趙 寧， 江 帆， 解 菲， 梁雞保， 柴 巖， 王 孟， 杜雙奎

(西北農(nóng)林科技大學食品科學與工程學院1，楊凌 712100) (神木市農(nóng)業(yè)技術推廣中心2，神木 719300) (西北農(nóng)林科技大學農(nóng)學院3，楊凌 712100) (榆林市農(nóng)業(yè)科學研究院4，榆林 719000)

糜子(PanicummiliaceumL.)是禾本科黍屬的一類小雜糧作物，因其具有抗逆性強、生長期短的特性廣泛分布在干旱、半干旱地區(qū)，是重要的糧食來源[1]。依據(jù)糜子中直鏈淀粉質量分數(shù)的高低分為粳性糜子和糯性糜子[2]。粳性糜子米粒透明、有光澤，黏性低，一般直接烹煮米飯、稀飯等食用；而糯性糜子米粒不透明，黏性大，常磨面作糕點，也用于釀酒等[3]。近年來對糜子的研究主要集中在糜子種質資源開發(fā)[4]、糜子蛋白及氨基酸組成[5]、糜子淀粉理化特性的比較[1]、糜子產(chǎn)品開發(fā)[6]等。糜子比大多數(shù)其他谷物含有更高水平的蛋白質、多種礦物質、維生素和抗氧化物質[7]，具有很高的營養(yǎng)價值[8]。糜子不含麩質[9]，可以加工制作成適合乳糜瀉患者及嬰幼兒食用的產(chǎn)品[10]，也可以與小麥粉、大米粉等復配，改善糜子的加工特性，加工成主食或休閑類食品[11]。與大宗作物相比，糜子的基礎研究和精深加工相對落后，關于粳性糜子和糯性糜子的品質差異分析較少，影響了糜子資源的開發(fā)利用。本研究以39個糜子品種為實驗材料，對其主要的營養(yǎng)品質和加工品質進行對比，分析粳、糯糜子品種的品質差異性，為生產(chǎn)者選擇合適的糜子品種進行開發(fā)應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

39個糜子品種由陜西神木縣農(nóng)技推廣中心提供，其中粳性21個(隴糜5號、隴糜7號、隴糜8號、隴糜9號、隴糜10號、隴糜11號、寧糜9號、寧糜10號、寧糜13號、寧糜14號、寧糜16號、寧糜17號、固糜21號、伊糜5號、內糜3號、內糜5號、內糜6號、內糜9號、赤糜2號、榆糜2號、榆糜3號)，糯性18個(赤黍1號、赤黍2號、晉黍5號、晉黍1號、晉黍3號、晉黍4號、晉黍6號、晉黍7號、晉黍8號、晉黍9號、雁黍8號、齊黍1號、寧糜12號、榆黍1號、紅糜子、 黃糜子、黑糜子、白糜子)。分別稱取糜子50 g，用高速粉碎機粉碎30 s，過60目篩，收集篩下物，4 ℃保存。

1.2 儀器與設備

FW-100型高速萬能粉碎機，CR-410型色差儀，UV-1200型分光光度計，KDC-40型低速離心機，KJELTEC 2300全自動凱氏定氮儀，RVA-Tec Master快速黏度測定儀。

1.3 方法

1.3.1 基本組分的測定

水分含量參照GB/T 5009.3—2016測定；總淀粉質量分數(shù)參照GB 5009.9—2016測定；粗蛋白含量參照GB 5009.5—2016測定；粗脂肪含量參照GB 5009.6—2016測定；灰分含量參照GB 5009.4—2016測定；直鏈淀粉參照Yang等[12]的方法測定。

1.3.2 顏色測定

采用色差儀進行測定。用標準白板進行校準(Ls:91.51、as:0.11、bs:0.51)，結果以L*、a*、b*值表示。色差ΔE*的計算公式為：

ΔE*=

式中：L*為亮度值；a*為紅綠值；b*為黃藍值。

1.3.3 吸水性

參考Bryant等[13]的方法并稍作修改，稱取1.0 g糜子粉于恒重離心管中，加10 mL蒸餾水混勻，室溫靜置30 min，期間每5 min振蕩1次，3 000 r/min離心30 min，棄上清，將離心管倒置于濾紙上，10 min后稱量。以每g樣品吸附水的質量表示(g/g)。

1.3.4 溶解度(S)和膨脹度(SP)

稱取0.2 g(W)糜子粉于離心管中，加入20 mL蒸餾水，充分振蕩后于80 ℃水浴加熱30 min，每5 min振蕩1次，取出冷卻至室溫，3 000 r/min離心15 min。將上清液倒入恒重的鋁盒中，于105 ℃干燥至恒重，記錄干燥物質量(A)和沉淀物質量(P)。計算S和SP。

1.3.5 糊化特性

使用快速黏度分析儀測定糜子粉的糊化特性。稱取3.0 g樣品，放入裝有25.0 mL蒸餾水的鋁罐中混合均勻，按14%濕基校正。參數(shù)設定為：50 ℃保持1 min，以12 ℃/min的速度升高到95 ℃，保持2.5 min，隨后以12 ℃/min的速度降至50 ℃，保持2 min，測定時間為13 min。測定起始10 s內轉速設定為960 r/min，之后勻速160 r/min。

1.3.6 抗氧化性

1.3.6.1 提取液制備

參照任妍婧等[14]的方法，略有改動。準確稱取2.0 g糜子粉于離心管中，加入45 mL 60%甲醇溶液混合均勻后，置于50 ℃、100 W條件下超聲提取1 h，3 800 r/min離心30 min，收集濾液，殘渣再重復提取1次，合并濾液，用60%甲醇定容至100 mL。

1.3.6.2 總酚含量測定

參考Xu等[15]的方法略有改動。吸取2.0 mL提取液于10 mL刻度試管中，與2 mL Folin-Ciocalteu試劑混勻，再加入2 mL 15% Na2CO3，用蒸餾水稀釋至刻度，于暗處靜置1 h，在波長765 nm處測定吸光度值。沒食子酸標準品與吸光度值的回歸方程為y=0.120 9x+0.000 5，決定系數(shù)R2=0.999 7。

1.3.6.3 總黃酮含量測定

參照Dini等[16]的方法測定。吸取各樣品提取液10 mL于25 mL刻度試管中，加入0.5 mL 5% NaNO2溶液，搖勻后放置6 min；再加入0.5 mL 10% Al(NO3)3溶液，搖勻后放置6 min；再加入4 mL 4% NaOH溶液，搖勻，定容至刻度，室溫反應20 min，在波長510 nm處測定吸光度值。蘆丁標準品與吸光度值的回歸方程為y=0.062 8x+0.002 4，決定系數(shù)R2=0.999 2。

1.3.6.4 DPPH·清除能力測定

參照Brand等[17]的方法測定。移取3 mL提取液于10 mL具塞試管中，加入2 mL 2×10-4mol/L DPPH溶液，振蕩搖勻。室溫下避光放置30 min后在517 nm波長下測定吸光度A樣，以3 mL甲醇與2 mL DPPH溶液的混合液記為A空白，3 mL提取液與2 mL甲醇的混合液記為A背景，計算樣品對DPPH·的清除率：

1.3.6.5 ABTS+·清除能力測定

參照Re等[18]的方法測定。移取1 mL提取液于10 mL具塞試管中，加入3 mL ABTS工作液，渦旋混勻后避光靜置6 min，于734 nm波長處測定吸光度值，根據(jù)公式計算樣品對ABTS+·的清除率：

式中：A0為空白管的吸光度;A1為樣品吸光度;A2為ABTS工作液吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有實驗重復3次，取其平均值。使用SPSS 18.0對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，采用Duncan法進行多重比較，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 基本組分分析

2.1.1 淀粉

不同糜子品種間淀粉質量分數(shù)差異較小，平均淀粉質量分數(shù)為73.91%(表1)，是理想的淀粉資源，這個結果與Yang等[2]的測定結果相近(75.90%)。粳性糜子中內糜9號的淀粉質量分數(shù)最高，榆糜3號含量最低；糯性糜子中晉黍6號的淀粉質量分數(shù)最高，白糜子含量最低，粳性糜子平均淀粉質量分數(shù)顯著高于糯性糜子。Yang等[19]研究表明，粳性糜子和糯性糜子的總淀粉質量分數(shù)無顯著差異，這可能與糜子品種及測定方法不同有關。

2.1.2 蛋白質

蛋白質含量與質量是衡量谷物品質的重要指標之一，與其營養(yǎng)和加工品質密切相關。不同糜子品種間的蛋白含量差異較大，平均蛋白質量分數(shù)為11.37%(表1)。粳性糜子中質量分數(shù)最高的是伊糜5號，其次是赤糜2號和內糜3號；糯性糜子中含量最高的是黃糜子(13.41%)。粳性糜子平均蛋白質量分數(shù)比糯性糜子高1.54%，這與楊清華[20]報道的結果不一致，可能與品種不同有關。

2.1.3 粗脂肪

糜子粗脂肪質量分數(shù)在2.6%～5.4%之間，平均質量分數(shù)為4.0%，與劉勇等[8]的測定結果相近(3.81%)。粳性糜子的平均粗脂肪含量低于糯性糜子(表1)。粳性糜子中伊糜5號、隴糜11號和糯性糜子中赤黍1號、雁黍8號粗脂肪含量較高。

2.1.4 灰分

灰分含量的高低反映糧食籽粒加工精度的程度大小。不同糜子品種的灰分含量有一定差異。糜子灰分在0.4%～0.9%之間(表1)。粳性糜子和糯性糜子品種間的平均灰分含量無顯著差異，平均值均為0.6%，與小米的灰分含量相近[21]。

2.1.5 直鏈淀粉和支鏈淀粉

直鏈淀粉含量會影響食品的感官品質，可作為評價糧食品質的重要指標[22]。不同糜子品種的直鏈淀粉含量差異最大，粳性糜子的平均直鏈淀粉含量顯著高于糯性糜子。從總體分布來看，直鏈淀粉質量分數(shù)小于5%的有18個，為糯性品種；質量分數(shù)在15%～20%的有10個，大于20%的有11個，為粳性品種。粳性糜子直鏈淀粉質量分數(shù)平均19.87%，最高的是寧糜10號，最低的是寧糜13號。直鏈淀粉質量分數(shù)的高低直接影響糜子食品的加工利用。糯性糜子中的淀粉以支鏈淀粉為主，平均含量占淀粉質量分數(shù)的96.68%，遠高于粳性糜子(73.62%)。周穎等[23]研究表明，脂質可與支鏈淀粉分子形成配合體，延緩淀粉的老化。

2.2 色度

不同糜子品種的色澤存在顯著差異，其中紅綠值a*差異較大，變異系數(shù)為20.53%，L*、b*、ΔE*差異較小(表1)。粳性糜子中L*值最高的是寧糜14號，糯性糜子中L*值最高的是晉黍5號；糯性糜子的亮度值L*顯著大于粳性糜子，色澤光亮，而a*、b*、ΔE*值顯著低于粳性糜子，這可能與不同糜子中的色素含量不同、米粒結構有關，楊延兵等[24]研究表明小米外觀品質與黃色素含量呈正相關。

表1 糜子的品質特性

2.3 吸水性

吸水性反映淀粉、蛋白以及纖維的吸水能力，影響產(chǎn)品品質[25]。糜子粉的吸水性在0.79～1.01 g/g之間。粳性糜子吸水性最高的為隴糜9號，最低的為榆糜2號；糯性糜子吸水性最高的為紅糜子，最低的為晉黍4號。糯性糜子的吸水性顯著高于粳性糜子，這可能與不同品種糜子中的淀粉、蛋白含量以及性質、籽粒蠟質層、角質層結構不同有關。

2.4 溶解度和膨脹度

不同品種糜子粉間的溶解度和膨脹度差異很大。粳性糜子中溶解度最高的是寧糜13號，膨脹度最高的是寧糜10號，糯性糜子中晉黍7號的溶解度和膨脹度均為最高。糯性糜子粉的溶解度、膨脹度顯著高于粳性糜子粉，這可能與其淀粉、蛋白、直鏈淀粉含量有關。李志偉等[26]研究表明，直鏈淀粉含量越高，越難溶解，膨脹度越低，這與直鏈淀粉與蛋白、脂類等形成復合物從而抑制了淀粉顆粒的膨脹有關。

表2 糜子粉的吸水性、溶解度和膨脹度

2.5 糊化特性

不同品種糜子粉的糊化特性統(tǒng)計分析結果見表3。由表3可以看出，不同糜子品種的起糊溫度差異較小，粳性糜子粉的平均起糊溫度高于糯性糜子粉5.92 ℃，表明粳性糜子粉較糯性糜子粉對吸水加熱膨脹和破裂的抵抗性高，不易糊化。不同糜子品種的峰值黏度、最終黏度、破損值、回生值差異大，變異系數(shù)分別為30.90%、64.99%、47.83%、77.53%。粳性糜子粉的峰值黏度、最終黏度均顯著高于糯性糜子粉，與楊清華[20]報道結果一致。粳性糜子破損值小于糯性糜子，表明其熱穩(wěn)定性較高，抗剪切能力強?；厣悼梢苑从车矸酆匣蚧厣某潭?，糯性糜子回生值顯著低于粳性糜子，表明其回生程度小，適合用于易發(fā)生回生的食品或湯汁等食品[27]。糊化黏度特性除了受淀粉含量影響外，蛋白質、脂質含量、直鏈淀粉、支鏈淀粉鏈長分布等也會影響糊化特性。

2.6 抗氧化性

2.6.1 多酚含量

糜子的多酚含量平均為8.20 mg/g(表4)。粳性糜子中含量最高的是內糜9號，最低的是隴糜7號和赤糜2號；糯性糜子中含量最高的晉黍8號，晉黍6號最低。糯性糜子多酚平均含量稍高于粳性糜子，但二者間無顯著性差異。Huang等[28]研究表明，酚類可以有效延緩脂質氧化反應，提高食品穩(wěn)定性，預防一些慢性疾病的誘導發(fā)生，因此糜子有望用于保健食品的開發(fā)利用。

2.6.2 黃酮含量

糜子的黃酮含量變幅為53.50～63.00 mg/100 g(表4)，其中含量最高的是糯性糜子榆黍1號，最低的是粳性糜子寧糜16號。本研究結果高于王曉琳[29]報道結果，這可能與品種、提取方法不同有關。粳性糜子和糯性糜子的平均黃酮含量沒有顯著差異，與Ruiling等[30]的研究一致。

2.6.3 DPPH·清除率

DPPH·是一種性質穩(wěn)定的自由基，能夠被反應體系中的抗氧化成分清除[31]。糜子的DPPH·清除率有較大差異，變異系數(shù)為16.80%。糯性糜子的平均DPPH·清除率高于粳性糜子0.49%(表4)。參試品種中固糜21號和紅糜子的DPPH·清除能力相對較強，清除率分別達到64.81%和65.96%。寧糜10號和雁黍8號對DPPH·的清除能力最弱，僅有11.30%和34.40%。這可能與酚類、黃酮類化合物含量不同有關[32]。王曉琳[29]研究發(fā)現(xiàn)糜子的抗氧化能力明顯高于對應黃米，DPPH·清除率達到86%以上，且黑色糜子抗氧化能力最強。脫殼處理降低了糜子對DPPH·的清除活性。

2.6.4 ABTS+·清除率

ABTS經(jīng)氧化可生成藍綠色的自由基，可被抗氧化成分清除導致褪色，褪色程度越明顯，抗氧化能力越強[29]。糜子的ABTS+·清除率變幅為37.64%～65.22%，糯性糜子的平均ABTS+·清除率略高于粳性糜子，但無明顯差異(表4)。清除自由基的能力可能與所含酚類物質、黃酮類物質的組成及含量不同有關[33]。張國濤等[34]研究結果表明高粱總酚含量與其對ABTS+·的清除率呈正相關，但在本研究中沒有發(fā)現(xiàn)顯著相關性，這可能與糜子中存在的其他抗氧化成分對ABTS+·的清除有關。

表4 糜子粉的抗氧化性

2.7 聚類分析

糜子的糊化特性影響其品質與加工，采用歐式距離、離差平方和聯(lián)結法對參試糜子品種的糊化特性指標進行聚類分析，39個糜子品種可分為4類(表5)。第Ⅰ類為粳性糜子品種，各糊化指標值處于中等水平，起糊溫度、最終黏度和回生值較糯性糜子高，但均低于第Ⅱ類粳性糜子品種；第Ⅱ類為起糊溫度、最終黏度、回生值均高的粳性糜子品種；第Ⅲ類為糯性糜子品種，峰值黏度、破損值最高；第Ⅳ類為起糊溫度、峰值黏度、最終黏度、破損值和回生值均較低的糯性糜子品種。

表5 不同類糜子品種的匯總

3 結論

不同品種糜子的營養(yǎng)成分和加工品質存在差異性。其中紅綠值、粗脂肪、灰分、直鏈淀粉、溶解度、膨脹度、DPPH·清除率和糊化特性差異較大，變異系數(shù)均大于15%，淀粉、蛋白、支鏈淀粉、多酚、黃酮含量、ABTS+·清除率、吸水性、起糊溫度差異較小。粳性和糯性糜子在色澤、淀粉、蛋白、直鏈淀粉、支鏈淀粉、吸水性、溶解度、膨脹度和糊化特性上差異顯著，其他指標的差異未達到顯著水平。在本研究中，39個糜子品種被分為4類。第Ⅰ類為粳性糜子品種，最終黏度和回生值相對較高，其余指標值處于中等水平；第Ⅱ類為起糊溫度、最終黏度、回生值高的粳性糜子品種，表明其不易吸水糊化，凝膠強度大，易老化；第Ⅲ類為糯性糜子品種，峰值黏度、破損值高，表明其淀粉通過氫鍵與水結合的能力較強，對攪拌剪切和加熱較為敏感。第Ⅳ類為起糊溫度、峰值黏度、最終黏度、破損值和回生值低的糯性糜子品種，表明其易發(fā)生糊化，糊的抗剪切能力強，回生趨勢小，穩(wěn)定性好。