文冠果種仁營養(yǎng)物質(zhì)和脂肪酸組成與氨基酸的評價

陸 昕 李顯玉 楊素芝 馮昭輝 蘆 特 阿拉坦圖雅 關(guān) 島 白玉茹 烏志顏

(東北林業(yè)大學1，哈爾濱 150040)(國家林業(yè)草原文冠果工程技術(shù)研究中心2，赤峰 024000)(赤峰市林業(yè)科學研究院3，赤峰 024000)(赤峰市林業(yè)和草原局4，赤峰 024000)

文冠果(XanthocerasSorbifoliumBunge)屬于無患子科文冠果屬，是我國特有的珍稀木本油料樹種和鄉(xiāng)土樹種[1-3]，也是我國北方山區(qū)綠化、退耕還林、防風固沙的首選生態(tài)經(jīng)濟樹種[4]，具有巨大的開發(fā)和利用潛力[5]。文冠果在我國北方分布廣泛，自然分布在內(nèi)蒙古、山西、陜西、山東、河北等地。其根系發(fā)達、保水力強，耐干旱、嚴寒、貧瘠，具有在荒山、荒地、沙化等不良條件下生長的能力，同時具有結(jié)實早、收益快、產(chǎn)量高、盛果期長，含油率高和綜合利用價值大等特點[6-8]。由于其極端環(huán)境的良好適應力，而被廣泛應用于水土保持。此外，文冠果是我國重要的木本油料作物[9-11]，其籽粒含油量高(55%～65%)，不飽和脂肪酸含量豐富(85%～93%)。文冠果種仁富含脂肪和蛋白質(zhì)，脂肪酸構(gòu)成中不飽和脂肪酸質(zhì)量分數(shù)在90%以上，且飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的比值接近食用油脂肪酸合理配比[12]。充分開發(fā)利用木本油料樹種，對于保障國家糧油安全具有重要的現(xiàn)實意義[13,14]。國家從能源發(fā)展的戰(zhàn)略角度出發(fā)，將培育和發(fā)展林業(yè)生物質(zhì)能源列入國家林業(yè)發(fā)展規(guī)劃，林業(yè)生物質(zhì)能源樹種面臨巨大的發(fā)展機遇。文冠果的開發(fā)利用價值正逐漸受到國內(nèi)外學者的關(guān)注[15,16]。

為了深入、系統(tǒng)地對文冠果種仁的綜合品質(zhì)及食用價值進行分析，本研究對文冠果種仁的營養(yǎng)物質(zhì)、脂肪酸組成、活性成分、礦物質(zhì)元素和氨基酸組成和含量進行測定，評價了文冠果種仁的營養(yǎng)特點，為文冠果種仁開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

文冠果分別采自內(nèi)蒙古赤峰、山東濰坊、陜西富縣、寧夏吳忠、內(nèi)蒙古阿拉善和新疆石河子。將采集的文冠果種子經(jīng)脫殼得到文冠果種仁。

1.2 測定方法

根據(jù)GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》測定總脂肪含量；根據(jù)GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質(zhì)的測定》測定總蛋白含量；根據(jù)GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》測定灰分含量；根據(jù)GB 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》測定粗纖維含量；根據(jù)GB/Z 21922—2008《食品營養(yǎng)成分基本術(shù)語》測定碳水化合物含量；根據(jù)GB 5009.82—2016《食品安全國家標準 食品中維生素A、D、E的測定》測定維生素的含量；根據(jù)GB 5009.268—2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》測定微量元素含量；根據(jù)GB 5009.168—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪酸的測定》測定脂肪酸含量；根據(jù)GB/T 25223—2010《動植物油脂 甾醇組成和甾醇總量》測定甾醇含量；根據(jù)NY/T 57—1987《谷物籽粒色氨酸測定法》測定色氨酸含量，根據(jù)GB 5009.124—2016《食品安全國家標準食品中氨基酸的測定》測定氨基酸含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel軟件對數(shù)據(jù)進行處理。

1.4 氨基酸評價方法

參照文獻計算氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系數(shù)(RCAA)、氨基酸比值系數(shù)分(SRCAA)，將6個產(chǎn)地的文冠果種仁氨基酸組成與FAO/WHO的人體必需氨基酸標準模式進行比對，綜合評價其氨基酸的營養(yǎng)價值[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 文冠果營養(yǎng)物質(zhì)分析

由表1可知，文冠果種仁中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，包括蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、維生素、碳水化合物等。其中脂肪的質(zhì)量分數(shù)最高，平均為56.2%。其次為蛋白質(zhì)，質(zhì)量分數(shù)為25.9%；灰分含量可以反映文冠果種仁中礦物質(zhì)的含量，文冠果種仁中灰分質(zhì)量分數(shù)為2.4%，說明其含有豐富的礦質(zhì)元素和微量元素。

將文冠果種仁中的營養(yǎng)物質(zhì)與大豆[18]、花生[19]進行比較，結(jié)果見圖1。與大豆和花生相比，文冠果種仁中粗脂肪、粗纖維的含量最高。其中，粗脂肪含量分別是大豆和花生的3.28、1.17倍；粗纖維含量分別是大豆和花生的1.91倍和1.75倍。

圖1 不同油料植物營養(yǎng)物質(zhì)含量

文冠果種仁中含有豐富的磷(P)、鈣(Ca)、鉀(K)、鎂(Mg)等礦物質(zhì)元素和鈉(Na)、銅(Cu)等微量元素(表2)。其中鉀元素的含量最高，為7 026.67 mg/kg，其次為磷元素，含量為6 003.3 mg/kg；鎂和鈣元素的含量也較高，分別為1 913.33、672.0 mg/kg。對于不同地區(qū)文冠果種仁，磷元素和鎂元素含量最高的地區(qū)均為內(nèi)蒙古阿拉善，分別為6 280.0、2 060.0 mg/kg；鈣元素和鈉含量最高的是山東濰坊，分別為803.0、9.6 mg/kg；鉀元素最高的地區(qū)是陜西富縣，為7 820.0 mg/kg，銅元素含量最高的地區(qū)是新疆石河子，為8.3 mg/kg。

與大豆和花生相比[20-23](圖2)，文冠果種仁中的磷、鈣、鉀等礦物元素低于大豆但高于花生，分別是花生2.94、1.68、2.30倍，鎂元素分別是大豆和花生的1.52、1.20倍。對于其他微量元素，文冠果種仁中鈉元素的含量遠高于花生，是花生的3.53倍。

表1 文冠果種仁營養(yǎng)物質(zhì)含量

表2 文冠果種仁礦物元素含量

圖2 不同油料植物礦物質(zhì)元素含量

2.2 文冠果脂肪酸組成和含量

由圖3結(jié)果可知，文冠果種仁中共包含有13種脂肪酸，分別為棕櫚酸(C16∶0)、棕櫚烯酸(C16∶1)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1n9c)、亞油酸(C18∶2n6c)、α-亞麻酸(C18∶3n3)、花生酸(C20∶0)、順-11-二十碳烯酸C20∶1、11，14-二十碳烯酸(順,順-二十碳二烯酸，C20∶2)、二十二碳酸C22∶0、13-二十二碳烯酸(順-13-二十二碳一烯酸，C22∶1n9)、二十四酸(C24∶0)、二十四碳烯酸(順-15-二十四碳一烯酸，C24∶1)。

其中，油酸的質(zhì)量分數(shù)約為41.23%，容易被人體吸收，可以降低人體血脂、抑制低密度脂蛋白升高[24]。亞油酸質(zhì)量分數(shù)約為30.37%，是人體必需脂肪酸，可以降低膽固醇、預防動脈粥樣硬化。二者是文冠果種仁脂肪酸最主要的組成部分。亞油酸和油酸含量高的文冠果種仁有益于人體健康。對于特殊的功能性脂肪酸，文冠果種仁中所含的神經(jīng)酸質(zhì)量分數(shù)約為3.27%，這與文獻報道的含量(1.4%～4.6%)相符[12,25]。神經(jīng)酸是大腦神經(jīng)纖維和神經(jīng)細胞的核心天然成分，具有修復大腦神經(jīng)信息傳遞通道的功效，對預防和治療腦神經(jīng)衰弱和阿爾茨海默癥有獨特作用[26]。

文冠果種仁中不飽和脂肪酸質(zhì)量分數(shù)約為91.47%。不飽和脂肪酸具較好的生理活性作用，能保證細胞的正常生理功能，可降低血液中膽固醇、甘油三酯和血液黏稠度，改善血液微循環(huán)，提高腦細胞活性，增強記憶力和思維能力[27]。

圖3 文冠果種仁脂肪酸組成及含量

2.3 文冠果活性成分分析

由表3可知，文冠果種仁中維生素C和維生素E含量較高。在人體中，維生素C是高效抗氧化劑，用來減輕抗壞血酸過氧化物酶基底的氧化應力。同時，還有許多重要的生物合成過程中也需要維生素C參與作用。文冠果種仁中維生素C含量為10.7mg/100 g，可以為人體補充所必需的營養(yǎng)物質(zhì)。維生素E是一種脂溶性維生素，是人體正常所需要的基本營養(yǎng)素，其水解產(chǎn)物為生育酚，是最主要的抗氧化劑之一。同時，維生素E可抑制眼睛晶狀體內(nèi)的過氧化脂反應，使末梢血管擴張，改善血液循環(huán)，預防近視眼發(fā)生和發(fā)展，文冠果種仁中維生素E含量為10.9 mg/100 g，二者均高于大豆和花生。

文冠果種仁中含有多酚、黃酮、甾醇等活性物質(zhì)。多酚含量為約1 484.17 mg/kg，具有較好的抗氧化性。黃酮的含量為878.33 mg/kg，具有降血脂、降膽固醇、抗菌、抗炎癥等功效[28]。甾醇總量為745.50 mg/kg，

表3 文冠果種仁維生素含量

其主要成分為谷甾醇(752.9 mg/kg)、Δ7-豆甾烯醇(549.7 mg/kg)、Δ7-燕麥甾烯醇(148.4 mg/kg)，三者含量約占甾醇總量的83.1%。對于不同產(chǎn)地文冠果種仁(圖4)，總多酚含量最高的為山東濰坊，含量為1 655 mg/kg，總黃酮最高的是寧夏吳忠，含量為1 090 mg/kg，總甾醇最高的為陜西富縣，含量為2 018 mg/kg。

圖4 文冠果種仁活性成分含量

2.4 文冠果氨基酸組成分析與評價

2.4.1 文冠果種仁氨基酸組成及含量測定

文冠果種仁中氨基酸組成和含量結(jié)果見表4。文冠果種仁中包含有賴氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、絲氨酸、胱氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等17種氨基酸，總質(zhì)量分數(shù)為24.27%。包含除色氨酸以外的其余8種人體必需氨基酸，總質(zhì)量分數(shù)為8.44%，占總氨基酸含量的34.77%。含量最高的是亮氨酸，質(zhì)量分數(shù)為1.84%，其次為纈氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、組氨酸、蛋氨酸。

表4 文冠果種仁氨基酸組成和含量

對于不同產(chǎn)地的文冠果種仁，人體必需氨基酸的含量是不同的(圖5)。內(nèi)蒙古赤峰、山東濰坊、陜西富縣、寧夏吳忠、內(nèi)蒙古阿拉善、新疆石河子等地區(qū)樣品質(zhì)量分數(shù)分別為8.94%、8.54%、8.41%、8.46%、7.44%、8.83%。其中含量最高的為內(nèi)蒙古赤峰，含量最低的為內(nèi)蒙古阿拉善。

圖5 不同產(chǎn)地文冠果必需氨基酸含量

2.4.2 文冠果種仁中必需氨基酸組成的評價

根據(jù)文冠果種仁各氨基酸含量，可計算得到每種氨基酸的質(zhì)量分數(shù)。將計算結(jié)果與WHO/FAO提出的評價蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的必需氨基酸標準模式進行對照分析(表5)。結(jié)果可知，人體必需氨基酸中，占總氨基酸比例較高的是亮氨酸(7.6%)與纈氨酸(5.9%)。通過氨基酸比值可知，文冠果種仁中亮氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、纈氨酸、異亮氨酸和組氨酸的含量要高于標準模式，其中組氨酸的含量為標準模式的1.25倍，在所有必需氨基酸中最高；賴氨酸、蛋氨酸+胱氨酸和蘇氨酸的含量略低于且接近標準模式。

表5 文冠果種仁氨基酸評分

基于WHO/FAO氨基酸平衡理論，結(jié)合WHO/FAO的必需氨基酸標準模式數(shù)據(jù)，計算文冠果種仁各種必需氨基酸占總氨基酸的比值RAA、、氨基酸比值系數(shù)RC和比值系數(shù)分SRC(表5)。結(jié)果表明文冠果種仁氨基酸比值系數(shù)分約為77.55分，較為接近100分，表明文冠果種仁營養(yǎng)價值相對較高。

3 結(jié)論

對不同產(chǎn)地文冠果種仁的營養(yǎng)物質(zhì)、脂肪酸、活性成分、氨基酸等組成與含量進行了測定，結(jié)果表明文冠果種仁是高含油量原料，其粗脂肪的質(zhì)量分數(shù)約為56.2%，營養(yǎng)物質(zhì)豐富，蛋白質(zhì)和粗纖維含量較高。文冠果種仁含有豐富的P、Ca、K、Mg、Na、Cu等多種微量元素。文冠果種仁中脂肪酸種類較豐富，共有13種，不飽和脂肪酸約為91.74%。同時，文冠果種仁中還含有維生素C、維生素E、多酚、黃酮、甾醇等活性物質(zhì)。對文冠果種仁中氨基酸組成進行分析，其含有17種氨基酸，總質(zhì)量分數(shù)為24.27%，其中8種人體必需氨基酸的總質(zhì)量分數(shù)為8.44%。其必需氨基酸的構(gòu)成比例基本符合WHO/FAO的標準，其氨基酸的比值系數(shù)評分為77.55。文冠果種仁營養(yǎng)物質(zhì)、活性物質(zhì)豐富，所含人體必需氨基酸的種類齊全，并且含有功能性脂肪酸-神經(jīng)酸，是有利于人體健康的優(yōu)質(zhì)食品原料。