北京
穇子（
Eleusine coracana(L.) Gaertn.）为一年生单子叶禾本科穇属植物，原产于非洲，其产量仅次于小麦、水稻、玉米、高粱和珍珠粟，是第六大禾谷类作物。穇子具有药、食、饲等多种功能，是我国的特色旱粮作物之一，国内常将穇子磨粉制作稀饭、面点或发酵酿酒。
华南农业大学食品学院的刘嘉敏、王赛男、肖苏尧*等在全面分析穇子的营养成分的基础上，采用不同极性溶剂提取穇子中的活性物并检测抗氧化活性，筛选出最强抗氧化组分，然后采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLCMS/MS）对最强抗氧化活性组分进行成分鉴定，以期为穇子这一传统农作物的开发利用提供科学依据，为后续的功能性食品开发提供理论基础。
01
穇子营养成分及活性成分分析
1.1 营养成分分析
1.1.1 基本营养成分分析
如表1所示，穇子全谷物含量最多的为碳水化合物，其质量分数为73.31%，其次是蛋白质，质量分数为12.98%，而脂肪质量分数为1.67%，水分和灰分的质量分数分别为10.06%和1.92%。与传统杂粮小米的主要营养成分比较，穇子的蛋白质含量更高，脂肪含量更低，表明穇子在提供蛋白质方面比小米、稻米和小麦更有优势，可作为需要高蛋白饮食的人群（如运动员、生长发育期的儿童和康复期的患者）主食的良好来源。同时，穇子中较低的脂肪含量对于控制总热量摄入、管理体质量和预防心血管疾病等方面也具有积极作用。上述结果表明，穇子具有很好的营养价值。
1.1.2 矿物质元素分析
穇子中主要的7 种矿物质元素检测结果如表2所示。与《中国食物成分表》中小米的矿物质元素含量相比，穇子的Ca和Na含量均远高于其他3 种谷物，分别大约是小米的3.4 倍和14.9 倍，稻米的17.4 倍和35.6 倍，小麦的4.1 倍和9.4 倍。穇子和小米的Mg元素含量基本一致，但远高于稻米和小麦。在K元素含量方面则低于小米，小米K元素含量大约是穇子的2.8 倍。穇子中还含有Mn、Zn和Fe等微量元素，含量分别为37.6、3.0、8.2 mg/100 g，均高于其他3 种谷物中的含量。
1.1.3 B族维生素含量分析
如表3所示，穇子含量最高的B族维生素是VB1，为5.56 mg/100 g。与《中国食物成分表》中的小米、稻米和小麦比较发现，穇子中的VB1含量远高于其他3 种谷物，分别是小米、稻米、小麦的16.8、37.1、13.9 倍。穇子中VB2含量基本与其他3 种谷物一致；此外穇子中还含有一定量的VB5和VB6，分别为1.8、1.39 mg/100 g。结果表明，穇子是B族维生素的良好来源，含量较高的VB1使它适用于VB1缺乏症人群食用。通过上述B族维生素和矿物质含量分析发现，穇子与小米、稻米和小麦相比含量更为丰富，具有更优越的保健活性。
1.1.4 氨基酸组成及含量分析
如表4所示，共检测到20 种组成蛋白质的氨基酸，氨基酸总量为53.27 mg/g，必需氨基酸含量为19.91 mg/g，占总氨基酸的37.4%。所有氨基酸中含量最为丰富的是Glu，为8.78 mg/g，其次是Leu（5.86 mg/g）、Pro（5.45 mg/g）和Ala（4.05 mg/g）。
1.2 不同消化性淀粉组成分析
穇子作为谷物主要成分为淀粉，本实验对穇子淀粉中的各组分进行分析。根据消化速率，淀粉可分为RDS、SDS和RS。淀粉组分含量差异与消化速率存在相关性，即食用RDS含量高的食物，餐后血糖升高较快，而SDS和RS含量高的食物则相反。如表5所示，淀粉中SDS的质量分数最高，为43.87%，RDS质量分数为9.40%，RS质量分数为5.01%，SDS和RS占总淀粉总量的83.87%。SDS在消化过程中缓慢分解为葡萄糖，食用SDS含量高的食品有助于控制血糖水平，更加适合糖尿病患者和需要控制血糖的人群。RS是指不能在小肠内消化的淀粉，它们到达大肠后被肠道微生物发酵，产生短链脂肪酸等有益健康的物质。穇子中SDS和RS含量均较高，表明穇子可能对促进肠道健康、维护良好的肠道菌群和减少肠道疾病的风险等具有潜在益处。
1.3 穇子的活性成分分析
如表6所示，穇子富含多酚、黄酮和皂苷，其含量分别为571、533、251 mg/100 g。植物多酚是一种次生代谢物，具有抗氧化能力，其苯环上的邻位酚羟基容易被氧化，并且能够捕获活性氧等自由基，从而表现出良好的抗氧化性能力和清除自由基能力。总黄酮为多种中药的活性物质，具有消除疲劳、保护血管、抗氧化、抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗辐射、降血糖等功效，两者具有良好的保健价值。穇子中皂苷含量显著高于稻米。与小米、稻米和小麦对比，穇子中的多酚和黄酮含量明显更高，高含量的多酚和黄酮赋予了穇子良好的抗氧化活性，因此，穇子具有一定的开发和食用价值。
02
穇子活性提取物的体外抗氧化活性
采用不同极性溶剂提取穇子活性物，得到70% EE、WE、EA、
n-BuOH和W 4 个组分，通过测定各组分的DPPH自由基清除率、ABTS阳离子自由基清除率、FRAP、总还原力，对其体外抗氧化活性进行评价，筛选出活性最强组分并对其进行成分分析。
2.1 DPPH自由基清除率
由图2A可知，穇子不同极性提取物中DPPH自由基清除率最高的是EA，当样品质量浓度为800 μg/mL时的DPPH自由基清除率为92.45%，效果其次的提取物为
n-BuOH和70% EE。当样品质量浓度为800 μg/mL时，5 种提取物的DPPH自由基清除率均超过了50%。5 种样品的DPPH自由基清除能力由大到小排序为EA＞
n-BuOH＞70% EE＞WE＞W。穇子不同提取物的DPPH自由基清除率均存在浓度依赖效应。
2.2 ABTS阳离子自由基清除率
由图2B可知，穇子不同极性提取物的ABTS阳离子自由基清除率呈现出较强的量效关系。当样品质量浓度为200 μg/mL时，EA的ABTS阳离子自由基清除效果已经接近饱和。同时，WE和W的ABTS阳离子自由基清除效果较弱，表明穇子中的抗氧化性活性物质可能在水中分布较少，更多存在于有机相中。不同极性样品的ABTS阳离子自由基清除能力由大到小排序为EA＞
n-BuOH＞70%EE＞WE＞W，与其DPPH自由基清除能力表现一致。
表7为各样品的DPPH自由基与ABTS阳离子自由基半数清除浓度（IC50）。在5 种不同极性提取物中，EA的DPPH自由基与ABTS阳离子自由基IC50均为最小，其次是
n-BuOH，说明二者均具有较强的清除自由基能力。WE的DPPH自由基与ABTS阳离子自由基IC 50 均为最大，表明穇子中的抗氧化性物质大部分不溶于水。
2.3 FRAP
由图2C可知，5 种不同极性提取物的铁离子还原效果均展现出较好的量效关系，其中还原效果最优的仍然是EA组分，在质量浓度为800 μg/mL时FRAP达到0.923，其次是
n-BuOH，整体呈现的趋势与DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力一致。5 种不同极性提取物的FRAP排序为EA＞
n-BuOH＞70% EE＞WE＞W。
2.4 总还原力
由图2D可知，5 种不同极性提取物的总还原力随着样品质量浓度的增加而提高。其中，EA随浓度变化的幅度最大，EA的总还原力在5 种提取物中最强，当样品质量浓度为800 μg/mL时，其总还原力为0.954，WE总还原力最弱，为0.365。
03
强抗氧化活性组分的UPLC-MS/MS分析
EA组分以总多酚为主，其质量分数为82.6%。采用UPLC-MS/MS对抗氧化活性最强的EA组分进行成分鉴定，将质谱数据与数据库进行比对，共鉴定出了59 种酚酸类化合物和74 种黄酮类化合物。对其中含量较高的30 种多酚类化合物和30 种黄酮类化合物进行分析，结果如表8、9所示。这30 种多酚类物质和大部分黄酮类物质为已知物，且多数均具有良好的抗氧化和抗炎活性，这为提取物的强抗氧化活性提供了很好的物质基础。黄酮类化合物中的化合物4、化合物8、化合物22、化合物23和化合物26为未报道过的新物质。化合物4和化合物8属于芸香糖苷，化合物22和23均属于阿拉伯糖苷，化合物26属于吡喃半乳糖苷。
现有研究表明，与母体黄酮相比，甲基化黄酮类化合物比非甲基化形式具有更高的代谢稳定性、生物可给性和生物活性。化合物4结构与槲皮素-3-
O-芸香糖苷类似，该物质是刺山柑中产生抗氧化活性的主要成分，而化合物4则是在槲皮素的C6位上添加了一个甲基，故推测化合物4可能具有抗氧化活性，甚至抗氧化活性可能高于槲皮素-3-
O-芸香糖苷。化合物8与万寿菊素-7-
O-葡萄糖苷结构相似，两者的糖基化位置都是黄酮骨架的C7号位置，但万寿菊素-7-
O-葡萄糖苷连接的是6-
O
L-鼠李糖基(2→1)
-β-D-葡萄糖基，而万寿菊素-7-
O-葡萄糖苷连接的是
β-D-葡萄糖基，化合物8的结构中包含一个额外的鼠李糖单元，这可能增强了其水溶性，使其具有更高的生物可及性。
与化合物22和23结构相似的芹菜素-6-C-葡萄糖苷-8-
C-阿拉伯糖苷具有强抗氧化活性，是利古里亚蓍草（
Achillea ligusticaAll.）中产生抗氧化活性的主要活性物之一，而化合物22是葡萄糖C2位与芹菜素C8位连接的化合物，化合物23是葡萄糖C2位和芹菜素C6位连接的化合物，两者仅与芹菜素-6-
C-葡萄糖苷-8-
C-阿拉伯糖苷在葡萄糖的连接位点上有差异，结构上具有相似性，由此推测化合物22和2 3也可能存在抗氧化活性。
与化合物26结构相似的鼠李柠檬素4-
-D-半乳糖苷是从黄芪中分离出的一种黄酮类化合物，具有抗氧化、神经保护、护肝、抗肿瘤、抗炎等多种生物活性；白杨素--D-半乳糖苷也具有良好的抗氧化活性，白杨素结合糖苷键后的白杨素-D-半乳糖苷具有更强的抗氧化、抗肿瘤、抗菌活性。化合物26是由一个儿茶素与
D-半乳糖苷键结合形成的糖苷化合物，故可以推测化合物26可能具有抗氧化活性，甚至可能优于儿茶素。
UPLC-MS/MS成分鉴定结果为穇子作为高营养膳食提供了基础，也表明穇子提取物具有潜在的功能性应用前景。
04
结 论
本研究结果充分显示，穇子作为传统杂粮营养成分非常丰富。穇子淀粉中的SDS和RS含量高，是一种潜在的低血糖指数食品原料。穇子蛋白质含量高，氨基酸组成丰富，微量元素Ca、Fe、Zn和B族维生素含量丰富，还富含多糖、多酚、黄酮等活性成分。穇子提取物具有良好的抗氧化活性，且醇提物抗氧化活性大于水提物，对醇提物进行分级萃取得到3 个不同极性组分，其中乙酸乙酯相（EA）的抗氧化活性最好，EA组分以酚酸化合物和黄酮类化合物为主，共检测出59 种酚酸类化合物和74 种黄酮类化合物，且酚酸化合物和黄酮类化合物中多数具有较强的抗氧化活性。本研究结果表明穇子具有较高的营养价值，且可为穇子的开发应用提供理论基础。
本文《穇子营养成分分析及其强抗氧化活性组分鉴定》来源于《食品科学》2025年46卷第9期206-215页，作者：刘嘉敏，王赛男，陈丹妮，宋科蓉，李康瑗，陈立平，王嘉炜，曹 庸，肖苏尧*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241104-020。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑：梁雯菁；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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