三種蕎麥米儲藏期品質動態變化研究

程 哲,李云龍,*,胡紅娟,胡俊君,何永吉,李紅梅,郭 洪

(1.山西省農業科學院農產品加工研究所,特色農產品加工山西省重點實驗室,山西太原 030031;2.山西省食品研究所(有限公司),山西太原 030024)

蕎麥為雙子葉植物綱蓼科蕎麥屬植物,與何首烏、大黃等同科,起源于中國,栽培歷史悠久。近幾十年來,國內外研究表明,蕎麥不僅含有與其他谷物相似的淀粉、蛋白質、脂肪等營養成分,同時富含許多禾本科作物所不具有的黃酮類等多種生物活性物質,在降三高、抗菌、抗氧化、抗腫瘤、抗衰老、改善記憶力等方面的作用與這些活性物質密切相關[1-2]。

目前,蕎麥已經成為一種廣受歡迎的藥食兼用的保健食品原料[1,3]。蕎麥脫殼后,成為蕎麥米,可制作成種類繁多的食品,食用方便,適口性好,深受人們的喜愛[1]。但是,蕎麥米在貨架期和儲藏期,隨著儲藏放置時間的延長,品質發生變化[4]。目前,關于蕎麥儲藏期品質下降雖有一些研究[5-10],這些研究大多集中在蕎麥原糧的貯藏期的品質變化,針對蕎麥米相應的品質變化研究較少,尤其是缺乏大量全面系統地從外觀到內在營養成分及功能成分等多因素綜合分析蕎麥米的品質變化。本文選擇內蒙古、山西、甘肅三個蕎麥產區的主栽代表品種,制米后,跟蹤分析其儲藏期內的外觀色澤和水分、蛋白質、淀粉、脂肪等營養物質以及黃酮、葉綠素、類胡蘿卜素等功能有效成分變化的規律,以期發現這些因素的變化趨勢規律,對蕎麥米儲藏期和貨架期的品質變化提供詳細的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

通蕎2號甜蕎籽粒 采自山西大同;赤甜1號甜蕎籽粒 采自內蒙古赤峰;品甜2號甜蕎籽粒 采自甘肅定西;硼酸、硫酸、氫氧化鈉、硫酸鉀、硫酸銅、鹽酸、乙醚、甲醇、乙醇、亞硝酸鈉和硝酸鋁等試劑 均為分析純,國藥集團化學試劑有限公司。

蕎麥脫殼機 山東泗水海韻糧機有限公司;756紫外可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司;HH-2電子恒溫水浴鍋 蘇州威爾實驗用品有限公司;330H分析天平 日本島津公司;KDY-9820凱氏定氮儀 北京通潤源機電技術有限責任公司;NW-1色差儀 日本NIPPON DENSHOKU公司;WG9070BE電熱鼓風干燥箱 天津市通利信達儀器廠;HK-8603KW五谷雜糧磨粉機 鄭州旭重機械設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料的預處理 對甜蕎籽粒脫殼為蕎麥米,挑選整米粒單層平鋪于搪瓷托盤上,在室溫即(23±2) ℃陽光下放置儲藏,每20 d對蕎麥米進行品質分析評價。

1.2.2 指標測定

1.2.2.2 含水量的測定 按國標GB/T 21305-2007中谷物及谷物制品水分的測定[12]。

1.2.2.3 脂肪的測定 按國標GB 5009.6-2016中索氏抽提法測定[13]。

資源層接收底層采集傳輸的數據信息后，通過云計算技術開發云計算平臺并建立數據資源庫分類存儲信息。要素層建立需求預測和優化模型以及組合模型等，對應導入所需數據源進行可視化大數據分析處理。

1.2.2.4 蛋白質的測定 按國標GB 5009.5-2016中自動凱氏定氮法測定[14]。

1.2.2.5 淀粉的測定 按國標GB/T 5009.9-2016中采用酸水解法測定[15]。

1.2.2.6 總黃酮的測定 參考國標GB/T 19777-2013中總黃酮的檢測方法[16]。

標準曲線:準確稱取干燥至恒重的蘆丁標準品100.00 mg,逐級用甲醇配制蘆丁標準貯備液和標準使用溶液(0.20 mg/mL)。分別移取0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00 mL蘆丁標準使用溶液,加入10 mL去離子水和1.0 mL亞硝酸鈉溶液,搖勻,放置6 min;再加入1.0 mL硝酸鋁溶液,搖勻,放置6 min;最后加入4 mL氫氧化鈉溶液,用去離子水定容至25 mL,搖勻,放置15 min。以試劑空白調節零點,在510 nm處測定吸光度。以吸光度為縱坐標,蘆丁標準溶液體積為橫坐標,繪制工作曲線,線性回歸方程為:y=0.09556x-0.00239,R2=0.9999。

樣品測定:準確稱取0.5 g粉碎并過60目篩后的蕎麥米樣品,用50 mL 70%甲醇在70 ℃提取3 h。準確移取5 mL樣品溶液,按上述方法測定吸光度值,蕎麥米樣品中總黃酮含量以每克干樣中含有的蘆丁計。

1.2.2.7 葉綠素和類胡蘿卜素的測定 在波長440、645、663 nm進行比色,以提取液為空白對照,按Arnon法[17-19]計算葉綠素,按Wetsttein法[20-21]計算類胡蘿卜素。

C葉綠素(mg/L)=Ca+Cb;C類胡蘿卜素(mg/L)=4.7A440-0.27Ca+b,其中:Ca(mg/L)=12.72A663-2.59A645,Cb(mg/L)=22.88A645-4.67A663。色素含量(mg/kg)=C(mg/L)×提取液體積(mL)/樣品質量(g)。

1.3 數據處理

2 結果與分析

2.1 蕎麥米儲藏期外觀顏色動態變化

蕎麥色澤影響著其商品價值,制約著其利用和出口創匯[22]。隨著儲藏時間推移,蕎麥米色澤逐漸變深。圖1色度實驗結果顯示,蕎麥米儲藏80 d,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號三種蕎麥米的外觀顏色變化趨勢一致。反映蕎麥米顏色差異的總色差ΔE*顯著增加,其中,ΔL*降低趨勢顯著,蕎麥米色澤由亮逐漸變暗;Δa*顯著增加,顏色由綠色向紅色轉變;而Δb*則無顯著變化趨勢。

圖1 三種蕎麥米儲藏期色度值動態變化

在整個色變過程中,三種蕎麥米總色差動態變化與時間變化的皮爾遜相關系數分別為0.996、0.987和0.979,相關性均為0.01級別的極顯著相關(表1)。通蕎2號和赤甜1號的ΔL*與時間極顯著負相關(皮爾遜相關系數分別為-0.981和-0.962),品甜2號的ΔL*與時間顯著負相關(皮爾遜相關系數為-0.953)。三種蕎麥米的Δa*均與時間呈極顯著正相關性(P<0.01)。但Δb*均與時間相關性不顯著。

表1 三種蕎麥米色度值與時間的相關系數

2.2 蕎麥米儲藏期含水量動態變化

含水量的多少對食品的質量有非常重要的影響[23-24]。圖2表明,隨儲藏時間延長,蕎麥米含水量均呈顯著下降趨勢,0～40 d出現大幅度的下降,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號分別由12.18%±0.05%、12.37%±0.11%和12.22%±0.12%急速降至8.83%±0.03%、8.17%±0.07%和8.19%±0.10%,隨后在40～80 d過程中緩慢遞減,最終含水量分別達到7.94%±0.09%、7.89%±0.02%和7.95%±0.03%。分析三種蕎麥米含水量變化隨時間變化的相關性發現,均與時間呈0.05級別的顯著相關性(皮爾遜相關系數分別為-0.956、-0.912和-0.910,表2)。

表2 三種蕎麥米內在成分與時間的相關系數

圖2 三種蕎麥米儲藏期含水量動態變化

2.3 蕎麥米儲藏期脂肪含量動態變化

脂肪是滿足人們基本能量需求的基本營養物質之一[1]。三種蕎麥米的脂肪含量約3%,如圖3。在80 d的儲藏期,脂肪含量沒有規律升高或降低的趨勢,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號在80 d脂肪含量分別為3.41%±0.00%、3.17%±0.00%、3.28%±0.01%,比0 d的3.15%±0.03%、3.13%±0.07%、3.15%±0.08%分別增加了0.26%、0.04%和0.13%。脂肪含量與時間的皮爾遜相關系數分別0.474,-0.132和0.123(表2),均為不顯著相關,亦說明脂肪隨時間變化沒有顯著變化趨勢。

圖3 三種蕎麥米儲藏期脂肪含量動態變化

2.4 蕎麥米儲藏期蛋白質含量動態變化

蛋白質是決定食品加工和食用品質的重要因素[25]。通蕎2號、赤甜1號和品甜2號蕎麥米中的蛋白質含量分別為15.45%±0.09%、15.64%±0.13%和15.31%±0.05%。如表3所示,赤甜1號和品甜2號的蛋白質含量在儲藏0～80 d呈現緩慢增加趨勢,但不顯著;通蕎2號在儲藏0～60 d逐漸增加后,于60～80 d時略有降低,但仍高于儲藏前。通蕎2號、赤甜1號和品甜2號儲藏80 d,蛋白質含量比儲藏前分別增加了0.66%、0.77%和0.83%。由表2知,赤甜1號和品甜2號的蛋白質含量與時間變化的皮爾遜相關系數為0.984和0.908,顯著性相關,而通蕎2號不顯著相關(相關系數為0.667)。

表3 蕎麥米儲藏期蛋白質含量動態變化(%)

2.5 蕎麥米儲藏期淀粉含量動態變化

淀粉特性影響各種加工品質,其含量影響食品的外觀和食用品質[26]。如圖4所示,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號分別含有68.49%±0.55%、70.46%±1.16%和70.62%±1.05%的淀粉。在0～80 d的儲藏期,淀粉含量沒有規律性變化趨勢。表2的皮爾遜相關性結果顯示,三個品種的淀粉與時間相關性均不顯著。

圖4 三種蕎麥米儲藏期淀粉含量動態變化

2.6 蕎麥米儲藏期總黃酮含量動態變化

黃酮類化合物作為蕎麥中有效的功能成分,具有一些預防和治療心血管疾病、降血脂、抗氧化等作用[2-3],在通蕎2號、赤甜1號和品甜2號三種蕎麥米中的含量分別為(6.66±0.26)、(7.21±0.19)和(7.92±0.15) mg/g(圖5),均隨著儲藏時間的推移呈現顯著降低趨勢。儲藏80 d后,分別比0 d時減少了0.71、0.89和0.83 mg/g。三種蕎麥米的總黃酮含量與時間的皮爾遜相關系數分別為-0.975、-0.943和-0.975(表2),相關性顯著。

圖5 三種蕎麥米儲藏期總黃酮含量動態變化

2.7 蕎麥米儲藏期葉綠素含量變化

葉綠素是蕎麥有別于其他糧食作物的成分之一,不僅是蕎麥米呈現綠色的主要因素[22],還是蕎麥中一種獨特而重要的營養物質,其賦活細胞等生理功效逐漸備受重視[26]。圖6結果表明,三種蕎麥米中葉綠素含量在20 mg/kg左右,隨時間顯著降低,每個儲藏時間監測點的葉綠素含量均顯著不同于前后兩個儲藏時間的含量(P<0.05)。三種蕎麥米中葉綠素含量始終是赤甜1號最小,0～60 d時均是通蕎2號<品甜2號,第80 d時,通蕎2號>品甜2號。其含量變化均與時間呈0.01水平極顯著負相關關系(皮爾遜相關系數分別為-0.992、-0.983和-0.990,表2)。

圖6 三種蕎麥米儲藏期葉綠素含量動態變化

2.8 蕎麥米儲藏期類胡蘿卜素含量動態變化

蕎麥中同時含有類胡蘿卜素[27],是重要營養物質維生素A的前體,亦具有抗氧化作用,是食品中的營養保健成分[28-29]。如圖7所示,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號蕎麥米中分別含有類胡蘿卜素(24.74±0.43)、(21.84±0.24)和(28.82±0.15) mg/kg。除赤甜1號在第20 d時較儲藏0 d時無顯著差異外(P>0.05),蕎麥米在儲藏0～80 d過程中,類胡蘿卜素的含量顯著遞減，與時間亦呈顯著性負相關(相關系數分別為0.996,0.941和0.973,表2)。儲藏80 d時,通蕎2號、赤甜1號和品甜2號中的類胡蘿卜素分別的減少了5.23、4.48和7.21 mg/kg。

圖7 三種蕎麥米儲藏期類胡蘿卜素含量動態變化

2.9 方差分析

對不同品種蕎麥米儲藏品質的變化值(即儲藏第80 d與第0 d變化差值)的方差分析如表4所示。從數據結果可以看出,與色度有關的指標中,ΔE*、ΔL*、Δa*的變化程度與品種有極顯著性差異(P<0.01),品種間Δb*的變化差值沒有顯著性差異(P>0.05)。蕎麥米內在成分中,含水量、脂肪、葉綠素、類胡蘿卜素的變化差值與品種有極顯著(P<0.01)或顯著性差異(P<0.05),而蛋白質、淀粉、總黃酮的變化差值與蕎麥米品種沒有顯著性差異(P>0.05)。

表4 三種蕎麥米在儲藏期色度與內在成分變化值的方差分析

3 結論

通過對通蕎2號、赤甜1號和品甜2號三個品種的蕎麥米儲藏期0～80 d的跟蹤分析發現,外觀色度和內在成分相關品質各指標變化規律不一。經相關性分析,三種蕎麥米的ΔE*、ΔL*和Δa*與時間極顯著(P<0.01)或顯著(P<0.05)相關,而Δb*相關性不顯著;三種蕎麥米的含水量、總黃酮、葉綠素、類胡蘿卜素含量及赤甜1號和品甜2號的蛋白質含量變化與時間變化顯著相關;三種蕎麥米的脂肪、淀粉含量及通蕎2號的蛋白質含量與時間的變化相關性不顯著。方差分析表明,不同品種對色度指標中的ΔE*、ΔL*、Δa*變化程度影響顯著,而對Δb*無影響;不同品種對內在成分中的含水量、脂肪、葉綠素、類胡蘿卜素的變化程度顯著影響,而對蛋白質、淀粉、總黃酮影響不顯著。