神秘果種子營養(yǎng)成分分析與評價(jià)

馬藝丹,劉　紅,2,*,閆瑞昕,馬思聰,薛炳祥,王　茜

(1.海南師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,海南海口 571127;2.熱帶特色藥食同源植物研究與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南海口 571127)

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神秘果種子營養(yǎng)成分分析與評價(jià)

馬藝丹1,劉紅1,2,*,閆瑞昕1,馬思聰1,薛炳祥1,王茜1

(1.海南師范大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,海南海口 571127;2.熱帶特色藥食同源植物研究與開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南海口 571127)

以神秘果種子為原料,依據(jù)國標(biāo)及常規(guī)方法對神秘果種子的水分、灰分、粗纖維、粗脂肪、粗蛋白、還原糖、多酚、多糖、脂肪酸、18種氨基酸及12種礦物質(zhì)元素等營養(yǎng)成分進(jìn)行分析和評價(jià)。結(jié)果表明,神秘果種子中水分、灰分、粗纖維、粗脂肪、粗蛋白、還原糖、多酚、多糖含量分別為6.74 g/100 g、7.14 mg/g、4.40、15.69、26.76 g/100 g、0.59 mg/g、11.56 mg/g和12.33 mg/g;檢測出20種脂肪酸,其中不飽和脂肪酸占脂肪酸總量的54.80%,主要是十八碳烯酸(29.96%);檢測出18種氨基酸,富含多種藥用氨基酸(63.75%),8種必需氨基酸含量占總氨基酸總量的40.69%,必需氨基酸比值系數(shù)分(SRC)達(dá)到了94.22;測定了12種礦物質(zhì)元素含量,常量元素和微量元素中含量最高的分別為K和Mn,Cd、Hg、As、Pb四種重金屬元素含量很低,均符合《中國藥典》(2010版)標(biāo)準(zhǔn)。因此,神秘果種子是營養(yǎng)和保健價(jià)值較高的新資源食品,具有良好的開發(fā)前景。

神秘果種子,營養(yǎng)成分,分析,評價(jià)

神秘果(Synsepalumdulcificum),又稱變味果或蜜拉圣果,系山欖科神秘果屬,是一種藥食同源的珍貴天然植物,目前國內(nèi)外已大量種植[1]。神秘果果肉中含有的神秘果素(糖蛋白)能改變?nèi)说奈队X,吃過神秘果后再吃酸味食物,味道會(huì)變得甘甜[2]。研究結(jié)果表明,常生吃熟果可以緩解高血糖、高血壓、高血脂、痛風(fēng)、尿酸、頭痛等[3]。葉子具有保護(hù)心臟、美顏瘦身、排毒通便、控制尿酸等功效[4]。莖具有抑制黑色素瘤和抑制蘑菇酪氨酸酶活性的作用[5]。種子具有緩解心絞痛、喉嚨痛以及治療痔瘡等藥理活性[6]。種子中的蛋白質(zhì)具有降低糖尿病小鼠空腹血糖值,促進(jìn)胰島素分泌的功效[7]。其水提物具有較好的抗驚厥作用[8]。目前,國內(nèi)外有關(guān)神秘果種子的研究文獻(xiàn)相對較少,對神秘果種子營養(yǎng)成分的分析與評價(jià)尚未見報(bào)道,其應(yīng)用還處于原材料的食用階段。本文分析測定了神秘果種子的營養(yǎng)成分,評價(jià)其營養(yǎng)價(jià)值,以期為神秘果種子的食藥用價(jià)值提供科學(xué)依據(jù),同時(shí)對神秘果種子的深入研究提供理論參考。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

神秘果種子采自海南省保亭縣,經(jīng)海南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院鐘瓊?cè)锝淌阼b定為山欖科植物神秘果(Synsepalumdulcificum)的種子,標(biāo)本現(xiàn)存于熱帶藥用植物化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,備用;實(shí)驗(yàn)前,將種子粉碎,過60目篩,營養(yǎng)成分的測定均采用此樣品。沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品中國藥品生物制品檢定所;福林酚試劑(Folin-Ciocalteu)美國Sigma公司;其他化學(xué)試劑均為國產(chǎn)分析純。

Agilent 7500型電感耦合等離子質(zhì)譜儀美國Agilent Technologies有限公司;L-8900型全自動(dòng)氨基酸分析儀日本日立公司;Milli-Q型超純水系統(tǒng)美國Millipore公司;Ethos 1600型微波消解系統(tǒng)意大利Millipore公司;TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計(jì)北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上海亞榮生化儀器廠;SX2-8-10型馬弗爐天津天有利科技公司;DHG-9070型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海申賢恒溫設(shè)備廠;XS204型電子天平瑞士Mettler Toledo公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1主要營養(yǎng)成分分析水分含量測定參照GB/T 5009.3-2010采用直接干燥法;灰分含量測定參照GB/T 5009.4-2010采用高溫灼燒法;粗纖維含量測定參照GB/T 5009.10-2003采用酸洗滌法;粗脂肪含量測定參照GB/T 14772-2008采用索氏提取法;粗蛋白含量測定參照GB/T 5009.5-2010采用凱氏定氮法;還原糖含量測定參照GB/T 5009.7-2008采用斐林試劑熱滴定法;多酚含量測定以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品,采用Folin-Ciocalteus法[9];多糖含量測定以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品,采用苯酚-硫酸法[10]。

1.2.2氨基酸組成分析參照GB/T 5009.124-2003 《食品中氨基酸的測定》的測定方法,測定除胱氨酸和色氨酸外的16種氨基酸。取適量樣品經(jīng)6 mol/L HCl水解24 h,采用氨基酸分析儀對16種氨基酸進(jìn)行分析[11]。色氨酸的測定參照GB/T18246-2000采用堿水解法,另取樣品用5 mol/L NaOH溶液水解后,上機(jī)測其色氨酸含量。采用過甲酸氧化法測定胱氨酸,樣品先經(jīng)過甲酸氧化再用鹽酸水解,同機(jī)測定其含量。

采用氨基酸比值系數(shù)法評價(jià)神秘果蛋白質(zhì)氨基酸營養(yǎng)價(jià)值[12]。

RAA=神秘果種子蛋白質(zhì)中某必需氨基酸含量/(WHO/FAO)模式中對應(yīng)的氨基酸含量

RC=神秘果種子蛋白質(zhì)中某必需氨基酸RAA/各種氨基酸RAA的平均值

SRC=100-SRD×100(SRD為RC的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差)

F=(纈氨酸+亮氨酸+異亮氨酸)/(苯丙氨酸+酪氨酸)(F為支鏈氨基酸與芳香族氨基酸的比值,即支芳比)

經(jīng)Microsoft Office Excel 軟件計(jì)算,結(jié)果見表3。

1.2.3脂肪酸組成分析種子油的提取:采用索氏提取法。將30 g種子粉末放入索氏提取器內(nèi),用200 mL無水乙醚回流提取6 h,冷卻過濾,置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上濃縮回收乙醚至干,得到神秘果種子油脂。

脂肪酸的甲酯化:稱取0.25 g種子油,加正己烷2 mL,0.5 mol/L氫氧化鉀的甲醇溶液3 mL,70 ℃水浴回流1 h。冷卻后,轉(zhuǎn)入分液漏斗,加5 mL乙醚和5 mL蒸餾水,分層后將上層液體反復(fù)洗,直至下層液體澄清。取上層液,冷藏備用于GC-MS。

GC-MS分析條件:

GC條件:色譜柱:石英毛細(xì)管柱HP-FFAP 30 m×0.25 mm,0.25 um;進(jìn)樣口溫度:250 ℃;柱溫:150～260 ℃;程序升溫:3 ℃/min;進(jìn)樣量1.0 μL,分流比為10∶1;載氣為高純He,流速為1.0 mL/min;

MS條件:離子源:EI電子轟擊源;離子源溫度:230 ℃;電離電壓:70 eV;接口溫度:250 ℃;掃描范圍(m/z):35～450 aum。

經(jīng)計(jì)算機(jī)化學(xué)工作站數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng),結(jié)合人工解析,確定各脂肪酸組分,按面積歸一化法定量分析其相對含量。

1.2.4礦物質(zhì)元素含量測定采用微波消解電感耦合等離子質(zhì)譜法(ICP-MS)測定神秘果種子礦物質(zhì)元素含量[13]。精確稱取0.5 g樣品,置于四氟乙烯消解罐中,加入5 mL HNO3和2 mL H2O2,混勻,置于微波消解儀進(jìn)行消解,消解完畢,取出冷卻至室溫。用少量高純水洗滌消解罐3次,洗液合并于50 mL容量瓶中,用高純水定容為待測樣品液。同法制備空白樣品液和標(biāo)準(zhǔn)樣品液,用高純水稀釋多元素混合標(biāo)準(zhǔn)品制得0、0.4、1.0、2.0、5.0、10.0 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)液。

2　結(jié)果與討論

2.1主要營養(yǎng)成分的含量

對神秘果種子的水分、灰分、粗纖維、粗脂肪、粗蛋白、還原糖、多酚和多糖含量的測定,并與其他幾種藥食同源植物種子的營養(yǎng)成分進(jìn)行比較,其結(jié)果見表1。結(jié)果表明,神秘果種子粗蛋白含量為26.76 g/100 g,與其他幾種植物種子相比,神秘果種子的粗蛋白含量最高,是一種高蛋白食品。有研究表明,神秘果種子蛋白質(zhì)具有促進(jìn)胰島素分泌的功效。因此,具有很好的藥用價(jià)值。神秘果種子中粗脂肪含量為15.69 g/100 g,均低于紫蘇種子(27.49 g/100 g)和三葉木通種子(44.61 g/100 g),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于棕櫚種子(1.06 g/100 g),可作為一種油脂資源。此外,神秘果種子中灰分含量為7.14 g/100 g,高于其他三種種子,說明神秘果種子中的礦物質(zhì)元素含量較其他種子高。粗纖維與水分含量相對偏低;還原糖含量相對略高;神秘果種子中多酚和多糖含量明顯高于其他種子,含量分別高達(dá)11.56、12.33 mg/g;有研究報(bào)道,植物多酚在抗氧化、抗輻射、抑菌、抗癌和預(yù)防心腦血管疾病等方面具有顯著功效[14],植物多糖具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗炎、抗氧化、抗衰老、降血糖等生物活性[15]。因此,神秘果種子在食品、藥品和保健品領(lǐng)域具有良好的開發(fā)前景。

表1　神秘果種子與其他幾種植物種子營養(yǎng)成分

注:紫蘇種子、棕櫚種子、三葉木通種子的營養(yǎng)成分的數(shù)據(jù)參考文獻(xiàn)[16-18]。

2.2氨基酸組成分析

神秘果種子氨基酸組成結(jié)果見表2。從表2可以看出,神秘果種子含有18種氨基酸,氨基酸總量為9.02 g/100 g,其中包含8種人體必需氨基酸,以及谷氨酸、甘氨酸、天門冬氨酸和精氨酸等藥效氨基酸。必需氨基酸(EAA)含量為3.67 g/100 g,必需氨基酸/氨基酸總量(EAA/TAA)為40.69%,必需氨基酸/非必需氨基酸(EAA/NEAA)為66.73%,藥效氨基酸含量占63.75%。谷氨酸和天門冬氨酸的含量最高,分別為1.17 g/100 g和1.07 g/100 g,二者均為鮮味氨基酸,谷氨酸在醫(yī)學(xué)上主要用于治療肝性昏迷,以及促進(jìn)紅細(xì)胞生成,改善腦細(xì)胞營養(yǎng),在糖代謝及蛋白質(zhì)代謝過程中占有重要地位[19]。天門冬氨酸具有調(diào)節(jié)腦和神經(jīng)的代謝功能,可用于治療心臟病,肝臟病,高血壓[20]。其次是精氨酸、亮氨酸、纈氨酸、賴氨酸、脯氨酸等,含量最低的是色氨酸0.12 g/100 g。8種必需氨基酸中,含量最高的是亮氨酸0.75 g/100 g,具有調(diào)節(jié)血糖水平的功效。其次依次為:纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸和色氨酸。根據(jù)FAO/WHO推薦的理想蛋白質(zhì)模式,高質(zhì)量的蛋白質(zhì),其氨基酸組成中必需氨基酸占總氨基酸的40%左右,必需氨基酸占非必需氨基酸的60%以上。神秘果種子的氨基酸組成符合這一模式,且氨基酸種類齊全。因此,此蛋白質(zhì)具有較好的開發(fā)和研究價(jià)值。

表2　神秘果種子氨基酸組成(g/100 g,干重)

注：*必需氨基酸;#藥效氨基酸;TAA氨基酸總量;EAA必需氨基酸總量。

神秘果種子蛋白質(zhì)的中氨基酸體系中,RAA和RC的數(shù)值均在1左右,說明必須氨基酸接近WHO/FAO的推薦值;SRC值為94.22接近100,說明各種必需氨基酸含量均衡,營養(yǎng)價(jià)值較高。有研究表明,支鏈氨基酸具有護(hù)肝、抗癌、降低膽固醇的功效[21],該氨基酸中F值為2.75,接近正常人體支芳比(3.0～3.5)。綜上所述,神秘果種子中的蛋白質(zhì)氨基酸種類齊全,比例均衡,人體必需氨基酸和藥效氨基酸含量較高,具有較高的營養(yǎng)價(jià)值。

2.3脂肪酸組成分析

對神秘果種子油脂脂肪酸組成GC-MS分析總離子流圖如圖1。

圖1　神秘果種子油脂肪酸甲酯總離子流圖Fig.1　The GC-MS total ion chromatogram of fatty acid composition in Synsepalum dulcificum seed oil

神秘果種子油GC-MS分析結(jié)果見表4。共分離鑒定出27種物質(zhì),其中飽和脂肪酸有13種,占39.325%,以棕櫚酸(29.63%)、硬脂酸(7.375%)為主。棕櫚酸可以降低血清膽固醇,具有保護(hù)胰島素的作用。硬脂酸可以通過降低腸道對膽固醇的吸收間接減輕血液和肝臟中膽固醇的代謝負(fù)擔(dān)。不飽和脂肪酸有7種有(Z)-十六烯酸、順-10-碳烯酸、8-十八碳烯酸、10-十八碳烯酸、9-十六碳烯酸、順-11-二十烯酸、亞油酸,共占54.798%,以十八碳烯酸(油酸)為主,占29.961%,其次是亞油酸占19.298%。其中單不飽和脂肪酸占35.50%,多不飽和脂肪酸只有亞油酸占19.298%。亞油酸具有相當(dāng)廣泛的生理作用,用于治療心血管系統(tǒng)疾病、降低血脂[22]。因此,神秘果種子脂肪油具有較高的營養(yǎng)價(jià)值。

表4　神秘果種子的脂肪酸組成及相對含量

2.4礦物質(zhì)含量分析

對神秘果種子的常量元素、微量元素和重金屬元素含量進(jìn)行測定,結(jié)果見表4。結(jié)果表明,常量元素中,K的含量最高,達(dá)到7331.2 μg/g,其次是Ca和Mg,含量分別為1185 μg/g 和995.4 μg/g,Na的含量最低,僅為63.2 μg/g,是一種典型的高鉀低鈉食品,有利于改善人體鉀鈉平衡,預(yù)防高血壓和心腦血管疾病。Ca、Mg是參與機(jī)體生理活動(dòng)和物質(zhì)能量代謝的重要的常量元素。醫(yī)學(xué)研究表明,攝取足夠的Ca可預(yù)防骨質(zhì)疏松癥和直腸癌,維持血壓平衡[23]。Mg具有調(diào)節(jié)神經(jīng)和肌肉的功能,有助于防治中風(fēng)、冠心病和糖尿病[24]。微量元素中,Mn的含量最高,為151.05 μg/g,其次是Fe元素,含量為79 μg/g,Zn和Cu的含量相對較低,分別為17.69 μg/g和 5.53 μg/g。Mn是人體中維持正常的糖代謝和脂肪代謝的主要元素,可促進(jìn)骨骼的生長發(fā)育和改善機(jī)體的造血功能[25]。Fe和Cu在延緩衰老和預(yù)防貧血等方面具有重要作用。Zn對加速生長發(fā)育、增強(qiáng)創(chuàng)傷組織再生和增強(qiáng)抵抗力等均有很好的作用。同時(shí),對Cd、Hg、As和Pb 4種重金屬元素進(jìn)行了檢測,含量均很低,符合《中國藥典》(2010版)標(biāo)準(zhǔn),說明本實(shí)驗(yàn)采集的神秘果種子樣品未受污染。因此,神秘果種子含有人體所必需的常量元素與微量元素,可作為人體礦物質(zhì)元素的補(bǔ)充劑。

表5　神秘果種子礦物質(zhì)含量(μg/g,干重)

3　結(jié)論

神秘果種子的粗蛋白和粗脂肪含量較豐富,分別為26.76、15.69 g/100 g。粗纖維含量偏低為4.4015.69 g/100 g。多酚和多糖含量相對其他幾種植物種子較高,分別為11.56、12.33 mg/g,可作為抗氧化、抗腫瘤等保健食品。其氨基酸種類齊全,檢測出的18種氨基酸中,必需氨基酸含量較高,占氨基酸總量的40.69%,符合FAO/WHO推薦的理想蛋白質(zhì)模式。藥效氨基酸占氨基酸總量的63.75%。因此,具有較大的藥用開發(fā)價(jià)值。采用氨基酸比值系數(shù)法,評價(jià)神秘果蛋白質(zhì)氨基酸營養(yǎng)價(jià)值,SRC值為94.22接近100,說明各種必須氨基酸含量均衡,營養(yǎng)價(jià)值較高。不飽和脂肪酸占脂肪酸總量的54.798%,其中包括多種人體必需脂肪酸。礦物質(zhì)含量豐富,尤其是常量元素K、Ca、Mg,是一種典型的高鉀低鈉食品,重金屬元素Mn,Cd、Hg、As、Pb含量均低于《中國藥典》(2010版)標(biāo)準(zhǔn)。因此,神秘果種子具有較高的食用和藥用價(jià)值,以及較好的營養(yǎng)保健功效,是極具開發(fā)潛力的寶貴資源。

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Analysis and evaluation of nutrient content ofSynsepalumdulcificumseed

MA Yi-dan1,LIU Hong1,2,*,YAN Rui-xin1,MA Si-cong1,XUE Bing-xiang1,WANG Qian1

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Hainan Normal University,Haikou 571127,China;2.Key Laboratory of Research and Development on Topical and Special Medicine and Edible Plant,Haikou 571127,China)

To investigate the nutritional components and evaluate nutritional value of theSynsepalumdulcificumseed,contents of water,starch,crude fiber,crude fat,crude protein,reducing sugar,polyphenol,polysaccharides,amino acids,18 kinds of aminophenol and 12 kinds of mineral were analyzed,with international standard methods and common methods. Contents of water,starch,crude fiber,crude fat,crude protein,reducing sugar,polyphenol and polysaccharides were:6.74 g/100 g,7.14 mg/g,4.40,15.69,26.76 g/100 g,0.59 mg/g,11.56 mg/g and 12.33 mg/g. Contents of 18 kinds of amino acids,at least 8 types were essential amino acids and a variety of medicinal amino acids. The ratio of essential amino acids and non-essential amino was 40.69%. These amino acids included all kinds of human essential amino acids and the proportion was appropriate,SRC was 94.22,and 20 fatty acids identified in seed oil consist of 54.80% unsaturated fatty acids were mainly composed of octadecenoic acid(29.96%). 12 mineral elements of seed were determined and the contents of K and Mn in the tested mineral elements were higher as a relatively abundant macro element and micro element. The content of heavy elements,including Cd、Hg、As and Pb were less than the maximum levels according to Chinese Pharmacopeia(2010). The date showed the new resource food had rich nutrition and healthy functions,it reveals great development prospects.

Synsepalumdulcificumseed;nutrient composition;analysis;evaluation

2016-01-14

馬藝丹(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：天然產(chǎn)物的提取與分離,E-mail:18789195535@163.com。

劉紅(1967-)，女，博士，教授，研究方向：藥食同源植物開發(fā)利用與保健食品的研發(fā),E-mail:lhyd123@sohu.com。

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2166009)；海南省社會(huì)發(fā)展專項(xiàng)(2015SF11)；海口市應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)項(xiàng)目(2014-90)；海南省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(2013116580)；海南師范大學(xué)大學(xué)生科研項(xiàng)目(XSKY201512)。

TS201.4

A

1002-0306(2016)13-0346-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.13.063