聶瑩 朱宏 曹妍 孫君茂 劉銳


摘要:目的:了解我國河套地區小麥粉營養品質。方法:選取當地2個不同季節生產的特色面粉6種,對其維生素和礦物質進行分析。結果:12個樣品維生素E含量為0.061~0.404 mg/100 g,維生素B1、維生素B2、煙酸含量分別為0.139~0.230 mg/100 g、1.380~1.900 mg/100 g、3.425~4.350 mg/100 g,維生素B2和煙酸含量遠高于我國小麥粉平均水平。鐵、鈣、磷、鎂含量偏低,但硒含量為0.043~0.250 mg/kg,已達到富硒農產品標準。結論:河套地區小麥粉含有豐富的維生素B2、煙酸、硒,本研究就小麥粉的營養化發展提出對策建議。
關鍵詞:小麥粉;河套地區;營養品質;富硒;營養化發展
小麥是我國三大主糧之一,2020年中國小麥產量1.34億t,其中70%用于制粉消費[1]。小麥粉作為小麥初級加工制品,是居民消費面制品的主要原料。小麥籽粒結構由內而外依次為胚乳(77.0%~85.0%)、胚(3.0%)、皮層(14.5%~18.5%)。小麥籽粒皮層又分為果皮、種皮、珠心層、糊粉層,膳食纖維、B族維生素、維生素E、礦物質等營養物質多分布于皮層中[2],其中維生素和礦物質在胚芽中也有少量分布。小麥籽粒中雖富含多種營養素,但小麥粉中維生素和礦物質含量會隨小麥籽粒加工精度提高而降低。
河套地區位于內蒙古西部,屬中溫帶氣候,晝夜溫差大、日照充足,農田水利建設完善,是我國優質小麥產區之一。2019年內蒙古自治區經國家市場監管總局批復開啟“蒙”字標認證工作,建立內蒙古特色農畜產品標準體系,以具體指標量化形式凸顯區域優質農產品特色,尤其加大對農產品營養指標分析評價工作。目前,關于河套地區小麥粉營養指標分析評價較少,營養品質分析多集中于不同產區小麥籽粒和不同加工精度下小麥粉營養損失方面[36],河套地區小麥粉研究主要以粉質和加工特性為主[7]。本研究通過對河套地區小麥粉的營養指標進行分析評價,為“蒙”字標小麥粉營養標準建立提供科學依據,同時從小麥粉營養化發展角度提出相應建議。
1材料與方法
1.1材料與試劑
河套瑞雪粉、河套雪、河套雪花粉,產自內蒙古恒豐集團;兆豐石碾雪花粉、兆豐精選有機瑞雪粉、兆豐有機特制顆粒粉,產自內蒙古兆豐河套面業有限公司;北嶺雪花粉,產自內蒙古北峰嶺面粉加工有限公司。每種產品隨機抽取2個不同生產季度的產品,每份樣品500 g,樣品名稱分別標記1、2。本研究抽取2個不同季節產品在于面粉生產廠家多采用新、舊麥混合方式進行面粉加工,新麥收割后需經過后熟營養成分才趨于穩定,隨著時間變化,不同季節生產的面粉營養指標也會變化,此采樣方法可考察指標穩定性。
乙醚(分析純),國藥集團;硝酸、高氯酸(分析純),德國SigmaAldrich;無水乙醇、正丁醇、冰乙酸(色譜純),美國Thermo fisher;2,6二叔丁基對甲酚(BHT,分析純),阿拉丁;木瓜蛋白酶(酶活力≥800 U/mg)、淀粉酶(酶活力≥3 700 U/g)上海博湖生物科技;無水硫酸鈉(分析純),北京伊諾凱;鐵氰化鉀(分析純),國藥集團。
1.2儀器與設備
JCCH恒溫水浴振蕩器,青島聚創;高速離心機,日本HITACHI;Alpha1900紫外分光光度計,上海普元儀器;L2000高效液相色譜儀,日本HITACHI;7900電感耦合等離子體發射光譜儀,美國Agilent。
1.3方法
維生素E測定參照GB 5009.82—2016(第一法)[8];維生素B1測定參照GB 5009.84—2016(第二法)[9];維生素B2測定參照GB 5009.85—2016(第二法)[10];煙酸測定參照GB 5009.89—2016(第一法)[11];鈣、鐵、磷、鎂含量測定參照GB 5009.268—2016(第二法)[12];硒含量測定參照GB 5009.268—2016(第一法)[12]。
1.4數據處理
每個樣品各指標平行測定3次,用Excel對各指標平行數據的平均值、標準差進行分析。
2結果與分析
2.1河套小麥粉維生素測定結果及分析
小麥籽粒中維生素E主要存在于皮層(麩皮部分)和胚芽中,其作為一種重要的抗氧化劑,可避免小麥脂質在儲藏期被氧化[13]。維生素E含量為0.061~0.404 mg/100 g,河套瑞雪粉維生素E含量最高(0.404 mg/100 g),其次是兆豐精選、兆豐石碾。12個樣品維生素E含量均低于我國小麥粉平均水平(0.660 mg/100 g)(表1)。小麥粉中維生素E含量高低除了與小麥品種有關外,還與加工精度、碾磨方法有關[14]。
小麥中含有多種水溶性B族維生素,其多作為代謝輔酶或電子傳遞載體直接或間接參與氧化還原反應、能量代謝等,在人體新陳代謝中發揮著不可替代的作用[15]。小麥籽粒中維生素B1、維生素B2和煙酸主要存在于皮層、胚和胚芽中。目前小麥粉商業加工會使小麥籽粒中51%總硫胺素和63%總核黃素損失[16]。小麥粉樣品中,除河套雪花和河套雪外,其余4種樣品維生素B1含量均高于我國特二粉平均水平(0.150 mg/ 100 g);兆豐精選和兆豐特制維生素B1含量超過我多小麥粉平均水平(0.200 mg/100 g)。河套雪花維生素B1含量未檢出,主要因為出粉率低的小麥粉中其相應含量低[17]。表1結果顯示,河套地區小麥粉維生素B2含量1.380~1.900 mg/100 g,遠高于我國標準粉(0.050 mg/100 g)和小麥粉(0.060 mg/100 g)平均水平,其中河套雪維生素B2含量最高(1.900 mg/100 g)。另外,小麥粉樣品煙酸含量3.425~4.350 mg/100 g,同樣遠高于標準粉(1.910 mg/100 g)和小麥粉(1.570 mg/100 g),其中兆豐精選含量最高,達到4.350 mg/100 g。研究表明,在相同加工條件下,小麥中維生素B1、煙酸含量與小麥生長環境密切相關,而維生素B2含量與小麥基因型和生長環境(生產地點、土壤、氣候等因素)兩個綜合因素有密切關系[1415],這說明河套灌區具有優良的春小麥品種資源和自然環境優勢,使得河套地區小麥粉B族維生素,尤其是維生素B2和煙酸豐富。
2.2河套小麥粉礦物質測定結果及分析
小麥中的礦物質主要存在于小麥籽粒的皮層和胚中,其中皮層中糊粉層的礦物質含量約占總量的61%[19]。鐵和硒是人體所必需的兩種微量元素[20]。河套小麥粉鐵含量為3.402~12.389 mg/kg,低于我國小麥粉鐵含量平均水平(14.000 mg/kg);硒含量為0.043~0.250 mg/kg,其中兆豐精選和兆豐石碾硒含量較高,分別為0.163、0.250 mg/kg,比我國小麥粉平均硒含量高2~3倍,已滿足我國富硒農產品標準[21]。小麥粉中鈣、磷、鎂含量分別為144.350~190.350 mg/kg、669.050~1 063.300 mg/kg、169.600~347.150 mg/kg,均低于我國小麥粉鈣、磷和鎂的平均水平(280.000、1 360.000、530.000 mg/kg)(表2)。在含量穩定性方面,本試驗每種樣品分別選取2個生產季節產品,與維生素含量穩定性相比,小麥粉礦物質含量在兩個不同生產季節差異較大,這主要是因為小麥在貯藏期會受溫度、濕度、蟲害等因素影響[22]。此次考察小麥粉樣品,除硒含量高于我國小麥粉平均水平外,鐵、鈣、磷和鎂含量均低于小麥粉平均水平。產生此結果一是可能與當地小麥基因型和生長環境有關,二是與現代制粉工藝有關。以小麥鈣含量為例,我國不同基因型小麥鈣含量變異系數較大,262份小麥種質籽粒鈣含量范圍290~976 mg/kg,且基因型效應遠大于環境與基因型互作效應[23]。此外,現代制粉工藝多從小麥粉產品口感、色澤、加工特性角度考慮,降低出粉率的同時,相應小麥籽粒糊粉層中礦物質損失較大。
3小麥粉營養化發展對策
結合我國當前經濟發展水平和糧食生產消費情況,除了需構建“數量安全、質量安全、生態安全、產業安全”,還要構建包括“營養安全”在內的五位一體的中國特色糧食安全觀[24]。小麥籽粒本身含有豐富的B族維生素和礦物質,小麥粉作為我國居民主要消費的農產品初加工制品,是提供居民日常所需營養素既經濟又有效的食物來源,現就小麥粉如何更好地營養化發展提出對策如下。
3.1建立健全營養標準體系
農產品標準化建設更是農業提質增效,品牌農業發展的重要路徑。雖然我國已建立一系列初級農產品標準,但在標準中營養指標體現較少。2018年,農業農村部又成立了農產品營養標準專家委員,旨在加強農產品營養標準制修訂工作,以適應我國農業供給側改革和消費轉型升級需求。健全的小麥粉營養標準體系建立包括兩方面:一是從不同的小麥原料品種、小麥加工方式、小麥粉烹飪方式[25]等方面縱向對小麥粉營養品質進行評價和標準建立;二是從小麥粉營養強化路徑橫向出發,從小麥生物強化、營養強化小麥粉、全麥粉及全麥食品開發、面制品營養強化等方面[2627],對產品強化營養素含量、強化營養素種類、終產品指標進行規定。目前由作者所在單位牽頭的《復合營養強化小麥粉》《鋅強化小麥》《營養強化面條》等一系列農業行業標準和團體標準都在積極制定中。
3.2推廣營養強化育種與生產調控技術
生物營養強化是通過遺傳育種、農藝實踐來提高農作物自身微量元素含量的方法[28]。營養強化育種是通過育種手段選育能夠富集目標營養素且增加生物有效性的新品種;生產調控技術即通過葉面、土壤施肥等手段,利用植物自身特性將環境中無機營養素轉化為有機態[29]。實踐證明,與食品強化、營養素補充劑等干預手段相比,生物營養強化是解決“隱性饑餓”的一種有效、安全、經濟的重要手段[3031]。生物營養強化項目組是專門致力于依據當地實際情況,對主要食用農作物(尤其是主糧作物)進行生物強化,以解決居民隱性饑餓問題的國際組織。截止目前,該項目組已對60個國家12大類的290種主要糧食作物進行生物強化,解決了全球3 300萬居民隱性饑餓問題[28]。自2004年以來,中國農業科學院作為中國生物強化項目的主持單位,帶領國內40余家科研院校已培育了包括富鋅小麥、高維生素A甘薯等18個苗頭品系[32],并相繼完成品種審定、擴繁推廣、成本效益分析等工作。雖然目前生物營養強化已成為國際社會解決微量營養素缺乏的公認手段,但仍存在天然材料農藝性狀差致使改良難度加大、消費者接受度偏低等問題,今后還需加強前端科研和終端市場普及,以進一步推廣生物營養強化技術。3.3開發營養保全的適度加工技術
《糧油加工業“十三五”發展規劃》中明確提出,實施“綠色健康谷物口糧工程”,推廣大米、小麥粉和食用植物油適度加工,明顯提高出品率,增加營養功能型新產品供給。開發適度糧食加工技術不僅能夠避免糧食浪費,也避免了糧食作物的營養流失。由于小麥籽粒特殊結構、營養成分分布不均和出粉率過高會影響小麥粉外觀、口感及工藝特性等,現代制粉工藝多采用從胚乳周圍取粉方式避免糊粉層、麩皮摻入,雖然滿足一定市場需求,但維生素和礦物質損失率卻高達50%~80%[16],再加上烹飪加工中的損失,小麥籽粒自身所含營養成分所剩無幾。目前,小麥糊粉層單獨分離技術已相對成熟,其不僅可以單獨作為產品也可按需求回添至面粉中,另外利用石碾制粉工藝代替光輥磨粉機也可以減少營養素損失[33]。
3.4加強對消費者食物營養教育
終端市場需求會直接對產業發展產生重要影響,提高國民整體食物素養,使消費者了解和認識食物系統(種植、加工、食品制造以及人類與環境相互關系等[34]),學會如何擇食、養成良好飲食習慣和樹立正確飲食觀念,不僅能夠促進小麥粉營養化的發展,更是對居民健康和社會可持續發展的重要保障。
“米越光亮越好,面粉越白越好”是消費者評價產品質量的普遍觀念,讓消費者了解微量營養素對人體健康的重要性、小麥粉生產加工過程、如何烹調加工可減少小麥粉營養損失、我國食物浪費現狀等是十分必要的。不同于學校傳統教育,食物營養教育是面向全社會不同行業、不同年齡段人群的教育,是一項需要各領域協同合作的系統工程。目前,日本和法國在食育工作開展方面成果顯著[35],其不光以立法、政策引導形式對食育工作進行頂層布局,還賦予學校“教授學生了解國家飲食文化,樹立正確飲食觀念”的職能;以學校為載體,通過對未成年人傳授食物營養知識、舉辦相關活動,促進家校聯動,進而影響和帶動全社會。
4結論
河套地區小麥粉B族維生素含量(尤其是維生素B2和煙酸)豐富,兆豐精選和兆豐特制維生素B1分別為0.230、0.220 mg/100 g,均超我國小麥粉維生素B1含量平均水平。維生素B2和煙酸含量分別為1.380~1.900 mg/100 g、3.425~4.350 mg/100 g,遠高于我國小麥粉平均水平,其中河套雪維生素B2含量和兆豐精選煙酸含量最高。小麥粉樣品鐵、鈣、磷、鎂含量偏低且受儲藏時間影響,小麥金屬元素含量穩定性較差,但硒含量為0.043~0.250 mg/kg,其中兆豐精選和兆豐石碾硒含量較高,分別為0.163、0.250 mg/kg,已達到我國富硒農產品標準。
小麥粉營養化發展不僅可有效解決“隱性饑餓”營養問題,還可避免食物浪費。通過建立健全營養標準體系、開發適度加工技術,并切實加強消費者食物營養教育是促進小麥粉營養化發展的重要手段。參考文獻
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Nutritional Quality of Wheat Flour in Hetao Area and
Development Strategy of Nutritional for Wheat FlourNIE Ying1,ZHU Hong1,CAO Yan2,SUN Junmao3,LIU Rui1(1Institute of Food and Nutrition Development,Ministry of Agriculture and Rural Affairs,Beijing 100018,China;
2Comprehensive Supervision and Law Enforcement Bureau of Hengshui Municipal Health Commission,Hengshui 053000,China;
3 Chinese Academy of Agricultural Sciences/State Food and Nutrition Consultant Committee,Beijing 100081,China)Abstract:Objective To investigate the nutritional quality of the wheat flour produced in Hetao area of China.Method Totally 6 kinds of native wheat flour in 2 production seasons were collected,and their vitamins and minerals contents were analyzed.Result The content of vitamin E was 0.061—0.404 mg/100 g,the content of vitamin B1,vitamin B2 and niacin were 0.139—0.230 mg/100 g,1.380—1.900 mg/100 g,3.425—4.350 mg/100 g,respectively.The contents of vitamin B2 and niacin were were much higher than those of wheat flour in average.The contents of iron,calcium,phosphorus and magnesium were low.However,the content of selenium was 0.043~0.250 mg/kg,which reached the standard level of seleniumrich agricultural products.Conclusion The wheat flour in Hetao area owned plenty of vitamin B2,niacin and selenium.Countermeasures were proposed about how to promote wheat flour nutritionally development.
Keywords:wheat flour;Hetao area;nutritional quality;seleniumrich;nutritionally development
基金項目:農業農村部農產品質量安全監管專項“蒙”字標認證產品關鍵品質指標研究(項目編號:125E0903);中國農業科學院科技創新工程協同創新任務“主要農產品營養品質評價與調控”(項目編號:CAASXTCX20190025)。
作者簡介:聶瑩(1987—),女,碩士研究生,助理研究員,研究方向:農產品加工與產業政策。
通信作者:劉銳(1989—),男,博士,副研究員,研究方向:糧食品質與產業政策。