《食品科学》：西北农林科技大学冯佰利教授：不同米色及皮壳色糜子营养功能成分分析

糜子（

Panicum miliaceum

L.）是起源于我国的特色作物，营养价值丰富，富含氨基酸、不饱和脂肪酸和丰富的矿物质，其铁、镁、锌等含量高于精米和玉米，更加适合控糖、补铁及无麸质人群。糜子皮壳颜色丰富，有白色、红色、灰褐色、黑色等，此外糜子米色也具有白色、黄色、棕色3 种。糜子皮壳中富含多酚、黄酮等多种植物活性成分和极强的抗氧化能力，能够为人体健康提供多方面支持，但在加工制米后皮壳通常被废弃，不能得到充分利用的同时也造成了资源浪费。糜子脱壳后称为黄米，在膳食结构优化及功能性食品开发中具有重要价值。

近年来，彩色谷物因其独特的营养及功能特性受到消费者青睐。目前关于彩色糜子皮壳与黄米营养及功能性物质差异的研究鲜有报道。因此，分析不同米色和皮壳色糜子中营养物质及功能性成分差异，对未来糜子食品加工、产业化发展及彩色糜子的选育和应用具有重要意义。

西北农林科技大学农学院的仇艺蓉、冯佰利*、杨清华*等以3 种不同颜色的12 个糜子品种为材料，测定其色度、营养成分（总淀粉、蛋白质、直链淀粉、粗脂肪）、功能性物质（总酚、总黄酮、总花色苷、黄色素）含量和抗氧化能力（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除率、超氧阴离子自由基清除率、羟自由基清除率、总抗氧化能力），探究米色及皮壳色与糜子中营养成分及功能性物质之间的关联，为糜子的营养强化、生产加工以及未来的产业化发展提供理论依据。

1 彩色糜子色度值分析

糜子不同米色的色度值存在显著差异。由表1可知，白色、黄色和棕色黄米亮度指数（

L

*）变化范围分别为67.67～72.97、67.32～74.42、55.74～64.09。其中糯性糜子黄米（黄糜、小红黍、白粒黍、红糜）亮度值

L

*显著高于其他品种。3 种颜色黄米红绿指数（

a

*）均值为4.49、5.52、5.42，黄色黄米

a

*值最大。黄蓝指数（

b

*）平均值分别为24.25、29.07、20.22，黄色黄米最大，棕色黄米最小。黄米总色差（∆

E

）的变化范围为58.11～79.52，其中白色黄米∆

E

变化范围在72.47～76.11间，黄色黄米为73.32～79.52，棕色黄米在58.11～69.92之间。糯性糜子（黄糜、小红黍、白粒黍、红糜）黄米的∆

E

高于其他黄米品种。

不同皮壳色的糜子各颜色指标之间差异显著。由表2可知，黄色、红色、黑色皮壳

L

*的变化范围分别为62.87～65.80、52.62～69.98、44.74～53.51。

a

*的均值分别为6.82、6.51、2.16，表现为黄色皮壳＞红色皮壳＞黑色皮壳。3 种皮壳色糜子的

b

*平均值为18.51、13.92、7.13，黄色皮壳糜子品种最大，红色皮壳次之，黑色最小。黄色皮壳∆

E

的变化范围为65.55～68.75，红色皮壳为53.20～72.57，黑色皮壳为44.93～54.72，∆

E

均值分别为67.30、60.14、49.74，表现为黄色＞红色＞黑色。以上分析表明，随着糜子皮壳色的加深，各颜色指标均呈现降低趋势。

2 彩色糜子营养品质分析

由表3可以看出，黄米总淀粉质量分数介于74.82%～78.86%之间，不同颜色的糜子籽粒中白色黄米总淀粉质量分数均值最高（77.36%），棕色品种最低（75.58%），即随颜色加深，黄米中总淀粉含量逐渐下降。3 种颜色的黄米中蛋白质量分数在13.04%～16.92%之间，其中白色品种的蛋白质量分数均值最低（15.17%），棕色品种最高（15.76%），即随着黄米颜色加深，其蛋白质含量逐渐上升。脂肪的变化范围为2.88%～5.59%，白色黄米中粗脂肪质量分数均值最低（3.67%），棕色品种中最高（4.38%），即黄米中粗脂肪含量随米色的加深呈上升趋势。黄米的直链淀粉质量分数主要集中在3.51%～24.96%，其中黄糜、小红黍、白粒黍、红糜为糯性糜子，其直链淀粉质量分数较低，基本集中在3.51%～6.52%，其他品种均为粳性糜子，质量分数集中在19.54%～24.96%。

由表4可知，皮壳中总淀粉质量分数在4.29%～7.94%之间，其中黄色皮壳总淀粉质量分数均值最高（6.58%），黑色最低（4.91%），呈现黄色＞红色＞黑色的趋势，即随颜色加深皮壳中总淀粉含量逐渐下降。糜子皮壳中直链淀粉质量分数较低，在0.22%～1.11%之间。3 种颜色的糜子品种中，黄色皮壳平均蛋白质量分数最低（6.85%），黑色皮壳最高（9.86%），即随着颜色的加深，皮壳蛋白质含量呈上升趋势。不同颜色的糜子皮壳中，黄色皮壳的平均粗脂肪质量分数最低（1.75%），黑色皮壳中最高（2.53%），粗脂肪含量随皮壳颜色的加深而逐渐增加。这些变化与黄米中的营养成分表现趋势基本一致。

3 彩色糜子功能性成分差异分析

3.1 不同米色糜子活性物质含量分析

如图2所示，黄米中的总酚、总黄酮、总花色苷和黄色素含量均存在差异，其中总黄酮含量在品种间差异明显。总酚含量最高的为棕色黄米灰糜子（9.62 mg/g），白色黄米太原1036含量最低（4.66 mg/g）。总黄酮在棕色黄米太原3164中含量最高（5.61 mg/g），在黄色黄米红糜中含量最低（2.71 mg/g）。黄色黄米黑稷子中的总花色苷为2.66 mg/g，显著高于白色黄米白糜子（1.16 mg/g）。黄色素含量在棕色品种东乡朵麻糜中最高（38.70 mg/kg），白色黄米黄糜中含量最低（14.07 mg/kg）。不同米色的组间均值中，棕色黄米的总酚、总黄酮、总花色苷和黄色素含量最高（6.58 mg/g、4.77 mg/g、2.5 mg/g、34.16 mg/kg），黄色黄米次之，白色黄米含量最低。因此，经比较分析可知，黄米的颜色可能对其总酚、总黄酮、总花色苷及黄色素含量存在一定的影响，且随着黄米颜色的加深，其中的活性成分含量基本呈现上升趋势。

3.2 不同皮壳色糜子活性物质含量分析

如图3所示，皮壳部分的活性物质含量差异较为显著，且略高于黄米。其中，总酚含量在黑色皮壳中最高（68.68 mg/g），在黄色皮壳中最低（24.57 mg/g）；在黑色皮壳中，黑糜子的总黄酮含量最高（10.3 mg/g），黄色皮壳的总黄酮含量最低（3.06 mg/g）；黑色皮壳中的总花色苷含量最高（4.10 mg/g），黄色皮壳中含量最低（1.16 mg/g）；黄色素在黑色皮壳中含量（74.33 mg/kg）显著高于黄色皮壳（34.51 mg/kg）。在3 种不同皮壳色的糜子品种间，黑色皮壳中的总酚、总黄酮、总花色苷和黄色素均值含量最高（57.93 mg/g、7.37 mg/g、3.90 mg/g、64.22 mg/kg），棕色皮壳次之，黄色皮壳中含量最低。经比较分析可知：糜子皮壳中活性物质含量显著高于黄米，推测糜子皮壳色对其所含功能性成分的含量具有明显影响，这与王晓琳的研究结果基本一致。皮壳中的总酚、总黄酮、总花色苷和黄色素含量随着糜子皮壳颜色的加深而增加，该结果与臧盛等测定发现糜子外壳中多酚和黄酮含量随外壳颜色加深而增加的研究结果基本一致。

3.3 不同米色糜子抗氧化能力差异分析

由图4可以看出，不同颜色的黄米在DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力、羟自由基清除能力和总抗氧化能力上存在显著差异。棕色黄米DPPH自由基清除能力、羟自由基清除能力和总抗氧化能力明显高于黄色、白色黄米。其中，灰糜子DPPH自由基清除率最高（20.72%），白色黄米2275最低（13.36%）；超氧阴离子自由基清除率最高的品种为棕色黄米太原3164（73.82%），最低为白色黄米白糜子（49.27%）；棕色黄米太原3164羟自由基清除率最高（45.87%），白糜子最低（14.01%）；棕色黄米黑糜子的总抗氧化能力最高（12.26 μmol/g），白色黄米太原1036最低（6.76 μmol/g）。总体来看，3 种不同米色的糜子品种中，棕色黄米自由基清除率和总抗氧化能力均值显著高于其他品种，表现为棕色＞黄色＞白色。因此随黄米颜色的加深，其自由基清除率逐渐上升，抗氧化能力逐渐增强。

3.4 不同皮壳色糜子抗氧化能力差异分析

由图5可知，糜子皮壳组间DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力、羟自由基清除能力和总抗氧化能力存在显著差异。皮壳色为黑色的糜子品种在抗氧化能力上明显高于其余品种。其中，黑糜子的DPPH自由基清除率最高（65.60%），而白粒黍最低（25.82%）；超氧阴离子自由基清除能力最高的品种为黑色皮壳的黑糜子（58.12%），黄色皮壳太原1036（45.05%）最低；羟自由基清除率最高的为黑色皮壳品种太原3164（33.58%），最低为黄色皮壳品种太原1036（8.4%）；黑色皮壳糜子的总抗氧化能力明显高于黄色皮壳品种。总体来看，在不同皮壳色的糜子品种中，黑色皮壳品种的自由基清除能力和总抗氧化能力均值最大，红色次之，黄色最低，即黑色＞红色＞黄色，因此随着糜子皮壳色的加深其自由基清除能力上升，抗氧化能力逐渐增强。

4 相关性分析

如图6所示，彩色糜子的黄米与皮壳在各营养指标与功能性成分上存在明显的相关性。黄米Δ

E

与皮壳Δ

E

r

＝0.62）呈极显著正相关，与皮壳中总花色苷（

r

＝-0.70）、黄色素（

r

＝-0.81）、DPPH自由基清除率（

r

＝-0.64）呈极显著负相关。黄米中的总花色苷与皮壳中Δ

E

r

＝-0.78）、总淀粉（

r

＝-0.50）呈负相关关系，与蛋白质（

r

＝0.52）、总酚（

r

＝0.54）、总花色苷（

r

＝0.76）、黄色素（

r

＝0.73）、DPPH自由基清除率（

r

＝0.58）呈极显著正相关。黄米中黄色素与皮壳Δ

E

r

＝-0.64）呈极显著负相关，与皮壳中蛋白质（

r

＝0.64）、总酚（

r

＝0.63）、总花色苷（

r

＝0.67）、黄色素（

r

＝0.80）、DPPH自由基清除率（

r

＝0.62）均呈极显著正相关。以上结果表明，糜子皮壳的Δ

E

与黄米Δ

E

间呈正相关，且二者的Δ

E

值均与黄米及皮壳的功能成分、抗氧化能力密切相关。

5 PCA

采用PCA对彩色糜子黄米与皮壳的营养品质与功能性成分参数进行研究。如图7a所示，黄米PC1（31.5%）4 个PC指标为黄米的总花色苷、黄色素、超氧阴离子自由基清除能力和羟自由基清除能力；PC2（14.5%）主要表征黄米Δ

E

、蛋白质和DPPH自由基清除能力。结果表明，总花色苷、黄色素、超氧阴离子自由基清除能力、羟自由基清除能力与Δ

E

、总淀粉呈负相关；而Δ

E

与总黄酮、DPPH自由基清除能力呈负相关。

如图7b所示，皮壳PC1（49.9%）主要成分指标为Δ

E

、总酚、DPPH自由基清除能力和超氧阴离子自由基清除能力；PC2（16.1%）主要包含指标黄色素和羟自由基清除能力。结果表明，总酚、DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力与蛋白质、脂肪、总黄酮呈正相关，与ΔE呈负相关；其中Δ

E

与总淀粉呈正相关，与总花色苷、黄色素呈负相关关系；而黄色素与羟自由基清除能力呈正相关。黄米与皮壳PCA结果与图6所示的相关性基本一致。

目前，对于彩色谷物营养与功能性价值的开发已经逐渐成为食品科学与营养学领域的重要课题。本研究中，3 类不同粒色及米色糜子的皮壳与黄米的色度值及各营养物质含量之间具有显著差异，说明籽粒颜色是影响其营养物质含量的重要因素之一。黄色黄米各颜色指标都略高于其他颜色品种，黄米及皮壳的颜色越深，其

L

*值、

a

*值和

b

*值越小，这与Manwan、胡丽琴等的研究结果一致。在黄米和皮壳中

a

*值没有随颜色深浅发生明显规律变化，但其颜色越接近红色则

a

*值越大，这一结果与臧盛的研究基本相似。低直链淀粉含量的黄米较高直链淀粉含量品种具有更高的

L

*值和Δ

E

值，这也表明了直链淀粉含量会影响籽粒透光性。前期研究表明，糜子的基本营养成分与水稻、小麦等大宗作物类似，本研究中3 种不同颜色黄米及皮壳的总淀粉含量均随颜色加深而逐渐降低，这与汤晓智等对不同粒色藜麦总淀粉含量的测定结果一致。研究测定的蛋白质、粗脂肪的含量则随着米色与皮壳色的加深呈现上升趋势，与杨希娟的研究结果基本一致。

糜子籽粒中富含的多酚类物质使其具有作为天然抗氧化剂的潜力，摄入糜子也能够增强高血脂小鼠体内的抗氧化性能。本研究分析发现在3 种不同颜色的糜子材料中，其黄米及皮壳均在功能性成分和抗氧化能力上存在差异。皮壳中功能性物质的含量均高于黄米，说明糜子的功能性成分主要集中在皮壳而非脱壳籽粒中。随着米色及皮壳色加深，其中的总酚、总黄酮、总花色苷和黄色素含量呈上升趋势，这与前人的研究结果一致。糜子中多酚组分主要包括酚酸类、类黄酮类及其他多酚物质，其中酚酸类含量相对较高，深色糜子中花青素等聚合性多酚含量较低，这些组分共同赋予糜子抗氧化、抗炎等生理活性，对其营养功能具有重要意义。余静指出全谷物糙米皮层富含多酚类物质，其中有色米多酚类物质含量高于普通糙米。Santos等发现有色高粱麸较白色高粱麸相比类黄酮含量更高，且具有更强的抗氧化活性。本研究在对黄米和皮壳的相关性分析中发现，黄米及皮壳颜色越深，功能性物质中总酚含量越高，且总黄酮与黄米及皮壳颜色存在较高相关性。其中，棕色黄米与黑色皮壳中总酚含量最高，白色黄米与黄色皮壳最低。未来通过开展多酚组分鉴定和应用研究，能够丰富杂粮多酚的基础理论，为糜子高值化利用提供科学支撑。总黄酮、酚类物质和花青素是重要的抗氧化物质，并具备清除自由基、抑制氧化作用的能力。Kumari等研究发现，与非彩色小麦相比，黑色小麦含有更强的抗氧化活性，蛋白质含量也更高。本研究发现，随糜子颜色加深，自由基清除率和总抗氧化能力呈现上升趋势，且皮壳的自由基清除率和总抗氧化能力明显高于黄米，这与前人对抗氧化能力、营养品质含量高低等与籽粒颜色密切相关的结果基本一致。有研究显示，浅色籽粒和皮壳的抗氧化能力和清除能力明显低于黑色籽粒。相关性分析表明，黄米与皮壳的总抗氧化能力和自由基清除能力均与总花色苷含量呈显著正相关性，这与张名位等对黑稻总抗氧化能力和羟自由基清除能力与花青素的相关性研究结果一致。在食品科学与营养学领域研究中，DPPH自由基清除率常被用以衡量物质的抗氧化性能。有研究指出，褐色大米甲醇提取物在DPPH自由基清除方面的表现明显优于白色大米。此外，色泽与抗氧化物质之间的关联不仅存在于糜子中，麦类、稻米、豆类皆是如此。种皮色泽的深浅成为反映花色苷含量及抗氧化能力的一个直观指标。这一发现为筛选和培育具有高花青素含量和强抗氧化性能的有色谷物品种提供了理论依据。

结 论

研究结果表明，3 种不同颜色的糜子品种色度值、基本营养品质和功能性成分含量以及抗氧化能力与黄米和皮壳颜色密切相关。其中，黄色黄米各颜色指标略高于其他品种，且皮壳色和米色越深，

L

*值、

a

*值和

b

*值越小。黄米中的总淀粉、蛋白质和脂肪含量均显著高于皮壳，皮壳当中的功能性物质含量、自由基清除能力和抗氧化能力则高于黄米，且随颜色加深呈上升趋势。黄米以及皮壳的DPPH自由基清除能力与蛋白质、总黄酮、总花色苷和黄色素存在正相关关系；Δ

E

与总花色苷、黄色素、DPPH自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除率之间呈负相关，功能性成分与抗氧化能力之间基本呈正相关关系。这有利于后续进一步探究彩色糜子在食品健康方面的应用，并为彩色糜子的营养强化、食品加工以及未来产业化发展提供理论依据。

引文格式：

仇艺蓉, 黄雅妮, 韩梦茹, 等. 不同米色及皮壳色糜子营养功能成分分析[J]. 食品科学, 2025, 46(23): 239-247. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250708-064.

QIU Yirong, HUANG Yani, HAN Mengru, et al. Nutritional and functional components of broomcorn millets with different grain and hull colors[J]. Food Science, 2025, 46(23): 239-247. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250708-064.

实习编辑：王奕辰 ；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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