域的影響也不同,其中棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸和亞麻酸含量受品種差異影響最大,油酸含量受品種影響較小,而亞麻酸含量受種植區(qū)域的影響較大,其他脂肪酸含量受種植區(qū)域的影響均不顯著,且通過育種和耕作管理,可以改善小米脂肪的組成[22]。
1.3 碳水化合物
小米中總碳水化合物含量為71.5%~83.8%,平均含量為79.1%±2.6%[26],主要組成成分為淀粉,還有膳食纖維、抗性淀粉等。
1.3.1 總淀粉 Yang等[13]報道了全國6個省份的259份小米樣品的總淀粉含量范圍為65.59%~74.12%,平均含量為70.23%。田翔等[12]報道了191份山西核心谷子種質(zhì)材料中的淀粉含量范圍為70.13%~82.15%,平均值為76.27%,較Yang等研究的淀粉含量高。淀粉可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩類,Qi等[27]研究報道,小米中直鏈淀粉含量范圍在16.8%~26.8%之間,而張卓敏[28]報道的小米直鏈淀粉較低,為14.56%~19.72%;糯性小米直鏈淀粉含量很低,通常為3.46%~4.18%[29]。直鏈淀粉含量測定結果不同主要與小米品種及檢測方法不同有關。直鏈淀粉和支鏈淀粉的比例直接影響小米的質(zhì)地和蒸煮品質(zhì),進而影響小米食品的適口性。直鏈淀粉含量較低的小米飯黏性大、柔軟,而直鏈淀粉含量較高的(25%以上)小米飯干燥、蓬松、適口性較差,且有回升現(xiàn)象[30]。直鏈淀粉含量比例屬于中等偏下(14%~18%)的品種,一般米飯既蓬松又柔軟可口,適口性好[31]。
1.3.2 膳食纖維 膳食纖維對人體健康具有多種保健作用[32-33]。據(jù)報道,我國7個品種5個地區(qū)小米膳食纖維含量的變幅為1.30~2.91 g/100 g,且品種對膳食纖維的影響不顯著[34],喜馬拉雅地區(qū)中部的小米膳食纖維平均含量為5.70%,變幅為4.88%~5.95%[35]。利用超聲-微波輔助酶法,小米中可溶性膳食纖維的得率可達13.63%[36]。膳食纖維按溶解性不同分為不溶性膳食纖維(IDF)和可溶性膳食纖維(SDF),小米中的膳食纖維以IDF為主,占總膳食纖維含量的74%~98%[37]。小米IDF中木糖含量(48.36%)較SDF中的(30.99%)高,SDF中葡萄糖含量(34.56%)較IDF中的(24.79%)高[38],而小米糠IDF中的木糖含量可達73.92%、小米糠SDF中葡萄糖含量可達68.23%[39]。
1.3.3 抗性淀粉 抗性淀粉對預防和改善肥胖癥、糖尿病、心血管疾病和慢性腎病等非傳染性疾病具有重要作用[40]。劉敬科[41]等研究了216份小米材料的抗性淀粉含量,發(fā)現(xiàn)小米抗性淀粉呈偏正態(tài)分布,平均含量為2.43%,變幅為0%~6.74%,主要以2.00%~4.00%為主;不同生態(tài)區(qū)小米抗性淀粉含量從高到低依次為:內(nèi)蒙古高原、華北平原、東北平原、黃土高原。而李穎等[42]測定的小米抗性淀粉含量較高,范圍為6.31%~8.69%,這與抗性淀粉測定的方法不同有關。
1.4 礦物質(zhì)
小米中礦物元素的含量與土壤、品種等因素相關,各種礦物元素的含量差別較大。如河南和內(nèi)蒙小米的礦物元素中鈣含量為225~239 mg/kg、鐵14.2~19.7 mg/kg、鋅2.15~2.43 mg/kg、銅17.7~21.9 mg/kg、鎂646~697 mg/kg[43];遼寧地區(qū)小米的礦物元素中鈣含量為40.2~140 mg/kg、鐵79.9~134 mg/kg、鋅16.2~30.6 mg/kg、銅2.20~4.40 mg/kg、鎂1 151~1 755 mg/kg[44];內(nèi)蒙古地區(qū)小米的礦物元素中鐵含量為10.0~23.8 mg/kg、鋅18.1~30.1 mg/kg、銅2.90~4.60 mg/kg[45]。
對小米中硒含量的研究報道較多,Liu等[46]測定了200份全國主產(chǎn)區(qū)的小米品種及品系中硒的含量發(fā)現(xiàn),小米中的硒平均含量為100 μg/kg[46],劉三才等[47]對中國谷子5個生態(tài)區(qū)(西北內(nèi)陸、黃土高原、東北平原、華北平原和內(nèi)蒙古高原)的112份小米硒含量分析顯示,小米硒含量平均為53.3 μg/kg,變異范圍20.8~89.2 μg/kg[47],較Liu等報道的硒含量低。不同地區(qū)的小米硒含量差異較大:西北內(nèi)陸和黃土高原的品種硒含量最高,其次是東北平原、華北平原,最低是內(nèi)蒙古高原[47]。其中,山西的小米品種硒含量最高,為110 μg/kg;內(nèi)蒙古的小米品種硒含量最低,平均為84.7 μg/kg[46]。而劉曉輝等[48]發(fā)現(xiàn),吉林省240個小米品種的硒含量較高,范圍為210~810 μg/kg,平均含量為500 μg/kg。這些結果的差異與樣品不同及檢測方法的差異有關。
1.5 維生素
小米中維生素含量多且種類豐富,主要有維生素B1、維生素B2、維生素E、葉酸等。劉曉輝等[48]分析了吉林省240個小米品種的維生素B1和維生素B2含量,發(fā)現(xiàn)小米中維生素B1含量范圍為4.77~6.81 μg/g,平均含量為5.57 μg/g;維生素B2含量范圍為0.81~1.68 μg/g;平均含量為1.00 μg/g。劉敏軒等用正相高效液相色譜法測定了200份不同省份谷子育成品種籽粒中的4種維生素E(α-維生素E、β-維生素E、γ-維生素E和δ-維生素E)的含量,發(fā)現(xiàn)小米維生素E總量呈正態(tài)分布,其主要分布區(qū)間為43.93~93.34 μg/g,其中α-維生素E、(β+γ)-維生素E、δ-維生素E含量主要分布區(qū)間分別為8.98~23.07 μg/g、29.90~74.43 μg/g、0~0.865 μg/g[5]。李國營等[6]用反向高效液相色譜法測定了466份小米種質(zhì)資源的維生素E含量,發(fā)現(xiàn)小米維生素E總含量主要分布區(qū)間在36.00~72.00 μg/g;其中α-維生素E、(β+γ)-維生素E、δ-維生素E含量主要分布區(qū)間分別為6.00~21.00 μg/g、27.00~51.00 μg/g、0.09~1.20 μg/g。α-VE、(β+γ)-維生素E和δ-維生素E含量分別占總維生素E的27.4%、71.3%、1.3%。上述兩項研究中,后者測定的維生素E含量略低于前者,這主要還是與小米品種及檢測方法不同有關。不同地區(qū)及不同米色的維生素E含量也不同,東北平原和西北內(nèi)陸小米的α-維生素E的含量較高,且黑色、褐色子粒維生素E及各組分的含量均高于其他粒色[6]。閆陸飛[49]對302份小米籽粒的總葉酸進行了測定,發(fā)現(xiàn)晉中生態(tài)區(qū)的小米葉酸平均含量為1.28 μg/g,變幅為0.12~2.76 μg/g;晉南生態(tài)區(qū)的小米葉酸平均含量1.21 μg/g,變幅為0.29~2.53 μg/g;葉酸含量不同可能與試驗材料及生長氣候和土壤等條件有關。
1.6 酚類
小米中的酚類物質(zhì)是其抗氧化的重要功能成分,一般以結合態(tài)和游離態(tài)的形式存在。目前國內(nèi)外報道的小米中游離酚和結合酚的含量差異較大,如Xiang等[2]研究發(fā)現(xiàn),4種國內(nèi)小米中游離酚和結合酚含量相近,分別為161.86~224.47 mg阿魏酸當量(FAE)/kg DW(干基)、170.69~294.75 mg FAE/kg DW[2]。而Pradeep等[50]報道的3個印度不同品種小米中游離酚占總酚含量的80%以上,其中游離酚含量在15.92~17.37 μmol FAE/g、結合酚含量在2.99~4.17 μmol FAE/g之間。但是,更多的研究則認為,小米中的酚類物質(zhì)多數(shù)以結合態(tài)的形式存在,如張玲艷[37]研究發(fā)現(xiàn),11種小米中結合酚含量占總酚含量的68%~91%,其中總酚含量變化范圍為312.91~671.09 mg沒食子酸當量(GAE)/100 g DW。而Bora等[51]報道的小米中結合酚含量更高,達到95%以上,其中游離酚含量為122 μg FAE/g、結合酚含量為2 774 μg FAE/g。此外,不同品種小米中的多酚含量差別較大,如晉谷28和晉谷34總酚含量分別為78.79、114.22 mg GAE/100 g DW [52]。
小米中酚類物質(zhì)的種類也非常豐富,Xiang等[2]用高效液相色譜串聯(lián)四極桿飛行時間質(zhì)譜法(HPLC-DAD-Q-QTOF-MS)鑒定了4種國產(chǎn)小米中的酚類化合物,其中在游離酚中檢測到21種酚類物質(zhì),包括9種羥基肉桂酸亞精胺、3種山奈酚糖苷和芹菜素糖苷;結合酚中共檢出23種酚酸衍生物,以阿魏酸為主,且存在4種阿魏酸二聚體。從多酚的組成來看,小米中游離酚主要為表兒茶素、綠原酸、芥子酸和香草酸;結合酚主要為咖啡酸和香豆酸[53]。而Pradeep等[50]研究則發(fā)現(xiàn),小米中的游離酚酸以阿魏酸、咖啡酸和芥子酸為主;結合酚酸以阿魏酸和對香豆酸為主。Zhang等[52]研究發(fā)現(xiàn),小米中結合態(tài)綠原酸、對香豆酸和阿魏酸的含量明顯高于對應的游離態(tài),而丁香酸僅以游離形式存在。上述對小米游離酚和結合酚含量及組成的研究結果差異較大,這主要與小米品種不同有關,同時受多酚的提取和檢測方法影響較大。
1.7 其他成分
小米中黃色素主要是類胡蘿卜素,其組成主要是葉黃素和玉米黃素[54-55]。Yang等[55]對我國4個不同生態(tài)區(qū)的270份小米黃色素和類胡蘿卜素(葉黃素和玉米黃素)含量進行了研究,發(fā)現(xiàn)小米黃色素平均含量為17.80 mg/kg,變幅為1.91~28.54 mg/kg;葉黃素和玉米黃素約占黃色素的55%~65%,且葉黃素與玉米黃素的含量比為1.51~6.06,平均為3.34。Liu等[46]測定了200份來自全國主產(chǎn)區(qū)的小米品種及品系中類胡蘿卜素的含量,發(fā)現(xiàn)小米葉黃素含量符合正態(tài)分布,其平均值為3.1 μg/g;玉米黃素含量平均值為8.6 μg/g[46]。小米黃色素的含量主要受品種和種植地點及兩者交互作用的影響[56]。不同地區(qū)種植的小米黃色素含量不同,其中黃土高原春播區(qū)小米黃色素含量最高(達20.59 mg/kg),其次是華北夏播區(qū)(18.25 mg/kg)和東北春播區(qū)(17.25 mg/kg);內(nèi)蒙古高原春播區(qū)黃色素含量較低(13.92 mg/kg)[55]。不同米色中的總類胡蘿卜素含量差別也較大,其中黃色小米總胡蘿卜素含量在1.98~2.07 μg/g之間,顯著高于綠小米、黑小米[57]。小米還含有γ-氨基丁酸和β-葡聚糖等活性成分,其中γ-氨基丁酸含量可達7.15 mg/100 g[58]、β-葡聚糖含量可達5.78 g/100 g[3]。深色小米中還含有原花青素,如綠小米、黑小米中原花青素含量分別為0.295、0.261 mg/g[57]。
2 貯藏加工對小米營養(yǎng)成分的影響
小米的營養(yǎng)品質(zhì)受到多種因素的影響,其中最主要的是貯藏、加工及烹調(diào)這3個因素。
2.1 貯藏對小米營養(yǎng)成分的影響
谷子有外殼,對溫濕度和蟲霉具有較強的抵抗力,耐儲性好;但是,受脂肪含量高易氧化酸敗及糧堆孔隙度小易發(fā)熱的影響,經(jīng)脫殼后的小米的貯藏穩(wěn)定性卻非常差[20]。但也有研究發(fā)現(xiàn),貯藏后谷子的某些營養(yǎng)成分較小米損失更大。如,在-20 ℃貯藏16個月后,冀谷31和晉谷21谷子中總酚含量分別降低68%和35%;而對應的小米中總酚含量分別降低41%和51%[37]。
不同溫度下貯藏的小米中總酚、淀粉、粗脂肪和維生素E的含量變化較為復雜,并不是貯藏溫度越低營養(yǎng)成分保留率越高,如4℃貯藏的總酚含量較-20 ℃貯藏的高[37];但普遍規(guī)律為4 ℃與25 ℃下貯藏較高溫(45 ℃)變化小[59-60]。這與谷子中多酚氧化酶和過氧化物酶的活性在4℃時較-20 ℃時低有關[37]。隨著貯藏時間的延長,小米中總酚含量快速降低,且貯藏早期(4~8個月)的總酚含量減少速率比貯藏后期(8~12個月)的減少速率要快[60]。小米在42 ℃,相對濕度85%條件下貯藏10 d,類胡蘿卜素含量下降最高達17%,其中β-胡蘿卜素損失最高達40%以上,玉米黃素含量下降32%以上[61]。在15~30 ℃貯藏180 d,小米的粗脂肪和直鏈淀粉含量呈現(xiàn)升高趨勢,粗蛋白含量變化不大[62]。小米貯藏后蒸煮品質(zhì)和感官品質(zhì)下降,小米水分含量、小米吸水率、米湯可溶固形物含量及淀粉酶和脂肪酶活力呈下降趨勢;而小米水分活度、還原糖含量、脂肪酸值呈上升趨勢[63]。貯藏溫度和水分含量對小米的營養(yǎng)品質(zhì)影響較大,氣調(diào)貯藏也可以延緩小米品質(zhì)劣變,但作用相對較小[62];聚偏二氯乙烯材料包裝的小米,貯藏后蒸煮品質(zhì)均優(yōu)于復合包裝材料[63]。因此,在小米貯藏中,應嚴格控制貯藏溫度和水分含量,同時改進包裝材料可以有效延緩其營養(yǎng)品質(zhì)的變化。
2.2 加工對小米營養(yǎng)成分的影響
谷物在收割后需進行脫殼、碾米等初加工才能食用。谷子由谷殼、皮層、胚和胚乳組成,脫去谷殼剩余的部分(包括谷皮、胚和胚乳)稱之為糙米;將糙米進一步去掉谷皮和胚,剩下的胚乳稱為精米,也就是我們最常食用的小米[64]。精細化加工會造成谷子丟失大量的營養(yǎng)成分,營養(yǎng)價值有所下降。將糙小米和小米的營養(yǎng)成分進行比較發(fā)現(xiàn),除了碳水化合物、鈉和硒外,糙小米的其他營養(yǎng)成分含量均較小米高,其中不飽和脂肪酸、煙酸、維生素E、生物素、鎂、錳6種營養(yǎng)成分,糙小米高出小米100%以上;葉酸、鉀、鐵和銅,糙小米高出小米80%以上;粗脂肪、維生素B1、鈣和磷,糙小米高出小米30%以上[65]。此外,脫殼后,小米中多酚的含量顯著降低,其抗氧化活性也大幅下降,這是因為谷子中的酚類化合物主要存在于糠皮層的緣故[37,66]。但是,脫殼后小米黃酮含量增加,這可能是由于大部分黃酮與糖結合成苷類以配基的形式存在于小米中,皮層中含有極少量的黃酮[67]。
擠壓膨化、超微粉碎、蒸汽爆破等加工方式可提高小米可溶性膳食纖維的溶出,其中,蒸汽爆破、擠壓膨化分別提高2.64倍、2.2倍;擠壓膨化處理后,小米膳食纖維的品質(zhì)指標有所減低,而超微粉碎處理作用不明顯;蒸汽爆破與原料相比脂肪含量提高1.37倍[68]。擠壓小米粉的干基脂肪含量和直鏈淀粉含量比生小米粉分別減少28.92%和28.21%,但多不飽和脂肪酸含量增加21.08%,其中亞油酸增加19.92%、亞麻酸增加63.40%[69]。
谷子發(fā)芽后,營養(yǎng)成分也發(fā)生顯著變化,如發(fā)芽黑谷子總氨基酸含量變化顯著,發(fā)芽6 h時達到最高為(195.36±16.95)mg/g,較發(fā)芽前提高了29.03%;必需氨基酸含量在12 h時達到峰值(73.81±8.85)mg/g,且發(fā)芽后精氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、賴氨酸與天冬氨酸富集效果明顯[70]。谷子萌發(fā)后γ-氨基丁酸含量由萌發(fā)前的7.15 mg/100 g增加到38.5 mg/100 g[58],粗蛋白質(zhì)含量由11.2%增加到11.5%,碳水化合物含量由86.4%降低到65.5%,β-葡聚糖含量由5.78%下降到4.99%,但其純度由76.98%升高到79.95%,而粗脂肪和灰分含量在發(fā)芽前后無顯著變化。
綜上所述,從營養(yǎng)成分保留來看,應盡量減少谷子的精細加工。不同加工方式對小米營養(yǎng)成分的影響差異較大,但目前的研究只是報道了少數(shù)幾種營養(yǎng)成分在不同加工條件下的變化。谷子發(fā)芽可以使氨基酸、γ-氨基丁酸等營養(yǎng)成分增加,使碳水化合物和β-葡聚糖含量下降,但是發(fā)芽對維生素等其他營養(yǎng)成分的影響尚缺乏系統(tǒng)的評價。因此,加工對小米營養(yǎng)成分的影響還需進一步深入系統(tǒng)的研究。
2.3 烹調(diào)對小米營養(yǎng)成分的影響
小米在食用之前通常要經(jīng)過淘洗、熟化過程,而蒸煮是小米最常見的加工方式,對小米的營養(yǎng)品質(zhì)也產(chǎn)生重要的影響。小米淘洗時,淘米水中含有豐富的維生素、蛋白質(zhì)以及鋅、鈣、鎂、鐵等微量元素[71]。蒸小米和煮小米中維生素B1和維生素B2含量均顯著減少,其中蒸小米和煮小米中維生素B1含量分別減少了81%和78%,維生素B2含量分別降低了27%和73%。蒸煮后,小米中的多酚黃酮類物質(zhì)的含量均明顯降低。與生小米相比,蒸小米中總酚、總黃酮含量分別減少46%、33%,煮小米中總酚、總黃酮含量分別減少25%、47%[72]。小米煮粥后,游離酚和結合酚的含量比生小米分別減少53%和10%[53]。高壓蒸煮后結合酚酸含量降低27.87%,游離黃酮含量降低29.57%,而游離酚酸和結合黃酮含量無顯著變化[70]。常壓或高壓蒸制小米鲊時,多酚含量隨時間延長呈先降低后升高趨勢,而黃酮含量則持續(xù)降低,且高壓蒸制比常壓蒸制的黃酮損失更小[29]。這是由于蒸煮過程中長時間高溫濕熱導致維生素及多酚黃酮類物質(zhì)等活性成分被破壞,且各種營養(yǎng)成分損失的程度與蒸煮的溫度、時間等因素有關。小米鲊加工過程中,快消化淀粉和慢消化淀粉含量較蒸制前均增加,但抗性淀粉含量顯著下降,其中高壓蒸制和常壓蒸制抗性淀粉含量分別降低了90.0%和65.5%[29],而濕熱處理(水分26%,100℃加熱8 h)則使慢消化淀粉和抗性淀粉的含量分別從20.1%和13.3%增加到26.8%和17.1%[73]。
烹調(diào)還會導致小米顏色變淺,主要是由于小米中的黃色素降解所致,且小米黃色素保留率與蒸煮壓力密切相關,常壓蒸煮法(69%~85%)比微壓蒸煮法(44%~55%)和高壓蒸煮法(33%~45%)對小米黃色素的保留率高[74]。真空干燥也會導致小米胡蘿卜素含量降低,且干燥溫度越高小米中胡蘿卜素含量越低,從40℃的0.060 mg/100 g降低到60℃的0.043 mg/100 g[75]。此外,作為一種烹調(diào)方式,烘烤對小米的營養(yǎng)品質(zhì)也有較大的影響。相對于生小米,烤小米中的蛋白和脂肪含量下降[76],總酚含量有所增加;小米在237℃烘烤10 min后,游離酚、結合酚、總酚含量分別增加10%、27%、21%[37]。炒制導致小米揮發(fā)性成分中醛和雜環(huán)類物質(zhì)含量增加,碳氫和含苯衍生物的種類和含量大幅降低,對炒小米獨特香味品質(zhì)形成起到重要作用[77]。焙烤對小米維生素E含量有兩方面的影響:隨焙烤時間延長,維生素E含量增加;隨焙烤溫度升高,維生素E含量先升高后下降,其中在小米水分含量20%、175℃焙烤5 min時,維生素E含量平均值為74.50 μg/g[78]。
綜上所述,蒸煮、烘烤等烹調(diào)方式增加了小米制品的風味,同時也會導致小米顏色變淺及營養(yǎng)成分的損失,而各種營養(yǎng)成分損失的程度與烹調(diào)的壓力、溫度、時間等因素密切相關。雖然目前對于小米營養(yǎng)成分加工穩(wěn)定性的研究不夠全面系統(tǒng),但可以確定,通過控制加工條件,可以有效減少營養(yǎng)成分的損失。
3 結論與展望
不同加工方式對小米營養(yǎng)成分的影響差異較大。從營養(yǎng)成分保留來看,應盡量減少小米的精細加工。此外,通過控制貯藏和加工條件,不僅可以有效減少營養(yǎng)成分的損失,甚至還可以改善小米的某些營養(yǎng)功能。目前的研究只是報道了少數(shù)幾種營養(yǎng)成分在個別加工條件下的變化,有關不同加工方式對小米營養(yǎng)成分的影響還需要更加全面系統(tǒng)的評價。
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Research Advancement on Nutritional Compontent of Foxtail Millet and Their Stability During Storage and Processing
LIU Jian-lei,CHANG Liu,DUAN Xiao-liang,HONG Yu,SUN Hui
(Institution of Grain Quality and Nutrition,Academy of National Food and Strategic Reserves Administration,Beijing 102629,China)
Abstract:The nutritional quality of foxtail millet is affected by many factors such as variety,environment,storage and processing.Comprehensive and in-depth understanding of the nutrient components of foxtail millet and their storage and processing stability is of great significance for guiding the consumption of green and high-quality grain products and promoting the high-quality development of the grain industry.Thus,this article comprehensively reviewed the research progress of various nutritional components of foxtail millet,discussed the effects of storage,processing,and cooking on the nutrients of foxtail millet,proposed that the loss of nutrients Could be effectively reduced by controlling the storage and processing conditions.
Keywords:foxtail millet;nutritional component;storage and processing;stability
基金項目:中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項課題(項目編號:ZX1927、180008)。
作者簡介:劉建壘(1987— ),男,博士,助理研究員,研究方向:糧食品質(zhì)與標準。
通信作者:孫 輝(1971— ),女,博士,研究員,研究方向:糧食品質(zhì)與標準。