研究

，卷:19(1)DOI: 10.37532/0974-7419.2019.19(1).141

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生高粱、浸泡高粱和发芽高粱的化学和功能评价

*通信:

Olaleye AA尼日利亚吉加瓦州Dutse联邦大学化学系电话:+ 2348038977393;电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

按照标准分析程序研究了生高粱(Rs)、浸泡高粱(Sts)和发芽高粱(Gms)样品的化学成分和功能特性。近似成分为(g/100g):水分(6.99 ~ 8.20);粗蛋白(6.99-12.1);粗脂肪(1.253.23);总灰分(0.335-2.05);粗纤维(1.30-2.92);碳水化合物(73.6 - -80.1)。脂肪、灰分和纤维含量相对较低。总代谢量能源在1543 ~ 1600kj /100 g时较高，且百分比最高能源主要是碳水化合物(PEC%)(81.1 ~ 86.1%)。Rs的浓度最高，其次是st, Gms的浓度最低(磷除外，其中st

关键字

化学成分;功能性质;高粱二色的

简介

高粱是一种重要的谷物，多年来一直是亚洲和非洲半干旱地区农民的主食。属植物王国，杆子目，雄竹科，雄竹科超族，草家庭禾本科和禾本科亚科。高粱被视为一年生作物，尽管它是多年生草本植物，在热带地区，它的收获期可能不止一次[1］．高粱耐旱，通常在栽培高粱的地方种植玉米是有风险的低降雨和高温。高粱被用于制备许多传统食品和烘焙食品，如面包和蛋糕。一种双色高粱[2原产于非洲，现在有多种栽培形式，是世界上重要的作物，用于食品、动物饲料、酒精饮料的生产和生物燃料。双色高粱在尼日利亚有以下当地名称:豪萨的Dawa，约鲁巴的Oka baba，伊博的Okili。高粱米中仅次于碳水化合物的第二大成分是蛋白质。在高粱中，变异很大，可能是因为作物生长在不同的农业气候条件下，这些条件会影响籽粒的组成[3.］．尼日利亚最常见的浓粥之一是ogi。脱壳高粱或全高粱的面粉与水混合，煮成浓稠的粥，与蔬菜、肉和其他食材组成的汤(酱)一起食用，这取决于食材的供应情况。Tuwo通常是一种薄粥，由干磨的非发酵全麦面粉加工而成[4］．

文献表明，非洲和亚洲国家是高粱的主要消费国[5］．另据报道，人类消费占非洲高粱总使用量的近四分之三，因为在许多国家，高粱占总热量摄入的很大一部分[1］．因此，本研究工作旨在研究浸泡和发芽对双色高粱的近似成分和矿物成分以及功能特性的影响，以造福消费者。

材料与方法

样品的收集和处理

样品(高粱粒)购自尼日利亚埃基蒂州奥多-阿伊顿的主要市场。石头和有缺陷的颗粒被人工去除。这些谷物被分成三等份。第一部分，标记为原始样品，在阳光下晒四三天，并储存在一个塑料容器中。第二种是标记为浸泡样品的部分，在装有蒸馏水的塑料容器中浸泡三天，之后用蒸馏水清洗谷物，随后在阳光下晒干并储存。标记为发芽样品的最后一部分在室温下充分浸泡在水中28小时，从水中取出，铺在潮湿的织物上，避免阳光直射两天，当一些芽长约5厘米时^3.被观察到。谷物在阳光下晒干3天，然后人工去芽。这些被剥去皮的谷物后来被储存在一个塑料容器中。三种样品分别被干磨成细粉，并在使用前保存在冰箱中。

近似分析

样品的水分、粗脂肪、粗灰分和粗纤维的近似成分分析采用A.O.A.C.所描述的方法进行。[6］．微量kjedahl法测定氮[7]，粗蛋白质含量以氮含量乘以6.25计算。碳水化合物是由差异决定的。通过将蛋白质、碳水化合物和粗脂肪的结果分别乘以17、17和37来确定热值。每项分析都进行了两份。

矿物分析

矿物的分析是从550ºC干灰化样品到恒重得到的溶液中进行的。用火焰光度计测定钠、钾含量，用钒钼酸盐法测定磷含量[6］．其他金属用原子吸收分光光度计(体积科学仪器)测定。所有分析一式两份。

功能性质

水和油的吸收能力的测定遵循Beuchat [8］．采用Sathe和Salunkhe方法测定乳液容量和稳定性。9］．采用Coffman和Garcia方法测定了起泡量、稳定性和最小胶凝浓度[10］．Wand和Kinsella的方法[11]由Narayana和Narasinga Rao修改[12]，以确定样品的堆积密度。蛋白质溶解度随pH值的变化采用Oshodi和Ekperigin所描述的方法[13］．采用微量凯氏定氮法测定上清液中的蛋白质[6]，以毫克蛋白质/立方厘米表示。所有结果均为两次测定的平均值。

统计分析

对所产生的数据进行统计分析，以确定其平均值、标准差和变异系数的百分比。确定的其他参数为生(Rs)/浸泡(Sts)、生(Rs)/发芽(Gms)和浸泡(Sts)/发芽(Gms)样品之间的线性相关系数(rxy)、决定系数(rxy2)、疏远系数(CA)和预测效率指数(IFE) [14］．

结果与讨论

表1介绍了生高粱(Rs)、浸泡高粱(Sts)和发芽高粱(Gms)样品的近似成分的结果。浓度最高的样品(g/100 g):原料:总灰分(2.05)，粗蛋白质(12.1)和粗纤维(2.92);浸泡:粗脂肪(3:23)和碳水化合物(80.1);发芽:水分(8:20)。发芽时灰分(0.335)、粗脂肪(12.5)和粗纤维(1:30)含量最低(g/100 g)，浸泡时水分和粗蛋白质(6.99)和碳水化合物(73.6)含量最低。一些文献报道的大致成分为(Prosopis africana， %):水分(1.9)，总灰分(4.4)，粗脂肪(12.8)，粗蛋白质(23.6)，粗纤维(3.3)和碳水化合物(54.0)[15];花生仁(克/100克);水分(5.0)、蛋白质(27.0)、脂类(47.0)、碳水化合物(17.0)、纤维及灰分(各2.0)[16］．

表1:生高粱、浸泡高粱和发芽高粱样品的近似成分(克/100克)。

这些文献结果大多高于本研究的结果。本研究中乙醚提取物的含量(1.25-3.23 g/100 g)低于Olaleye报告的6.99 g/100 g [17]用于去壳的班巴拉花生。灰分含量表明，原始样品可能会产生最高水平的矿物质，因为灰分是对任何样品矿物含量的粗略估计。本报告所含粗蛋白质的浓度较人类每日蛋白质需要量23.56克为低[18］．碳水化合物含量(73.6 ~ 80.1 g/100 g)高于以下植物和动物来源的文献值(g/100 g):非洲豇豆(54.0)[15];班巴拉花生粉(64.9)[19];加工花生仁粉(92.26-4.14)[20.];Anaphe infracta (47.2) [21];海刺(46.2)[22］．总灰分、粗脂肪和粗纤维水平一般低在这项研究中。

Rs与st之间以及Rs与Gms之间的近似组合值的差异显示在表2．Rs-Sts结果表明，水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白质和粗纤维均有利于Rs，而粗脂肪和碳水化合物更集中于st。在Rs- gms中，粗灰分、粗脂肪、粗蛋白质和粗纤维在Rs中更集中，而在水分和碳水化合物中则相反;水分差异最大，CV%(125)最大。

表2:Rs与st、Rs与Gms之间的近似成分差异。

表3描述百分比能源蛋白质(PEP%)、脂肪(PEF%)和碳水化合物(PEC%)的贡献值和可利用值能源蛋白质(UEDP%)。结果表明:PEP% (7.43 ~ 13.3)， PEF% (2.97 ~ 7.47)， PEC% (81.1 ~ 86.1)， UEDP%(4.46 ~ 8.00)。脂肪和蛋白质浓度最高的样品也有最高的比例能源脂肪(PEF%)和蛋白质(PEP%)的贡献。能源碳水化合物的贡献在发芽高粱样品中最高(86.1)，本研究中最高的UEDP%相对低于不同加工的花生种子面粉[20.］．脂肪的贡献(2.97-7.47%)能源远远低于推荐的30%能源脂肪摄入量[23］．

表3:能源蛋白质、脂肪和碳水化合物在生高粱、浸泡高粱和发芽高粱样品中的贡献值。

区别在于能源Rs-Sts和Rs-Gms之间的贡献显示在表4．Rs- sts显示，Rs中PEP%和UEDP%含量较高，而总能量、PEF%和PEC%含量则相反。Rs - gm组中，Rs组PEP%优于gm组。除PEF%(23.3)和PEC%(15.7)外，CV%均较高。

表4:由蛋白质、脂肪和碳水化合物造成的能量值差异。

表5显示了生的，浸泡的和发芽的高粱种子样品的矿物质水平。以下元素在所有样品中均未检出:Co、Cu、Cd和Pb。所有主要矿物的Rs和st含量都很高;钙和镁低在Gms。生长过程中，Na和K是维持体液渗透平衡、身体pH值、控制葡萄糖吸收和增强蛋白质正常保留所必需的[18］．钙是骨骼和牙齿的主要成分，也是体液的重要组成部分。Ca倾向于协调其他无机元素;它能纠正体内过量的钠、镁和钾。饮食中钙含量充足时，铁的利用率较高;这是一个节约行动的例子。24］．镁是许多酶系统的激活物，维持神经中的电势。25］．微量元素中，Zn浓度最高(34.0 ~ 73.5 mg/100 g);铁含量也很高(10.6-30.9 mg/100 g)，本研究中锌含量高与皮尤研究中心的报告相矛盾生物技术［26锌是饮食中缺乏的几种微量矿物质之一。人对铁的需要量如下:儿童(10-15毫克)、女性(18毫克)和男性(12毫克)[24］．铁是正常生长和健康血液所必需的细胞血红蛋白的形成和缺乏与大脑功能异常有关[18］．这项研究中的高铁浓度将使它们成为传统来源的良好替代品，因为它们能够证明有足够的铁满足人类对铁的需求。

表5:原料、浸泡和发芽高粱样品的矿物成分(mg/100 g)。

表6矿物组成中存在Rs-Sts和Rs-Gms。在所有检测到的矿物中，Rs均优于st和Gms。而Ni在Rs-Sts中差异最大(+94.7%)，而在Rs-Gms中差异最大(+96.6%)。Ni中Rs-Sts和Rs-Gms值均为+0.18，百分率为+94.7%，CV%为0.00。

表6:Rs与st、Rs与gm矿物含量的差异。

计算得到的Rs、st和Gms的矿物比载于表7．样品中的钙磷比(0.026-0.160)远低于1.00的推荐值，也低于促进钙在肠道吸收和骨骼形成的最低要求0.50 [27］．然而，Rs和st中的Ca/Mg比值(分别为2.26和2.70)高于推荐值1.00 [18］．Na/K比值(0.621-0.814)略高于0.60，有利于无强化高血压［27］．计算得到的[K/Ca+Mg)]毫当量比值为0.587-1.72。马顿及安徒生的报告[28]表明，为了预防低镁血症，[K(Ca+Mg)]的毫当量必须小于2.2。本研究的结果表明，样品将是充分有用的预防功能。样品中未检出Cu，无法测定Zn/Cu和Fe/Cu的比值。Ca/Pb、Fe/Pb、Zn/Cd由于缺少Cd和Pb而未计算。

表7:计算生高粱、浸泡高粱和发芽高粱样品的矿物质比例。

高粱样品的矿物安全指数(MSI)描述在表8．各元素的MSI表值也在表8Na(4.50),(10.0),镁(15.0)、锌(33.0)、铁(6.70)、铜(P(33.0)和(10.0)29］．计算Na的MSI在0.212 ~ 0.668之间，表值(TV)与计算值(CV)的差值在4.13 ~ 4.49之间。这意味着没有一种样品会使人体摄入过多的钠，从而降低继发性高血压的风险。同样，钙、镁和磷的计算MSI均低于标准(表)MSI，因此在美国推荐膳食容许(USRDA)范围内[29］．Zn各样本CV均大于TV。这意味着锌过载将来自所有的样品。由于CV大于TV, Fe过载将来自Rs和st。锌含量异常高是不可取的，因为过量的锌会与铜和铁等其他元素相互作用，从而降低它们的吸收[27］．Rs和st中的高铁含量可导致铁中毒，特别是儿童[30.］．但由于样品中不含Cu，无法测定Cu的MSI。

表8:高粱原料、浸泡和发芽样品的矿物安全指数(MSI)。

表9介绍了生高粱、浸泡高粱和发芽高粱样品的功能特性。本研究的吸水能力百分比(WAC%)(150%-200%)低于报道的非洲豇豆面粉的340% [15］．但高于Lin等报道的向日葵样品(107%)和大豆样品(130%)以及利马豆样品(130%-142%)[13］．本研究中的高WAC将使样品在一些食品的配方中有用，如汤和烘焙产品。

表9:生浸泡和发芽高粱样品的功能特性。

本报告中的吸油能力(OAC)在Rs的112%到st和Gms的130%之间。文献中OAC值为(%):豇豆(281-310)[31];非洲雀(120)[15];杂色脐虫(46.7)[13］．OAC样品将使它们成为有用的风味保留剂，并改善某些食物的口感。泡沫容量(FC)和泡沫稳定性(FS)均较好低与报道的去壳和去壳非洲山药豆(AYB)的值进行比较[32]，鸽子豌豆[13]和生豇豆粉[33］．的低氟化FC和氟化FS会降低样品在生产某些重要起泡食品和用作鞭挞剂的用途[34］．研究表明，乳化液容量(EC)高于大豆的乳化液容量(18%)[35]及鸽豆(7%-11%)[13]但低于本尼籽(63%)和几内亚亚藜(104%)[35］．因此，这些样本可用于制作汤和蛋糕[36］．得到的乳液稳定性(ES)值(49.0% ~ 55.0%)优于珍珠小米(34.0%)。最小凝胶化浓度(LGC)在Rs和st中为4.0%，在Gms中为8.0%。这些值在非洲豇豆(Prosopis Africana)低于16.0% [15]和14.0%的露苹籽[37］．Padmashree等人[33]表明这种蛋白质能够形成凝胶，并提供一种结构基质来保存水、糖、香料和其他食品成分，在食品应用中是有用的。容重(BD)在76.7 ~ 80.6 g.cm之间变化³．这些值均高于0.527gm.l^－1由Aremu等人报道。[15]用于制作黑麦种子粉。

表10包含样品功能特性差异的总结。在浸泡(st)和发芽(Gms)样品中，WAC、OAC和ES均得到增强，而FC和BD在原始样品(Rs)中比st和Gms更集中。Rs-Sts和Rs-Gms的0.00%差异表明三个样品具有相同的FS水平。在st和Gms中OAC的比例越高，表明处理样品中蛋白质的变性越高。

表10:表9概述了Rs和st之间以及Rs和Gms之间的功能特性差异。

样品蛋白质溶解度随pH值变化的结果示于表11．蛋白质的溶解度受pH值的影响很大，从它们的两性性质可以预料到这一点。中也提供了图形表示图1．st的等电点(pI)在pH值3时为50.0%。Gms在pH为4时的pI为48.0%，Rs在pH为3、5和9时的pI为33.0%。

表11:生高粱、浸泡高粱和发芽高粱样品在不同pH值下的蛋白质溶解度(%)

在酸性介质中，所有样品在pH值为1时溶解度最高，其溶解度分别为47.0% (Rs)、63.0% (Sts)和66.0% (Gms);在基本培养基中，Rs为pH 12 (51.0%)， st为pH 8 (88.0%)， Gms为pH 8(70.0%)。这意味着样品在ph值的基本介质中更容易溶解。这可能会降低它们在酸性食品配方中的功能，如牛奶模拟产品[36］．然而，本研究中在不同pH值下的蛋白质溶解度(%)水平高于Adeyeye所报道的[38]，以供小斑燕幼虫食用。

Rs-Sts和Rs-Gms之间蛋白质溶解度的差异和百分比差异显示在表12．结果表明，在所有pH值下，处理后的样品中，Sts和Gms水平均高于Rs水平，溶解度得到了较好的提高。表中还显示CV%为低除了pH值12时，差异高达124%;其他的则不到40%。

表12:Rs和st之间以及Rs和Gms之间的蛋白质差异。

表13显示了统计分析中总结的结果表1、3、8而且11．线性相关系数取r=0.05, n-2自由度时的临界值[14］．rxy水平在表1、表3而且9．在表11仅Sts/Gms显著阳性;Rs/Sts和Rs/Gms为阳性低在r=0.05和n-2自由度时差异不显著。表示非关系系数的CA为全部低除了在表11st /Gms为76.3%，Rs/Gms为97.1%。与之相反的是，除的预测效率指数(IFE)较高表11．CA越低，IFE值越高，就越容易预测比较样本之间的关系，例如Rs/ st (表3)，预测误差的减少(IFE)为100-96.8=3.2。由此可见，各种生化功能能源由Rs贡献的也可以用st代替。

表13:数据的统计分析表1、3、9而且11．

结论

本研究结果表明，样品是碳水化合物的良好来源低脂肪、灰分、粗纤维含量。样品中含有合理数量的主要矿物质和一些微量金属，特别是锌和铁。Co、Cu、Cd和Pb在样品中完全不存在。Ca/P和Na/K均较差，[K(Ca+Mg)]毫当量比均较好(<2.2)。所有样品中锌都有超载现象，而铁的超载现象只能发生在Rs和st两种样品中。该样品具有良好的吸水性、吸油性、乳化性能和稳定性、容重和蛋白质溶解性等功能特性，适用于某些食品配方。一般来说，样品中含有许多确定参数的不同成分。

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