全 文 :苦荞营养保健成分研究
宋毓雪,黄凯丰* (贵州师范大学生命科学学院植物遗传育种研究所,贵州贵阳 550001)
摘要 [目的]明确不同苦荞材料的营养保健成分含量,筛选出优质苦荞材料。[方法]以 T32、T31、T30、T14、T28、T23、T24、九江苦荞、
威苦 2号和威苦 1号 10种苦荞材料为试材,测定了其营养成分(总糖、还原糖、淀粉、直链淀粉、支链淀粉和蛋白质)含量、黄酮含量及理
化特性(膨胀力和持水力)。[结果]可溶性蛋白质、可溶性总糖、还原糖、直链淀粉含量和膨胀力在某些品种之间存在显著差异,而所有
品种在总淀粉、支链淀粉、黄酮含量和持水力方面均差异不显著。[结论]苦荞籽粒中淀粉含量较高,以支链淀粉为主。
关键词 苦荞;营养成分;理化特性
中图分类号 S517 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2011)01 -00100 -03
Research on Nourishing Compositions of Fagopyrum tataricum
SONG Yu-xue et al (Institute of Plant Genetics and Breeding of College of Life Sciences,Guizhou Normal University,Guiyang,Guizhou
550001)
Abstract [Objective]The aim was to identify the nourishing compositions of Fagopyrum tataricum,and screen high quality buckwheat mate-
rial. [Method]A total of 10 types of buckwheat including T32,T31,T30,T14,T28,T23,T24,Jiujiang Buckwheat,Weiku 2,and Weiku-
1 were employed as experimental material,and the contents of the nutritional components(including total sugar,reducing sugar,starch,amy-
lose,amylopectin,protein),flavonoids contents,physical and chemical characteristics (such as expansive force,water holding capacity)of
them were measured. [Result]There were significant differences in contents of soluble protein,total sugar,reduced sugar,amylase and ex-
pansive force among the cultivars,but the differences in contents of total starch,amylopectin,flavonoids content and water holding capacity
were not significant. [Conclusion]The starch content in the seeds of buckwheat was high,mainly with amylopectin.
Key words Buckwheat;Nourishing compositions;Physical and chemical characteristics
基金项目 贵州省科学技术基金项目[黔科合 J字(2009)2108 号];贵
州师范大学博士科研基金项目(2008 年) ;贵州师范大学学
生科研重点项目(2010 年)。
作者简介 宋毓雪(1990 - ) ,女,贵州贵阳人,本科生,专业:生物技术,
E-mail:songyx1990@ 163. com。* 通讯作者,副教授,博士,
硕士生导师,从事营养保健研究,E-mail:hkf1979@ 163. com。
收稿日期 2010-10-25
荞麦(Buckwheat)属于蓼科荞麦属(Fagopyrum)[1],为 1
年生或多年生宿根性植物[2]。荞麦大致可分为甜荞(Fearta
esculenium)、苦荞(Fearta tartaricum)和翅荞(Fearta emargin-
atwn)三大类[3]。在我国,荞麦与燕麦、食用豆类、黑色米、小
米、玉米、麦麸和米糠并称为八大保健食品[4]。苦荞具有很
高的营养价值和药用价值[5 -7],含有蛋白质、脂肪、维生素、
单宁、芦丁、蛋白酶抑制剂、矿物质和微量元素等,其含量普
遍高于大米、小麦和玉米等,且还含有其他禾谷类粮食所没
有的叶绿素和生物类黄酮物质[8 -12]。苦荞不仅蛋白质含量
较高,而且其蛋白质的氨基酸组成十分平衡;它既是一种很
好的营养源,又具有明显的降低血糖、血脂、尿糖等的功能,
非常适合人类的营养需求[9,13 -14],因此认为苦荞产业的开发
具有良好的发展前景[15 -18]。为此,笔者以 10份具较高产量
的苦荞资源为试材,对其营养保健成分及理化性质进行了分
析,探明了各营养保健成分在不同苦荞资源中的含量差异,
以期为筛选优质高产的苦荞品种及进行大面积推广提供理
论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料 10份苦荞资源(表 1)均由贵州师范大学生命科
学学院植物遗传育种研究所种子库提供。
1. 2 试验方法 试验于贵州师范大学植物遗传育种研究所
进行。2009年 8月 14日,从种子库中挑选出 10份具较高产
量的苦荞资源,挑选饱满、整齐一致的种子栽种,常规田间管
理。10月 30日,当荞麦籽粒 80%以上转为黑色时开始收获
种子。将收获的种子放入 105 ℃烘箱中杀青 30 min,然后于
65 ℃烘箱中烘干至恒重,去壳,粉碎机粉碎后过 60目筛,放入
干燥器中保存备用。试验前再次在 60 ℃烘箱中烘至恒重。
表 1 试验用苦荞材料
Table 1 Buckwheat experimental material
编号
No.
材料名称
Material
材料来源
Material source
1 T32 贵州威宁
2 T31 贵州威宁
3 T30 贵州威宁
4 T14 贵州威宁
5 T28 贵州威宁
6 T23 贵州威宁
7 T24 贵州威宁
8 九江苦荞 贵州威宁
9 威苦 2号 贵州威宁
10 威苦 1号 贵州威宁
1. 3 测定项目及方法 可溶性蛋白质、可溶性总糖、还原
糖、总淀粉的含量测定参照邹琦[19]的方法进行;直链淀粉、
支链淀粉的含量测定参照汪连爱[20]的方法进行;黄酮的含
量测定参照黄云华[21]的方法进行;持水力、膨胀力的测定参
考田学森[22]的方法进行。
2 结果与分析
2. 1 不同苦荞材料营养保健成分分析 由表 2 可知,可溶
性蛋白质的含量总体在 3. 029 ~ 7. 963 mg /g,其中 6 号品种
最高,7号品种最低,平均值是 5. 282 mg /g,品种间有差异。
总糖的含量总体在 5. 878% ~7. 248%,其中 7号品种最高,9
号品种最低,平均值是 6. 682%,品种间有差异。还原糖的含
量总体在 0. 353% ~2. 915%,其中 4 号品种最高,10 号品种
最低,平均值是 1. 457%,品种间有差异。总淀粉的含量总体
在 54. 05% ~86. 83%,其中 9 号品种最高,8 号品种最低,平
均值是 75. 20%,品种间差异不显著。直链淀粉的含量总体
在 15. 51% ~30. 31%,其中 6 号品种最高,4 号品种最低,平
均值是 25. 03%,品种间有差异。支链淀粉的含量总体在
责任编辑 乔利利 责任校对 李岩安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2011,39(1):100 - 102
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.01.119
30. 95% ~62. 07%,其中 4 号品种最高,8 号品种最低,平均
值是 50. 18%,品种间差异不显著。黄酮的含量总体在
1. 902% ~2. 498%,其中以 8 号品种最高,9 号品种最低,平
均值是 2. 286%,品种间差异不显著。
表 2 不同苦荞材料营养保健成分的含量比较
Table 2 Comparison of the nutrients of different material of buckwheat
编号
No.
可溶性蛋白质∥mg /g
Soluble protein
总糖∥%
Total sugar
还原糖∥%
Reduced sugar
总淀粉∥%
Total starch
直链淀粉∥%
Amylose
支链淀粉∥%
Amylopectin
黄酮∥%
Flavonoids
1 7. 484 b 6. 776 ab 1. 999 ab 72. 31 a 28. 46 c 43. 85 a 2. 192 a
2 4. 998 e 7. 153 ab 0. 816 bc 76. 44 a 27. 28 c 49. 16 a 2. 213 a
3 5. 306 e 6. 992 ab 2. 508 a 78. 40 a 24. 62 a 53. 79 a 2. 319 a
4 3. 515 f 6. 745 ab 2. 915 ab 77. 58 a 15. 51 b 62. 07 a 2. 314 a
5 6. 834 c 6. 286 b 0. 727 c 79. 27 a 27. 01 c 52. 26 a 2. 400 a
6 7. 963 a 6. 540 ab 1. 359 ab 75. 42 a 30. 31 d 45. 11 a 2. 216 a
7 3. 029 g 7. 248 a 0. 579 bc 76. 82 a 23. 97 a 52. 86 a 2. 468 a
8 3. 499 f 6. 526 c 0. 573 c 54. 05 a 23. 10 a 30. 95 a 2. 498 a
9 3. 918 f 5. 878 c 2. 745 ab 86. 83 a 26. 53 c 60. 30 a 1. 902 a
10 6. 271 d 6. 680 ab 0. 353 c 74. 86 a 23. 46 a 51. 40 a 2. 335 a
注:同列不同小写字母表示品种间在 0. 05水平上差异显著。
Note:Different lowercases in the same column stand for significant differences at 0. 05 level.
2. 2 不同苦荞材料的理化性质比较 由表 3 可知,不同苦
荞材料的持水力总体在 100. 69% ~ 125. 22%,其中 9 号品种
最高,4号品种最低,平均值是 112. 57%,品种间差异不显
著。膨胀力总体在 1. 52 ~ 2. 04 ml /g,其中 1 号品种最高,9
号品种最低,平均值是 1. 80 ml /g,品种间有差异。
表 3 不同苦荞的理化性质比较
Table 3 Comparison of physical and chemical characteristics of differ-
ent material of buckwheat
编号
No.
持水力∥%
Water holding capacity
膨胀力∥ml /g
Expansion capacity
1 102. 14 a 2. 04 a
2 119. 61 a 1. 84 ab
3 101. 44 a 1. 79 ab
4 100. 69 a 1. 79 ab
5 106. 01 a 1. 58 bc
6 113. 60 a 1. 79 ab
7 118. 33 a 1. 85 a
8 117. 59 a 1. 82 ab
9 125. 22 a 1. 52 c
10 121. 02 a 1. 97 ab
注:同列不同小写字母表示品种间在 0. 05水平上差异显著。
Note:Different lowercases in the same column stand for significant differ-
ences at 0. 05 level.
3 结论与讨论
姜忠丽等[23 -24]研究发现,小麦淀粉的含量为 74. 6%,玉
米淀粉的含量为 72. 2%。从该试验结果可知,苦荞品种淀粉
的平均含量为 75. 2%,略高于小麦、玉米,且苦荞中支链淀粉
含量较丰富,占总淀粉含量的 66. 7%左右。支链淀粉的含量
与作物的品质有直接关系,如以缺乏中等长度葡聚糖链分支
的支链淀粉的荞麦,作为荞麦蒸煮品质指标的糊化温度降
低[25]。如果支链淀粉含量高,则产品的质地软,食味较好;
但是如果是制作面粉罐头或耐贮糕点,往往需要直链淀粉含
量较高,以利于加工和贮藏[26]。至于如何通过一些技术手
段来增加或降低支链淀粉在总淀粉中的含量以满足不同的
生产需要,有待进一步研究。
持水力和膨胀力是衡量膳食纤维功能性的一项重要指
标。持水力高的膳食纤维,则食用后排出物体积大、粪便软,
有利于防止便秘和结肠癌,有很好的保健作用[27]。李丽
等[28]研究发现,小麦膳食纤维的持水力为 4. 21%,膨胀力达
3. 25 ml /g,分别比该试验结果高出 3 ~ 4 和 1 ~ 2 倍,这可能
是因为该试验参照了膳食纤维理化特性的研究方法测定荞
麦籽粒的持水力和膨胀力,有待于进一步验证。
参考文献
[1]陈庆富.五个中国荞麦(Fagopyrum)种的核型分析[J].广西植物,2001,
21(2):107 -110.
[2]郭淑春.荞麦小米营养成分的开发利用[J].粮油食品,1998(11):22 -
23.
[3]黄荣华.开发荞麦资源发展荞麦生产[J].湖北农业科学,1994(6):26 -
28.
[4]欧仕益.荞麦的营养价值和保健作用[J].粮食与饲料工业,2000(11):
44 -46.
[5]罗庆林,邵继荣,胡建平,等.荞麦中类黄酮的研究进展[J].食品研究
与开发,2008,29(2):160 -164.
[6]林汝法,周小理,任贵兴.中国荞麦的生产与贸易、营养与食品[J].食
品科学,2005,26(1):259 -263.
[7]顾尧臣.小宗粮食加工(四)———荞麦加工[J].粮食与饲料工业,1997
(7):19 -22.
[8]万丽英,穆建稳.贵州苦荞的营养保健功能与开发利用价值[J].贵州
农业科学,2004,32(2):74 -75.
[9]姜忠丽,赵永进.苦荞麦的营养成分及其保健功能[J].食品科技,2003
(4):33 -35.
[10]阮景军,陈惠,吴琦,等.荞麦中的蛋白质[J].生命的化学,2008,28
(1):111 -113.
[11]郭梅.苦荞麦的化学成分与特殊功能[J].食品研究开发,1992(1):30.
[12]朱瑞,高南南,陈建民.苦荞麦的化学成分和药理作用[J].中国野生
植物资源,2003,22(2):7 -9.
[13]WANG Q,OGURA T,WANG L. Research and development of new prod-
ucts from bitter-buckwheat[C]. Pro 6th Intl Symp Buckwheat at Ina,
1995:873 -879.
[14]张振福,罗文森.苦荞麦的化学成分与特殊功能[J].粮食与饲料工
业,1998(2):40 -41.
[15]刘萍,张东送,吴雅静.我国苦荞麦的开发利用及存在的问题与对策
[J].食品科学,2004,25(11):361 -363.
[16]赵钢,唐宁,马荣.苦荞麦的营养和药用价值及其开发应用[J].农牧
产品开发,1999(7):17 -18.
[17]柴岩,刘荣厚,封山海,等.荞麦的营养成分及保健价值[J].粮油食品
科技,1989(4):29 -30.
[18]董淑香.荞麦的开发利用[J].粮油食品科技,1993(4):12 -13.
[19]邹琦.植物生理学实验指导[M].北京:中国农业出版社,2004:110 -
130.
[20]汪连爱.双光束双波长分光光度计测定稻米中直链淀粉的方法[J].
粮食与饲料工业,1999(3):45 -46.
[21]黄云华.不同倍性甜荞的遗传比较及快速繁殖研究[D].贵州:贵州师
范大学,2009:29 -30.
[22]田学森.影响麦麸膳食纤维得率的因素分析[J].食品工业科技,2003
(1):77.
[23]姜忠丽,孙丽君.小麦理化性质与小麦品质分析[J].粮食知识,2002,
17(5):61 -62.
[24]陈玉香,周道玮,张玉芬.玉米营养成分时空动态[J].应用生态学报,
10139 卷 1 期 宋毓雪等 苦荞营养保健成分研究
2004,15(9):1589 -1593.
[25]ZHENG G H,SOSULSKI F W,TYLER R T. Wet-milling composition and
functional properties of starch and protein isolated from buckwheat groats
[J]. Food Research International,1999,30(7):493 -502.
[26]蔡一霞,王维,朱智伟,等.不同类型水稻支链淀粉理化特性及其与米
粉糊化特征的关系[J].中国农业科学,2006,39(6):1122 -1129.
[27]欧仕益,郑妍,刘子立,等.不同麦麸材料吸附脂肪和胆固醇的研究
[J].广州食品工业科技,2004(7):23 -25.
[28]李丽,李庆龙,常宪辉.小麦膳食纤维持水 /膨胀力及吸附特性的研究
[J].粮食加工,2008(5):
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
15 -16.
(上接第 52页)
分析没有明显影响,且成本低廉。徐晓宇等[18]运用4种方法
对微生物总 DNA 进行了提取,并对其中 4 种方法进行了
PCR-DGGE 图谱分析,结果表明,BIO-101DNA Extraction Kit
试剂盒提取的 DNA代表的微生物多样性最全,而 SDS -酚 -
氯仿方法抽提的 DNA代表性最差。
3 酶法
目前广泛使用的酶法是溶菌酶法。溶菌酶能切断肽聚糖
中 N-乙酰葡萄糖胺和 N-乙酰胞壁酸之间的 β-1,4糖苷键,破
坏肽聚糖支架,从而细菌细胞在内部渗透压的作用下胀裂而死
亡。赵文怡等[14]比较了不同方法破除金黄色葡萄球菌细胞壁
的结果,发现溶菌酶法用时最长,且效率最低。而刘敏等[19]通
过比较几种不同的细菌 DNA提取方法提取金黄色葡萄球菌
DNA得出结论,溶菌酶能有效地降解金黄色葡萄球菌细胞壁,
且用溶菌酶破壁后提取的 DNA适于 PCR试验。
随着研究的深入,越来越多的研究者发现,用 2种或多种
DNA提取方法组合起来对 DNA进行提取,能取得比单用一种
方法更好的效果。很多研究者经常把化学法和机械法或者酶
法结合使用。冻融 +玻璃珠 +溶菌酶 + SDS方法就是一种颇
受研究者们青睐的组合。熊开容等[20]用 3种方法的组合对活
性污泥中的微生物 DNA进行了提取,结果表明,用冻融 +玻璃
珠 +溶菌酶 + SDS方法获得的 DNA最适合于酶解和 PCR扩
增的要求。李鹏等[3]通过比较活性污泥不同 DNA提取方法对
PCR-DGGE的影响发现,冻融 +玻璃珠 +溶菌酶 + SDS方法获
得的 DNA产量更高,条带较亮,但纯度并不及超声波法和 SDS
裂解法。李惠敏等[21]通过比较玻璃珠 +溶菌酶 + SDS方法和
CTAB +溶菌酶 +冻融裂解方法对土壤微生物的 DNA提取效
果发现,2种方法提取的土壤微生物总 DNA电泳结果没有差
别,但是用CTAB +溶菌酶 +冻融裂解方法提取的总DNA不需
要纯化,在增加Mg2 +用量的条件下,只需用第 1轮非特异 PCR
产物作为模板即可扩增出16S rDNA片段,因此CTAB +溶菌酶
+冻融裂解方法更适合于土壤微生物群落结构的多样性分析。
Bourrain等[22]通过不同的 DNA提取方法对活性污泥中的微生
物进行研究表明,溶菌酶 + SDS 处理是最有效的细胞溶解方
法,尤其是在丝状菌丰富存在的环境中,在经过物理方法预处
理后,这一步骤效果非常好。细胞裂解处理顺序和方法组合的
最佳选择很大程度上取决于污泥,具体污泥应具体分析。
4 结语
PCR-DGGE技术发展至今,已经日渐成熟,其涉及的领域
也越来越广,如饲养业、水产业、土壤、活性污泥和湖泊底泥中
的微生物研究,植物细胞、动物细胞和各种病毒等的研究。随
着研究的进步和深入,DNA提取方法不断进步和成熟,研究者
们应用的DNA提取方法也千变万化。DNA的提取,作为 PCR-
DGGE试验过程中首要而关键的一个步骤,在实际研究中,应
该根据不同环境的微生物,并综合考虑试验目的以及条件等选
择不同的方法进行。
参考文献
[1]MUYZER G,de WAAL E C,UITTERLINDEN A G. Profiling of complex
microbial populations by denaturing gradient gel electrophoresis analysis of
polymerase chain reaction amplified genes coding for 16S rRNA[J]. Appl
Environ Microbiol,1993,59(3):695 -700.
[2]李沁元,崔晓龙,张东华,等.云南腾冲热海两热泉菌藻席细菌多样性
的研究[J].微生物学报,2004,44(4):431 -435.
[3]李鹏,毕学军,汝少国. DNA提取方法对活性污泥微生物多样性 PCR-
DGGE检测的影响[J].安全与环境学报,2007(2):53 -57.
[4]STACH J E M,BATHE S,CLAPP J P,et al. PCR-SSCP comparison of 16S
rDNA sequence diversity in soil DNA obtained using different isolation and
purification methods[J]. FEMS Microbiol Ecol,2001,36(2 /3):139 -151.
[5]LIPTHAY J R,ENZINGER C,JOHNSEN K,et al. Impact of DNA extrac-
tion method on bacterial community composition measured by denaturing
gradient gel electrophoresis[J]. Soil Biology & Biochemistry,2004,36
(10):1607 -1614.
[6]刘小勇,田素忠,秦国夫,等.提取植物和微生物 DNA的 SDS-CTAB改
进法[J].北京林业大学学报,1997,19(3):100 -103.
[7]潘和平,晋玲,高天鹏,等.沙拐枣 DNA提取方法改进及 PCR扩增检测
[J].草业科学,2006,23(10):28 -31.
[8]万晶晶,张汝嘉.超声波破碎法提取活性污泥 DNA及其 DGGE 分析
[J].哈尔滨工业大学学报,2008(4):559 -562.
[9]薛俊龙,王采先,詹丽娥,等.两种物理方法破碎大肠杆菌比较试验
[J].山西农业科学,2005,33(4):77 -79.
[10] LINDAHL V. Improved soil dispersion procedures for total bacterial
counts,extraction ofindigenousbacteria and cell survival[J]. Microbiol
Methods,1996,25(3):279 -286.
[11]魏志琴,曾秀敏,宋培勇.土壤微生物 DNA提取方法研究进展[J].遵
义师范学院学报,2006(4):53 -56.
[12]AURELIO M,BRIONES J R,OKABE S,et al. Ammonia-oxidizing bacteria
on root biofilms and their possible contribution to N use efficiency of dif-
ferent rice cultivars[J]. Plant and Soil,2003,250:335 -348.
[13]LESER T D,LINDECRONA R H,JENSEN T K,et al. Changes in bacteri-
al community structure in the colon of pigs fed different experimental di-
ets and after infection with Brachyspira hyodysenteriae[J]. Applied and
Environmental Microbiology,2000,66(8):3290 -3296.
[14]赵文怡,高强,谯娜娜,等.玻璃微珠法提取葡萄球菌基因组DNA的研
究[J].现代食品科技,2010(2):154 -156.
[15]申晓靖,段广才,郗园林,等.大肠杆菌不耐热肠毒素基因克隆和无毒
突变体mLT63的构建及序列分析[J].河南医学研究,2005(2):100.
[16]ZHOU J,BRUNSMA,TIEDJE J M. DNA recovery from soils of diverse
composition[J]. Appl Microbiol Biotechnol,1996,62(2):316 -322.
[17]王丽娜,许修宏,宛煜嵩,等.三种土壤微生物总DNA提取方法的比较
[J].基因组学与应用生物学,2009,28(2):331 -334.
[18]徐晓宇,闵航,刘和,等.土壤微生物总DNA提取方法的比较[J].农业
生物技术学报,2005,13(3):377 -381.
[19]刘敏,谢利波,乐超银.金黄色葡萄球菌 DNA提取方法的研究[J].实
用医学进修杂志,2007,35(2):123 -125.
[20]熊开容,张智明,张敏.活性污泥DNA提取方法的研究[J].生物技术,
2005,15(4):43 -45.
[21]李惠敏,胡雪英,秦新民.一种适用于 PCR的土壤微生物 DNA的提取
方法[J].安徽农业科学2010,38(2):600 -601,619.
[22]BOURRAIN M,ACHOUAK W,URBAIN V,et al. DNA Extraction from
Activated Sludges[J]. Current Microbiology,1999,38:315 -319.
201 安徽农业科学 2011 年