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Comparative Study of Seven Mineral Elements in Different Purple-leaf Rice Varieties
LUOMin, MOJianqiang, CHENShuwei, LIYunzhe, ZHENGWeicai, HUANGXiaoyan, ZENGGuoling, GUXueqi, ZHENGZhibo
Journal of Agriculture ›› 2026, Vol. 16 ›› Issue (10) : 14-21.
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Comparative Study of Seven Mineral Elements in Different Purple-leaf Rice Varieties
Current research on the nutritional profiling of functional characteristic rice has mostly focused on anthocyanins, while systematic comparative studies on mineral elements among different varieties of purple-leaf rice and under different processing precisions (brown rice/milled rice) are scarce, which makes it difficult to support the screening of high-nutrition characteristic rice varieties and their industrial development. To clarify the mineral nutrition characteristics of purple-leaf rice, reveal the correlations among leaf color, rice color, and mineral element accumulation, and screen high-nutrition and excellent purple-leaf rice varieties, this study used 14 purple-leaf rice varieties as materials, with the conventional rice ‘Meixiangzhan 2’ as a control. The contents of 7 mineral elements (K, P, Fe, Cu, Mn, Zn, and Se) in brown rice and milled rice were determined, and the variety differences, processing losses, and phenotypic correlations were compared. The results showed that there were significant differences in mineral elements among purple-leaf rice varieties; leaf color was significantly correlated with rice color and trace element accumulation, with the overall higher trace element contents in rice with dark purple-red leaves and light red brown rice. After brown rice was processed into milled rice, significant losses of Fe, Zn, and Se occurred, with the most prominent loss of Fe. ‘Yingzi’ had significantly higher contents of the 7 elements in both brown rice and milled rice compared with the control, showing prominent nutritional advantages; ‘Aizi’ and ‘Ziyehongmi’ were rich in Fe, Zn, and Se in their brown rice, having high potential for nutritional development. Comprehensive evaluation suggests that purple-leaf rice is a high-quality functional rice resource; ‘Yingzi’ can be prioritized for promotion as a characteristic rice rich in iron, zinc, and selenium. In the future, combined with cultivation regulation and breeding improvement, efforts can be made to increase yield and improve agronomic traits while maintaining high mineral nutrition.
purple-leaf rice / mineral elements / brown rice / milled rice / functional rice / nutritional profiling
| [1] |
全刚, 刘志. 有色稻研究现状[J]. 种子, 2017, 36(4):51-53.
|
| [2] |
廖江林, 黄友生, 黄国庆, 等. 改良爪哇稻米粒中铁与锌元素含量的测定和分析[J]. 西南农业大学学报(自然科学版), 2006(6):913-916.
|
| [3] |
蒋彬. 精米中微量元素铁铜锰锌的含量差异[J]. 昭通师范高等专科学校学报, 2002(2):45-48.
|
| [4] |
中国营养学会. WS/T 578.2-2018,中国居民膳食营养素参考摄入量第2部分:常量元素[S]. 北京: 国家卫生健康委员会, 2018.
|
| [5] |
中国营养学会. WS/T 578.3-2017,中国居民膳食营养素参考摄入量第3部分:微量元素[S]. 北京: 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会, 2017.
|
| [6] |
蒋彬, 何嵋, 王锐. 精米中铁含量差异的研究[J]. 安徽农业科学, 2012, 40(12):7423-7424+7427.
|
| [7] |
蒋倩, 朱建国, 朱春梧, 等. 大气CO2浓度升高对糙米和精米中矿质营养元素含量的影响[J]. 江苏农业学报, 2018, 34(6):1217-1224.
|
| [8] |
黎泉. 施氮量增加富铁水稻铁的吸收和分配[J]. 农家顾问, 2014(8):35.
|
| [9] |
吕倩, 吴良欢, 徐建龙, 等. 叶面喷施氨基酸铁肥对稻米铁含量和营养品质的影响[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 2010, 36(5):528-534.
|
| [10] |
吕倩. 新型铁锌肥对水稻籽粒铁锌积累的影响[D]. 杭州: 浙江大学, 2010.
|
| [11] |
江川, 王金英, 郑金贵. 稻米矿质营养元素含量受种植环境的影响研究[J]. 福建农业学报, 2004(1):1-6.
|
| [12] |
沈桂华, 刘伟, 彭天赐, 等. 糙米和精米中硒与8种重金属元素含量分析[J]. 山西化工, 2025, 45(5):89-91+103.
|
| [13] |
史莉君, 刘洁, 黄清, 等. 适碾精度下丝苗米加工品质的研究[J]. 河南工业大学学报(自然科学版), 2023, 44(6):59-66.
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| [14] |
师江, 李倩, 李维峰, 等. 不同产地紫米营养成分比较及其相关性分析[J]. 热带作物学报, 2022, 43(11):2324-2333.
为评价不同品种紫米淀粉、脂肪、花青素、多酚、氨基酸和矿质元素间的差异，探究不同营养成分之间的关系，选取云南墨江（MJ）、湖南新化（HN）、贵州黎平（GZ）和陕西汉中（SX）4个产地的紫米，并与红米（R）、黑米（B）进行比较。结果显示，不同产地紫米成分含量存在差异，具有不同营养特征。HN紫米的淀粉含量最低（68.13%），脂肪（2.38%）、矿质元素Fe、K、Mg、Mn、Na、P、Zn含量最高，其中Mn（80.37 mg/kg）、Na（10.75 mg/kg）元素显著高于其他产地；MJ和SX紫米花青素（533.03 mg/kg，412.54 mg/kg）、多酚（340.55 mg/100 g，387.91 mg/100 g）含量显著高于其他产地，而GZ紫米花青素（156.55 mg/kg）和多酚（239.23 mg/100 g）显著低于其他产地紫米。SX紫米氨基酸总量（74.37 g/kg）与必需氨基酸（total essential amino acids，ΣEAA，26.09 g/kg）含量最高，与其他紫米差异不显著。紫米成分间相关性分析显示，花青素与多酚呈极显著正相关（0.625），二者分别与Ca呈显著负相关（-0.571，-0.549）。Asp、Gly与Fe、Ca呈显著正相关，大部分元素间呈显著正相关。不同有色稻米间，红米淀粉（74.73%）含量最高，花青素（9.05 mg/kg）、氨基酸总量（55.94 g/kg）、ΣEAA（19.78 g/kg）、Fe（6.51 mg/kg）、Mg（609.41 mg/kg）、P（1746.72 mg/kg）元素含量最低，与紫米和黑米差异显著（P<0.05）。黑米花青素（533.03 mg/kg）、多酚（453.53 mg/100 g）含量显著高于（P<0.05）其他有色稻；黑米和紫米氨基酸含量差异不显著（P>0.05），但显著高于（P<0.05）红米。有色稻ΣEAA与非必需氨基酸总量（total non-essential amino acid，ΣNEA）比例在0.54左右。主成分分析将3种有色稻分为红米、紫黑米两组，前3个主成分可以解释总方差的91%。第一主成分（PC1）贡献率为67.5%，代表矿质元素，说明产地是有色稻米成分组成差异的主要原因。第二主成分（PC2）占总方差的18.2%，主要为总花青素含量、氨基酸等。
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陈婷婷, 符卫蒙, 余景, 等. 彩色稻叶片光合特征及其与抗氧化酶活性、花青素含量的关系[J]. 中国农业科学, 2022, 55(3):467-478.
目的 近年来,彩色稻因其独特的外观和特殊的营养价值在观光农业和专用营养大米产业中快速发展。本研究旨在阐明彩色稻叶片光合作用对光的响应机理。 方法 以4个叶色不同的水稻品种,包括深紫叶（deep purple,DP）,淡绿叶（pale green,PG）,深绿叶/常规叶色（dark green,DG）及淡紫叶（pale purple,PP）为材料,研究不同叶色叶片光合作用的变化特征,并揭示其作用机制。 结果 深紫叶水稻叶片叶绿素、类胡萝卜素含量最高,其次分别是深绿叶及淡紫叶水稻品种,而淡绿叶水稻叶片叶绿素、类胡萝卜素含量最低。淡绿叶水稻叶片实际光量子效率（PSII）、净光合速率、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（Rubisco）活性和干物质积累量最高,显著高于其他品种,但其过氧化氢和丙二醛含量显著低于其他叶色水稻品种。深紫叶与深绿叶水稻叶片叶绿素、类胡萝卜素含量没有显著性差异,但深紫叶水稻叶片PSI和PSII实际荧光量子效率、净光合速率、Rubisco活性均显著高于深绿叶水稻。相应地,深紫叶水稻叶片抗氧化酶活性显著高于深绿叶水稻,但其过氧化氢和丙二醛含量显著低于深绿叶水稻,推测与深紫叶水稻叶片花青素含量显著高于深绿叶水稻有关。外源喷施花青素试验进一步证实了这个假设,即外源花青素可一定程度上降低过氧化氢含量,提高叶片光合速率。 结论 花青素可减轻自然条件下光量子过剩对水稻叶片光合作用的抑制,研究结果可为水稻高光效育种及彩色稻产量、品质协同提高栽培技术研发提供理论基础。
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| [16] |
吴婉婷, 徐倩, 刘丹彤, 等. 有色稻花青素积累调控研究进展[J]. 中国水稻科学, 2025, 39(5):601-614.
有色稻富含蛋白质、氨基酸、纤维素及人体必需的矿物质，同时含有花青素等活性物质，具有抗衰老、预防癌症和抗病毒的功效，广受消费者喜爱。本文重点总结了有色稻营养和保健价值，从生理和分子角度综述了有色稻花青素的生物合成和积累调控过程以及温光水肥等栽培条件对花青素积累的影响。最后，对有色稻未来的研究方向进行了讨论。
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郭咏梅, 段延碧, 李少明, 等. 有色稻米Fe、Zn、Cu和Mn含量及与种皮颜色相关分析[J]. 植物遗传资源学报, 2011, 12(6):971-974,981.
用AAS方法测定了弥勒县相同生态条件下种植的27份有色稻和34份普通稻糙米4种矿质元素含量，并对有色米和普通米Fe、Zn、Cu和Mn含量进行了比较研究。结果表明，有色稻米4种矿质元素含量明显高于无色稻米，其差异均达显著水平，其含量高低依次为Zn>Fe>Cu>Mn；对黑、褐、红、黄、绿5种不同种皮颜色的稻米4种矿质元素含量进行比较研究，发现稻米Fe含量(mg/kg)依次为黑>绿>褐>红>黄，Zn含量(mg/kg)依次为绿>红>黑>褐>黄，Cu含量(mg/kg)依次为黑>褐>红>黄>绿，Mn含量(mg/kg)依次为褐>黑>红>黄>绿；并且Fe和Mn含量在不同颜色稻米间差异均达显著水平，与有色米种皮颜色密切相关，而Zn和Cu差异不显著，与有色米种皮颜色关系不大。黑米和褐米富Fe、Zn、Cu和Mn，绿米富Fe和Zn，红米富Zn和Cu，黄米4种矿质元素含量较低，Fe、Cu和Mn均低于普通稻米。
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裘凌沧, 潘军, 段彬伍. 有色米及白米矿质元素营养特征[J]. 中国水稻科学, 1993(2):95-100.
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| [19] |
陈淑慰, 郑伟才, 李昀哲, 等. 紫色叶片水稻在“稻田画”应用中的品种筛选研究[J]. 农学学报, 2024, 14(6):93-100.
为筛选适合东莞乃至华南地区种植的观赏性佳、抗性强、产量高、性状稳定的彩色稻品种，引进14个紫色叶片的彩色稻品种进行早晚造种植试验，在全生育期调查记录叶色、株高、抗倒性、产量等农艺性状，进行同品种早晚造及品种间比对、分析。结果表明，同一品种在早造、晚造的叶色、生育期、株高、产量都有明显差异；14个彩色稻品种（系）间叶色和农艺性状也有显著差别，综合各个性状研究分析，筛选出分别适合早造、晚造种植的彩色稻品种。早造最优推荐为‘省紫’、‘花紫’、‘优紫’和‘紫叶红米’，其次是‘杭紫’、‘坚紫2号’、‘矮紫’和‘英紫’；晚造最优推荐为‘省紫’、‘花紫’和‘优紫’，其次是‘坚紫2号’、‘矮紫’、‘英紫’、‘紫叶红米’、‘江紫1号’、‘江紫2号’和‘紫红1号’；颜色最为好看的是‘英紫’，但它存在植株比较矮小、产量低等问题，为了“稻田画”图案的美观，可以选择小范围应用。研究可用于指导“稻田画”的制作用种，促进美丽乡村建设与粮食丰收，推动湾区都市高品质发展。
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莫坚强, 罗敏, 谢碧海, 等. 24个不同彩色稻种质资源农艺性状综合分析[J]. 耕作与栽培, 2024, 44(3):19-25.
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于巍, 周坚, 徐群英, 等. 糙米与精米的营养价值与质构特性比较研究[J]. 食品科学, 2010, 31(9):95-98.
通过检测糙米和精米营养素，对比其营养素成分含量差异，结果发现糙米主要营养素含量远高于精米，糙米的营养价值高于精米。利用质构仪对糙米和精米质构特性进行分析，糙米的硬度高于精米。利用动态流变仪对糙米粉和精米粉凝胶特性进行分析，精米粉凝胶强度高于糙米粉。差示扫描量热仪测试糙米粉和精米粉的热特性，发现升温过程中糙米粉糊化温度68.6℃高于精米粉糊化温度62.4℃，糙米粉难糊化；降温过程，精米粉在20℃的G′为17210Pa，高于糙米粉11350Pa，精米粉回生变硬现象较为严重。
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| [22] |
赵悦, 李加双, 谭瑶瑶, 等. 不同加工程度大米制备的米粉特性及营养品质比较[J]. 现代食品科技, 2019, 35(4):87-95.
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唐建鹏, 谢成林, 姚义, 等. 功能性彩色稻物质生产及其品质特点的研究[J]. 农学学报, 2022, 12(9):1-8.
为探究功能性彩色稻物质生产与产量的关系，分析功能性彩色稻品质特点，进一步提高彩色稻产量并为推广应用提供参考依据。本试验以8个功能性彩色稻为对象，从生育期、叶绿素相对含量，净光合速率，干物质积累与转运，产量及其产量结构，稻米的蛋白质和主要矿物质元素含量等方面进行分析。功能性彩色稻生育期相对较长，而产量显著低于常规稻，结实率和千粒重较低是其产量低的主要原因；彩色稻叶绿素相对含量（SPAD值）高于常规稻；净光合速率与常规稻相比总体偏低，但差异不显著；功能性彩色稻前期干物质积累与常规稻差异不显著，灌浆期后干物质积累和转运量显著减少；彩色稻糙米蛋白质含量和微量元素Fe、Cu、Mn、Se、Zn含量显著高于对照；彩色稻精米的蛋白质含量高于常规稻，矿质元素含量与常规稻差异不显著。彩色稻后期干物质积累少，茎叶干物质转运不畅是其产量低的主要因素，彩色稻米蛋白质含量显著高于常规稻，而矿物质元素主要存于彩色稻种皮中。
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| [24] |
邬建飞, 谭友果, 蔡端芳, 等. 常见维生素和铁、铜、锌元素治疗阿尔茨海默病的研究进展[J]. 中国比较医学杂志, 2025, 35(2):124-130.
|
| [25] |
朱赓伯. 铁锌硒与儿童生长发育[J]. 家庭医学, 2005(4):14.
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