黑米营养和部分功能成分特性及综合应用研究进展_韦剑思.pdf

广西农学报Journal of Guangxi Agriculture第 37 卷第 6 期Vol.37，No.62022 年 12 月December，202286综述专论黑米营养和部分功能成分特性及综合应用研究进展韦剑思1.2林莹1（1.广西大学，广西南宁530004；2.广西工商职业技术学院，广西南宁530008）摘要：有色水稻所含的营养物质比普通水稻的丰富，且品种齐全。文章对黑米的基本营养成分和特殊营养成分的研究进展进行概述，并对黑米在食品加工、化工、医药等方面的综合利用和加工前景进行分析研究，以期为黑米的研究提供理论依据。关键词：黑米；营养特性；加工应用；花色苷；黑米多糖中图分类号：TS210.1文献标识号：A文章编号：1003-4374（2022）06-0086-09Research Progress on Characteristics and Comprehensive Application of Nutrition and Partially Functional Components in Black RiceWei Jian-si 1.2，Lin Ying 1（1.Guangxi University，Nanning，Guangxi 530004，China；2.Guangxi Vocational College of Technology and Business，Nanning，Guangxi 530008，China）Abstract:Colored seed coat rice contains more nutrients than ordinary rice and has a complete variety.This paper reviewed the research progress of basic nutrients and special nutrients of black rice，and analyzed the comprehensive utilization and processing prospects of black rice in food processing，chemical industry and medicine，in order to provide theoretical basis for the research of black rice.Key words:black rice，nutritional characteristics，processing application，anthocyanin，black rice polysaccharide截至 2003 年，有色种皮稻米（包括紫米、黑米、香米、红米）等特种水稻资源占有记载的品种资源库水稻品种的十分之一1。研究表明2，特种水稻的综合营养价值胜于普通水稻。因而在追求健康养生的消费理念驱动下，特种水稻产品的开发越来越受到重视，黑米的价值也随之越来越被看重，因为黑米具有非常高的营养价值，现在食用黑米的人日益增多，种植销售及深加工研究也日渐增多。紫黑米稻3（主要包括种皮颜色黑色、紫色等）的米皮富集花青色素，主要是花色苷类及营养成分，因而显色为黑褐色、黑色、紫黑色等，所以，也作为一类特种稻。研究表明黑米中的花青苷类色素具有多种药用价值和功效，故黑米也被视作特种米，有“神仙米”“药米”“补血米”之称。4在我国，黑米种植历史悠久，据齐民要术记载，距今已经有 1500 年的种植历史。5 黑米也有籼、糯、粳之分，分为籼糯、籼粘、粳糯、粳粘四种类型，占总品种资源的 98%以上。6，7 黑米色香味俱全以及营养价值丰富，是珍贵的特种米资源，也被称为药食两用的稻米之一。本文重点对黑米的营养价值、收稿日期：2022-05-10修回日期：2022-05-25基金项目：广西职业教育粮油储藏与检测专业（群）发展研究基地（桂教职成201963 号）；2020 年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“广西地方大米品种特性对方便米粉品质控制的研究”（项目编号：2020KY42013）第一作者简介：韦剑思，女，1988 年生，工程师，研究生在读，主要从事食品加工与安全、食品工艺控制、卫生管理工作。87韦剑思 林莹：黑米营养和部分功能成分特性及综合应用研究进展第 6 期在食品中的应用以及黑米花色苷、黑米多糖的特性进行归纳和概述，以期为黑米的研究提供理论依据和参考。1黑米营养价值黑米营养价值无论是种类还是含量都优于普通白米。黑米中的基本营养素（蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素等）含量大多优于普通白米，除了基本营养素外，黑米含有的特殊营养素（赖氨基酸，钙、铁、锌等矿物质）含量优于普通大米，其中一些特殊物质，如青花素，是普通白米不含有的生物活性物质。1.1 基本营养成分黑米和白米的基本营养成分比较如表 1 所示，稻米基本营养成分主要包括淀粉、蛋白质、脂肪及不饱和脂肪酸等，从基本营养成分看，淀粉含量与白米相差不大，而其余三种平均含量优于白米，其中，蛋白质、脂肪、不饱和脂肪酸含量的最低、最高都优于白米，分别是 1.25 倍和 1.51 倍、2.96 倍和 1.56 倍、3.45 倍和 1.80 倍，黑米的脂肪含量最低数（2.37%）接近白米的最高含量（2.50%），不饱和脂肪酸的含量呈相同趋势。表 1黑米和白米的基本营养成分比较8名称成分淀粉（%）蛋白质（%）脂肪（%）不饱和脂肪酸（%）黑米61.8078.738.5016.402.373.901.903.12白米70.1386.096.8010.870.802.500.551.731.2 特殊营养成分这里所说的特殊营养成分主要是指氨基酸、维生素、矿物质、花青素等活性物质，曾有人对种植的“黑糯 178”与普通米进行比较，发现蛋白质、脂肪和粗纤维分别是普通米的 49.69%、2.1 倍和 4.9倍，矿物质元素 P、K、Na、Mg、Fe 和 Mn 分别是普通米的 2.3 倍、3.9 倍、3.2 倍、3.75 倍、1.4 倍和3.3 倍。9熊艳珍等10对黑米的特殊营养成分做了充分的对比，有以下发现：1.2.1 矿物质新创制的特种稻种质矿质元素含量平均值11如 表2 所示，有色米（主要指红米、黑米等）矿物质含量（除镁之外）均高于普通白米，而在同 一 种 有 色 米 当 中，矿 物 质 含 量 大 小 基 本 为MgCaSeZnMnFeCu，其中，黑米同时也是一种富硒产品，硒的含量是普通白米的 2.07 倍。表 2新创制的特种稻种质矿质元素含量平均值11种质类型Se（ng/g）Fe（g/g）Zn（g/g）Mg（g/g）Ca（g/g）Mn（g/g）Cu（g/g）黑米 63.60*13.80*27.00*1841.90ns140.00ns15.80ns4.30*黑褐米 34.55ns14.55*26.85*1811.20ns144.20*14.00ns3.25ns红米 35.35ns17.65*33.20*1799.38ns155.50*20.63ns3.63*黑甜米 64.85*11.00ns29.68*1985.35ns153.95*23.68ns4.70白米 30.7010.5021.301816.80116.7015.902.50注：*、*分别表示与白米呈显著和极显著差异，ns 表示与白米呈无显著差异。1.2.2 必需氨基酸黑米和白米及其他谷物的必需氨基酸含量比 较12如表 3 所示，黑米中必需氨基酸平均含量普遍高于白米，无论从最大值与最大值相比还是最小值与最小值相比，除苏氨酸外，其余必需氨基酸含量都大于白米至少 1 倍以上，按高于白米程度倍数从大到小依次为色氨酸（1.5 倍）蛋氨酸（1.36 倍）缬氨酸（1.30 倍）赖氨酸（1.28 倍）苯丙氨酸（1.18 倍）亮氨酸（1.15 倍）异亮氨酸（1.125 倍）；表 3 还表明，黑米中的人体必需氨基酸不仅含量高且种类齐，其中，蛋氨酸、缬氨酸、色氨酸和苏氨酸较明显，因此，对于急需补充氨基酸的人来说，黑米是一种上品选择。广西农学报882022 年表 3黑米和白米及其他谷物的必需氨基酸含量比较单位：g/kg种类蛋氨酸缬氨酸赖氨酸异亮氨酸苯丙氨酸亮氨酸色氨酸苏氨酸总量黑米1.95.95.215.83.26.22.75.34.07.66.97.21.51.92.111.732.342.2白米1.44.84.06.42.54.62.44.23.46.46.08.21.01.22.73.623.434.21.2.3 生物活性成分生物活性物质是一类具有消炎、抗癌、抗氧化功能的物质，膳食纤维、果低聚糖、植物甾醇、类胡萝卜素、类黄酮等目前已被确认为主要功能因子。黑米中含有主要的维生素 A 源物质，也就是俗称胡萝卜素，而在白米中未检出13，14，而众所周知，维生素 A 有利于夜盲症、干眼病、上皮组织角化症以及牙齿组织等缺乏症的治疗，在体内主要是参与视紫红质的合成，维持眼的暗视觉，保持上皮组织结构和功能的健全，促进生长发育。除了维生素 A 之外，黑米中还检测出维生素B1、维生素 B2以及维生素 C 等功能因子，且维生素B1、维生素 B2含量分别是白米的 1.91 倍、2.79 倍。黑米中能检测出含量为 23.93 mg/kg 的维生素 C（L-抗坏血酸），在白米中未检测到。15 其中，维生素B1、维生素 B2缺乏症会引起人体多种不适，比如胃肠道机能障碍、脚气病、疲倦、乏力，口角炎等疾病，维生素 C 缺乏容易引起坏血病。16黑米中不仅含有黄酮类、酚类、膳食纤维这几种物质，且含有白米中未检测到的花色苷，黑米中花色苷含量高达 0.6514.98 mg/kg，黑米中黄酮类含量为 0.10%1.70%，而白米仅含 0.02%0.32%，相 当 于 白 米 的 5 倍 不 止；黑 米 中 酚 类 含 量 为2.314.84 g/1000g，也远高于白米含量，黑米中膳食纤维含量为 0.88%5.00%。17经研究证明，花色苷是黑米保健功效的主要来源18。黑米所表现出来的色泽包括红色、黑红色、黑紫色、黑色等色系主要是因为花色苷的存在。花色苷是由花青素母体与一个或多个糖基以糖苷键结合而成的一种生物活性物质，以糖苷形式存在是天然花青素的特点之一。19在食品中重要的花青素主要有 6 种，分别为天竺葵色素（Pelargonidin）、矢车菊色素（Cyaniain）、飞燕草色素（Delphinidin）、芍药色素（Peonidin）、矮牵牛花色素（Pentunidin）、锦葵色素（Malvidin），它们的颜色随 B 环 3、5、7碳位上的取代基不同而变化。202黑米部分功能成分特性研究进展2.1 黑米花色苷黑米中含有的特殊成分包括类胡萝卜素、抗坏血酸、花色苷等，但以花色苷的研究最为广泛，因此本段重点对黑米中花色苷的研究进展进行概括。在 2014 年郝杰21就对黑米花色苷对机体肝、肾作用进行研究，通过小白鼠试验，结果表明，黑米花色苷提取物对肝、肾起保护作用。黑米花色苷具有抗氧化活性、调节血脂、抗炎等生理功能，其中，对黑米抗氧化活性的研究较多，本小节重点讲黑米花色苷的抗氧化研究情况，黑米花色苷近几年抗氧化特性研究概况如表 4 所示。研究表明，不同的提取方式、不同的作用条件都会影响最终提取到的黑米花色苷的抗氧化活性，在与部分物质的抗氧化活性对比中，黑米表现出较强的抗氧化特性。表 4黑米花色苷近几年抗氧化特性研究概况研究人员功能特性研究结论发表年份曾繁森等22黑米花色苷的 pH 敏感性及其抗氧化活性研究试验采取乙醇浸提黑米花色苷浓缩液，含量为 86.50 mg/L，测试黑米花色苷颜色响应，发现花色苷对 pH 值很敏感，并将黑米花色苷和维生素 C 作用于肉类，测试其抗氧化活性性能，结果表明黑米花色苷的抗氧化活性远远大于维生素 C 的抗氧化活性 2020常世敏等23黑米花色苷抗氧化活性研究对比了黑米花色苷以及欧洲越橘抗氧化活性，研究表明，黑米花色苷是天然抗氧化剂，两