为探究高粱复配米脂肪体外消化产物及其氧化稳定性，将熟化高粱与大米按质量比 1:4 和 1:1 复配进行模拟体外消化，采用气相色谱-质谱联用法分析复配米饭的脂肪消化产物，并以脂质过氧化物值和丙二醛浓度为指标探究其氧化稳定性。结果表明，1:1 和 1:4 复配米经胃肠液消化后含有 25 种脂肪酸，主要为棕榈酸、硬脂酸和亚油酸。不饱和脂肪酸占到 34.34% 和 28.50%，人体必需脂肪酸亚油酸和 α-亚麻酸含量分别为 91.41、3.05 和 59.36、1.83 μg/g，均显著高于大米组（P<0.05）。此外，1:1 和 1:4 复配米消化后肠液过氧化值为 33.83 和 43.16 nmol/g、丙二醛含量为 28.17 和 27.72 nmol/g，总氧化程度均低于高粱组。综上，食用高粱复配米比单纯食用大米改善了摄入的饮食脂肪酸组成，又比单纯食用高粱减少了人体对脂质氧化产物的吸收积累。
图片来源于图司机
黑龙江八一农垦大学张东杰、李志江教授等考虑食物基质等对脂肪消化的影响，对高粱大米复配米饭整体进行体外模拟消化，探究复配米饭脂肪的消化产物及氧化稳定性，从而根据其消化的特性指导高粱大米复配米饭开发，为高粱等杂粮的食用提供新思路。
1 高粱与大米脂肪含量及组成
高粱总脂肪含量为 2.81%，大米仅为 0.39%，高粱脂肪含量高于大米的脂肪含量。高粱经微波蒸煮后总脂肪含量降低至 2.38%，大米经蒸煮后降至0.35%。与 Afify 等研究结果相似，除浸泡处理外，蒸煮、发芽、微波等处理均会显著降低高粱中的脂肪含量。Kumar 等研究也表明，蒸煮可使大米的脂肪提取率降低 2.6%~9.9%。脂肪含量的降低可能是由于在熟化过程中脂质发生降解或形成了脂肪蛋白质、脂肪-淀粉等复合物。
高粱与大米熟化前后脂肪酸组成及含量如表 1 所示，高粱和大米中共检测出 30 种脂肪酸，主要脂肪酸为亚油酸、油酸、棕榈酸、亚麻酸和硬脂酸，以上 5 种脂肪酸占到总脂肪酸含量的 95% 以上。经过熟化后，仍可检测出 30 种脂肪酸，并没有出现新的脂肪酸，各脂肪酸含量均有所降低，这与测定的总脂肪含量变化具有一致性。高粱中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸含量分别降低 23.82%、21.06%、25.07%，大米分别降低 25.70%、18.38%、12.93%。研究发现，高粱经蒸煮后，饱和脂肪酸降低 33%，不饱和脂肪酸降低 30%；高粱经微波处理后，饱和脂肪酸降低 56%，不饱和脂肪酸降低64%。微波和蒸煮等处理会降低高粱中的脂肪酸含量，本实验与之相比减少程度较低可能是由于蒸煮时间、微波时间和功率等实验条件的不同。
虽然熟化过程中的热处理会降低高粱和大米中各脂肪酸含量，但各脂肪酸占总脂肪比例变化不明显。熟化后，高粱和大米主要脂肪酸仍为亚油酸、油酸、棕榈酸、亚麻酸和硬脂酸，分别占高粱总脂肪酸的 51.21%、31.51%、10.63%、4.48% 和 1.36%，大米的 48.55%、24.06%、21.00%、1.54% 和 2.11%。研究表明，高粱中主要脂肪酸为亚油酸、油酸、棕榈酸、亚麻酸和硬脂酸，分别为 43.33%、37.15%、13.73%、1.55% 和 1.07%，微波处理后变为 43.39%、37.12%、13.73%、1.54% 和 1.07%。大米中主要脂肪酸为油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸和亚麻酸，分别为41.3%、32.4%、19.6%、3.5% 和 0.8%，经蒸煮后变为 42.0%、31.2%、19.0%、4.6% 和 0.8%。蒸煮和微波处理对高粱和大米的脂肪酸组成影响不大，主要脂肪酸仍是亚油酸、油酸、棕榈酸、亚麻酸和硬脂酸。本实验结果与其相似，但由于高粱和大米的品种和生长环境的不同，脂肪酸含量会有变化。
2 消化液中游离脂肪酸含量
油脂在胃肠中可被消化酶水解为甘油二酯、甘油一酯和游离脂肪酸等，因此胃肠液中游离脂肪酸的含量可用来反映脂质的消化程度。样品消化后胃肠液中游离脂肪酸含量由图 1 所示，肠液中的游离脂肪酸的含量显著高于胃液（P<0.05），脂质在肠中的脂解程度更高。小肠是脂肪消化的主要部位，肠液中脂肪消化酶的含量高于胃液。胃液中，高粱组（0.38 μmol/g）与 1:1 复配米组（0.32 μmol/g）的游离脂肪酸含量最高，其次为 1:4 复配米组（0.20 μmol/g）和大米组（0.18 μmol/g）。肠液中，高粱组中的游离脂肪酸的含量最高（15.15 μmol/g），其次为 1:1 复配米（9.70 μmol/g）和 1:4 复配米组（7.89 μmol/g），最低为大米组（5.95 μmol/g）。主要是由于样品中高粱所占比例增加，脂肪含量增加，消化后的游离脂肪酸的含量也随之增加。但与此同时，脂肪酸释放率和消化程度随着样品中脂肪含量的增加而降低。经胃液消化后，大米组脂肪酸释放率最高，为 2.06%，其次为1:4 复配米和 1:1 复配米组，分别为 1.17% 和 1.11%，最低为高粱组，为 0.50%。经肠液消化后，大米和1:4 复配米组最高，分别为 67.71% 和 46.31%，其次为 1:1 复配米组，为 33.02%，最低的为高粱组，为30.28%。主要是由于脂肪消化产物的积累会抑制肪酶的活性，游离脂肪酸含量越高则脂肪酶的活性越低，样品游离脂肪酸释放率越低。研究者将 150、300 和 850 mg 玉米油进行体外肠道消化，结果显示850 mg 的脂质消化程度最低，但其释放的游离脂肪酸含量最高。此外，本实验的复配米脂质消化率低于叶展研究的棕榈油（71.97%）、菜籽油（69.01%）等典型膳食油脂的消化率，主要是由于脂质与蛋白质、碳水化合物之间存在相互作用，脂质分解受固体食物基质分解速率和程度的制约。
3 消化产物脂肪酸种类及含量
各组样品消化后胃液、肠液中脂肪酸种类及含量如表 2、表 3 所示。相比于原样，样品消化后脂肪酸种类及组成比例发生明显变化。消化前各组样品中存在的癸酸、十三酸、二十碳三烯酸、二十二碳五烯酸、二十三酸在胃肠液中含量均低于检测范围，未被检测到。四组样品胃液中脂解主要产物为棕榈酸、硬脂酸、亚油酸和芥酸，肠液中主要为棕榈酸、硬脂酸和亚油酸，消化前样品中含量较高的油酸和亚麻酸在胃肠液中含量较低。饱和脂肪酸棕榈酸和硬脂酸的消化率高于不饱和脂肪酸油酸、亚油酸和亚麻酸。研究显示，豆油乳剂体外消化后各脂肪酸的释放百分比，其中棕榈酸和硬脂酸的释放率也显著高于亚麻酸、油酸和亚油酸，原因可能是饱和脂肪酸棕榈酸和硬脂酸主要占据甘油三酯分子 Sn-1 和 Sn3 位，而不饱和脂肪酸油酸、亚油酸等通常占据 Sn2 位，胰脂肪酶对 Sn-1 和 Sn-3 位特异性导致消化过程中棕榈酸和硬脂酸的释放量更大。
不饱和脂肪酸代替饱和脂肪酸的摄入，可改善高胆固醇血症和高甘油三酯血症，保持人体正常的血脂水平，预防动脉粥样硬化，降低冠心病的发病危险。不饱和脂肪酸中的亚油酸及 α-亚麻酸为人体必需脂肪酸，人体无法合成，主要通过食物提供。但食物中的油脂并不能被人体直接利用，必须经过胃肠道消化吸收后才可以参与人体代谢。经体外胃肠模拟消化后，1:4 复配米组、1:1 复配米组不饱和脂肪酸含量分别为 28.50%、34.34%，大米组不饱和脂肪酸含量为 21.75%。相比于大米，复配米组中的不饱和脂肪酸所占比例更高。亚油酸在 1:1 复配米组和 1:4 复配米组中的含量分别为 91.41、59.36 μg/g，显著高于大米组（27.93 μg/g）（P<0.05）。α-亚麻酸在 1:1 复配米组和 1:4 复配米组的含量分别为 3.05、1.83 μg/g，也显著高于大米组（0.83 μg/g）（P<0.05）。因此，在等量摄入的情况下，相比于大米，高粱大米复配米会使人体吸收摄入的不饱和脂肪酸比例和人体必需脂肪酸含量有所提升，改善饮食脂肪酸摄入吸收平衡。
4 消化产物的氧化稳定性
由于强酸、酶、胆盐、盐离子等作用，脂质在胃肠道内消化过程中易发生氧化反应，其生成的初级和次级代谢产物会被人体吸收进而在体内积累，损害正常细胞和功能，危害人体健康。过氧化值（POV）可表示初级氧化产物，丙二醛（MDA）则是次级氧化产物，两者共同检测可更全面说明脂质在模拟消化过程中的氧化反应。
由图 2、图 3 可知，1:1 复配米和 1:4 复配米组胃液中的 POV 值和 MDA 含量均显著低于高粱组（P<0.05），肠液中的 POV 值显著低于高粱组（P<0.05），MDA 含量与高粱组差别不显著。由上述结果 2.3 可知，1:1 复配米和 1:4 复配米组在胃液中不饱和脂肪酸含量分别为 22.53 和 10.63 μg/g，在肠液中不饱和脂肪酸含量分别为 109.57 和 73.29 μg/g，均显著低于高粱组在胃肠液中不饱和脂肪酸含量 30.20 和185.42 μg/g。而脂质氧化作用主要是发生在不饱和脂肪酸共价键上的自由基反应，复配米组不饱和脂肪酸含量较高粱组低，POV 值也较低。MDA 含量差别不显著可能是由于 MDA 为次级氧化产物，是以初级氧化产物作为底物进一步氧化分解，而在消化过程中初级氧化产物尚未分解完全。
总之，在等量摄入的情况下，相比于高粱，高粱大米复配米会减少人体对脂质氧化产物的吸收积累。此外，1:1 复配米和 1:4 复配米组肠液中 MDA 含量、1:4 复配米组肠液 POV 值与大米组差别不显著，1:1 复配米组肠液 POV 值低于大米组，可能是高粱中具有抗氧化性的多酚、单宁等活性物质所导致。由此可知，即使复配米组中不饱和脂肪酸含量高于大米组，但其与大米组在肠中产生的氧化代谢产物含量差别不显著。所以相比于等量摄入大米，高粱大米复配米既可提高不饱和脂肪酸摄入量，也不会增加肠中脂质氧化产物的吸收积累。
结论与展望
高粱富含人体健康所需的不饱和脂肪酸和人体必需脂肪酸亚油酸和 α-亚麻酸。但脂肪并不能被人体直接利用，需经过胃肠道消化后才可以被人体吸收代谢，将高粱与大米复配或单独进行体外胃肠模拟消化，可为粮食脂肪的体内消化提供参考。经消化后，1:1 复配米、1:4 复配米不饱和脂肪酸含量为 34.34%和 28.50%，亚油酸含量为 91.41 和 1.83 μg/g，α-亚麻酸含量为 3.05 和 1.83 μg/g，均显著高于大米组（P<0.05）。与大米相比高粱复配米改善了摄入的饮食脂肪酸组成。此外，1:1 复配米、1:1 复配米经消化后肠液中 POV 值为 33.83 和 43.16 nmol/g，均低于高粱组。与高粱相比，高粱复配米减少了人体对脂质氧化产物的吸收积累。因此，高粱复配米为高粱的食用方法提供一种新思路，本实验也从摄入脂肪角度为高粱大米复配米饭开发研究提供理论依据。但消化后的脂肪酸还需经过肠道吸收后才可进入体内，因此要探究复配米的脂肪对人体作用还需后续吸收代谢方面研究。
《食品工业科技》特邀主编专栏征稿
《食品工业科技》青年编委专栏征稿：生物基材料在食品包装领域的应用 ☚
《食品工业科技》特邀主编专栏征稿：食品中天然产物提取分离、结构表征和生物活性 ☚
群聊：食品工业科技作者群
温
馨
提
示
我刊正式组建微信作者群，为作者提供更多的学术与论文资讯，如需进群，请联系刘老师（微信：上方二维码,电话：87244117-8062）。
版权声明
