有色稻米B族维生素含量与种皮颜色关系研究

邹德堂，韩 笑，孙 健，王敬国，刘化龙，郑洪亮，杨洛淼，荆雨桐，黄 菊

（东北农业大学农学院，寒地粮食作物种质创新与生理生态教育部重点实验室，哈尔滨 150030）

水稻是重要的粮食作物，随人民生活水平和粮食产量提高，稻米营养品质倍受关注。维生素是衡量水稻营养品质的重要指标之一，也是人体必需的营养物质[1]。B 族维生素作为维生素家族的重要成员，有12 种以上，被世界公认的有9 种，均为辅酶，参与人体内蛋白质、脂肪和糖类等代谢。B 族维生素有助于维持心脏、神经系统功能、消化系统及皮肤健康，参与能量代谢。

维生素B1 改变坐骨神经组织中乙酰胆碱酯酶含量和NF-kappa B 表达，从而预防和改善神经病变[2]。VB1、VB2 可调节性激素水平，缩短子宫出血时间，对治疗功能性子宫出血效果明显且安全性高[3]。VB2 可通过自身抗氧化性和Nrf2 通路激活防止ros 诱导阿尔茨海默症发生[4]。VB6 辅酶形式（PLP）可通过增强免疫系统功能和延缓肿瘤发展进而对癌症发挥抑制作用[5]。生物素通过减少NF-kM 激活，防止炎性细胞因子产生，维护肠道黏膜完整[6]。叶酸、VB12、叶酸联合VB12 治疗可降低糖尿病患者血中Hcy 水平[7]。VB12 缺乏可导致神经系统损伤，易怒、记忆力下降等症状[8]。Ehm⁃edah 等认为 B 族维生素在 PNI 后 M1/M2 过渡过程中发挥作用且具有治疗神经炎症和神经再生的潜力[9]。

B族维生素是维持人体正常机能与代谢活动不可或缺的水溶性维生素，人体无法合成必须额外补充。研究水稻中B 族维生素含量，发掘富含B族维生素种质资源对从水稻中获取更多维生素B具有重要意义。已有研究表明，红米与紫米富含氨基酸、蛋白质、植物脂肪、纤维素、人体必需矿质元素及丰富的维生素B1、B2、B3、B6、B12等[10]。

王艳等研究发现，糙米、胚芽米和精白米中维生素B 含量呈由高到低趋势[11]。韩磊等研究表明，紫、黑糙米中VB1、VB2 含量为白糙米1.5～6.8 倍[12]。赵腾芳等研究认为黑米中VB1 和VB2 含量高于白米[13]。吴国泉等研究表明舟山红米中VB1 和VB2 含量显著高于浙733[14]。顾德法等研究表明紫黑糯稻中VB2 含量显著高于普通稻米[15]。以往研究集中于分析有色稻米与普通稻米VB1 及VB2，本研究首次比较不同种皮颜色稻米间多种维生素B，以期为稻米B 族维生素相关研究提供理论依据。

本研究以来源地不同89 份水稻品种为试验材料，测定其糙米中VB1、VB3、VB5、VB6、VB7和VB9含量，筛选出高富含B族维生素品种，为培育优质新品种提供亲本材料，也为水稻功能营养品质基因挖掘奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

89份水稻品种来源如表1所示，其中无色种皮稻米33份、白色种皮稻米11份、黑色种皮稻米14份、红色种皮稻米22 份、紫色种皮稻米9 份。试验材料于2019 年种植于东北农业大学实验实习与示范阿城基地，4月中旬播种，5月中旬移栽，试验地设计为插秧密度30 cm×10 cm，行长3m，四行区，3次重复，田间管理同一般大田管理。种子收获后，经晾晒使其理化性质稳定。糙米机脱壳得到糙米，磨成糙米粉后过60目筛，测定6种B族维生素含量。

1.2 B族维生素含量测定

B族维生素含量测定方法根据李江方法稍作修改[16]。样本处理：称取100 mg 米粉于2 mL 离心管中，加入1 mL PBS 试剂，以2 000 r·min-1离心20 min，收集上清液，4 ℃保存。将试剂盒从冷藏环境中取出，置于室温平衡70 min，取出酶标包被板，设定标准品孔、样品孔和空白孔；在标准品孔中分别加入不同浓度标准品50 μL，在样品孔中先加样品稀释液40 μL，再加样品10 μL（样品最终稀释5倍）。

除空白孔外每孔加入酶标试剂100 μL，封板膜封板后置于37 ℃温育60 min。去掉封板膜，将酶标包被板液体甩干，每孔加入适量洗涤液，每隔30 s 洗涤1 次，重复5 次后拍干。每孔先加入50 μL显色剂A，再加入50 μL显色剂B，震荡使其混匀，置于37 ℃下避光显色15 min。显色时间结束后向每孔中加入终止液50 μL（最终颜色为黄色）。以空白孔调零，利用酶标仪在波长A450处依序测定每孔OD值。

1.3 定量分析方法

采用Excel 2007 软件处理数据，利用SPSS 24软件分析结果。该试剂盒标示灵敏度为10 pg·mL-1，变异系数小于10%。根据实际测定OD值与稀释倍数换算后得出最终检测结果。

2 结果与分析

2.1 有色稻米与无色稻米6种B族维生素含量分析

通过分析56 份有色稻米和33 份无色稻米VB1、VB3、VB5、VB6、VB7 和 VB9 含量，表2由可知，有色稻米和无色稻米6种B族维生素含量依次为VB6>VB1>VB9>VB5>VB3>VB7，除VB7 外，其他5种B族维生素含量在有色稻米和无色稻米间差异均达显著（见表3），其中VB1和VB9差异极显著。有色稻米 VB1、VB3、VB5、VB6 和 VB9 含量均高于无色稻米，有色稻米VB1、VB3、VB5、VB6 和 VB9 含量平均值为 3 452.79、18.42、28.51、14 805.84 和 47.13 ng·g-1；无色稻米为 2 699.78、16.33、26.15、12 778.70 和 43.47 ng·g-1。由此可知，有色稻米富含VB1、VB3、VB5、VB6 和VB9等B族维生素。

表2 有色稻米和无色稻米VB1、VB3、VB5、VB6、VB7和VB9等B族维生素含量分析Table 2 B vitamin content analysis of VB1,VB3,VB5,VB6,VB7 and VB9 in colored and colorless rices

表3 有色稻米和无色稻米6种B族维生素含量方差分析结果Table 3 Variance analysis of six kinds of B vitamin contents in colored and colorless rices

2.2 不同种皮颜色稻米6种B族维生素含量分析

通过分析白、黑、红和紫等4种不同种皮颜色稻米 VB1、VB3、VB5、VB6、VB7 和 VB9 含量，由表4可知，不同种皮颜色稻米VB1含量依次为黑>紫>红>白；VB3 和 VB9 含量依次为紫>黑>红>白；VB5含量依次为黑>红>紫>白；VB6含量依次为黑>紫>白>红；VB7 含量依次为黑>白>红>紫；VB1、VB5、VB6 和VB9 含量不同种皮颜色稻米间差异均达显著，VB3和VB7不同种皮颜色稻米间差异不显著（见表5）。

表4 不同种皮颜色稻米6种B族维生素含量分析Table 4 Analysis of six kinds of B vitamin contents in different seed coat color rice

表5 不同种皮颜色稻米6种B族维生素含量方差分析结果Table 5 Variance analysis of six kinds of B vitamin contents in different seed coat color rices

通过比较不同种皮颜色稻米VB1、VB3、VB5、VB6、VB7 和VB9 含量，结果表明，白色种皮稻米中VB1、VB3、VB5和VB9含量最低，分别为3 001.13、17.38、24.74 和 42.63 ng·g-1；VB6 仅高于红色种皮稻米为14 434.97 ng·g-1；VB7 含量为17.19 ng·g-1与黑色种皮稻米17.20 ng·g-1接近且高于种皮颜色为红色和紫色稻米。黑色种皮稻米中VB1、VB5、VB6和VB7含量最高，分别为3 870.03、31.13、16 442.88和17.20 ng·g-1；VB3含量为19.05 ng·g-1与紫色种皮稻米19.71 ng·g-1接近且高于种皮颜色为红色和白色稻米。红色种皮稻米中VB1 和VB3含量仅高于白色种皮稻米，分别为3 340.74和18.01 ng·g-1；VB5 含量仅次于黑色种皮稻米为29.19 ng·g-1；VB6 含量最低为 13 763.76 ng·g-1；VB7含量仅高于紫色种皮稻米为15.14 ng·g-1；VB9含量仅高于白色种皮稻米为45.98 ng·g-1。紫色种皮稻米VB3 和VB9 含量最高，分别为19.71 和51.56 ng·g-1；VB1 和 VB6 含量仅次于黑色种皮稻米，分别为 3 629.69 和 15 259.92 ng·g-1；VB5 含量仅高于白色种皮稻米为27.40 ng·g-1；VB7含量最低为14.74 ng·g-1。由此可知，黑色种皮稻米富含VB1、VB5、VB6 和VB7，红色种皮稻米富含VB5，紫色种皮稻米富含VB3和VB9，白色种皮稻米富含VB7。

2.3 水稻富含B族维生素品种筛选

利用分位数法筛选89 份水稻品种中VB1、VB3、VB5、VB6、VB7和VB9等6种B族维生素含量，采用百分位数分别为90和10筛选各种维生素B含量品种（见表6）。

样品中巨胚清香糯VB1 含量最高，富士光最低，10 个VB1 含量高品种VB1 含量平均值为4 508.46 ng·g-1，VB1 含量显著高于其他品种；样品中稻花香VB3 含量最高，降糖稻最低，10 个VB3 含量高品种 VB3 含量平均值为 24.83 ng·g-1，VB3 含量显著高于其他品种；样品中红皮米VB5含量最高，越光最低，10 个VB5 含量高品种VB5含量平均值为36.19 ng·g-1，VB5 含量显著高于其他品种；样品L-2 中VB6 含量最高，D109 最低，10 个VB6 含量高品种VB6 含量平均值为18 494.09 ng·g-1，VB6 含量显著高于其他品种；样品巨楼中VB7 含量最高，元子粘稻最低，10 个VB7 含量高品种 VB7 含量平均值为 22.50 ng·g-1，VB7 含量在试验材料中显著高于其他品种；样品EB139 中的VB9 含量最高，绥红香最低，10 个VB9 含量高品种 VB9 含量平均值为 58.28 ng·g-1，VB9 含量显著高于其他品种。

巨胚清香糯为高VB1 高VB6 品种，红皮米为高 VB1、VB5 品种，紫稻 3 号和西红-2 为高 VB1、VB3 品种，红壳米为高 VB1、VB9 品种，EB139 和小黑稻为高VB3、VB9 品种，2013 为高VB3、VB5品种，一展红-1为高VB5、VB9品种，早黑2号为高 VB6、VB9 品种。黑稻-6 为高 VB3、VB5、VB7品种，尚州粘为高VB3、VB5、VB6品种。

表6 B族维生素高含量及低含量品种Table 6 High content and low content varieties of B vitamin

4 讨论与结论

B族维生素对人体内蛋白质、脂肪、糖类等代谢发挥重要作用，是维持人体正常生长发育不可或缺的营养物质。B族维生素对一些疾病的治疗与控制具有积极作用，沙静等研究认为维生素B1 口服联合甲钴胺注射对糖尿病周围神经病变治疗效果显著[17]。单美荣研究发现维生素B6 可抑制LPS诱导的急性肺部炎症[18]。Wang 研究发现补充叶酸可显著降低冠心病患者发病风险[19]。因此，研究B族维生素对解决生活中实际问题极为重要。目前，测量B族维生素方法有紫外分光光度法[20]、荧光光度法[21]、高效液相色谱法[22]、微生物法[23]和酶联免疫法[16]，其中以高效液相色谱法最为常见[24-25]。本研究在相同环境条件下，用酶联免疫法测定56 份有色稻米和33 份无色稻米中VB1、VB3、 VB5、 VB6、VB7 和 VB9 等 B 族 维生 素 含量。结果表明除维生素B7 外，其他5 种B 族维生素含量在有色稻米与无色稻米间差异显著，且有色稻米B族维生素含量高于无色稻米B族维生素含量，与韩磊、赵腾芳研究结果一致[12-13]。糙米B 族维生素含量依次为VB6>VB1>VB9>VB5>VB3>VB7。

目前，对稻米B族维生素与种皮颜色相关研究较少，韩龙植等研究认为有色种皮与普通稻米或其他特殊性状聚合，可提高营养成分含量[26]。本研究对比白、黑、红和紫等4种不同种皮颜色稻米中维生素B1、B3、B5、B6、B7和B9含量，研究该6种B 维生素含量与种皮颜色之间关系。结果表明，VB1、VB5、VB6 和VB9 含量在不同种皮颜色稻米间差异均达显著，VB3和VB7在不同种皮颜色稻米间差异不显著。由此可知，VB1、VB5、VB6 和VB9含量与种皮颜色相关，而VB3和VB7含量与种皮颜色相关性弱，黑色种皮稻米富含VB1、VB5、VB6和VB7，红色种皮稻米富含VB5，紫色种皮稻米富含VB3和VB9，白色种皮稻米富含VB7。

关于提高稻米营养物质含量研究较多，已培育高富含品种。赵则胜等育成巨胚稻6601 中VB1和VB2含量显著高于普通粳稻[27]。南钟浩等以国内外收集的特种稻资源为亲本材料，育成龙锦1 号、红香1 号、红糯1 号、黑糯1 号、巨胚清香糯等一系列水稻品种[28]。分析上述特种稻种质资源营养含量表明其蛋白质、赖氨酸、脂肪、维生素B1、维生素B2、微量元素等含量明显高于对照品种[29]。本研究利用分位数法筛选89份水稻品种6种B族维生素含量，高富含品种可作为亲本培育高维生素B含量优良品种，同时为提高稻米B族维生素含量研究奠定基础。