石榴紅曲保健果醋營養成分分析及功能性評價

何曉磊，馬二秀，許世林，郭蓮娣，李佳川

（西南民族大學 藥學院，四川 成都 610041）

會理石榴（Punica granatumL.）是四川攀西地區的道地特色農產品，既是“無公害”的中國國家地理標志產品，又是中醫藥、藏醫藥中常用臨床藥物，具有良好的“藥食同源”之性[1]。現代研究表明，石榴中不僅含有豐富的酚、酮及有機酸類化合物，還富含生物堿和各種人體所需的氨基酸[2-4]。

近年來，隨著社會經濟發展和人民生活水平的提高，以天然藥食資源開發的保健果醋正成為市場新寵。保健果醋不僅在營養、風味、口感上都比傳統食醋更佳，而且極大地保留了水果中富含的維生素、氨基酸、礦物質等營養成分，保健功效顯著，市場前景廣泛[5-7]。目前，以石榴為資源開發的保健果醋鮮有報道，國內外研究主要集中在石榴汁飲料的開發與生產方面。CASSANO A等[8]運用兩步膜法建立了一種適用于濃縮石榴汁生產的集成膜工藝，所得濃縮果汁總可溶性固形物含量為520 g/kg，多酚及花色苷的含量分別為16.5%和11.7%，工藝較好的保留其抗氧化活性；劉志國等[9]研究報道石榴茶提取物能明顯提高小鼠的運動能力，增加心肌抗氧化指標，顯示出較好的抗疲勞抗氧化作用。因此，在前期研究的基礎上[10-15]，許世林等[16]創新提出將會理石榴與紅曲組合，通過液態發酵等方式制備出石榴紅曲保健果醋。

本研究擬在《保健食品功能學評價程序和檢驗方法》[17]的指導下，對石榴紅曲保健果醋的主要營養成分進行分析；同時，分別建立小鼠高糖高脂模型、D-半乳糖氧化損傷小鼠模型，考察石榴紅曲果醋的降糖、降脂及體內抗氧化活性，以期為石榴紅曲保健果醋相關活性物質的質量控制以及進一步產品開發提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

石榴紅曲保健果醋[16]：實驗室自制。

1.1.2 試劑

磺基水楊酸、蘆丁（均為分析純）：成都科龍試劑有限公司；茚三酮溶液；17種氨基酸標準標樣、沒食子酸標準品：美國Sigma公司；福林-酚試劑：上海研域生物科技有限公司；小鼠胰島素（insulin，Ins）酶聯免疫分析試劑盒：美國RD公司；空腹血糖（fasting blood glucose，FBG）試劑盒、總膽固醇（total cholesterol，TC）試劑盒、甘油三酯（triglyceride，TG）試劑盒、谷胱甘肽（glutathione，GSH）試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathion peroxidase，GSH-Px）試劑盒、過氧化氫酶（catalase，CAT）試劑盒、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）試劑盒、丙二醛（malondialdehyde，MDA）試劑盒、高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）試劑盒及低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）試劑盒：南京建成生物工程研究所。

1.1.3 實驗動物

美國癌癥研究所（institute of cancer research，ICR）小鼠[無特定病原體（specific pathogen free，SPF）級，18～22 g，全雄，動物生產許可證號：SCXK（川）2015-030]：四川省醫學科學院實驗動物研究所。

1.2 儀器與設備

S-433D全自動氨基酸分析儀：德國Sykam公司；SN-3001酶標儀：美國Thermo Formo公司；TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限公司；PHS-3C-3E數顯臺式酸度計：上海雷磁儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 石榴紅曲保健果醋營養成分分析

氨基酸含量：參考GB 5009.124—2016《食品安全國家標準食品中氨基酸的測定》[18]。

總黃酮含量：參考白立敏等[19-20]的測定方法。

總酚含量：參考吳佳[21]的測定方法。

還原糖含量：參照GB/T 5009.7—2016《食品安全國家標準食品中還原糖的測定》中的3,5-二硝基水楊酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）法測定[22]。

總酸含量：參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》中的酸堿滴定法測定[23]。

可溶性固形物含量：采用手持糖度計測定[24]。

1.3.2 石榴紅曲保健果醋的功能學評價

（1）石榴紅曲保健果醋的降糖、降脂活性研究

參考趙興冉等[25-26]的方法，建立小鼠高糖、高脂復合模型。具體方法：取ICR小鼠，按體質量隨機分為兩組，除10只為空白組外，其余均為模型組。模型組小鼠尾靜脈注射四氧嘧啶溶液60 mg/kg進行血糖造模（空白組注射等體積生理鹽水），造模72 h后，小鼠尾尖取血，測定小鼠空腹血糖（FBG），選取空腹血糖濃度≥11.0 mmol/L的合格小鼠進行實驗。將合格小鼠按體質量分為模型組、陽性對照組（二甲雙胍0.25 g/kg）和紅曲石榴保健果醋高（10.0 mL/kg）、中（5.0 mL/kg）、低（2.5 mL/kg）劑量組，每組10只。每日按分組及設計劑量灌胃給藥（空白組與模型組給予等體積生理鹽水），給藥體積為10 mL/kg，每日1次；同時灌胃給予高脂高糖乳液（豬油20%、膽固醇10%、豬膽酸鈉0.5%、蔗糖20%）0.2 mL/只，連續灌胃30 d。各組小鼠末次給藥后1 h，眼眶取血，分離血清，按試劑盒說明書分別測定小鼠FBG、TC、TG、HDL-C和LDL-C含量及Ins活性，并計算胰島素敏感指數（insulin sensitivity index，IAI），其計算公式如下：

IAI=1/（FBG×Ins）

（2）石榴紅曲保健果醋的體內抗氧化功能研究

參考王元等[27-28]的方法，建立小鼠D-半乳糖氧化損傷模型。具體方法：取ICR小鼠，按體質量隨機分為空白組、模型組、陽性對照組（仙牌靈芝茶5.0 g/kg）和紅曲石榴保健果醋高（10.0 mL/kg）、中（5.0 mL/kg）、低（2.5 mL/kg）劑量組，每組10只。除空白組外，每組小鼠頸背部皮下注射D-半乳糖生理鹽水溶液300 mg/kg（空白組注射等體積生理鹽水），連續注射30d。實驗期間按設計劑量和分組同步灌胃給藥（空白組與模型組給予等體積生理鹽水），給藥體積為10 mL/kg，每日1次。各組小鼠末次給藥后1 h，眼眶取血，分離血清，按試劑盒說明書分別測定血清中GSH、MDA含量及GSH-Px、CAT、SOD活性。

2 結果與分析

2.1 石榴紅曲保健果醋營養成分分析

2.1.1 氨基酸含量分析

石榴紅曲保健果醋中游離氨基酸組成及含量見表1。

表1 石榴紅曲保健果醋中游離氨基酸組成及含量Table 1 Composition and contents of free amino acid in pomegranate Monascus health fruit vinegar

續表

由表1可知，從石榴紅曲保健果醋中共檢測出17種氨基酸，其中9種為人體必需氨基酸（其中組氨酸為嬰幼兒的一種必需氨基酸），必需氨基酸含量占游離氨基酸總量的49%（＞40%），滿足聯合國糧農組織（food and agriculture organization of the united nations，FAO）/世界衛生組織（world health organization，WHO）提出的理想蛋白質標準[29]。石榴紅曲保健醋中各必需氨基酸在總氨基酸中的占比與FAO/WHO規范的氨基酸模式譜[29]進行比較，結果見表2。

表2 石榴紅曲保健果醋中人體必需氨基酸比例與模式譜比較Table 2 Comparison of proportion of essential amino acids in pomegranate Monascus health fruit vinegar and the amino acid pattern spectrum

由表2可知，各必需氨基酸占比均達到FAO/WHO標準，表明石榴紅曲保健果醋具有較好的營養價值。此外，甜味氨基酸丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、脯氨酸的總含量占游離氨基酸總含量的43.51%，芳香味氨基酸纈氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、精氨酸的總含量占游離氨基酸總含量的33.57%，這使得石榴紅曲保健果醋口感微甜，氣味清香，飲用有較好的口感，也可以作為調味品進行二次開發利用。

2.1.2 其他營養成分分析

葡萄糖標準曲線的回歸方程為y=0.163 3x+0.027 8，相關系數R2=0.994 6；總黃酮的標準曲線的回歸方程為y=0.007 4x+0.009 1，相關系數R2=0.995 5；總酚的標準曲線為y=0.150 8x-0.012 7，相關系數R2=0.995 5；R2均＞0.99，可用于石榴紅曲保健果酒中還原糖、總黃酮及總酚含量的測定。石榴紅曲保健果酒中還原糖、總酸、可溶性固形物、總黃酮及總酚含量的測定結果見表3。

表3 石榴紅曲保健果醋中其他營養成分含量Table 3 Content of other nutrients in pomegranate Monascus health fruit vinegar

由表3可知，石榴紅曲保健果醋中總酸含量為5.82 g/100 mL，可溶性固形物含量為10.67g/100mL，符合GB/T18187—2000《釀造食醋》要求；同時測得石榴紅曲保健果醋中活性成分還原糖含量為15.74 g/100 mL，總黃酮含量為8.25 mg/mL，總酚含量為20.82 mg/mL。結合文獻調查[30]，提示果醋中富含的總酚、總黃酮類物質可能具有心血管活性及抗氧化的潛在活性，但需進一步功能學評價來驗證。

2.2 石榴紅曲保健果醋的功能學評價

2.2.1 石榴紅曲保健果醋的降糖、降脂活性研究

表4 石榴紅曲保健果醋對小鼠糖代謝及胰島素抵抗指數的影響Table 4 Effect of pomegranate Monascus health fruit vinegar on glucose metabolism and insulin resistance indexes in mice

由表4及表5可知，與空白組比較，經小劑量注射四氧嘧啶和高脂高糖乳液喂養小鼠30 d后，模型組小鼠血清FBG、TC、TG和LDL-C含量顯著升高（P＜0.01），Ins活性（P＜0.05）和HDL-C含量（P＜0.01）顯著降低，小鼠胰島素敏感指數（IAI）顯著下降（P＜0.01），表明小鼠糖代謝和脂質代謝均出現紊亂，建模成功。與模型組相比較，陽性對照組和石榴紅曲保健果醋均能降低小鼠FBG、TC、TG和LDL-C含量，升高HDL-C含量，提高機體的IAI敏感指數，其中高劑量（10.0 mL/kg）的石榴紅曲保健果醋效果明顯（P＜0.05），但對血清Ins活性沒有顯著影響（P＞0.05）。

表5 石榴紅曲保健果醋對小鼠脂質代謝的影響Table 5 Effect of pomegranate Monascus health fruit vinegar on lipid metabolism of mice

2.2.2 石榴紅曲保健果醋的體內抗氧化功能研究

表6 石榴紅曲保健果醋對小鼠抗氧化功能的影響Table 6 Effect of pomegranate Monascus health fruit vinegar on antioxidant function of mice

由表6可知，與空白組比較，經連續30 d皮下注射D-半乳糖后，模型組小鼠血清中的SOD、CAT、GSH-Px活性及GSH含量均顯著降低（P＜0.01），MDA含量顯著升高（P＜0.01），表明模型小鼠體內抗氧化系統功能受損，建模成功。與模型組比較，陽性對照組和石榴紅曲保健果醋均能降低小鼠血清中MDA的含量，升高CAT、GSH-Px、SOD活性及GSH含量，其中高劑量（10.0mL/kg）石榴紅曲保健果醋效果顯著（P＜0.05），說明石榴紅曲保健具有較好的抗自由基損傷、降低脂質過氧化物形成、增強機體抵抗氧化損傷的作用。

3 結論

本研究從石榴紅曲保健果醋中共檢測出17種氨基酸，總氨基酸含量為171.9 mg/100 g，其中9種為人體必需氨基酸，占游離氨基酸總量的49%，滿足FAO/WHO提出的理想蛋白質標準，且各必需氨基酸占比均達到FAO/WHO標準。相關活性物質檢測結果表明，石榴紅曲保健果醋營養豐富，總黃酮、總酚、還原糖、總酸和可溶性固形物的含量分別為8.25 mg/mL、20.82 mg/mL、15.74 g/100 mL、5.82 g/100 mL，18.67 g/100 mL。功能學評價結果表明，10.0 mL/kg石榴紅曲保健果醋能明顯降低高糖高脂小鼠血清中FBG、TC、TG和LDL-C含量，升高HDL-C含量，提高機體IAI，具有降血糖和血脂功能；明顯降低小鼠血清MDA含量，升高CAT、GSH-Px、SOD活性及GSH含量，具有體內抗氧化活性。