瑪瑙櫻桃與早美櫻桃營養成分比較研究

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(1.陜西理工大學生物科學與工程學院,陜西漢中 723000;2.陜西理工大學,陜西省資源生物重點實驗室,陜西漢中 723000)

櫻桃(Cherry,PrunuspseudocerasusLind),屬薔薇目,薔薇科,李屬喬木[1]。目前,世界上主要栽培的櫻桃品種有中國櫻桃、歐洲酸櫻桃、大櫻桃和毛櫻桃等。中國櫻桃又叫小櫻桃,原產于我國,在我國具有悠久的栽培歷史[2]。中國櫻桃的休眠期較短,一般會在冬末初春時節萌發嫩芽,故有“早春第一果”之稱,雖然果重較小,但由于其果實顏色鮮艷有光澤,酸甜可口,肉質細嫩且多汁,深受消費者喜愛。大櫻桃,又名車厘子,成熟期晚于中國櫻桃,果實較大且顏色呈深紅色,口感稍淡,皮厚,肉質較硬[3]。

櫻桃味道鮮美且營養價值高,可溶性蛋白質的含量約為589 mg/100 g,且中國櫻桃中的可溶性蛋白質含量是大櫻桃的1.98～3.6倍[3]。櫻桃中含有較多VC以及黃酮類化合物,不同品種櫻桃中的VC含量在1.02～5.12 mg/100 g范圍內[4],總黃酮提取率在0.691%～1.113%。美國NIAMS關節炎研究基金會針對554名痛風患者進行調查,發現櫻桃攝入量與復發性痛風風險有關,當櫻桃與別嘌呤醇結合使用,痛風發作的頻率較平時降低了75%。Xu[5]通過使用酶聯免疫吸附法測定由脂多糖誘導的體外炎癥模型中的NO、PGE2等炎癥指標,發現藍莓中的花青素可顯著性抑制炎癥因子的釋放。劉園園等[6]研究發現,毛櫻桃總黃酮可抑制RAW 264.7炎癥反應中炎癥因子的表達,且呈濃度依賴性。有研究指出,適量食用櫻桃可有效延緩疲勞、軟化血管、清除自由基、控制糖尿病及其并發癥[7-8]、防止痛風、抗炎癥、抗腫瘤[9-11]。另外,櫻桃中含有較多的糖類、有機酸、微量元素等物質,所以櫻桃還具有促進血紅蛋白再生的功效,對心腦血管疾病也有一定的預防作用[12-13]。明代藥物學家李時珍在《本草綱目》中記載,櫻桃有補中益氣,祛風濕、解毒等多種藥效,主治體虛氣弱、咽干口渴、風濕腰腿疼痛、四肢不仁、關節屈伸不利等病癥[14-15]。

本文針對陜西主要栽培的中國櫻桃品種瑪瑙櫻桃及大櫻桃品種美早櫻桃的營養成分及功能成分進行比較,對這兩種櫻桃資源的開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

中國櫻桃品種瑪瑙櫻桃、大櫻桃品種美早櫻桃 漢中市西鄉縣圣櫻農產品有限公司提供;氯化鈣、石油醚 分析純,天津市天力化學試劑有限公司;蒽酮、濃硫酸、氫氧化鈉、硫酸氫鈉 分析純,上海科豐實業有限公司;D101樹脂 北京慧德易科技有限公司;蘆丁、葡萄糖、紫云英苷、金絲桃苷、木樨草苷、牡荊素、矢車菊素3-O葡萄糖苷標準品 純度>98%,天津比斯特化學科技有限公司;37種脂肪酸甲酯混合標準品 純度>98%,Sigma公司;甲醇、甲酸、異辛烷 色譜純,天津市光復科技發展有限公司;所有分離用有機溶劑 均為國產分析純。

UV-1750型紫外可見分光光度儀、Gc2010氣相色譜儀 日本島津公司;Biochrom 30+氨基酸自動分析儀 瑞士華嘉公司;Optima 8000電感耦合等離子體發射光譜儀 美國珀金埃爾默公司;RV10基本型數顯型旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠;Agilent 1100型高效液相色譜儀 安捷倫科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 櫻桃品質測定 用重量法測定兩種櫻桃果肉的含水量[16]。將兩種櫻桃去核后精確稱量核、肉重量,計算果實核肉比。通過手持折光儀測定櫻桃中的可溶性糖含量,用蒽酮比色法測定果肉總糖含量,繪制標準曲線,Y軸為吸光值,X軸為葡萄糖標準溶液濃度(μg/mL),葡萄糖標準曲線方程為:Y=0.0068X+0.0089,R2=0.9988。用中和法測定總酸,計算糖酸比;用索氏抽提法測定脂肪含量[17]。

1.2.2 櫻桃中氨基酸種類及含量 稱取櫻桃果肉0.800 g于20 mL安培瓶中(切勿貼壁);加入15 mL 6 mol/L鹽酸,充氮氣約30 s封口,封口后蓋緊塞子,將安培瓶放入110 ℃恒溫干燥箱內消解24 h。室溫下冷卻后搖勻,定容至15 mL,用0.22 μm微孔過濾膜過濾。取1 mL濾液加入等量蒸餾水置于烘箱中烘干,該操作重復3次,然后加入1 mL pH2.2緩沖液。混勻后用0.22 μm微孔過濾膜過濾,該濾液供最終氨基酸分析儀進樣檢測,檢測波長為570和440 nm。

色譜條件:色譜柱:4.6×200 mm,填料:8 μm陽離子交換,泵最大壓力:45 MPa,泵最大流速:130 mL/h,緩沖液流速:25.0 mL/h,茚三酮流速:20.0 mL/h,柱溫:32.0 ℃,樣品池溫度:4 ℃。

1.2.3 電感耦合等離子光譜發生儀檢測櫻桃中微量元素的含量 60 ℃烘干粉碎櫻桃果肉,過50目篩,準確稱取0.300 g,將樣品置于微波消解管(浸泡于稀HNO3中12 h后烘干)中,加入8 mL HNO3,混勻,放入微波消解爐內充分消解[18]。消化完畢,將消解液倒入燒杯置于電爐上,使酸充分揮發,然后用0.5% HNO3定容至10 mL,供電感耦合等離子光譜發生儀(ICP)分析檢測[19]。

1.2.4 櫻桃中總黃酮的提取及含量測定 櫻桃去核,45 ℃烘干果肉,精確稱取樣品50.000 g。樣品于體積分數為70%的乙醇溶液,料液比為1∶15 (g/mL),60 ℃下提取3 h后,超聲10 min,以上步驟重復2次,合并濾液,旋轉蒸發,于50 ℃下烘干[20]。得到櫻桃果肉的乙醇提取物。

精確稱取蘆丁標品0.005 g,用體積分數為70%的乙醇溶液溶解,定容至25 mL。分別取蘆丁標準溶液0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL置于25 mL棕色容量瓶中,各加入體積分數為70%的乙醇溶液10.00 mL、5%亞硝酸鈉溶液1.00 mL,搖勻后靜置6 min。再加入10%硝酸鋁溶液1.00 mL,搖勻,靜置6 min后,加入4%氫氧化鈉溶液10.00 mL。最后加入純水至刻度,搖勻,靜置15 min。于510 nm處測定吸光度[21-22]。相同步驟測定櫻桃乙醇提取物中黃酮類化合物含量。

1.2.5 櫻桃中黃酮種類及含量的測定

1.2.5.1 標準品制備 精確稱取蘆丁、紫云英苷、金絲桃苷、木樨草苷、牡荊素、矢車菊素3-O葡萄糖苷標品,用甲醇定容至10 mL[22],混勻后,超聲20 min,取上層溶液過0.22 μm有機濾膜,后避光保存于4 ℃冰箱中以備進行高效液相色譜儀檢測。

1.2.5.2 樣品溶液制備 精確稱取D101大孔吸附樹脂30 g,于95%乙醇中浸泡24 h后,用超純水沖洗至無乙醇味。將樹脂浸泡于4% HCl溶液中3 h后,沖洗至中性,再將樹脂浸泡于2% NaOH溶液中3 h后,沖洗至中性,完成樹脂預處理。

選用160 mm×50 mm層析柱,采用濕法裝柱,取1.2.4中制得的乙醇提取物配置成濃度為1 mg/mL的溶液,每次進樣體積為1 mL,先用純水洗脫提取物中的糖分,再用20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的乙醇溶液進行梯度洗脫,流速為1 mL/min,每一梯度洗脫至洗脫液無色再換下一梯度,收集洗脫液,濃縮、干燥后得到純化的櫻桃黃酮類化合物的提取物。

精確稱取樣品0.030 g,用甲醇定容至10 mL,混勻后超聲10 min,吸取上層溶液,用0.22 μm有機濾膜過濾,濾液避光保存于4 ℃冰箱中以備進行高效液相色譜儀檢測。

1.2.5.3 色譜檢測條件 流動相甲醇-水體系進行等度洗脫分離,通過改變流動相比例,以及甲酸含量進行多次試驗,最終確定最合適的檢測條件為:色譜柱:Diamonsil C18(250 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱;流動相為甲醇-水體系(含1%甲酸),流動相比例50∶50;進樣體積:20 μL;檢測波長275 nm;流速1 mL/min。

1.2.6 櫻桃中脂肪酸種類及含量的測定

1.2.6.1 標準品制備 精確2.5 mg脂肪酸標準品,用異辛烷定容至10 mL,后避光保存于4 ℃冰箱中以備進行氣相色譜儀檢測。

1.2.6.2 樣品溶液制備 精確稱取瑪瑙櫻桃及美早櫻桃脂肪提取物(采用索氏提取法提取)0.005 g,加入異辛烷0.4 mL以及濃度為2 mol/L的氫氧化鉀甲醇溶液0.02 mL,劇烈振蕩3 min,加入1 g硫酸氫鈉,劇烈振蕩后,去上清液過濾膜,后避光保存于4 ℃冰箱中以備進行氣相色譜儀檢測。

色譜條件:色譜柱:SPTM2560(100 mm×0.25 mm,0.2 μm)色譜柱;載氣為N2;先升溫至140 ℃保持10 min,以5 min/ ℃的升溫速率升至210 ℃,保持15 min,再以3 ℃/min的升溫速率升至240 ℃,保持15 min;進樣口溫度為240 ℃,檢測器溫度為260 ℃;分流比60∶1[23]。

1.3 數據處理

實驗進行3次重復,采用M±SD表示。利用SPSS軟件進行數據顯著性分析,使用Excel 2007進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 櫻桃不同品種品質比較

分別測定瑪瑙櫻桃和美早櫻桃的含水量、核肉比及內含物,結果如表1所示。

根據表1可得,瑪瑙櫻桃含水量遠大于美早櫻桃,具有極顯著差異(P<0.01),通過比較標準差及變異系數發現,瑪瑙櫻桃的標準差及變異系數均小于美早櫻桃,說明瑪瑙櫻桃含水量較穩定。對比兩種櫻桃的核肉比發現,瑪瑙櫻桃核肉比較小,說明瑪瑙櫻桃果肉比例較大。另外,瑪瑙櫻桃中含有的可溶性糖以及總糖均高于美早櫻桃,具有極顯著性差異(P<0.01)。通過對比標準差及變異系數發現,美早櫻桃中的可溶性糖以及總糖的標準差及變異系數均小于瑪瑙櫻桃。對比兩種櫻桃總酸含量發現,美早櫻桃中的總酸含量較高,且兩種櫻桃總酸含量具有顯著差異(P<0.05)。瑪瑙櫻桃的糖酸比、脂肪含量大于美早櫻桃,且具有極顯著性差異(P<0.01)。

表1 不同種類櫻桃含水量、核肉比及內含物指標Table 1 Water content,nuclear meat ratio and inclusion index of different types of cherries

瑪瑙櫻桃的含糖量整體高于美早櫻桃,酸度小于美早櫻桃,說明瑪瑙櫻桃的整體口感優于美早櫻桃,但品質不穩定。

2.2 氨基酸組成分析

通過氨基酸分析儀測定瑪瑙櫻桃和美早櫻桃中的水解氨基酸含量,結果如表2所示。

表2 不同種類櫻桃氨基酸種類及含量Table 2 Types and contents of amino acids in different cherries

由表2可知,瑪瑙櫻桃和美早櫻桃都含有17種氨基酸,其中瑪瑙櫻桃總氨基酸含量為17.725 mg/g,美早櫻桃總氨基酸含量為18.796 mg/g,說明美早櫻桃中的水解氨基酸含量較多。經比較,發現這兩種櫻桃中天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、脯氨酸含量較多,胱氨酸含量最少;瑪瑙櫻桃和美早櫻桃中含有賴氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸7種必需氨基酸,其中賴氨酸和亮氨酸含量較多。

2.3 微量元素含量

通過電感耦合等離子體發射光譜儀測定瑪瑙櫻桃和美早櫻桃中的微量元素,結果如表3所示。

表3 不同種類櫻桃微量元素種類及含量Table 3 Types and contents of trace elements in different cherries

由表3可知,瑪瑙櫻桃和美早櫻桃中含有大量的K、Ca、Fe、P等人體必需的微量元素,其中瑪瑙櫻桃和美早櫻桃中的K含量最多,分別為209.77、261.13 mg/100 g。瑪瑙櫻桃中的Fe、Mg含量大于美早櫻桃,且具有極顯著性(P<0.01),其中瑪瑙櫻桃的Fe含量約為美早櫻桃的6倍,Mg含量約為美早櫻桃的5倍。另外,兩種櫻桃中Cu的含量都很少,均低于國家限量標準。

2.4 櫻桃中黃酮的組分及含量

2.4.1 總黃酮含量測定 用有機溶劑提取法提取櫻桃中的黃酮類化合物,通過D101樹脂進行初步純化,用紫外分光光度法測定提取物中總黃酮的含量,制作標準曲線,Y軸為吸光值,X軸為蘆丁標準溶液濃度(mg/mL),蘆丁標準曲線方程為:Y=12.986X-0.0024,R2=0.9999。

根據蘆丁標準曲線計算,瑪瑙櫻桃與美早櫻桃中黃酮的含量分別為37.88%、39.18%。

2.4.2 黃酮組分及含量測定 將6種黃酮標品配制成不同濃度梯度的標品溶液,在相同色譜條件下進行檢測,以峰面積(Y)為縱坐標,標品濃度(X)為橫坐標繪制標準曲線,結果見表4。標準曲線的R2在0.9909～0.9998,表明6種黃酮具有良好的線性關系。

表4 黃酮標準曲線線性方程及相關系數Table 4 Linear equation and correlation coefficient of flavonoid standard curve

采用高效液相色譜儀,對瑪瑙櫻桃和美早櫻桃的黃酮提取物進行分析,液相結果顯示瑪瑙櫻桃和美早櫻桃中主要含有5種黃酮,對照標準品的色譜圖可知,這5種黃酮分別是矢車菊素3-O葡萄糖苷、牡荊素、木樨草苷、蘆丁、紫云英苷。根據標準曲線計算得到黃酮各組分的含量見表5。瑪瑙櫻桃和美早櫻桃中含有較多的矢車菊素3-O葡萄糖苷和紫云英苷。另外,美早櫻桃中的黃酮類化合物含量較多,其中矢車菊素3-O葡萄糖苷含量為瑪瑙櫻桃的2.43倍。

表5 櫻桃黃酮組分含量Table 5 The composition and content of flavonoids in cherry

2.5 脂肪的含量及組分分析

2.5.1 脂肪酸標準品分析 通過氣相色譜儀,對脂肪酸標準品進行分析,結果如圖1所示。

圖1 脂肪酸標準品色譜圖Fig.1 Fatty acid standard chromatogram注:圖中1～37分別為C4∶0、C6∶0、C8∶0、C10∶0、C11∶0、C12∶0、C13∶0、C14∶0、C14∶1、C15∶0、C15∶1、C16∶0、C16∶1、C17∶0、C17∶1、C18∶0、C18∶1n9t、C18∶1n9c、C18∶2n6t、C18∶2n6c、C20∶0、C18∶3n6、C20∶1、C18∶3n3、C21∶0、C20∶2、C22∶0、C20∶3n6、C22∶1n9、C20∶3n3、C20∶4n6、C23∶0、C22∶2、C24∶0、C20∶5n3、C24∶1、C22∶6n3。

由圖1可知,以上37種脂肪酸保留時間較短,且分離效果較好,說明標品的濃度適中,色譜柱效果較佳。

通過氣相色譜儀對脂肪酸標準品、瑪瑙櫻桃及美早櫻桃的脂肪酸含量進行分析,結果顯示瑪瑙櫻桃及美早櫻桃中含有9種脂肪酸。針對脂肪酸標品中這9種脂肪酸進行線性回歸分析,以峰面積(Y)為縱坐標,標品濃度(X)為橫坐標繪制標準曲線,其R2在0.9908～0.9998,表明以上9脂肪酸具有良好的線性關系。

表6 脂肪酸標準曲線線性方程及決定系數Table 6 Linear equation of fatty acid standard curve and determination coefficient

2.5.2 櫻桃中脂肪酸組分分析 根據表6中的標準曲線方程,計算瑪瑙櫻桃及美早櫻桃的脂肪酸含量,結果如表7所示。瑪瑙櫻桃及美早櫻桃中含有9種脂肪酸,且含量差異均未達到極顯著水平,其中含有亞油酸及亞麻酸兩種人體必需脂肪酸。另外,辛酸、亞油酸、亞麻酸在瑪瑙櫻桃和美早櫻桃中的含量較高,瑪瑙櫻桃中含辛酸32.56%,其含量高于美早櫻桃,美早櫻桃中的油酸、亞油酸、亞麻酸含量分別為9.75%、27.89%、24.18%,高于瑪瑙櫻桃。

表7 櫻桃脂肪酸組分含量Table 7 The composition and content of fatty acids in cherries

3 討論與結論

從品質檢測數據來看,不同櫻桃的含水量、核肉比、可溶性糖、總糖、總酸、糖酸比等基本指標之間存在不同程度的顯著差異。其中,瑪瑙櫻桃的含水量、核肉比、可溶性糖、糖酸比均優于美早櫻桃,說明瑪瑙櫻桃的整體品質優于美早櫻桃。另外,通過文獻對比含水量、糖酸比,發現瑪瑙櫻桃和美早櫻桃的指標參數均優于已報道的早丹、布萊特、早大果、拉賓斯、先鋒等優質櫻桃果品[3,24-25]。

瑪瑙櫻桃和美早櫻桃中含有蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸6種人體必需氨基酸,這兩種櫻桃中還含有大量的鉀、鈣、鐵、磷等人體必需的微量元素,參與體內能量代謝,幫助維持人體的酸堿平衡和神經肌肉的正常功能,還可以預防缺鐵性貧血等疾病[26],其中,瑪瑙櫻桃中的Zn、Fe、Mg遠大于美早櫻桃的含量。有研究指出桃子、桔子、柚子、香蕉、橙子、菠蘿等常見水果中黃酮類化合物含量均低于0.5%[27]、通過檢測櫻桃中的黃酮類化合物發現,相比于這些水果,櫻桃中的總黃酮含量較多。美早櫻桃中總黃酮含量大于瑪瑙櫻桃,且矢車菊素3-O葡萄糖苷含量遠大于瑪瑙櫻桃。利用氣相色譜檢測櫻桃中的脂肪種類及含量發現,瑪瑙櫻桃和美早櫻桃中含有9中脂肪酸,其中辛酸、亞油酸、亞麻酸含量較多,其次是油酸。

瑪瑙櫻桃酸甜適中、含水量高,因而可以用于櫻桃飲料等產品加工;從理化指標來看,美早櫻桃黃酮類化合物含量高,長期食用有助于抗氧化、防衰老,具有較高的保健作用。