李蕭 夏秋琦 曾廣琳 鐘秋平 張偉敏 李從發
摘 要 采用國標方法分別對錫蘭橄欖中主要營養成分(蛋白質及氨基酸、脂肪及脂肪酸、水分、碳水化合物及礦物質元素)的組成和含量進行了測定,并利用HPLC-MS對抗氧化活性較高的70%乙醇提取物中的特征性成分進行了分析。結果表明:錫蘭橄欖中的主要營養成分為碳水化合物和粗脂肪;其常量與微量元素含量較為豐富,以Mg和Ca含量相對較高。富含人體必需氨基酸,氨基酸組成合理均衡;主要含有不飽和脂肪酸,其中亞油酸和亞麻酸含量相對較高。通過HPLC-MS從70%乙醇提取物中得到19種酚類物質,其中10種酚類物質被鑒定出來。說明錫蘭橄欖具有較好的食用價值和保健作用,可以作為補充人體營養物質的理想食品來源。
關鍵詞 錫蘭橄欖;主要營養成分;抗氧化;高效液相色譜-質譜;酚類物質
中圖分類號 S667.5 文獻標識碼 A
Abstract The primary nutritional composition(protein and amino acids, crude fat and fatty acids profiles, moisture, carbohydrate and minerals)of Elaeocarpus serratus.L. fruits were measured by using the Chinese National Standard Method in the paper. In addition, the characteristic constituents of 70% ethanol extract with higher antioxidant activity were analyzed by HPLC-MS. The results showed that the carbohydrate and crude fat were the main nutritional composition. The content of macroelement and microelement was relatively abundant with higher Mg and Ca. It had a well-balanced amino acid composition rich in essential amino acids. It mainly contained unsaturated fatty acid with linolenic and linoleic acid. While nineteen main constituents in the 70% ethanol extract were obtained by HPLC-MS, and the 10 major polyphenols were identified. In conclusion, It has good edible value and healthcare function, and it also can be used as an ideal food source for human nutrition.
Key words Elaeocarpus serratus L. pulps; main nutrients compositions; antioxidant activity; HPLC-MS; phenolic compounds
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.07.025
錫蘭橄欖(Elaeocarpus serratus L.),又名野橄欖、鋸葉杜英、斯里蘭卡橄欖,屬杜英科,原產于斯里蘭卡和印度等地[1]。其果形很像橄欖,但又不是真正的橄欖,20世紀60年代初引種中國海南、廣東、云南、福建等地[2],生長和適用性良好,具有早產、豐產與營養豐富等特點。錫蘭橄欖果肉所含總糖、蛋白質、脂肪、Vc,以及鈣和磷均比中國青皮橄欖高,而脂肪含量較后者略低。橄欖果實具有清熱解毒、利咽祛痰、生津和健脾等功效,常用于咳嗽、煩渴、咽喉腫痛和魚鱉中毒等癥[3]。又因錫蘭橄欖果實飽滿多汁、肉質柔嫩、口感滑爽、而被腌漬成蜜餞或被加工成果汁和果醋等[4-5]。目前,有關錫蘭橄欖營養品質評價與酚類物質組成的研究甚少,僅有Yu等[6]關于錫蘭橄欖果渣中酚類物質組成的報道。因而,筆者對海南種錫蘭橄欖的主要營養成分、脂肪酸組成、抗氧化活性和主要酚類物質進行了分析,以為合理利用錫蘭橄欖植物資源及其深度研究開發提供試驗依據。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 原料 錫蘭橄欖,2015年2月采收于海南,樣品經冷凍干燥后過60目篩,備用。
1.1.2 主要試劑 DPPH(Sigma公司)、ABTS(Amersco公司)、無水乙醚、氫氧化鉀、甲醇、正己烷等試劑均為分析純(廣州化學試劑廠)。
1.1.3 儀器與設備 HH-4型數顯恒溫水浴鍋(常州澳華儀器有限公司);TDZ5-WS多管架自動平衡離心機(上海奧普勒儀器有限公司);754NPC 紫外可見分光光度計(上海奧譜勒儀器有限公司);DHG-9070A電熱鼓風干燥箱(上海一恒科學儀器有限公司);RE52AA旋轉蒸發儀(上海亞榮生化儀器廠);EL204電子分析天平[梅特勒有限-托利多儀器(上海)有限公司];300Y多功能粉碎機(伯歐五金廠);HP6890/5975C毛細管氣相色譜-質譜聯用儀(美國安捷倫公司);L-8900全自動氨基酸分析儀(日本日立公司);Z-5000原子吸收分光光度計(日本日立公司);ContrAA300連續光譜原子吸收光譜儀與NovAA400火焰-石墨爐原子吸收光譜儀(德國耶拿分析儀器股份有限公司);AFS230a雙光道原子熒光光譜儀(北京海光儀器有限公司);Agilent 1100高效液相色譜電噴霧質譜聯用儀與二極管陣列檢測器(DAD)(美國安捷倫公司);L-8800氨基酸自動分析儀(日本日立公司)。
1.2 方法
1.2.1 主要營養成分的測定 主要營養成分的測定按照GB/T 5009系列標準進行,其中水分含量測定參照GB 5009.3-2010,灰分含量測定參照GB/T 5009.4-2010,蛋白質含量測定參照GB 5009.5-2010,脂肪含量測定參照GB/T 5009.6-2003,總碳水化合物含量計算公式:總碳水化合物含量=100 g-[水分含量(g)+灰分含量(g)+蛋白質含量(g)+脂肪含量(g)]。
1.2.2 脂肪酸組成的測定 脂肪酸組成的測定參照魏靜等[7]的研究方法。
1.2.3 氨基酸組成的測定 17種氨基酸測定按照GB/T 5009.124-2003《食品中氨基酸的測定方法》。
1.2.4 抗氧化活性的測定 (1)樣品溶液制備。取凍干錫蘭橄欖樣品粉末5 g,按照1 ∶ 10的料液比分別采用70%乙醇、甲醇和水在60 ℃條件下浸提4.5 h,離心、過濾后分別得到錫蘭橄欖果70%乙醇、甲醇和水提取物。然后將3種不同溶劑提取物均配制成20 mg/mL的工作母液,分別用于總酚含量、DPPH自由基清除、ABTS自由基清除和還原力的測定。
(2)總酚含量的測定。根據Singleton等[8]研究方法進行改良,1 mL樣品提取物與1 mL Folin-Ciocalteu試劑混合3 min,加1 mL 7.5% Na2CO3并用蒸餾水定容至10 mL,置于暗處反應90 min,測定725 nm波長處吸光值,依據回歸方程y=0.004 6x-0.020 8,R2=0.999 0(線性范圍為20~100 μg/mL)計算總酚含量,用mg/g兒茶素(干重)表示。
(3)抗氧化活性的測定。錫蘭橄欖水、70%乙醇和甲醇3種溶劑提取物在DPPH自由基清除體系[9]、ABTS自由基清除體系[10]和Fe3+-Fe2+氧化還原體系[11-12]3種抗氧化活性的測定方法。為了計算出EC50值,對3種提取物的濃度范圍進行了適當調整。本實驗所采用的不同提取物試驗濃度范圍被調整為1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、10.0、12.0、14.0、16.0和18.0 mg/mL,其他操作方法相同。
1.2.5 抗氧化活性成分的HPLC-MS測定 錫蘭橄欖抗氧化活性成分的HPLC-MS測定方法參照李曉彤等[13]研究方法。
1.3 數據分析
結果采用平均數±標準差表示。利用SPSS 21.0統計軟件(SPSS公司,芝加哥,美國)對數據進行統計分析。
2 結果與分析
2.1 主要營養成分分析
錫蘭橄欖主要營養成分測定結果見表1。由表1可知,錫蘭橄欖中總碳水化合物、粗脂肪、水分、蛋白質和灰分的含量分別為69.47、12.84、10.70、9.17、4.32和2.67 g/100 g DW。錫蘭橄欖中蛋白質含量略低于海南產諾麗果(6.28 g/100 g DW)、酸楊桃(13.89 g/100 g DW)和甜楊桃(13.89 g/100 g DW);灰分的含量則略高于海南產諾麗果(2.65 g/100 g DW),低于酸楊桃(4.21 g/100 g DW)和甜楊桃(3.42 g/100 g DW),水分含量則略高于海南產諾麗果(9.11 g/100 g DW)。同時研究還發現,錫蘭橄欖中粗脂肪的含量則要大大高于酸楊桃(2.29 g/100 g DW)和甜楊桃(2.70 g/100 g DW)[14-15]。
2.2 主要常量與微量元素含量分析
錫蘭橄欖中主要常量與微量元素含量測定結果見表2。由表2可知,錫蘭橄欖含有豐富的人體必需的礦物質元素,含量達到了540.20 mg/kg DW。并以Mg(2 072.90 mg/kg DW)、Ca(1 299.50 mg/kg DW)和Na(402.7 mg/kg DW)含量較高,尤其是Mg和Ca含量。本研究結果與戴聰杰等[15]對海南產酸、甜楊桃中微量元素的測定結果基本一致,均是Mg、Ca含量最高。Ca作為人體骨骼和牙齒的重要組成成分,具有促進體內酶的活動、參與細胞的代謝、維持神經和肌肉的活動等多種功能作用,一般成人Ca的推薦攝入量是800~1 000 mg/d[16],錫蘭橄欖中Ca含量為129.95 mg/100 g DW,可以作為含鈣果蔬食品加工的原料。此外,Fe作為人體必需微量元素之一,具有維持人體正常的造血功能和免疫功能等作用。一般成人Fe的推薦攝入量是15~20 mg/d[16]。錫蘭橄欖中Fe含量達到了9.84 mg/100 g,由于果蔬中Fe的生物利用率偏低,因為又可將其作為一種含Fe的膳食補充劑。特別是錫蘭橄欖中重金屬Pb、Hg和Cd的含量較低,分別為2.11、0.021和0.045 mg/kg DW,而As未檢出,4種有害元素的含量均低于GB 2762-2012《食品中污染物限量》[17]。
2.3 脂肪酸組成成分分析
錫蘭橄欖中脂肪酸組成成分測定結果見圖1和表3。由圖1和表3可以看出,錫蘭橄欖中共檢測出14種脂肪酸,其中飽和脂肪酸(SFA)10種,含量21.87%;單不飽和脂肪酸(MUFA)2種,含量為1.89%;多不飽和脂肪酸(PUFA)2種,含量為54.13%。表明錫蘭橄欖中主要的脂肪酸為不飽和脂肪酸(USFA),并以PUFA(亞油酸和亞麻酸)為主,MUFA含量相對較低。PUFA 對人體具有明顯地降血脂、降血壓、抗腫瘤和免疫調節作用[18]。在SFA中,棕櫚酸含量最高(14.47%),其次為硬脂酸(2.04%)和山俞酸(1.0%)等。另外,還檢出了十五烷酸、十七烷酸、二十三烷酸和二十四烷酸等,其中十五烷酸和十七烷酸在一般的植物油中較少見。
人體在攝取脂肪酸時,除了考慮其絕對攝取量,還應考慮各種脂肪酸含量的攝取平衡,即ω-3 系列與ω-6系列比例的平衡[19]。錫蘭橄欖多不飽和脂肪酸ω-3/ω-6為1.74,而其亞油酸(ω-6)/α-亞麻酸(ω-3)比值僅為0.57,均低于聯合國糧農組織(FAO)提出的人類膳食中(ω-6)/(ω-3)的推薦值(5~10) ∶ 1[20]。因而,在食用和深加工利用時,可以考慮與目前廣受認可的單不飽和脂肪酸含量高的水果橄欖和核桃一起食用或復配,很好地調節體內單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸的比例。
2.4 氨基酸組成與含量分析
錫蘭橄欖氨基酸組成與含量的測定結果見表4,由表4可知,從錫蘭橄欖中共檢測出15種常見氨基酸(Pro、Arg及His無或低于檢測值),氨基酸總量達到了47.03 mg/g DW。必需氨基酸含量占氨基酸總量的50.46%,并以Phe的含量最高,占必需氨基酸總量的37.21%。在非必需氨基酸中,以Glu含量最高,占非必需氨基酸總量的26.18%,Asp、Cys和Tyr的含量次之,這4種非必需氨基酸的質量分數占總量的37.24%。呈鮮味特征氨基酸Asp和Glu占氨基酸總量的21.05%;呈甘味特征氨基酸Ala、Gly、Ser和Pro占氨基酸總量的11.27%,這6種呈味氨基酸占到氨基酸總量的32.32%,從而使錫蘭橄欖具有較好的口感。藥用氨基酸(Glu、Asp、Arg、Gly、The、Tyr、Met、Leu、Lys9種)[21]占氨基酸總量的53.80%。接近于枇杷(56%)[22]而低于枸杞(83%)[23],表明錫蘭橄欖具有較好的藥用價值。錫蘭橄欖增香劑型氨基酸(Val、Leu、Phe、Lys和Arg5種)[24]占氨基酸總量的 38.98%,比枸杞高(17.57%~23.64%)[25],可作為增香劑型氨基酸開發的研究原料。另外, EAA的種類、數量和組成比例決定了食物蛋白營養價值的優劣[26],其組成比例越接近人體需要氨基酸的比例則表明其蛋白質質量越優[27]。錫蘭橄欖EAA/TAA和EAA/NEAA分別為0.50和1.02,均高于FAO/WHO的理想模式(質量較好的蛋白質EAA/TAA為0.40左右和EAA/NEAA在0.60以上[28-29]),綜上可以看出,錫蘭橄欖氨基酸組成合理均衡,氨基酸營養價值較高。由此得出,作為食用水果,錫蘭橄欖可與其他食物氨基酸相互補充,為人體提供必需的蛋白質營養。
2.5 不同溶劑提取物中總酚含量與抗氧化活性分析
在同一濃度下(20 mg/mL),錫蘭橄欖70%乙醇、甲醇和水3種溶劑提取物中總酚含量與抗氧化活性的測定結果見表5。由表5可知,70%乙醇提取物中EC、PC和PC/EC均為最高,其次為甲醇提取物,最低的是水提取物。且不同提取溶劑對錫蘭橄欖中總酚含量的提取效果有顯著性差異(p<0.05)。同時,3種不同溶劑提取物在DPPH自由基清除體系、ABTS自由基清除體系和Fe3+-Fe2+氧化還原體系3種體系中抗氧化能力的強弱基本一致,均為70%乙醇提取物>甲醇提取物>水提取物,表明70%乙醇提取物的抗氧化活性最好。綜上可以看出,總酚含量高的提取物其抗氧化性也較好,表明錫蘭橄欖總酚含量高低與不同溶劑提取物抗氧化活性強弱之間具有劑量效應關系。
2.6 類化合物分析
根據“2.5”的研究結果,錫蘭橄欖70%乙醇提取物在3種體系中抗氧化活性相對較好,與總酚含量的高低結果一致,因而初步判定酚類物質可能是錫蘭橄欖70%乙醇提取物中的主要活性物質之一,而具體成分并不清楚。鑒于此,本研究采用HPLC-DAD對70%乙醇提取物中不同酚類物質的色譜峰進行掃描分析。為進一步確定其結構信息,在負離子模式下對錫蘭橄欖70%乙醇提取物進行HPLC-MS分析(液相譜圖和部分質譜數據見圖2)。通過與標樣對照,初步鑒定錫蘭橄欖70%乙醇提取物中含有新綠原酸(5-咖啡酰奎寧酸)、綠原酸(3-O-咖啡酰奎寧酸)、隱綠原酸(4-咖啡酰奎寧酸)、2,6,7-三乙酰基-5-羥基黃酮、大黃酸-8-O-β-D-葡萄糖苷、紫杉葉素葡萄糖苷、金絲桃苷(槲皮素-3-O-半乳糖苷)、山柰酚-3-O-葡萄糖苷和芒柄花素-3-O-葡萄糖苷等19個活性成分[30-32](表6)。其中綠原酸、高香草酸、沒食子酸、羥基酪醇、槲皮素、丁香酸、橄欖苦苷、金絲桃苷、5,4二羥-7-甲氧基黃酮和咖啡酸已有報道[6],而新綠原酸(5-咖啡酰奎寧酸)、隱綠原酸(4-咖啡酰奎寧酸)、2,6,7-三乙酰基-5-羥基黃酮、大黃酸-8-O-β-D-葡萄糖苷、紫杉葉素葡萄糖苷、山柰酚-3-O-葡萄糖苷和芒柄花素-3-O-葡萄糖苷未見相關文獻報道。
3 結論
本研究對錫蘭橄欖的營養價值進行了評價和對主要酚酸類組成進行了分析,結果表明,錫蘭橄欖中的主要營養成分為碳水化合物和粗脂肪。其常量與微量元素含量較為豐富,其中人體必需的微量元素Ca和Fe相對其他元素更高。根據EAA/TAA和EAA/NEAA比值,錫蘭橄欖高于FAO/WHO的理想模式(質量較好的蛋白質EAA/TAA為0.40 左右和EAA/NEAA在0.60以上),富含人體必需氨基酸,氨基酸組成合理均衡,藥用氨基酸與增香劑型氨基酸含量均較高。錫蘭橄欖脂肪酸主要含有不飽和脂肪酸,其中亞油酸和亞麻酸含量相對較高。
依據不同溶劑提取物中總酚含量與抗氧化活性的測定結果表明,錫蘭橄欖總酚含量高低與提取物抗氧化活性強弱之間具有劑量效應關系。通過HPLC-MS初步鑒定錫蘭橄欖70%乙醇提取物中含有新綠原酸(5-咖啡酰奎寧酸)、綠原酸(3-O-咖啡酰奎寧酸)、隱綠原酸(4-咖啡酰奎寧酸)、2,6,7-三乙酰基-5-羥基黃酮、大黃酸-8-O-β-D-葡萄糖苷、紫杉葉素葡萄糖苷、金絲桃苷(槲皮素-3-O-半乳糖苷)、山柰酚-3-O-葡萄糖苷和芒柄花素-3-O-葡萄糖苷等19個活性成分,其中部分酚類物質未見在錫蘭橄欖中有相關報道。綜上可以看出,錫蘭橄欖具有較好的食用價值和保健作用,可以作為補充人體營養物質的理想食品來源,為發展錫蘭橄欖種植業和開發利用錫蘭橄欖資源提供了數據支撐。
參考文獻
[1] 許桂英, 趙志常, 陳業淵, 等. 錫蘭橄欖的引種試種及栽培技術[J]. 中國熱帶農業, 2006(2): 36-39.
[2] 馮偉業, 王春田, 蘇重娣, 等. 錫蘭橄欖引種試種報告[J]. 熱帶農業科學, 1984(2): 96-102.
[3] 中華人民共和國藥典委員會. 中華人民共和國藥典(一部)[M]. 北京: 人民衛生出版社, 1995.
[4] 余雪梅, 鐘秋平. 混濁型錫蘭橄欖飲料穩定性及流變性質研究[J]. 食品科技, 2013, 38(3): 79-83.
[5] 蘇艷蘭, 劉功德. 錫蘭橄欖果醋飲料加工工藝[J]. 食品產業學報, 2008(11): 32-35.
[6] Yu X M, Zhu P, Zhong Q P, et al. Subcritical water extraction of antioxidant phenolic compounds from XiLan olive fruit dreg[J]. Journal of Food Science and Technology, 2015, 52(8): 5 012-5 020.
[7] 魏 靜, 谷滿屯, 姬彥羽, 等. 海南與浙江產鐵皮石斛主要營養成分分析比較[J]. 熱帶作物學報, 2015, 36(6): 1 059-1 066.
[8] Singleton V L, Rossi J A Jr. Colorimetric of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents[J]. American Journal of Enology and Viticulture, 1965, 16: 144-158.
[9] Pellegrini R Re N, Proteggente A, Pannala A, et al. Rice-EVANS. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay[J]. Free Radical Biology and Medicine, 1999, 26: 1 231-1 237.
[10] Hanato T, Kagawa H, Yasuhara T, et al. Two new flavonoids and other constituents in licorice root: their relative astringency and radical scavenging effects[J]. Chemical & Pharmaceutical Bulletin, 1998, 36: 2 090-2 097.
[11] Barros L, Baptista P, Ferreira I C F R. Effect of Lactarius piperatus fruiting body maturity stage on antioxidant activity measured by several biochemical assays[J]. Food and Chemical Toxicology, 2007, 45: 1 731-1 737.
[12] Oyaizu M. Studies on products of browning reaction: antioxidative activity of products of browning reaction[J]. Japanese Journal of Nutrition, 1986, 40: 307-315.
[13] 李曉彤, 魏 靜, 谷滿屯, 等. 鷓鴣茶提取物抗氧化活性研究與抗氧化特征成分的HPLC-MS/MS分析[J]. 食品科技, 2015, 40(10): 265-269.
[14] 李曉花, 管燕紅, 趙俊凌, 等. 不同產地諾麗干果的營養成分比較分析[J]. 食品工業, 2016, 37(9): 292-295.
[15] 戴聰杰, 李 萍. 酸、 甜楊桃的營養成分分析[J]. 中國食物與營養, 2010(9): 69-72.
[16] 陳卓君, 臧風順, 戴蘊青, 等. 玫瑰果營養成分分析[J]. 食品研究與開發, 2012, 33(8): 194-198.
[17] 中國人民共和國衛生部. GB 2762-2012食品安全國家標準 食品中污染物限量[S]. 北京: 中國標準出版社, 2012.
[18] 劉海珍, 羅 琳, 蔡德陵, 等. 不同生長階段鳀魚肌肉營養成分分析與評價[J]. 核農學報, 2015, 29(11): 2 150-2 157.
[19] 羅宇年, 田英姿, 英 犁, 等. 新疆主栽核桃品種的營養品質評價[J]. 現代食品科技, 2014, 30(5): 258-261.
[20] 萬本屹, 董海洲, 李 宏, 等. 核桃油的特性及營養價值的研究[J]. 西部糧油科技, 2001, 26(5): 18-20.
[21] 姜仲茂, 烏云塔娜, 王 森, 等. 不同產地野生長柄扁桃仁氨基酸組成及營養價值評價[J]. 食品科學, 2016, 37(4): 77-82.
[22] 高慧穎, 姜 帆, 張立杰, 等. 5個枇杷晚熟品種果實氨基酸組成和含量分析[J]. 福建果樹, 2009(2): 37-41.
[23] 張曉煜, 劉 靜, 袁海燕, 等. 不同地域環境對枸杞蛋白質和藥用氨基酸含量的影響[J].干旱地區農業研究, 2004, 22(3): 100-104.
[24] 張 智. 絞股藍資源質量評價指標的研究[J]. 安徽農業大學學報, 1995, 22(3): 312-316.
[25] 王益民, 王 玉, 任曉衛, 等. 不同枸杞品種氨基酸含量分析研究[J]. 食品科技, 2014(2): 74-77.
[26] 鄭小江, 向東山, 肖 浩. 景陽雞氨基酸組成分析與營養價值評價[J]. 食品科學, 2010, 3l(17): 373-375.
[27] 劉 剛, 王 輝, 周本宏. 松茸氨基酸含量的測定及營養評價[J]. 中國食用菌, 2007, 26(5): 51-52.
[28] Pellett P L, Yong V R. Nutritional evaluation of protein foods[M]. Tokyo: The United National University Publishing Company, 1980: 26-29.
[29] 李正忠. 花粉、 靈芝與珍珠中必需氨基酸的定量測定與分析比較[J]. 氨基酸分析, 1988(4): 41-43.
[30] Sakakibara H, Honda Y, Nakagawa S, et al. Simultaneous determination of all polyphenols in vegetables, fruits, and teas[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2003, 51: 571-581.
[31] Cai Y Z, Luo Q, Sun M, et al. Antioxidant activity and phenolic compounds of 112 traditional Chinese medicinal plants associated with anticancer[J]. Life Sciences, 2004, 74: 2 157-2 184.
[32] Huang W Y, Cai Y Z, Xing J, et al. A potential antioxidant resource: endophytic fungi isolated from traditional Chinese medicinal plants[J]. Economic Botany, 2007, 61: 14-30.