高矿质元素糙米品种筛选与亚显微结构研究_李静

精米以口感好、 易消化的优点长期主导主食消费， 但其 维生素、 矿质元素、 膳食纤维等健康营养元素巨大缺失， 易导 致脚气病、 口腔溃疡症、 创口愈合难等营养素缺乏症， 从而诱 ， “现代文明病之克 发更严重的疾病。随着饮食观念的改变 星” 天然保健糙米食品的开发与利用以其健康、 方便、 营养、 安全愈来愈受到重视。 糙米具有特殊的营养价值和食用价值， 其蛋白质、 脂肪、 膳食纤维以及人体所必需的微量矿质元素大都比精米高 1 ～ 3 倍， 成为糖尿病人和心血管疾病患者膳食调养的食用优良 “生命的奇效元素 ” ， 作为 是谷胱甘肽过氧 原料。如硒（ Se） ， 易引发克山病、 大骨节病、 白内 化物酶的组成成分。若缺乏， 障、 高血压等 20 多种人类疾病
Journal of Anhui Agri． Sci． 2011 ， 39 （ 28 ） ：17559 － 17561 安徽农业科学，
责任编辑
郑丹丹
责任校对
况玲玲
高矿质元素糙米品种筛选与亚显微结构研究
李 静， 李 明， 华泽田， 陈雅蕾， 杨 剑， 刘雅婷
（ 国家杂交水稻中心天津分中心功能稻米实验室 ， 天津科技大学食品工程与生物技术学院， 天津 300457 ）
。铁（ Fe） 是血红蛋白、 肌红
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Fe 缺乏是全世界尤其是发展 蛋白、 细胞色素等的重要成分， 中国家面临的最主要的营养问题之一 。 缺 Fe 易引起贫 免疫功能受损、 记忆力衰退等。钙 （ Ca ） 是构成骨骼和牙 血、 齿的主要成分， 儿童缺 Ca 易患佝偻病， 老年人缺 Ca 易导致 Fe、 Ca 及蛋 骨质疏松症。以饮食方式摄入来增加人体摄 Se、 白量是一种比较理想的补充矿质元素和蛋白质的途径。因 Se、 Ca 糙米是十分必要的， 此， 开发富 Fe、 具有广阔的市场前 保健效果和附加价值。 景、 Fe、 Se ） 为主要指标对 20 笔者以蛋白质和矿质元素（ Ca、 种糙米的营养价值进行初步评价， 从中筛选矿质元素和蛋白 质含量高的糙米品种， 采用 SPSS 软件分析了其相关性， 并初
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步研究了筛选糙米品种的形态结构。 1 1． 1 1． 1． 1 1． 1． 2 材料与方法 材料 稻米。稻米由天津天隆农业科技有限公司提供。稻 1% HBO3 溶液、 试剂。40% NaOH 溶液、 混合指示剂
米样品出糙， 除杂， 备用。 （ 溴甲酚氯∶ 甲基红 = 5 ∶ 1 ） 、 K2 SO4 、 浓 H2 SO4 、 无水 CuSO4 、 H2 O 2 等 ， 无水 Na2 CO3 、 无水乙醇、 浓 HNO3 （ 优级纯 ） 、 均为 分析纯。 1． 1． 3 AH02730 碾磨机 （ 株式会社科 主要仪器。2 层蒸锅、 SH220 石 墨 消 解 仪［海 能 （ 济 南 ） 仪 器 有 限 公 学研究所 ） 、 、 K9840 自动凯氏定氮仪［ Hanon Group， 司］ 海能 （ 济南） 仪器 、 AA6800 原子吸收光谱仪 （ 日本岛津 ） 、 AFS830 有限公司］ SU1510 扫描电子显微镜（ 株式 原子荧光光谱仪（ 北京吉天） 、 会社日立高新技术那珂事业所） 。 1． 2 1． 2． 1 方法 矿质元素含量测定。每份样品称取 1． 0 g 置于消化
2． 2
蛋白质含量
表 1 显示， 高蛋白样品 R106 和 ZT3 （ 紫
达 10． 30% ； 编号为 ZT11 的高铁鸭 米） 样品蛋白质含量最高， 达 9． 80% ， 从而进一步筛选 血糯（ 紫） 品种蛋白质含量较高， 出高 Fe、 高蛋白质含量的糙米品种 ZT11。而高 Ca、 高 Se 糙 达 8． 39% 。 米品种小品比 71 的蛋白质含量居中， 2． 3 矿质元素含量与蛋白质含量的相关性 糙米中矿质 Fe 与 Ca、 Se 的相关系数分别 元素含量相关性（ 表 2 ） 显示， Ca 相关系数分别 呈正相关性； Se 与 Fe、 为0． 115 与 0． 275 ， 0． 373 ， 为0． 275 、 为正相关。 以双尾检验进行差异性分析， 发现几种元素间差异性并不显著。矿质元素含量与蛋白质 蛋白质含量与 Fe 含量的相关系数 含量的相关性研究表明， Se 的相关系 为 0． 567 ， 正相关性极显著 （ P ＜ 0． 01 ） ； 与 Ca、 呈负相关性， 差异性不显著。 数分别为 － 0． 101 和 － 0． 075 ，
元素含量。结果发现， 糙米中 3 种元素含量的大小趋势一 均为 Ca ＞ Fe ＞ Se。 编号为 ZT11 的鸭血糯 （ 紫 ） 品种 Fe 致， 含量最高， 达 17． 29 μg / g； 编号为小品比 71 的紫糙米品种 Ca 和 Se 元素含量最高， 分别为 65． 50 和 0． 050 μg / g。由此筛选 高 Se 糙米小品比 71 两种富矿质 出高 Fe 糙米 ZT11 和高 Ca、 元素品种。
天津科技大学实验室开放基金资助项目 （ 副研究员， 从事稻米品质分 Email： ljcyhui@ tust． edu． cn。 析与深加工技术研究 ， 0704 收稿日期 2011基金项目 作者简介
用 HBO3 － H2 O2 消化液消化 1 h， 冷却 2 ～ 3 h 后定容于 管中， 50 ml 容量瓶中， Fe、 Ca 元素含量采用原子吸收光谱仪测定， Se 元素含量采用原子荧光光谱仪测定。 1． 2． 2 蛋白质含量测定。每份样品称取 1． 00 g 置于定氮管 中， 用 H2 SO4 － CuSO4 － K2 SO4 消化液在 SH220 石墨消解仪 上消化 4 ～ 5 h， 待消化液至澄清透明后停止消化， 冷却后采 用 K9840 自动凯氏定氮仪测定蛋白质含量。 1． 2． 3 形态分析。取少量完整糙米样品，取自然横截面， 镀 金后采用扫描电子显微镜观察。选取合适的区域及放大倍
表2 Table 2 糙米中矿物元素含量相关性 Correction between mineral elements concentration in varieties of brown rice 元素 Elements Fe Ca Se Fe 1． 000 0． 115 0． 275 Ca 1． 000 0． 373 Se
Fe、 Se） 为主要指标对糙米的营养价值进行初步筛选， 摘要 ［ 目的］ 从 20 种糙米中以蛋白质和矿质元素（ Ca、 并观察筛选品种的形态结 为功能稻米的选育提供依据。［ 方法］凯氏定氮法测定蛋白质含量， 原子吸收光谱和原子荧光光谱法比较矿质元素含量差异 ， 构， SPSS 软件分析相关性， 扫描电子显微镜观察筛选品种的形态。 ［结果］筛选出高 Fe、 高蛋白糙米 ZT11 （ Fe 17． 29 μg / g， 蛋白质 9． 80% ） 和高 Ca、 Se 0． 050 μg / g） 。蛋白质含量与 Fe 含量在 0． 01 水平有显著正相关性。糙米横 高 Se 糙米小品比 71 （ Ca 65． 50 μg / g， Ca、 Se 糙米具有广阔的市场前景、 断面有一定的差异， 蛋白质含量一定程度上影响糙米品种米糠层的分布情况。［ 结论］ 筛选的富 Fe、 保 健效果和附加价值。 关键词 糙米； 蛋白质含量； 矿质元素含量； 相关性； 形态结构 中图分类号 S 51 文献标识码 A 文章编号 0517 － 6611（ 2011） 28 － 17559 － 03 Screening Varieties of Brown Rice with Mineralrich Elements and Their Submicroscope Structures LI Jing et al （ School of Food Engineering and Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Functional Rice Laboratory， National Hybrid Rice Research Center of Tianjin Branch Center，Tianjin 300457 ） Abstract ［ Objective］ The nutritional quality of 20 varieties of brown rice was preliminarily screened using protein content and mineral eleso as to provide a theoretical and material basis for ments （ Ca，Fe，Se） concentrations as main indicators，the morphology was also observed， functional rice breeding． ［ Method］ Protein content of brown rice was determined using Kjeldahl nitrogen determination method． Mineral elements such as Ca，Fe，Se concentrations were compared by atomic absorption spectrometry and atomic fluorescence spectrometry，respectively． The correlation between protein content and mineral element concentration was analyzed by SPSS software． And the morphology was observed by scanning electron microscope． ［ Result］ Two varieties of brown rice were filtered out， that is， varieties of ZT11 brown rice with richFe concentration of 17． 29 μg / g and high protein content of 9． 80 % ， Xiaopinbi 71 with richCa （ 65． 50 μg / g） and Se concentrations （ 0． 050 μg / g） ． Protein content is found to be significantly positive correlation with Fe content by SPSS analysis （ P ＜ 0． 01 ） ． Cross section of varieties of brown rice had distinctly differences． Protein content of brown rice had a certain effect on distribution of varieties of rich bran layer． ［ Conclusion］ The screened Ferich，Serich and Carich brown rice possess broad market prospect，healthy effect and added value． Key words Brown rice； Protein content； Mineral elements concentration； Correlation； Morphology