不同種類的沙棘果渣營養成分及抗氧化活性研究

（鄭州旅游職業技術學院烹飪食品系，河南鄭州450000）

沙棘為多年生落葉灌木或小喬木，是一種喜光、耐水、耐旱、生長性極好的小漿果植物，多為橘黃色或橘紅色，地理分布很廣，在東經 2°～123°，北緯 27°～69°之間，跨歐亞兩洲溫帶地區，分為6個種和12個亞種。我國是沙棘屬植物分布區面積最大，種類最多的國家。目前在山西、陜西、內蒙古、河北、甘肅、寧夏、遼寧、青海、四川、云南、貴州、新疆、西藏等19個省和自治區都有分布，總面積達1 800萬畝[1-2]。我國現有的野生或種植的沙棘品種主要有，亞種沙棘，分布面積最大，占我國沙棘資源面積的80%以上，主要分布在黃河中游地區；西藏沙棘，主要分布在青藏高原；蒙古沙棘，主要分布在新疆的天山以北；柳葉沙棘，主要分布在西藏東南部；云南沙棘，主要分布在云貴高原等地區；江孜沙棘，主要分布在四川西部，青藏高原東部等。沙棘的廣泛栽植不僅能夠防風固沙、保持水土，有利于生態環境的保護，更重要的是由于其含有豐富的維生素、多糖、蛋白質、氨基酸、微量元素等營養成分以及黃酮類、甾體類化合物、原花青素、三萜烯類、鞣質、5-羥色胺等生物活性物質，具備藥食同源的特性，在保健品、食品等開發研究方面得到廣泛重視[3-5]。

沙棘果渣是沙棘果榨汁后的副產品，除了少部分被用作動物飼料外，大部分都被丟棄，經細菌分解后腐爛產生難聞的氣味，不僅污染環境，更造成資源的極大的浪費[6]。經研究表明，沙棘果渣中依舊含有多種必需氨基酸和微量元素，黃酮的含量甚至會高過沙棘汁和沙棘油中的黃酮[7-8]，且不同品種的沙棘果渣由于受到地理環境、后期培育、基因等因素的影響，他們在基本營養成分，礦物質元素，和總黃酮的含量方面都表現出顯著地差異。近年來，黃酮作為優良的天然抗氧化劑，降低了合成抗氧化劑的潛在毒副作用的風險，且在抗氧化和自由基清除能力方面展現出卓越的優勢，黃酮作為高效的天然抗氧化劑已成為人們研究的熱點之一[9]。裴軼琨利用高壓脈沖電場作用沙棘果皮渣，以提高其總黃酮含量[10]，羅麗等分析了沙棗與沙棘果實乙醇提取物抗氧化性的差異[11]。目前，有關不同品種沙棘果渣營養成分及抗氧化性分析的研究鮮見報道，鑒于此，本文主要選取我國境內的幾個品種的沙棘，對其果渣的營養成分及抗氧化能力進行分析評價，以期為開發新的天然抗氧化劑和合理利用沙棘果渣資源提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

沙棘果渣：鄭州市澳瑪生物科技有限公司，品種為：亞種沙棘、西藏沙棘、蒙古沙棘、柳葉沙棘、云南沙棘、江孜沙棘；DPPH、蘆丁標準品：美國sigma公司；無水甲醇、無水乙醇、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋁、水楊酸：分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

101-3ABS型電熱恒溫鼓風干燥箱：北京市永光明醫療器械廠；FW-100高速萬能粉碎機：北京中興偉業儀器有限公司；2300全自動凱氏定氮儀：瑞典FOSS公司；835-50型高速氨基酸分析儀：日本Hitachi公司；Optima 2100DV電感耦合等離子體發射光譜儀：美國PE公司；MARS6型消化萃取儀：美國CEM公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 沙棘果渣樣品制備

6個品種沙棘果渣用清水沖洗表面洗去果渣上的浮色，烘干后，置于粉碎機中粉碎30 s，過60目篩，收集后置于4℃冰箱備用。

1.3.2 基本營養成分測定

沙棘果渣營養成分測定以國標為準，GB 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》；GB 5009.9-2016《食品安全國家標準食品中淀粉的測定》；GB 5009.6-2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》；GB 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》；GB 5009.4-2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》；GB 5009.88-2014《食品安全國家標準食品中膳食纖維的測定》。

1.3.3 礦物質元素測定

根據已報道文獻做少許修改，步驟如下：分別稱取6個品種的沙棘果渣0.5 g放入消化管中，加入硝酸∶雙氧水=4∶1（體積比）混合液體10 mL在消化儀中消化[12]，消化完全后用超純水定容到25 mL待用。吸取微量樣品消化液到電感耦合等離子體發射光譜儀，分析樣品中礦物質元素的含量。

1.3.4 氨基酸的測定及評價

使用835-50型高速氨基酸分析儀測定6個品種沙棘果渣中氨基酸含量。

1.3.5 沙棘果渣提取液制備、總黃酮的測定及抗氧化性分析

分別稱取定量的6個品種沙棘果渣于50 mL的離心管中，加入含0.1%鹽酸的70%甲醇-水混合液40 mL，在超聲波清洗儀中反應30 min，于離心機中離心（8 000 r/min）3 min，收集上清液，再次用 40 mL 的含0.1%鹽酸的70%甲醇-水混合液溶解沉淀，重復上述步驟。合并2次提取液，放在4℃冰箱保存備用。

1.3.5.1 沙棘果渣總黃酮含量測定

依據AlCl3比色法[13]測定。

1.3.5.2 DPPH自由基的清除能力評價

DPPH自由基清除能力根據已報道文獻做少許修改，步驟如下[14]，吸取2 mL的沙棘果渣提取液與2 mL，70%甲醇，1 mL 0.5 mmol/L新鮮配制的DPPH無水乙醇溶液于比色管中，混勻，暗處放置30 min，于517 nm波長處測定吸光度A。樣品對照組（A1）用無水乙醇代替DPPH無水乙醇溶液，用70%甲醇代替樣品提取液作為模型對照組（A2），并按下式計算黃酮對DPPH自由基清除率

1.3.5.3 羥基自由基的清除能力評價

·OH清除能力的測定方法根據已發表文獻做少許修改[15]，取2 mL沙棘果渣提取液，依次加入2 mL 6 mmol/LFeSO4，2mL6mmol/LH2O2，混勻后靜置 10min，再加入2 mL 6 mmol/L水楊酸，混勻，靜置30 min，在波長510 nm處測其吸光度（A），用等體積的蒸餾水代替水楊酸時的吸光度（A1）。空白對照組以蒸餾水代替黃酮溶液吸光度（A2）。計算黃酮對羥自由基的清除率

1.4 統計分析

試驗數據的統計分析結果均采用OriginPro 8.6專業軟件來處理，試驗數據均表示為平均值±標準偏差（means±standard deviation）。

2 結果與分析

2.1 基本營養成分分析

6個品種沙棘果渣基本營養成分見表1。

表1 6個品種沙棘果渣基本營養成分Table 1 Basic nutritional components of six sea buckthorn fruit residue %

由表1可知，6個品種的沙棘果渣基本營養成分的含量（以干物質計算）存在不同程度的差異，6個品種的沙棘果渣蛋白質含量在（13.68±0.54）%～（19.47±0.27）%之間，脂肪含量在（15.74±0.14%～19.53±0.08%）之間，水分含量在（9.69±0.53）%～（15.96±0.48）%之間，灰分含量在（5.15±0.12）%～（9.98±0.32）%之間，粗纖維的含量在（37.80±0.45）%～（43.09±0.58）%之間。這是由于基因、營養、氣候和地理環境的不同，同一物種的不同品種之間也會存在較大差異。

2.2 礦物質元素分析

礦物質元素是機體的重要組成部分，一方面維持著細胞內外的滲透壓與機體的酸堿平衡，另一方面參與機體的各種生命活動。6個品種的沙棘果渣礦物質元素的含量見表2。

表2 6個品種的沙棘果渣礦物質元素的含量Table 2 Content of mineral element from six sea buckthorn fruit residue ×10-2mg/g

表2展示了6個品種沙棘果渣含有幾種主要的礦物質元素。鈣離子是構成骨骼和牙齒的主要成分；鐵離子輸送氧氣，促進血紅蛋白的合成；磷元素核酸、蛋白質、磷脂的主要組成成分；錳離子是軟骨生長的輔助因子，亦可促進鈣的吸收；鋅離子是促進機體生長和組織再生的催化劑、且對免疫力的提高其關鍵性作用。由表2可知亞種沙棘果渣中鈣離子、鐵離子和錳離子的含量分別達到2.443、0.115、0.014 6 mg/g，為6個品種中含量最高，此外磷元素和鋅離子的含量也在6個品種沙棘果排名靠前，因此亞種沙棘果渣品種可作為優良的礦物質補充劑。

2.3 氨基酸含量分析

人體所需氨基酸主要包括必需氨基酸（essential amino acid，EAA）和非必需氨基酸（nonessential amino acid，NEAA），而必需氨基酸必須從體外攝取，所以必需氨基酸的含量和構成比例是評價蛋白質營養價值的重要標準，6個品種沙棘果渣中氨基酸的含量見表3。

表3 6個品種沙棘果渣中氨基酸的含量Table 3 The contents of amine acids from six sea buckthorn fruit residue %

由表3知，6個品種沙棘果渣中含有17種氨基酸（色氨酸未檢測），其中中國沙棘果渣中必需氨基酸的含量和構成比例分別為2.88%和39.1%，為6個品種中含量和比例之最。聯合國糧農組織（food and agriculture organization，FAO）/世界衛生組織（world health organization，WHO）推薦的理想蛋白質模式認為：蛋白質氨基酸組成EAA/TAA[總氨基酸（total amine acids，TAA）]在40%以上，蛋白質的質量較好[16]。由此可見亞種沙棘果渣氨基酸組成接近理想蛋白模式。

2.4 蘆丁標準曲線及總黃酮含量的測定

以蘆丁質量濃度（X）為橫坐標，吸光度波長在510 nm處（Y）為縱坐標繪制蘆丁標準曲線如圖1所示，蘆丁標準曲線回歸方程為：Y=0.39X+0.045，R2=0.997，表明該標曲在0.25 mg/mL～1.5 mg/mL范圍內呈良好的線性關系。

圖1 蘆丁標準曲線Fig.1 Standard curve of rutin

6個品種沙棘果渣中總黃酮的含量見表4。

表4 6個品種沙棘果渣中總黃酮的含量Table 4 The content of total flavonoids from six sea buckthorn fruit residue %

由表4知，6個品種沙棘果渣總黃酮含量在1.44%到3.19%之間，其中中國沙棘果渣中總黃酮含量為最高。

2.5 清除DPPH自由基和羥基自由基能力的評價

自由基性質比較活潑、且毒性最大，能與細胞中的大部分分子發生反應，引發組織細胞病變，導致各種疾病的發生和機體衰老，且反應速度非常快[17]，黃酮類抗氧化作用是通過酚羥基與自由基反應，形成共振穩定的半錕式自由基而中斷鏈式反應[18]。對6個品種沙棘果渣提取液抗氧化能力分析，結果如圖2所示。

中國沙棘果渣黃酮提取液（5 mg/mL）的DPPH自由基清除能力和羥基自由基的清除能力分別達到了57.4%和45.1%，為6個品種中最優，這也進一步驗證了總黃酮的抗氧化性與其濃度呈正相關。由此證明，中國沙棘果渣品種可作為抗氧化功能食品的原料之一。

圖2 6個品種沙棘果渣提取液（5 mg/mL）的抗氧化能力Fig.2 The antioxidant capacity of six varieties of sea buckthorn pomace extracts（5 mg/mL）

3 結論

6個品種的沙棘果渣由于受到基因、營養、氣候和地理環境的影響，他們的營養成分及含量存在顯著性差異，其中中國沙棘果渣含有19.47%的蛋白質，為6個品種果渣最高，且和人體息息相關的礦物質元素Ca、P、Fe、Mn、Zn 的含量均在 6 個品種的沙棘果渣中名列前茅，必需氨基酸的含量占39.1%接近規定的理想蛋白模式。同時中國沙棘果渣中總黃酮的含量達到3.19%也為6個品種最高，5 mg/mL中國沙棘果渣提取液的DPPH自由基和羥基自由基清除率分別達到57.4%和45.1%。

通過對比6個品種的沙棘果渣，中國沙棘果渣可作為良好的蛋白質來源，礦物質來源和天然的抗氧化劑用于功能性食品的開發，為充分合理利用沙棘果渣資源提供理論基礎。