紫色象草和柱花草營養及草粉飲料研制

張宏建，郭方田，陳子雯，高晨軒，鄭家鴻，呂賢彬，盧小良，2

（1.華南農業大學農學院，廣州510642；2.華南農業大學南方草業中心，廣州510642）

隨著經濟的發展，生活的改善，人們的飲食中攝入肉、蛋、乳等高能量的食品比例過高，造成了富貴病大幅躍升，食品行業及消費者本身，都非常期待出現一類營養更均衡、品質更安全、食用更方便的食品，以改善越來越失衡的膳食結構，提升國民的營養健康水平[1]。草類飲品材料天然健康，營養豐富，既符合現代人們對健康的追求，同時草粉沖劑的便捷能滿足人們快節奏的生活。因此草粉研究發展是未來有潛力的發展方向。

目前紫色象草研究大多是作為能源草方向和牧草方向，而將其草作為草粉沖劑飲料的研究報告相對較少，本實驗將以此為基點進行研究，著重對其營養價值進行評價。由于柱花草和大麥等禾本科植物也是目前用以研制植物飲料的熱門材料，因此將這些材料與紫色象草分別進行了同類分析，深入的了解和認識它們的營養價值，幫助以紫色象草和柱花草為原料配制的飲料的市場開發與生產，同時拓寬紫象草的利用途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

紫色象草 （Pennisetum purpureum schumabcv.Red）、柱花草 （Stylosanthes guianensias SW.），均取材于華南農業大學增城寧西試驗基地，N 23°14′，E 113°38′， 屬亞熱帶季風氣候。樣品采集時間為2014年7月份，采樣方法為隨機采集植株的葉片部分。

青汁大麥若葉粉沖劑：為日本進口植物飲料沖劑，于市場渠道購買。以下簡稱青汁粉。在日本，此產品已獲得日本健康協會認定的健康食品的標志[2]。

草混合粉：將紫色象草和柱花草草粉按質量1:1均勻混合所得到。

1.2 試驗設計

將新鮮的1.1材料于70℃烘箱烘72小時后，粉碎過80目篩，制作成風干樣品。

詳細測定紫色象草、柱花草、草混合粉以及青汁粉中各項營養成分，包括蛋白質、纖維素、花青素、脂肪、胡蘿卜素等含量。

通過以上幾種草粉的營養物質含量比較分析以及草混合粉毒性分析得出草粉沖劑研制可行性報告。

1.3 測定內容與方法

1.3.1 蛋白質 凱氏定氮法

(1)試樣消煮：稱取1g試樣倒入消煮管中，加混合催化劑然后加15ml濃硫酸。在消煮爐中先用小火200℃消煮20分鐘，然后420℃消煮3小時至澄清藍綠色。

(2)蒸餾：使用凱氏定氮儀。先注堿，再蒸餾。

(3)滴定：在酸式滴定管中加入配好的鹽酸進行滴定，直至溶液由藍色變為灰紅色，記錄下所用鹽酸的量。

(4)結果計算：V×N×0.014×6.25×100∕W（V為鹽酸用量N為鹽酸濃度W為樣品質量）

1.3.2 纖維素

纖維素含量在范氏法 （VanSoest）的基礎上使用改進的濾袋分析法 （ANKOMA200i北京）測定。

1.3.3 花青素 香草醛—鹽酸法[3]

將待測液配制成0.1g/L的甲醇溶液，取其1ml移入10ml試管內，做5個平行，依次加入6ml濃度為4%的香草醛甲醇溶液和3ml濃鹽酸，加蓋搖勻，在300℃±10℃避光條件下反應15分鐘后，于500nm處測其吸光度，以甲醇代替樣品溶液作為空白對照。用標準曲線計算出樣品的原花青素含量。

1.3.4 脂肪

脂肪含量按GB/T6433-2006測定，測定儀器為SZF-06A型技術脂肪測定儀。

1.3.5 胡蘿卜素

葉黃素、胡蘿卜素的測定采用美國公職分析化學家協[4]提供的官方分析方法。先用提取劑提取色素，用熱皂化去除葉綠素，再利用色譜柱進行總胡蘿卜素、總葉黃素的分離洗脫，然后用日本津UV-2501PC分光光度計，在453nm波長下測定β-胡蘿卜素的吸光值，在445nm波長下測定總葉黃素的吸光值[5]。

1.4 數據統計與分析

采用Excel2007和SPSS11.0數據分析軟件進行數據輸入和統計分析。

2 結果與分析

2.1 營養成分分析與評價

以1.3試驗方法為操作指導，測定出4種材料的營養成分。通過表1可知，草混合粉營養成分的理論值與實驗值在誤差允許的范圍內幾乎相等，由此可知兩種草粉混合并不影響各自的營養成分的含量，因此可采用草粉混合的方法使其營養物質互補，從而使草粉沖劑富含更豐富的營養物質。

如表1所示，紫色象草的花青素含量高達39.30%，與柱花草混合后仍然高達31.11%，高于青汁粉5個百分點左右。草混合粉的蛋白質與脂肪含量與青汁粉含量相當，分別在10%和11%左右波動。而纖維素含量達到31.16%，遠遠高于青汁粉的13.39%。

2.2 胡蘿卜素含量

紫色象草的胡蘿卜素含量畢竟有限，而柱花草胡蘿卜素含量豐富，有研究表明柱花草可用于草汁飲料的生產[6]。因此將兩種草粉混合，將有助于提高胡蘿卜素含量。以1.3.5試驗方法測定其胡蘿卜素含量。

2.2.1 標準曲線的繪制

準確稱取β-胡蘿卜素對照品2.5mg置于25ml棕色容量瓶中，加正己烷20ml溶解，繼續加正己烷至刻度，搖勻。分別吸取0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50ml溶液置于25ml棕色容量瓶中加正己烷至刻度，以0.00ml為空白，在最適波長453nm處測定吸收度。 （對應的濃度0、2、4、6、8、10μg/ml）繪制標準曲線 （圖1）。

圖1 β-胡蘿卜素標準曲線

葉黃素稱取2.5mg于25ml容量瓶，分別吸取0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00ml溶液置于25ml棕色容量瓶中加正己烷至刻度，以0.00ml為空白 （對應的濃度0，4，8，12，16，20μg/ml），在445nm波長下測其吸光度。 繪制標準曲線 （圖2）。

由圖1得出線性回歸方程y=0.596x-0.603，R2=0.999。

由圖2得出線性回歸方程y=0.460x-0.305，R2=0.980。

表1 營養物質成分含量

表2 草混合粉胡蘿卜素和葉黃素含量

圖2 葉黃素標準曲線

2.2.2 結果計算

將收集到的β-胡蘿卜素溶液葉黃素溶液定容，分別在453nm和445nm的波長處測定吸光度，平行測定3次，取平均值。在標準曲線上查出相應的葉黃素濃度，并算出其質量[7]，得表2。

用日本津UV-2501PC分光光度計分別測得β-胡蘿卜素溶液葉黃素溶液的吸光度兩組數據，分別根據相應的標準曲線查出含量 （μg/ml），因為實驗準確稱取1g待測樣品，分離脫洗后定容至200ml，因此通過計算得出混合草粉中β-胡蘿卜素和葉黃素的含量分別是459.43μg/g和832.12μg/g，即為459.43mg/kg和832.12mg/kg。選取幾種日常食用[8]且葉黃素和β-胡蘿卜素含量都比較高的食物，如表3所示。與實驗結果進行對比之后，草混合粉的葉黃素和β-胡蘿卜素均高于一般蔬菜的水平。

2.3 毒性分析

紫色象草飼草營養價值高[9]，可用于飼養牛、羊、魚、兔、鵝、鴕鳥等草食動物。柱花草是世界上熱帶、亞熱帶地區最重要的最重要的放牧和刈割兼用型豆科牧草[10]。由此可知其對于動物的可食性是安全的。在節糧型養魚迅速發展時期，若只給魚類投喂象草，不僅具有提高魚種成活率、降低養殖成本的優勢，并且魚的肉質鮮嫩，魚池的水質清新，是名副其實的無污染綠色食品[11]。針對以上因素考慮，不含有危害人體健康的成分。但就種植而言，有必要對其潛在的土壤重金屬污染進行測定分析，以確定其作為食品的安全性與可靠性。

經過前期實驗發現鎘元素對紫色象草和其他禾本科飼草的影響較明顯[12]，因此對兩種牧草取樣本單獨測定鎘含量。此實驗由華南農業大學資源環境學院老師完成，并提供相應研究數據。

實驗數據表明，紫色象草的葉部鎘含量為0.0269mg/kg，柱花草的鎘含量為0.0373mg/kg，根據國家現行標準 （GB15201-94）規定，雜糧的鎘含量應≤0.05mg/kg，紫色象草的鎘含量在安全值得范圍內，因此并不會危害人體健康，可以放心食用。

3 討論

基于表1數據繪制出營養成分比較表，對幾種草粉的營養物質含量的比較，分別討論紫色象草、柱花草以及草混合粉的營養和功效。

3.1 紫色象草

紫色象草中纖維素含量較其它三者高，食物纖維具有含水膨脹、增加便量、刺激腸壁、吸附膽固醇、膽酸等有毒物質、促進排泄的功效。纖維素可以使消費者獲得飽腹感，有助控制體重。亦可以分解脂肪，研究表明多食纖維素比較多的食物可以起到治療糖尿病、降壓、減肥治療肥胖癥、治療便秘等功效。紫色象草的花青素含量明顯高于其它幾種草粉。花青素具有很強的抗氧化活性，是一種優良的天然抗氧化劑和自由基清除劑[13]，能夠減少冠心病、癌癥和腦血管疾病的發病幾率[14]。與其它抗氧化劑不同，花青素有跨越血腦屏障的能力，可以直接保護大腦中樞神經系統。花青素還能夠增強血管彈性，改善循環系統和增進皮膚的光滑度，抑制炎癥和過敏，改善關節的柔韌性。

表3 常見蔬菜中葉黃素和β-胡蘿卜素含量

3.2 柱花草

蛋白質是組成人體一切細胞組織最重要的成分，同時也是參與人體各種生命活動的重要物質。人們多數通過攝入動物蛋白來滿足身體蛋白需求，但同時又給身體造成了高脂肪的負擔，相比之下，植物蛋白是最佳的輔助選擇。柱花草的蛋白質含量是4種草粉中最高的，達到11.97%，而且脂肪的含量均在較低的水平上下浮動，柱花草是補充蛋白的不錯選擇。柱花草中富含胡蘿卜素[6]，胡蘿卜素中含有大量的β-胡蘿卜素和葉黃素，其中β-胡蘿卜素攝入人體消化器官后，可以轉化成維生素A?？梢跃S持眼睛和皮膚的健康，改善夜盲癥、皮膚粗糙的狀況，有助于身體免受自由基的傷害；葉黃素具有保護視力、抗氧化、降低白內障的發生率、延緩動脈硬化和抗癌的作用。

3.3 草混合粉

由2.1的結果可知，兩種草粉的簡單混合并不影響各自的營養成分。由圖2所示，草混合粉的花青素含量依然相當顯著，蛋白質、纖維素和脂肪維持原有水平。并且由2.2.2可知，草混合粉的胡蘿卜素含量也遠高于一般水平。綜上所述，草混合粉把紫色象草富含花青素與纖維素的特性與柱花草富含β-胡蘿卜素和葉黃素的優點結合起來，使草混合粉營養更加均衡全面，十分有利于人體的營養健康。

青汁大麥若葉粉沖劑飲料已經在日本等發達國家生產銷售且市場反響良好，而該實驗的草混合粉所含營養物質種類和數量都高于青汁大麥若葉粉沖劑飲料。且具有相當的快捷性，直接沖水即可飲用。因草粉中含有很多活性成分會因加熱而降低功效，所以建議用50℃以下的溫涼開水沖調，或用酸奶、豆漿、牛奶、果汁等各種飲品代替水沖飲，亦可添加蜂蜜、奶精等調味飲用。

4 結論

近年來，人們對健康營養的追求日益增加，健康消費的理念深入人心，促使市場消費需求發生許多變化，飲料正在向天然原料、新鮮口感方向發展。目前，市場上果汁，碳酸飲料等飲品琳瑯滿目，但是國內市場鮮見草類飲品，可見草類飲品市場是未開拓的，非常有潛力的。該文對紫色象草和柱花草營養價值與毒性進行了初步的檢測分析，結論表明草混合粉營養豐富，作為飲品研發推廣的初步設想是可行的。相信日后草粉飲料在我國飲料市場上必能分得一杯羹。