全麦粉营养功能成分分析评价
张盈月;徐希旺;施怡;谢旻皓;裴斐;李彭;杨文建;胡秋辉;方勇
【摘 要】为了筛选与全麦粉品质相关的重要营养功能的特征指标,对比评价中国、美国和加拿大26种品牌的市售全麦粉以及6种小麦粉的营养品质,测定了样品中的矿质元素、氨基酸、二十八烷醇、阿魏酸等含量.结果显示26种全麦粉样品中的矿质元素Mg、Ca、Mn、Fe、Zn含量明显高于小麦粉;全部6种小麦粉产品中均未检出二十八烷醇,且阿魏酸含量远低于大部分全麦粉产品.相对于小麦粉,筛选出了矿质元素Mg、Ca、Mn、Fe、Zn作为全麦粉主要营养指标,二十八烷醇和阿魏酸作为全麦粉2种新的功能特征指标,为评价全麦粉营养品质的标准制定提供理论依据.
【期刊名称】《江苏农业学报》
【年(卷),期】2018(034)004
【总页数】6页(P921-926)
【关键词】全麦粉;营养成分;品质评价;矿质元素;二十八烷醇;阿魏酸
【作 者】张盈月;徐希旺;施怡;谢旻皓;裴斐;李彭;杨文建;胡秋辉;方勇
【作者单位】南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室,江苏 南京 210023;南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室,江苏 南京 210023;南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室,江苏 南京 210023;南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室,江苏 南京 210023;南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室,江苏 南京 210023;南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室,江苏 南京 210023;南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室,江苏 南京 210023;南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏高校粮油质量安全控制及深加工重点实验室,江苏 南京 210023;南京财经大学食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心/江苏高校粮油质量安全控制
及深加工重点实验室,江苏 南京 210023
【正文语种】中 文
【中图分类】TS211.4+2
近年来，全麦粉等全谷物食品因其营养与功能受到越来越多的关注[1-8]。西方发达国家对全麦粉研究开发力度较大[9]，2007年，美国、加拿大、日本等少数国家成立了全谷物国际网络组织，成为世界上几个早期促进全谷物消费的国家。据不完全统计，2015年中国以杂粮为主体的食品销售额已经超过 1.5×1011元，但几乎所有产品都缺少全谷物的标准和标识。目前中国还没有关于全麦粉的国家标准，仅在2015年出台了全麦粉的粮食行业标准LS/T 3244-2015，规定了全麦粉中烷基间苯二酚含量应不低于200 μg/g，总膳食纤维不低于9%，灰分不高于2.2%。但是目前还没有有关全麦粉鉴别检测的国家标准出台，很多企业将小麦粉国家标准作为全麦粉生产标准，结果导致了中国全麦粉市场较混乱的局面。汪丽萍等[10]研究发现，全麦粉中灰分、总膳食纤维、烷基间苯二酚都明显高于小麦粉，得出灰分、总膳食纤维、烷基间苯二酚这3个指标可作为全麦粉品质的重要参考指标。因此在已有的全麦粉相关标准的基础上，筛选出新的功能特征指标，有效评价中国与处于行业前沿国家的全麦粉品质
间的差距，不仅有利于中国全麦粉相关行业标准的制定，为市场中全麦粉的鉴别提供科学依据，更有利于规范中国的全麦粉市场，促进产业的健康发展。本研究对32个全麦粉产品的基本营养品质及功能性物质进行了测定，筛选出重要的营养功能指标，对比国内外全麦粉之间营养品质差异，为促进中国全麦粉标准化生产以及全麦粉的品质评价提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
通过超市购买、网购等途径采集了共26种不同品牌的全麦粉和6种国内不同品牌的小麦粉，其中全麦粉中有13 种不同品牌的国内全麦粉，7 种不同品牌的美国全麦粉，6 种不同品牌的加拿大全麦粉。另有3种麸皮、3种胚芽样品采自山东济宁、聊城市粮食储备库，自封袋封装，于-20 ℃下保存备用。
二十八烷醇标准品、烷基间苯二酚同系物C15标准品、氨基酸混合标准品由美国Sigma公司生产，总谷胱甘肽试剂盒由南京建成生物工程研究所生产，维生素B1、B2检测试剂盒由上海源叶生物科技有限公司生产,Silyl衍生试剂(BSTFA∶TMCS=99∶1,体积比)、重氮盐Fast blue B Zn(纯度≥95%)由阿拉丁试剂有限公司生产。
1.2 仪器与设备
6890N气相谱仪、7700x型电感耦合等离子体质谱仪(美国Agilent公司产品)，L-8900型全自动氨基酸分析仪(日本Hitachi公司产品)，K-360自动凯氏定氮仪、B811索式抽提器(瑞士Buchi公司产品)，微波消解仪(德国CEM公司产品)，i-mark酶标仪(美国Bio-rad公司产品)，FW100型高速万能粉碎机、SX-4-10型高温马弗炉(天津泰斯特仪器有限公司产品)，SHA-B水浴恒温振荡器(上海嘉定粮油仪器有限公司产品)，KQ-500E型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司产品)， RE-52AA旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂产品)，Perten降落数值测定仪[波通瑞华科学仪器(北京)有限公司产品]。
1.3 方法
1.3.1 基本营养指标测定
1.3.1.1 氨基酸含量的测定 参照标准GB5009.124-2016 《食品安全国家标准——食品中氨基酸的测定》，采用全自动氨基酸分析仪进行测定，氨酸未测定。
1.3.1.2 矿质元素含量的测定 采用电感耦合等离子体质谱(Inductively coupled plasma mass,
buchi
ICPMS)测定国内外全麦粉中K、Mg、Al、Ca、Na、Mn、Fe、Cu、Zn、B、Ti、Mo、Rb、Sr 14种矿质元素的含量[11]。
1.3.2 功能特征指标测定
1.3.2.1 二十八烷醇含量的测定 采用气相谱(Gas chromatography, GC)测定国内外全麦粉中二十八烷醇的含量[12]。气相谱条件：HP-5毛细管谱柱(30 m×320.0 μm×0.5 μm )；进样口温度：260 ℃；检测器温度：280 ℃；载气：高纯氮气；氢气流速：40 ml/min；空气流速：450 ml/min；柱温：180 ℃保持1 min，10 ℃/min升温至270 ℃，保持6 min；吹气流速：45 ml/min；柱流速：3 ml/min；进样方式：分流进样；分流比：10∶1；进样量：1 μl。
1.3.2.2 阿魏酸含量的测定 采用高效液相谱(High performance liquid chromatography, HPLC)测定国内外全麦粉中阿魏酸的含量[13]。
HPLC条件：Eclipse XDB-C18，4.6 mm×250 mm，5 μm。流动相A：甲醇-水-冰乙酸(1∶3∶0.3，体积比)，紫外检测波长：320 nm；柱温：30 ℃；进样量：2 μl；流速：1 ml/min。
1.3.2.3 烷基间苯二酚含量的测定 参照标准LS/T3244-2015 《全麦粉》分光光度法测定烷基间苯二酚含量，每组处理平行测定3次。
1.3.2.4 谷胱甘肽含量的测定 采用南京建成生物工程研究所生产的总谷胱甘肽试剂盒进行测定，每组处理平行测定3次。
1.3.2.5 维生素B1、B2含量的测定 采用上海源叶生物科技有限公司生产的维生素B1、B2检测试剂盒进行测定，每组处理平行测定3次。
1.4 数据分析
采用SAS(9.4)进行数据统计分析，利用Duncan’s进行显著性分析(P<0.05)。
2 结果与分析
2.1 基本营养指标的筛选
2.1.1 氨基酸 除氨酸因水解被破坏而未做测定外，在国内外不同产品中检出的16种氨基酸中，含量最高的是谷氨酸，均大于50 mg/g。在人体必需氨基酸中，含量最高的是苯丙氨酸，
均占总氨基酸的6%以上，其次为缬氨酸和亮氨酸，占5%以上。蛋氨酸含量最低，对人体至关重要的赖氨酸仅占3%左右，直接限制了其他氨基酸的利用率。由表1可知，全麦粉及小麦粉产品间的氨基酸组分比例并无明显差异，因此未得到相关鉴定指标。另外，所有样品中必需氨基酸含量仅占总氨基酸含量的 26.63%～29.87%，虽与其他研究中的结果相近[14-15]，但远远低于36%，达不到世界卫生组织(World health organization，WHO)规定的高质量的蛋白质。研究结果表明含硫氨基酸及赖氨酸的缺乏会直接影响蛋白多糖、氨基多糖及胶原蛋白等的合成，长期处于这种氨基酸组分缺失的饮食状态下，会最终导致疾病的产生[16]。但是由于小麦蛋白质的主体是面筋，其蛋白质含量要高于鸡蛋及大部分豆制品，所以小麦在加工品质上要高于大部分农产品，小麦蛋白质制品仍具有良好的开发利用前景。因此，改善小麦蛋白质含量及限制性氨基酸含量，从源头提高小麦产品的营养品质，对解决因蛋白质和必需氨基酸缺乏而造成的人体营养缺陷问题具有重要意义。
表1 不同全麦粉与小麦粉中氨基酸含量
Table 1 The amino acids content in different whole wheat flours and wheat flours
氨基酸种类中国全麦粉含量(mg/g,DW)占总氨基酸百分比 (%)美国全麦粉含量(mg/g,DW)占
总氨基酸百分比 (%)加拿大全麦粉含量(mg/g,DW)占总氨基酸百分比 (%)小麦粉含量(mg/g,DW)占总氨基酸百分比 (%)天冬氨酸6.24±1.93 4.148.31±1.974.417.48±2.134.214.20±0.073.58苏氨酸*4.18±1.09 2.775.28±1.262.804.85±1.032.733.18±0.022.71丝氨酸6.28±1.68 4.177.85±1.974.177.26±1.534.094.95±0.094.22谷氨酸66.63±18.62 44.2381.86±20.6943.4980.28±23.0745.2153.32±1.5645.43甘氨酸5.49±1.653.647.54±2.034.016.57±1.763.703.65±0.163.11丙氨酸5.39±1.69 3.587.20±1.923.825.96±2.093.363.59±0.013.06缬氨酸*8.53±1.66 5.669.88±1.765.259.03±1.505.086.99±0.035.96蛋氨酸*2.51±0.56 1.672.89±0.791.542.48±0.631.402.11±0.611.80异亮氨酸*4.12±1.30 2.735.09±1.362.704.72±1.552.662.99±0.032.55亮氨酸*8.03±2.82 5.3310.40±3.175.529.48±3.375.345.85±0.124.98酪氨酸3.29±1.16 2.184.25±1.422.263.80±1.212.142.17±0.021.85苯丙氨酸*9.08±4.24 6.0311.52±4.766.1211.43±3.926.449.85±0.108.39赖氨酸*5.02±2.21 3.335.92±1.433.145.29±1.392.984.08±0.093.48组氨酸3.15±1.16 2.093.05±1.30 1.623.73±
1.462.102.46±0.132.10精氨酸5.71±1.91 3.797.90±2.234.206.40±2.373.603.40±0.062.90脯氨酸7.00±2.72 4.659.30±3.11 4.948.83±2.39 4.974.57±0.643.89