黑龍江省東部地區(qū)大米礦物質(zhì)測定與營養(yǎng)評價

◎ 袁曼玉，張曉麗，繆明霞，崔瀛月，金彩鳳，張雪梅

（1.佳木斯大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007；2.佳木斯市疾病預(yù)防控制中心理化檢驗科，黑龍江 佳木斯 154007）

大米富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪以及維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，其中的礦物質(zhì)種類也十分豐富，能為人體提供較為全面的營養(yǎng)。K、Na、Ca、Mg 等是構(gòu)成有機(jī)體所必備的常量元素，參與構(gòu)成人體組織結(jié)構(gòu)并且維持人體正常生理功能。Mn、Fe、Cu、Zn 等微量元素在人體內(nèi)的含量雖然不多，但是卻在生命活動中起著至關(guān)重要的作用[1]。隨著生活水平日益提高，人們對食物安全和品質(zhì)的要求也進(jìn)一步提高，大米作為我國居民的主食之一，在日常膳食中占據(jù)了很重要的位置。大米的品質(zhì)與人體健康息息相關(guān)。

目前關(guān)于大米營養(yǎng)質(zhì)量的研究多集中在大米受重金屬、農(nóng)藥殘留、真菌霉素污染狀況上，對大米中礦物質(zhì)元素含量以及礦物質(zhì)營養(yǎng)質(zhì)量評價的研究報道較少[2-4]。黑龍江省是我國水稻主產(chǎn)區(qū)之一，但目前尚無黑龍江省東部地區(qū)大米礦物質(zhì)含量與礦物質(zhì)營養(yǎng)評價的相關(guān)報道。因此，本文以黑龍江省東部地區(qū)5 個市采集的大米為研究對象，分析大米中8 種礦物質(zhì)元素的含量，其中包括4種常量元素（K、Na、Ca、Mg）和4種微量元素（Mn、Fe、Cu、Zn），通過營養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)法對大米中8 種礦物質(zhì)元素含量進(jìn)行分析與評價，以期明確黑龍江省東部地區(qū)居民所食用的大米中礦物質(zhì)元素的營養(yǎng)質(zhì)量，為當(dāng)?shù)鼐用衲軌蜃龀龊侠淼纳攀碃I養(yǎng)選擇提供相應(yīng)參考，為大米礦物質(zhì)營養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定和監(jiān)測提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

于2022 年5—6 月采取隨機(jī)取樣的方法進(jìn)行大米樣品的采集，樣品來源于黑龍江省東部地區(qū)佳木斯市、伊春市、七臺河市、鶴崗市和雙鴨山市的商超、農(nóng)貿(mào)市場、米業(yè)有限公司、農(nóng)戶種植食用大米，共采集230 份，采集的大米分別裝入有編號的樣品袋中保存，研磨后裝入密封瓶備用，防止交叉污染。

1.2 試劑與儀器

硝酸，優(yōu)純級，美國J.T.Baker有限公司；NexION350D電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，美國鉑金埃爾默科技有限公司；ETHOS UP 微波消解儀，Milestone 科技有限公司；VB24 UP 趕酸儀，萊伯泰科公司；Milli-Q Advantage A10超純水機(jī)，Merck Millpore 設(shè)備有限公司；BSA224S-CW電子天平，Sartorius 科學(xué)儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取0.5 g 大米粉于潔凈的微波消解管中，加入6 mL 的硝酸（69%～70%，優(yōu)級純）和1 mL 過氧化氫，加蓋放置1 h，旋緊管蓋，放入微波消解儀，消解程序如表1 所示。消解結(jié)束后，待其冷卻至室溫后取出，趕酸至近干，轉(zhuǎn)移至容量瓶，用超純水定容至14 mL，混勻待測。同時做空白對照實驗。

表1 微波消解程序表

1.3.2 儀器條件

本文采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定大米中礦物質(zhì)含量，儀器條件如下。射頻功率：1 500 W；等離子體氣流量：15 L·min-1；霧化器氣流量：0.92 L·min-1；輔助氣流量：0.4 L·min-1；載氣：氬氣；載氣流量：0.8 L·min-1；碰撞反應(yīng)池氣體：氦氣；碰撞反應(yīng)池氣體流量：5 mL·min-1。

1.3.3 營養(yǎng)評價

參考HANSEN 等[5]提出的評價某食物中營養(yǎng)素質(zhì)量的營養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)（Index of Nutrional Quality，INQ）法對大米中礦物質(zhì)元素進(jìn)行營養(yǎng)評價。該方法可以反映當(dāng)某種食物滿足人體能量需求時，該種食物所含的某種營養(yǎng)素是否也能夠滿足人體需求[6-8]。計算公式為

式中：ρ1為營養(yǎng)素密度；ρ2為能量密度；X1為一定量食物中某營養(yǎng)素含量，mg；X2為每日所需該營養(yǎng)素的攝入量，mg；Y1為一定量食物提供的能量值，kJ；Y2為每日所需能量，kJ。本研究中一定量食物以100 g計算，每100 g大米可以提供1 452.49 kJ的能量值；人體每日所需能量和各營養(yǎng)素的攝入量以18～50 歲成人中等身體活動水平的推薦值進(jìn)行INQ的計算[9-10]。

當(dāng)INQ=1 時，食物提供營養(yǎng)素的能力與提供能量的能力一樣，即食物提供人體所需能量的同時剛好滿足了人體對營養(yǎng)素的需要含量；當(dāng)INQ＜1 時，食物提供能量的能力要優(yōu)于提供營養(yǎng)素的能力，也就是說必須攝入過量的能量才能夠滿足人體對營養(yǎng)素的需求；當(dāng)INQ＞1 時，比起提供能量該種食物更具有提供營養(yǎng)素的能力，當(dāng)食物能量滿足人體需求時，其所含有的營養(yǎng)素還能夠有所剩余，營養(yǎng)質(zhì)量合格[5,11]。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 23 軟件，利用Duncan 方法進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大米中礦物質(zhì)元素含量分析

食物中含有人體所需的各種礦物質(zhì)，可以通過日常飲食獲取。鎂、鉀、鈣和一些微量元素（如硒）對維持心臟正常功能、保持心血管健康有著十分重要的作用；鐵是合成血紅蛋白必需的元素，人體缺鐵可引起貧血癥[12]；鋅具有促進(jìn)生長發(fā)育、加快傷口愈合、調(diào)節(jié)新陳代謝等作用；錳具有促進(jìn)骨骼的正常生長和發(fā)育、維持正常的糖代謝和脂肪代謝、維持中樞神經(jīng)的正常運作，抗衰老、抗氧化的作用；銅對血紅蛋白的生成、人體骨質(zhì)的發(fā)育、內(nèi)臟的發(fā)育有著促進(jìn)作用。大米中各元素含量如表2 所示。大米樣品中所檢測的8 種礦物質(zhì)元素普遍為K、Mg、Ca 元素含量較高，Zn 次之。七臺河市的大米中K、Mg、Ca、Mn、Na、Fe、Cu 含量最高；Zn 含量最高的是鶴崗市大米；佳木斯市的大米Na 含量最低。5 個市的大米在K 元素含量上存在一定的差異，且七臺河＞雙鴨山＞鶴崗＞佳木斯＞伊春；Ca 元素也存在差異，且七臺河＞雙鴨山＞伊春＞鶴崗＞佳木斯；在Mg 元素含量上，鶴崗和雙鴨山均值含量接近、伊春和佳木斯含量接近；在Fe 元素含量上伊春與佳木斯均值含量相同；Cu 元素含量存在一定的差異，其中鶴崗和七臺河大米中Cu元素含量較高。在Zn 元素上,雙鴨山與七臺河含量差異不顯著，與鶴崗、佳木斯、伊春存在差異；在Na元素上，七臺河、伊春、雙鴨山之間差異不顯著，鶴崗與雙鴨山差異不顯著，均與佳木斯市存在差異。

表2 黑龍江省東部地區(qū)大米中礦物質(zhì)元素含量表（±s）單位：mg/100 g

表2 黑龍江省東部地區(qū)大米中礦物質(zhì)元素含量表（±s）單位：mg/100 g

注：同一行不同小寫字母表示差異顯著，P ＜0.05。

2.2 大米中礦物質(zhì)營養(yǎng)評價

以大米中K、Na、Ca、Mg、Mn、Fe、Cu 和Zn各元素的平均含量進(jìn)行INQ 值的計算，結(jié)果見表3。由表3 可知，5 個市大米中Mn 和Cu 的INQ 值均大于1；鶴崗市、雙鴨山市、七臺河市大米中Zn 的INQ值≥1；5 個市大米中Na 的INQ 值遠(yuǎn)小于1。表明所測大米中Mn 和Cu 在達(dá)到人體能量需求時，均能滿足人體需要，并有所富余；鶴崗市、雙鴨山市的大米在能量滿足人體需要時，Zn 還有所富余；七臺河市的大米提供Zn 的能力剛好滿足人體需求。

表3 黑龍江省東部地區(qū)大米礦物質(zhì)元素INQ 值表

3 結(jié)論

對黑龍江省東部地區(qū)大米進(jìn)行礦物質(zhì)元素檢測，發(fā)現(xiàn)大米樣品中所檢測的礦物質(zhì)元素在含量上存在一定程度的差異。本研究大米中8 種礦物質(zhì)元素普遍為K、Mg、Ca 元素含量較高，Zn 次之，與周維全等[13]、俄勝哲等[14]研究結(jié)果一致。礦物質(zhì)元素K、Mg、Ca、Zn元素含量均較高，常量元素中Na平均含量最低，微量元素中Zn 平均含量最高，與陸美斌等[15]的研究結(jié)果一致。本研究大米中Zn、Mn含量高于邵源梅等[16]、董欣等[17]、胡桂霞等[18]對大米礦質(zhì)元素含量的測定結(jié)果，可能與土壤可利用元素、氣候、水質(zhì)等因素有關(guān)。通過INQ 法對大米中8 種礦物質(zhì)元素進(jìn)行營養(yǎng)評價，發(fā)現(xiàn)鶴崗市、雙鴨山市大米中Mn、Cu、Zn 3 種礦物質(zhì)元素的INQ 值均大于1，說明大米在滿足人體需求的同時，其所含的Mn、Cu、Zn 有所富余，這些地區(qū)的大米可作為人體礦物質(zhì)元素的良好來源。

作為維持人體正常生命活動所必需的元素，鉀、鈉、鈣、鎂、錳、鐵、銅和鋅等礦物質(zhì)元素對人體健康至關(guān)重要。本文對黑龍江省東部地區(qū)大米中礦物質(zhì)元素進(jìn)行測定，并進(jìn)行礦物質(zhì)元素營養(yǎng)分析，以期為該地區(qū)居民能夠均衡營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、進(jìn)行膳食合理搭配提供參考，為大米礦物質(zhì)營養(yǎng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定和監(jiān)測提供數(shù)據(jù)支撐。