川明參不同部位主要營養(yǎng)成分及氨基酸組成分析

顏 靜，劉 繼，熊亞波，李 玉，秦 文

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川 雅安 625014）

川明參不同部位主要營養(yǎng)成分及氨基酸組成分析

顏 靜，劉 繼，熊亞波，李 玉，秦 文*

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川 雅安 625014）

通過測定中國地理標(biāo)志產(chǎn)品閬中市川明參根、莖、葉的主要營養(yǎng)成分和氨基酸含量，比較川明參不同部位營養(yǎng)成分和氨基酸含量的差異。結(jié)果表明：川明參根莖葉營養(yǎng)成分差異較大，其中川明參葉中的VC（4.73 mg/100 g）、蛋白質(zhì)（3.97 g/100 g）、鈣（43.64 mg/kg）和鐵（7.47 mg/kg）含量顯著高于根、莖中的含量，且葉中總氨基酸、人體必需氨基酸、鮮味氨基酸的含量均高于根和莖中的含量。另外，川明參葉中各種人體必需氨基酸種類齊全，且比例均衡，與聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）/世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）提出的推薦值較為接近。綜合分析結(jié)果可知，川明參葉具有較高的營養(yǎng)價值和保健作用，可作為天然綠色食品加以利用，如川明參葉袋泡茶、川明參葉口服液、食品加工調(diào)味輔助材料、畜牧飼料等。

川明參；營養(yǎng)成分；氨基酸

川明參（Chuanmingshen violaceum Sheh et Shan.）別名明參、明沙參、土明參，是我國常用大宗藥材之一，始載于《飲片從新》明黨參項下，為傘形科（Umbelliferae）植物，具有潤肺化痰、和胃、生津、解毒等功效，用于肺熱咳嗽、熱病傷陰的治療，為滋陰要藥[1]。川明參主產(chǎn)于四川的簡陽、巴中、金堂、閬中等地，安徽、浙江、江蘇也有出產(chǎn)[2]。由于其根可入藥，具有驅(qū)風(fēng)解熱、補(bǔ)肺鎮(zhèn)咳的功效，常添加入食物中提高食物的營養(yǎng)價值，作為滋補(bǔ)佳品食用。川明參主要含有淀粉、糖類、苷類、微量生物堿、蛋白質(zhì)、多肽、有機(jī)酸、酚類、鞣質(zhì)、香豆素、萜類等化學(xué)成分，其中多糖含量較高[3]。

以往人們普遍認(rèn)為川明參的根營養(yǎng)價值最高，大部分都限制于根的藥用和食用價值，由此忽略了對其莖和葉的利用，使其總利用率都不高。羅輝[4]指出，人參莖葉所含人參皂苷的藥理作用與人參根皂苷基本相同，而且其總皂苷的含量明顯高于人參根中的含量。由此可見，研究者的研究方向已經(jīng)轉(zhuǎn)變到對參類物質(zhì)根以外部位的生物活性成分分析上。王明安等[5]利用水提取方法萃取出川明參莖葉中的活性成分，以期綜合開發(fā)利用川明參資源，結(jié)果發(fā)現(xiàn)川明參莖葉所含的化學(xué)成分與其根莖中的化學(xué)成分在結(jié)構(gòu)類型上相似，其中的香豆素及蘆丁均具有一定的藥用活性。宋芳芳[6]對川明參根莖葉的研究發(fā)現(xiàn)，莖葉中含有歐前胡素，且其含量大于根中的含量。明凱利等[7]利用分光光度法測定了川明參莖葉中的總黃酮含量，結(jié)果表明川明參莖葉中總黃酮含量較高，而黃酮類成分具有止咳、祛痰、平喘等藥理作用，故川明參莖葉具有一定的開發(fā)利用價值。

前人對莖葉的藥用價值進(jìn)行了探討，說明了莖葉具有功能成分，具有開發(fā)價值，本實驗主要對比川明參的根、莖、葉3 個部位的營養(yǎng)成分和氨基酸含量差異，探討其作為食品原材料的可能性，為這一藥食兩用資源的全面有效研究開發(fā)提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

川明參由四川省閬中市三廟鄉(xiāng)、五馬鄉(xiāng)、龍泉鄉(xiāng)提供。鮮樣采集后盡量在較短時間內(nèi)運(yùn)回實驗室，進(jìn)行清洗分級，再將川明參分成根、莖、葉3 部分，將三地的樣品混合均勻后，裝于保鮮袋中，進(jìn)行混合取樣，10 ℃條件下貯藏待用。

鐵、銅、錳、鋅、鈣、鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液 國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院；混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)溶液 日本日立公司；高氯酸、濃硝酸、濃鹽酸均為優(yōu)級純 四川西隴化工有限公司；茚三酮、氫氧化鈉、檸檬酸鈉等均為優(yōu)級純 上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；鹽酸、硫酸銅、亞甲藍(lán)、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀、葡萄糖、甲醇、乙醇、硝酸鋁、亞硝酸鈉、抗壞血酸等試劑除標(biāo)注外均為分析純 成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

L-8900型氨基酸自動分析儀、Z-2000型原子吸收分光光度計（配有火焰、石墨爐原子化器） 日本日立公司；Milli-Q Reference純水儀 美國Millipore公司；SB-5200DTN超聲波清洗機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；MTN-2800D氮吹儀 北京華瑞博遠(yuǎn)科技發(fā)展有限公司；高速冷凍離心機(jī) 美國Thermo公司；KDN-04B凱氏定氮儀 浙江托普儀器有限公司；MAPADA UV-3200紫外-可見分光光度計 上海美譜達(dá)儀器有限公司；BSA-124S-CW型電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；可調(diào)式電熱板 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；DHG-9245A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；200A-1搖擺式高速萬能粉碎機(jī) 永康市云達(dá)冷風(fēng)機(jī)廠；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵 上海比朗儀器有限公司；HH-4 數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州奧華儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 主要營養(yǎng)成分的測定

水分測定：參考GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》；VC測定：參考2,6-二氯靛酚滴定法；淀粉測定：參考GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的測定》；粗纖維測定：參考GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》；蛋白質(zhì)測定：參考GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》；多糖測定：參照強(qiáng)靜等[8]的方法，硫酸-苯酚法。

1.3.2 礦質(zhì)元素的測定

鈣：參考GB/T 5009.92—2003《食品中鈣的測定》；鐵、鎂、錳：參考GB/T 5009.90—2003《食品中鐵、鎂、錳的測定》；鋅：參考GB/T 5009.14—2003《食品中鋅的測定》；銅：參考GB/T 5009.13—2003《食品中銅的測定》。

1.3.3 氨基酸含量的測定

稱取烘至恒質(zhì)量的樣品0.200 0 g，加入5 mL 6 mol/L的HCl溶液用氮吹儀吹入氮?dú)夂蠓夤堋７湃?10 ℃烘箱24 h后取出，冷卻后用超純水定容至50 mL，再用0.22 μm的水相濾頭過濾，吸取1 mL濾液加入試管中，用氮吹儀吹干除去高濃度HCl。加入2 mL 0.02 mol/L的HCl溶液，利用渦旋混合儀混合均勻即得樣品液，取1～1.5 mL至進(jìn)樣瓶中，利用L-8900氨基酸自動分析儀和氨基酸外標(biāo)法作為定性定量的分析。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有測定均平行重復(fù)3 次，取其平均值。運(yùn)用Excel 2007和SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，并用Duncan’s多重比較法進(jìn)行差異顯著性檢驗，P＜0.05為差異顯著，P＜0.01為差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 川明參主要營養(yǎng)成分含量

表1 川明參根莖葉主要營養(yǎng)成分含量Table 1 Contents of primary nutrients in roots, stems and leaves of Chuanmingshen

由表1可知，川明參根的淀粉和多糖含量分別為23.74、3.18 g/100 g，其含量高于莖、葉中淀粉和多糖的含量，其中淀粉含量高出莖、葉的10 倍以上，存在顯著差異（P＜0.05）。葉的VC和蛋白質(zhì)含量分別為4.73 mg/100 g、3.97 g/100 g，其中VC含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于根、莖的3.24、1.97 mg/100 g，雖然葉的蛋白質(zhì)含量高于根和莖，但葉和根的蛋白質(zhì)含量差異并不顯著（P＞0.05）。川明參莖中 含量最高的為水分和粗纖維，分別為79.66、9.12 g/100 g。

多糖作為川明參的活性成分，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能的作用[3]。其含量越高，證明其作為藥用和食用的價值越高。VC是人體不可缺少的微量營養(yǎng)素之一，是化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定一類維生素，容易被氧化破壞，它可以促進(jìn)人體內(nèi)抗體的形成，增強(qiáng)人體的免疫能力[9]。實驗結(jié)果表明，根的多糖含量是3 個部位中最高的，存在顯著差異（P＜0.05）。在相同質(zhì)量的100 g材料中川明參葉的VC含量最高，因此提高對葉的利用可有效增加人們對營養(yǎng)的攝入。相比較而言，莖的營養(yǎng)價值要低于根和葉。

2.2 川明參礦質(zhì)元素含量

表2 川明參根、莖、葉礦質(zhì)元素含量Table 2 Contents of mineral elements in roots, stems and leaves of Chuanmingshen mg/kg

礦質(zhì)元素是維持人體生長發(fā)育、保持身體健康不可或缺的微量營養(yǎng)素。人體礦質(zhì)元素主要來自于日常攝入的動植物等食物。由表2可知，川明參的根、莖、葉中均含有所測定的鈣、銅、鋅、鐵、鎂、錳6 種礦質(zhì)元素。其中，葉的鈣、鐵、錳的含量分別為43.64、7.47、3.2 6 m g/k g，與根和莖的含量存在顯著差異（P＜0.05）。根的鎂含量達(dá)到2.67 mg/kg，與莖葉的鎂含量存在顯著差異（P＜0.05），莖中的銅、鋅含量是3 個部位中最高的，分別是0.14、0.71 mg/kg，與根和葉的含量存在顯著差異（P＜0.05）。全國營養(yǎng)調(diào)查結(jié)果顯示，鈣、鐵、鋅是人體最容易缺乏的必需礦質(zhì)元素[10]。葉中累積的鈣和鐵含量較根和莖更為豐富，可作為較好的鈣、鐵來源被人們所食用，具有較好的食用價值。雖然莖的鋅含量顯著高于根和葉，但是3 個部位的含量都較低。總體看來，葉的鈣、鐵礦質(zhì)元素營養(yǎng)價值更高。

2.3 川明參氨基酸組成及分析

2.3.1 川明參根、莖、葉氨基酸的含量和組成

表3 川明參根、莖、葉氨基酸含量Table 3 Contents of amino acids in roots, stems and leaves of Chuanmingshen g/100 g

利用氨基酸自動分析儀測定了川明參根莖葉的17 種氨基酸含量。由于實驗過程采用酸水解，色氨酸在水解過程中被破壞，除色氨酸沒有被測定外，測定了7 種必需氨基酸（essential amino acids，EAA），包括蛋氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、蘇氨酸。10 種非必需氨基酸（non-essential amino acids，NEAA），包括天冬氨酸、酪氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸。

由表3可知，川明參中必需氨基酸總含量以葉中最高（12.869 g/100 g），其次是根（5.102 g/100 g），含量最低的為莖（4.057 g/100 g）。葉的必需氨基酸含量為4.503 g/100 g，其含量是是根的2 倍以上，是莖的5 倍以上。同時可知，根和葉的EAA/NEAA（E/N）接近60%，必需氨基酸與氨基酸總量（amount of amino acid，TAA）的比值（E/T）接近40%，接近理想蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，而莖的E/N值顯著低于60%，E/T值顯著低于40%，不符合理想蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)[11]。

2.3.2 必需氨基酸與聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）/世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）推薦的氨基酸模式譜[12]的比較

食品中的蛋白質(zhì)，按照人體的需要及其比例關(guān)系相對不足的氨基酸稱為限制氨基酸，氨基酸評分最低的稱為第一限制氨基酸，它限制了機(jī)體對蛋白質(zhì)中其他氨基酸的利用，這些氨基酸決定了食物蛋白質(zhì)的質(zhì)量[13]。由表4可知，與FAO/WHO推薦的氨基酸模式譜對比發(fā)現(xiàn)，根的蛋氨酸+胱氨酸、賴氨酸占總氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)略低于模式譜標(biāo)準(zhǔn)，其他各種必需氨基酸均高于模式譜標(biāo)準(zhǔn)。莖的蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、 賴氨酸占總氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都低于模式譜標(biāo)準(zhǔn)，僅苯丙氨酸+酪氨酸高于模式譜標(biāo)準(zhǔn)。葉的蛋氨酸+胱氨酸占總氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于模式譜標(biāo)準(zhǔn)，且差異較大，其余的必需氨基酸含量都高于模式譜標(biāo)準(zhǔn)。以上結(jié)果可說明川明參根和葉中的必需氨基酸與FAO/WHO推薦的模式譜標(biāo)準(zhǔn)較為接近，有較高的營養(yǎng)價值。莖中各種必需氨基酸含量與氨基酸模式譜差異較大，從營養(yǎng)均衡的角度來看其對人體的營養(yǎng)價值較低。由于葉中蛋氨酸+胱氨酸的含量為1.51 g/100 g，與FAO/WHO推薦的氨基酸含量3.50 g/100 g差距較大，因此，在根、莖、葉的比較中營養(yǎng)價值高低依次是根＞葉＞莖。

2.3.3 氨基酸比值系數(shù)法[14]對川明參根、莖、葉中蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的評價

表5 川明參根、莖、葉各種必需氨基酸的RAA、RCAA及SRCAATable 5 RAA, RCAA and SRCAA of essential amino acids in different parts of Chuanmingshen

為了更好地說明川明參根莖葉各氨基酸營養(yǎng)價值，采用氨基酸比值系數(shù)法對川明參所含必需氨基酸進(jìn)行進(jìn)一步分析。由表5可知，川明參根莖葉氨基酸的比值系數(shù)分（score of ratio coeffi cient of amino acid，SRCAA）分別為83.99、66.71、81.29。由于SRCAA的數(shù)值越接近100，表明該食品中各種必需氨基酸的含量越均衡，其營養(yǎng)價值就越高。川明參根和葉的比值系數(shù)分差別并不大，且都大于80，較接近100，因此說明川明參根和葉的營養(yǎng)價值較高。莖的氨基酸比值系數(shù)分小于70，故其營養(yǎng)價值有限。由于氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA）及氨基酸比值系數(shù)（ratio coefficient of amino acid，RCAA）的數(shù)值越接近1，表明該必需氨基酸越接近FAO/WHO的推薦值。由表5可知，根和葉的第一限制氨基酸都為蛋氨酸+胱氨酸。莖的第一限制氨基酸為亮氨酸，第二限制氨基酸為蛋氨酸+胱氨酸。由氨基酸比值系數(shù)得出的結(jié)果與利用氨基酸模式譜比較得出的結(jié)果是相同的，即營養(yǎng)價值：根＞葉＞莖。

2.3.4 川明參中特殊功效氨基酸的分析

脯氨酸、谷氨酸、精氨酸、賴氨酸等作為具有特殊功效的氨基酸，對人體具有特殊的功能性作用。所測定的川明參根、莖、葉中均含有這4 種特殊功效氨基酸。其中脯氨酸對高血壓具有療效作用[15]。由表3可 知，葉中的脯氨酸含量達(dá)到了0.773 g/100 g，含量大小依次為葉＞根＞莖。在根和葉兩個部位中含量最高的氨基酸都是谷氨酸，占氨基酸總量的19.14%和23.01%。谷氨酸具有促進(jìn)紅細(xì)胞生成、改善腦細(xì)胞營養(yǎng)及活躍思維作用，是治療肝昏迷、神經(jīng)衰弱和記憶力減退的有效成分[16]。谷氨酸含量最高的部位同樣是葉，100 g葉所含的谷氨酸含量達(dá)到2.961 g，根和莖的含量都小于1.000 g/100 g，分別為每100 g含0.976、0.795 g。精氨酸參與鳥氨酸循環(huán)，通過精氨酸-NO途徑及促進(jìn)激素分泌，促進(jìn)胰島素生成，介導(dǎo)巨噬細(xì)胞的細(xì)胞毒作用等[17]。川明參中精氨酸含量在0.267～0.831 g/100 g之間，其中含量最高的為莖，達(dá)到0.831 g/100 g，其次是葉，為0.521 g/100 g（表3）。賴氨酸作為人類第一必需氨基酸，是具有合成核蛋白、血紅蛋白及促進(jìn)大腦神經(jīng)細(xì)胞再生作用的重要氨基酸，對營養(yǎng)不良、乙型肝炎、支氣管炎等有一定的輔助療效，因此賴氨酸的多少同樣影響食物對人的營養(yǎng)補(bǔ)給[15]。在川明參中，葉的賴氨酸含量最高，達(dá)到了0.840 g/100 g（表3），是根中賴氨酸的3 倍以上，是莖的4 倍。

谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、精氨酸和丙氨酸為鮮味氨基酸，它們的組成和含量直接影響著食品的鮮美程度[18]。川明參根莖、葉中都含有這幾種氨基酸，3 個部位的鮮味氨基酸占氨基酸總量的45.50%、71.53%、47.31%，分別為2.32、2.90、6.09 g/100 g。因此可知，葉中鮮味氨基酸含量最高，具有獨(dú)特的鮮味，可作為良好的食品加工材料。

3 討論與結(jié)論

通過分析閬中市川明參根、莖、葉3 個部位的營養(yǎng)成分可知，葉中VC、蛋白質(zhì)、鈣、鐵4 種營養(yǎng)素含量是3 個部位中最高的，根的活性成分多糖含量最高。總體說來葉和根的營養(yǎng)價值高于莖。

在對閬中市川明參氨基酸分析中，川明參根和葉中各種必需氨基酸占總氨基酸含量的比例與FAO/WHO提出的氨基酸模式譜基本一致，僅蛋氨酸+胱氨酸有所缺乏，具有較高的營養(yǎng)價值和保健作用，是有利于人體氨基酸營養(yǎng)平衡的天然綠色食品，且葉中的必需氨基酸總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于根。

當(dāng)前對川明參根的開發(fā)利用已經(jīng)成熟，葉作為川明參產(chǎn)品的副產(chǎn)物，卻沒有得到較好的利用，因此對川明參葉的利用上還有較大的發(fā)展空間，可將其商品化、產(chǎn)業(yè)化。研究發(fā)現(xiàn)葉中含豐富營養(yǎng)素和功能性氨基酸，如VC、鈣、鐵、蛋白質(zhì)、必需氨基酸、特殊功效氨基酸等，這些物質(zhì)既具有營養(yǎng)作用，也有促進(jìn)紅細(xì)胞生成、改善營養(yǎng)不良、治療肝昏迷、神經(jīng)衰弱和記憶力減退等作用。人參葉袋泡茶[19]和人參葉口服液[20]這一類的產(chǎn)品已經(jīng)出現(xiàn)。茶葉由于水浸提作用，可有效溶出葉中的礦質(zhì)元素、可溶性糖和氨基酸等成分[21]。因此可考慮將川明參葉制作成茶葉或者口服液等產(chǎn)品。

同時由于葉中鮮味氨基酸含量豐富，為6.09 g/100 g，其中谷氨酸含量高達(dá)2.961 g/100 g。谷氨酸是常見的提高食品鮮味的氨基酸，因此可將葉作為加工食品調(diào)味品的輔助材料，加入食品中以期增加鮮味。

有研究者從植物莖、葉中提取蛋白質(zhì)并將其濃縮，用該濃縮蛋白代替魚粉和豆餅飼喂鴨和肉雞，都得到了良好的飼喂效果，且利用植物提取蛋白大大降低了飼養(yǎng)成本[22]。由于川明參葉中含有較高含量的蛋白質(zhì)，且其中的氨基酸含量較根和莖高出很多，特殊功效成分含量也很高，因此可考慮從葉中提取并濃縮蛋白質(zhì)，將其添加到動物飼料中，以期降低飼養(yǎng)成本。有研究者直接將營養(yǎng)豐富的，但很少被利用的油橄欖葉直接添加到兔飼料中，由此提高了兔肉的品質(zhì)[23]。因此也可考慮將川明參葉直接作為輔料添加到動物飼料中作為畜牧飼料。充分利用川明參葉具有很好的經(jīng)濟(jì)和食品營養(yǎng)學(xué)意義。

本實驗通過對川明參葉功能成分的分析比較，提出川明參葉開發(fā)利用的建議，以期提高川明參的利用價值。對閬中市川明參產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有一定指導(dǎo)意義。

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Analysis of Nutritional Components and Amino Acid Composition of Different Parts of Chuanmingshen violaceum Sheh et Shan.

YAN Jing, LIU Ji, XIONG Yabo, LI Yu, QIN Wen*
(College of Food Science, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China)

The major nutritional components and amino acid compositions in three parts of Chuanmingshen (Chuanmingshen violoaceum Sheh et Shan) were determined comparatively. The results showe d that the leaves had much higher contents of vitamin C (VC, 4.73 mg/100 g), protein (3.97 g/100 g), calcium (43.64 mg/kg) and iron (7.47 mg/kg), in addition to higher levels of total amino acids, essential amino acids and delicious amino acids than the roo ts and stems. In addition, Chuanmingshen leaves contained almost all essential amino acids in a well-balanced proportion, and the essential amino acid composition was very close to the FAO/WHO recommended pattern. Therefore, Chuanmingshen leaves have high nutritional value and health benefits, and can be processed into natural green products, such as tea bag, oral liquid, and auxiliary seasoning materials in processed foods, and animal feed.

Chuanmingshen; nutritional components; amino acid

Q517；R284.1

A

1002-6630（2015）01-0240-05

10.7506/spkx1002-6630-201501046

2014-02-11

顏靜（1989—），女，碩士研究生，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。E-mail：yanjingbz@163.com

*通信作者：秦文（1967—），女，教授，博士，研究方向為食品加工及品質(zhì)控制。E-mail：qinwen1967@aliyun.com