糜子粒色、米色與營養指標及脫殼難易程度的相關性分析

琦明玉　張立媛　李志光　李紅光　趙敏

摘要：通過測定4種粒色的20份糜子材料的干基蛋白、干基脂肪、干基碳水化合物等相關營養指標，確定糜子粒色、米色與營養指標以及加工難易程度的相關性。結果表明，相同粒色糜子，干基蛋白含量與干基碳水化合物含量之間呈負相關性，且二者此消彼長;干基蛋白含量與總氨基酸含量呈正相關性，且二者同時增減;黑粒糜子的干基碳水化合物含量高于白粒糜子，但氨基酸含量較白粒糜子和紅粒糜子低。同一粒色糜子前提下，其米色越淺，干基蛋白、總氨基酸含量越高，干基碳水化合物含量卻越低;白粒糜子較其他顏色糜子更易脫殼加工，黃色居中，黑色、紅色較為困難;在同一粒色下，不同米色的糜子脫殼的難易程度也不同，難易程度隨著米色變淺，難度降低。

關鍵詞：糜子;粒色;米色;營養指標;脫殼

中圖分類號： S516.01文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）09-0119-05

糜子（Panicum miliaceum L.）屬禾本科黍屬（Panicum miliaceum），起源于我國黃河流域的古老農作物，主要分為粳、糯2種，直鏈淀粉含量占總質量的7.5%以下為粳性，0.5% 以下為糯性[1-2]。糜子是我國北方地區主要雜糧作物之一，也是重要的抗旱防災作物。目前對糜子的研究主要圍繞在栽培、理化、育種等方面，對其籽粒形態結構、加工以及營養指標等方面的研究甚少。鄭楠楠等對8個品種的黍子營養成分進行分析研究，表明不同黍子品種間主要品質指標具有差異性[3];韓浩坤分析了不同品種糜子籽粒形成過程中淀粉及蛋白質的動態變化特性以及顯著差異性[4]。申瑞玲等在食品開發方面綜述了糜子的營養特性、生理功能特性以及研究前景[5];張麗珍等對糜子面和糜子面在淀粉理化性質及消化特性上做差異分析研究[6];冀佩雙也對糜子面和糜子面中淀粉的理化性質、氨基酸和γ-氨基丁酸含量的差異性進行研究[7]。在生產上糜子籽粒常見黑、白、紅、黃、復色等主要顏色，本研究基于籽粒顏色將糜子分類，在不同粒色的基礎上，研究糜子主要營養指標的相關性以及粒色、米色與主要營養指標的相關性和在加工難易程度上的差異性。[LM]

1 材料與方法

1.1 試驗材料

內蒙古赤峰市農牧科學院糜子研究所種質資源庫共收集選育糜黍資源370余份，2017年從中選出紅色、白色、黑色、黃色糜子材料各5份，共20份試驗材料，具體材料名稱編號見表1。

1.2 試驗方法

營養指標的測定：每份材料脫殼成米100 g備用，營養指標于2017年在中國農業大學食品學院統一測定。

干基脂肪含量的測定：準確稱取試樣1.0～5.0 g（準確至0.000 2 g），采用索氏脂肪提取器測定。

干基蛋白含量的測定：準確稱取試樣0.2～0.3 g（含有10～30 mg粗蛋白質），采用半微量凱氏定氮法測定。

干基碳水化合物含量的測定：準確稱取試樣1.0～3.0 g，采用蒽酮比色法測定總糖含量，換算出干基碳水化合物總量。

總氨基酸含量的測定：準確稱取1.0～2.0 g樣品，采用茚三酮比色法測定總氨基酸含量。

直、支鏈淀粉含量的測定：準確稱取1.0～2.0 g樣品，采用雙波長法測定。

米色：糜子脫殼后，對米色通過國際標準比色卡對照表表示。

殼薄厚：取每份材料200.0 g種子進行脫殼，計算每一遍脫殼后的出米率，并記錄每份材料出米率>80%時的脫殼次數。

脫殼機械：TP-JLG型號微型礱谷機，購自浙江托普云農有限公司。

2 結果與分析

2.1 相同粒色下糜子營養指標間的相關性分析

由表2可知，黑粒糜子樣品中，淀粉支直比與干基脂肪含量呈極顯著負相關;干基蛋白含量與干基碳水化合物含量之間呈極顯著負相關，與總氨基酸含量呈極顯著正相關;干基碳水化合物含量與總氨基酸含量呈極顯著負相關。

由表3可知，黃粒糜子干基蛋白含量與干基碳水化合物含量之間呈極顯著負相關，與總氨基酸含量之間呈極顯著正相關;干基碳水化合物含量與總氨基酸含量之間呈極顯著負相關。

由表4可知，白粒糜子干基蛋白含量與總氨基酸含量之間呈極顯著正相關;干基碳水化合物含量與總氨基酸含量之間呈顯著負相關。

由表5可知，干基蛋白含量與干基碳水化合物含量之間呈極顯著負相關，與總氨基酸含量之間呈極顯著正相關;干基碳水化合物含量與總氨基酸含量呈顯著負相關。

綜合4種粒色糜子營養指標之間的相關性可知，在相同粒色下，干基蛋白含量與總氨基酸含量呈正相關性，且二者同時增減;干基蛋白含量與干基碳水化合物含量之間呈負相關性，且二者此消彼長。

2.2 粒色、米色與營養指標間的差異性分析

2.2.1 不同粒色糜子之間營養指標的差異性分析

由表6可知，不同粒色糜子干基蛋白含量無顯著差異性;淀粉支直比、干基脂肪含量標準差的2倍數值大于或接近均值，說明數據可信度較低，因此不同粒色糜子的干基脂肪含量和淀粉支直比是否有變化在本試驗中未體現，需進一步鑒定;白粒糜子的干基碳水化合物含量顯著低于黑粒糜子，其他粒色糜子之間無顯著差異性;黑粒糜子的總氨基酸含量要顯著低于白粒、黃粒糜子，其他粒色糜子之間無顯著差異性。結果表明，在本試驗中不同粒色的糜子營養指標是有差異的，黑粒糜子干基碳水化合物含量要高于白粒糜子，但總氨基酸含量較白粒、黃粒、紅粒糜子低。

2.2.2 不同米色糜子之間營養指標的差異性分析

根據試驗設計將同一粒色的糜子按照米色由深到淺排序。由表7和圖1至圖5可知，同一粒色下，隨著米色由RAL 1016（硫磺色）-RAL 9001（彩色黃）-RAL 9010（純白色）由深至淺變化，籽粒的營養指標相應出現變化。同一粒色下，隨著米色由深至淺，其干基蛋白含量、總氨基酸含量整體逐漸升高，干基碳水化合含量整體逐漸降低，而干基脂肪含量、淀粉支直比無明顯規律性變化。結果表明， 在本試驗中不同米色的糜子營養指標是有差異的，同一粒色糜子前提下，米色越淺其干基蛋白、總氨基酸含量越高，碳水化合物含量卻越低。

2.3 粒色、米色與糜子脫殼難易程度、出米率的關系

對所有試驗材料第1遍出米率進行差異性分析，由表8可知，白粒糜子不同米色第1遍出米率差異性表現為RAL 9010>RAL 9001≈RAL 1016;黃粒糜子不同米色第1遍出米率差異性表現為RAL 9010>RAL 9001>RAL 1016;白粒糜子第1遍出米率顯著高于其他粒色糜子，其次為黃粒糜子，黑粒與紅粒糜子之間差異性較小。

在現實生產中，糜子脫殼難易程度與達到生產所需時的出米率加工次數呈正相關關系。本試驗記錄了試驗材料在達到80%以上出米率時的加工次數，由表9可知，紅粒、黑粒色糜子加工均至少至第3遍，甚至至第4遍才達到80%以上出米率，黃粒糜子加工至第3遍，白粒糜子加工至第2遍達到80%以上出米率。

結果表明，不同粒色的糜子其脫殼的難易程度不同，在本試驗中，脫殼難易程度從易到難排序為白粒>黃粒>黑粒>紅粒。在同一粒色下，不同米色的糜子脫殼的難易程度也不同，在本試驗中，4種粒色的糜子均表現米色為RAL 9010較RAL 1016易脫殼，同時黃殼糜子RAL 9010較RAL 9001易脫殼。說明同一粒色下，糜子脫殼的難易程度隨著米色變淺難度降低。

3 結論與討論

3.1 碳水化合物與蛋白質及氨基酸含量的相關性

本試驗中，在相同的粒色下干基碳水化合物含量與干基蛋白含量之間呈負相關性，干基蛋白含量與總氨基酸含量呈正相關性。不同粒色的糜子相比較，黑粒糜子的干基碳水化合物含量要高于白粒糜子，但氨基酸含量較白粒糜子和紅粒糜子低。2項結論均說明碳水化合物含量越高的糜子其蛋白質含量相對較低。蛋白質的主要成分為各類氨基酸，因此蛋白含量與總氨基酸含量應呈正向關系。孫藝丹在對不同谷子品種營養成分進行分析時，得出相似結論，即谷子的各項營養指標中，碳水化合物含量與蛋白質含量呈極顯著負相關，與灰分含量呈顯著負相關，與水分含量呈正相關[8]。荊奇等在對小麥品質性狀的變異及品質標準研究中也得出，蛋白質含量在一定程度上代表了小麥品質，其與代表產量的碳水化合物含量之間呈負相關性[9]。

3.2 米色、粒色與營養指標之間的關系

在本試驗中，不同粒色的糜子營養指標是有差異的，黑粒糜子的碳水化合物含量高于白粒糜子，但氨基酸含量較白粒糜子和紅粒糜子低。在相同粒色前提下，米色越淺其干基蛋白、總氨基酸含量越高，碳水化合物含量卻越低。路陽認為，小米存在深黃、淺黃、白色、綠色等多種顏色差異，主要是由于類胡蘿卜素的差異導致的，并且證明了不同米色形成過程中與β-胡蘿卜素生物合成及分解代謝相關基因（SiLCYE、SiCCD1、SiHYD）是有直接相關性[10]。張耀元等也證實了在谷子中類胡蘿卜素生物合成途徑SiLCYB基因與米色形成的關系[11]。吳紀民等認為，麥籽粒顏色性狀主要由遺傳基因控制[12]。李金良等通過對特殊小麥進行研究認為，小麥的粒色決定于自身的遺傳，特殊果皮顏色的形成受1個顯性基因P4控制[13]。在谷子研究中，米色的差異性主要由相關基因控制。在對谷物籽粒顏色研究中，籽粒顏色的差異也是由于基因控制。目前沒有對糜子粒色和米色差異性形成的相關研究，但相關基因也應是主要影響因素，其造成米色和粒色差異的情況下，是否會影響蛋白質、碳水化合物等營養指標的含量還有待研究驗證。已知的研究是，樊巧利在禾谷類作物的研究中發現，Waxy基因缺陷和突變體數量影響碳水化合物形成以及直鏈淀粉的含量[14]。

3.3 米色、粒色與脫殼難易程度的相關性

本試驗中，不同粒色的糜子其脫殼的難易程度不同，脫殼難易程度，由易到難排序為白粒>黃粒>黑粒>紅粒。同一粒色下，糜子脫殼的難易程度隨著米色變淺，難度降低。這與現實生產加工情況一致。但是糜子籽粒加工方面的研究甚少，楊作梅等對糜子籽粒壓縮力學特性的研究表明，含水率越低，糜子籽粒硬度越高，承受載荷的能力越強，主要原因為高含水率使籽粒內部組織軟化，承受載荷的能力下降[15]。因此，籽粒內部組織的堅硬程度可以作為衡量糜子籽粒力學特征的指標之一。粒色和米色是否能成為衡量糜子加工指標還有待考證。

參考文獻：

[1]Nishizawa S，Shimanuki S，Fujihashi H，et al. Proso millet protein elevates plasma level of high-density lipoprotein：a new food function of proso millet[J]. Biomedical and Environmental Sciences，1996，9（2/3）：209-212.

[2]Nishizawa N，Sato D，Ito Y，et al. Effects of dietary protein of proso millet on liver injury induced by D-galactosamine in rats[J]. Journal of the Agricultural Chemical Society of Japan，2002，66（1）：92-96.

[3]鄭楠楠，贠婷婷，幺 楊，等. 不同品種黍子營養成分及功能活性成分差異化分析[J]. 食品工業科技，2017，38（1）：348-359.

[4]韓浩坤. 糜子籽粒形成過程中淀粉及蛋白質積累特性研究[D]. 楊凌：西北農林科技大學，2017：23-25.

[5]申瑞玲，馬玉玲，杜文娟，等. 糜子的營養生理功能特性及產品開發現狀[J]. 糧食與油脂，2017，30（1）：9-12.

[6]張麗珍，冀佩雙，羅旭梟，等. 糜黍淀粉理化性質及消化特性[J]. 食品科學，2016，37（19）：76-81.

[7]冀佩雙. 糜黍中營養物質的研究[D]. 太原：山西大學，2016：22-25.

[8]孫藝丹. 不同谷子品種主要農藝性狀，營養品質與食味品質的關系[D]. 太原：山西大學，2016：22-27.

[9]荊 奇，曹衛星，戴廷波. 小麥籽粒品質形成及其調控研究進展[J]. 麥類作物學報，1999，19（4）：46-50.

[10]路 陽. 谷子SiLCYB基因的克隆及其與米色形成關系的研究[D]. 太原：山西大學，2015：14-16.

[11]張耀元，路 陽，張 彬，等. 谷子類胡蘿卜素生物合成途徑SiLCYB基因與米色形成的關系[J]. 分子植物育種，2016，14（6）：1341-1351.

[12]吳紀民，劉世家，魏燮中，等. 不同顏色小麥籽粒的發芽特性和生理特征的研究[J]. 種子，1995，36（1）：21-24.

[13]李金良，李金榜，李中恒，等. 特殊粒色小麥研究概述[J]. 種子世界，2003，3（5）：34.

[14]樊巧利. 谷子農藝性狀和食味品質評價與Waxy基因多態性[D]. 呼和浩特：內蒙古農業大學，2017：16-17.

[15]楊作梅，郭玉明，崔清亮，等. 黍子籽粒壓縮力學特性試驗研究[J]. 農產品加工，2016（5）：1-4.