黑小麥品種冀紫439 的營養品質

張業倫，蘭素缺?，孟雅寧，何飛飛，李杏普*

（1.河北省農林科學院糧油作物研究所，河北省作物遺傳育種實驗室，河北 石家莊 050035；2.河北省農林科學院經濟作物研究所，河北 石家莊 050051；3.石家莊市農業技術推廣中心，河北 石家莊 050051）

小麥是我國第二大主糧作物，也是我國北方民眾最重要的能量和礦質來源[1]。隨著人們生活水平的提高，人們越來越關注谷類作物的營養品質，包括蛋白質品質、微量元素含量和膳食纖維含量等[2～5]。小麥是重要的植物蛋白質來源，提供約38%的植物蛋白。小麥子粒的蛋白質和氨基酸含量，尤其是人體必需氨基酸的組成比例，直接影響著小麥的營養品質[1，6]。此外，Zn 和Fe 等礦質元素攝入不足也會導致“隱性饑餓”。全球約有30 億人口因Zn、Fe 缺乏而出現健康問題[7，8]。一些國際組織（如HarvestPlus，CGIAR 的IARCs）和政府機構相繼啟動了某些谷物微量營養強化的合作項目。中國也在2005 年與國際生物強化組織合作啟動了生物強化中國項目（HarvestPlus-China），旨為通過遺傳育種和營養學研究提高作物中的微量元素含量，進而提高人體的攝入量。我國雖然對小麥營養品質的關注度呈上升趨勢，但高蛋白質含量、高礦質元素品種尤其缺乏。因此，選育和鑒定子粒蛋白品質及微量元素含量高的品種，對提高小麥營養品質和人們的健康水平具有重要意義。

冀紫439 由河北省農林科學院糧油作物研究所培育，是通過河北省審定的第一個黑小麥新品種[9]。該課題組人員在前期研究中發現，糖尿病患者和健康人群食用冀紫439 制作的食品后，餐后血糖均顯著低于食用其他小麥品種制作的食品[10]。對冀紫439 的氨基酸和礦質元素含量進行檢測，明確其營養價值，旨為保健型黑小麥產品的開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

黑小麥品種為冀紫439，由河北省農林科學院糧油作物研究所選育，2009 年通過河北省品種審定委員會審定。

對照小麥品種為科農199 和藁優8901。其中，科農199 是中國科學院遺傳與發育生物學研究所選育的普通白粒高產型小麥品種，2006 年通過國家品種審定委員會審定；藁優8901 是河北省藁城市農科所選育的優質強筋白粒型小麥品種，1998 年通過河北省品種審定委員會審定。

1.2 試驗方法

試驗小麥品種均在河北省農林科學院糧油作物研究所堤上試驗站種植，行長1 m，行距0.30 m，株距0.02 m，3 次重復。田間采用普通肥水管理。其中，底肥施氮磷鉀三元復合肥600 kg/hm2；3 月中下旬追施尿素300 kg/hm2，并澆返青水；抽穗期和灌漿期分別再各澆1 次水。小麥收獲后，將2 個重復的種子等量混合，測定氨基酸和礦質元素含量。其中，用于氨基酸含量測定的小麥子粒為2011～2012 年度種植的冀紫439 和科農199，用于礦質元素含量測定的小麥子粒為2017～2018 年度種植的冀紫439 和藁優8901。采用GB 5009.268—2016 方法中的電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS），測定15 種礦質元素含量；采用GB 5009.124—2016 方法測定7 種必需氨基酸和9 種非必需氨基酸的含量。

2 結果與分析

2.1 氨基酸含量

冀紫439 的總氨基酸含量為119.7 g/kg，較科農199 高29.0%（表1），表明黑小麥冀紫439 的氨基酸總量高于普通白粒高產型小麥品種。必需氨基酸中，冀紫439 的亮氨酸含量最高（9.0 g/kg），賴氨酸含量（2.2 g/kg） 最低；非必需氨基酸中，谷氨酸含量（43.2 g/kg）最高，其次是天冬氨酸（7.3 g/kg）、精氨酸（7.0 g/kg）和絲氨酸（6.2 g/kg）。

與普通白粒高產型小麥品種科農199 相比，冀紫439 的16 種氨基酸含量均有不同程度的提升，增幅為10.9%～75.9%。其中，半胱氨酸、絲氨酸和纈氨酸增幅較大，分別達到了75.9%、43.3%和32.3%；其次是苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、絡氨酸、組氨酸和精氨酸，增幅為19.3%～24.2%。總體而言，冀紫439 與科農199 的每種氨基酸相對于所測氨基酸總含量比例高低相對順序基本一致，均表現為谷氨酸所占比例最高，且遠遠高于其他氨基酸所占的比例；其次是亮氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、甘氨酸和精氨酸；蛋氨酸、賴氨酸、絡氨酸和組氨酸含量較低；半胱氨酸最低。但從各種氨基酸含量占所測氨基酸總含量的比例大小來看，冀紫439 除絲氨酸和半胱氨酸比例明顯高于科農199 外，其他氨基酸所占比例與科農199 基本接近。

2.2 礦質元素含量

冀紫439 的礦質元素總含量為2 088.1mg/kg，較藁優8901 高16.5%（表2）。進一步對各種礦質元素含量進行分析發現，2 個小麥品種除Mo 和As 含量均未檢出外，其他元素含量均為冀紫439 高于藁8901。其中，B 和Ni 增幅極大，分別達到了1 800.0%和600.0%；其次是Fe、Se 和Zn，增幅分別為91.6%、70.7%和54.9%；Cu、Ca、Mn、Mg 增幅也較大，分別為25.0%、24.2%、18.9%、10.3%。

表1 冀紫439 和科農199 子粒的氨基酸含量Table 1 Amino acids contents of Jizi 439 and Kenong 199

所測的15 種礦質元素中，2 個小麥品種含量居前7 位的元素均包括Mg、Ca、Fe、Zn、Mn、Ni 和Cu，且均以Mg 含量最高、Ca 含量次之。冀紫439 的Mg、Ca 含量分別為1 447.3 和501.9 mg/kg；其次是Fe、Zn含量，分別為41.2 和34.7 mg/kg。但從含量較多的7種礦質元素含量占所測礦質元素總含量的比例大小來看，冀紫439 除Mg 相對含量低于藁優8901 外，其他6 種礦質元素的相對含量均高于藁優8901。

表2 冀紫439 和藁優8901 子粒的礦質元素含量Table 2 Mineral elements contents of Jizi 439 and Gao 8901

3 結論與討論

花青苷是一種類天然黃酮類化合物，具有抗氧化、抗癌、預防心血管疾病、預防肥胖、緩解糖尿病等功效[11]。冀紫439 為黑小麥，種皮呈紫褐色，含有豐富的花青苷，因此具有良好的保健價值。

從蛋白質品質來看，冀紫439 的各種氨基酸比例雖然與科農199 基本一致，但其每種氨基酸的含量均大幅度高于科農199，尤其是限制性氨基酸賴氨酸、蘇氨酸和蛋氨酸的含量分別較科農199 高10.9%、22.0%和19.3%。可見，冀紫439 的蛋白品質較高。

微量元素雖然含量極其微少，但參與酶、激素的維生素和核酸代謝過程，具有重要的生理功能。Fe、Cu、Zn、Mn、Se 等14 種微量元素是世界衛生組織公布的人體必需的微量元素[12]。從本研究測定的7 種人體必需微量元素（Fe、Cu、Zn、Mn、Se、V 和Mo）含量看，冀紫439 均不同程度地高于藁優8901，其中，Fe、Zn 和Se 增幅較大，分別達到了91.7%、54.9%和70.6%。Fe 含量的變化與高血壓、心臟病、糖尿病等疾病的發生發展密切相關[14，15]。Zn 是人體重要的微量元素，存在于肌肉、骨骼、肝臟等所有的器官和組織中，在動植物、微生物的生長和發育中發揮著不可或缺的作用[13]。Se 是公認的具有良好抗癌和預防心腦血管疾病的微量元素[16]。可見，冀紫439 具有良好的保健功能。

綜上所述，冀紫439 營養價值高，具有很高的保健價值。此外，醫學研究表明，冀紫439 全麥粉血糖指數較低，且糖尿病人和健康人群的餐后血糖均顯著低于普通白麥[10]。可見，冀紫439 具有良好的食藥兩用保健功能。