


摘要:為了明確亞麻薺(Camellia sativa)植株的營養及功能成分并進行質量評價,選取河南省安陽市湯陰縣亞麻薺植株為研究對象,對其水分、總灰分、粗脂肪、粗纖維、粗蛋白,氨基酸、總黃酮、植物甾醇等主要營養及功能成分的含量進行測定。結果表明,亞麻薺植株中基本營養成分粗纖維含量最高(58.70%),粗蛋白含量為4.84%,水溶性和醇溶性浸出物含量分別為11.1%和 5.7%。同時,亞麻薺植株中含有豐富的13種氨基酸,總含量為7.27%,其中谷氨酸含量較高,為4.14%。此外,亞麻薺植株中含有硒元素,微量元素中鈣元素含量最高,為320.3 mg/kg,同時含有豐富的植物甾醇、總多酚及總黃酮。綜上,亞麻薺植株中含有豐富的粗纖維、微量元素、氨基酸、植物甾醇等,將其開發為功能食品、化妝品及飼料添加劑具有潛在的綜合利用價值。
關鍵詞:亞麻薺(Camellia sativa); 營養成分; 功能成分;質量評價;河南省安陽市
中圖分類號:S565.9" " " " "文獻標識碼:A
文章編號:0439-8114(2023)07-0126-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.07.022 開放科學(資源服務)標識碼(OSID):
Abstract: In order to clarify the nutritional and functional components of the Camellia sativa plant and evaluate its quality, the Camellia sativa plant in Tangyin County, Anyang City, Henan Province was selected as the research object to determine the content of its main nutritional and functional components, such as water, total ash, crude fat, crude fiber, crude protein, amino acid, total flavonoids, phytosterols, etc. The results showed that the Camellia sativa plant had the highest crude fiber content (58.70%), crude protein content of 4.84%, and water-soluble and alcohol soluble extracts content of 11.1% and 5.7%, respectively. At the same time, the Camellia sativa plant contained abundant 13 amino acids, with a total content of 7.27%, among which the glutamic acid content was relatively high, at 4.14%. In addition, Camellia sativa plants contained selenium, with calcium having the highest trace element content at 320.3 mg/kg. They also contained abundant plant sterols, total polyphenols, and total flavonoids. In summary, Camellia sativa plants contained abundant crude fiber, trace elements, amino acids, phytosterols, etc., and their development as functional foods, cosmetics, and feed additives had potential comprehensive utilization value.
Key words: Camellia sativa; nutritional composition; functional components; quality evaluation; Anyang City, Henan Province
亞麻薺(Camellia sativa (L.) Crantz)是中國一種新型油料作物,它具有許多理想的農藝性狀,包括生長周期短(85~100 d)、耐寒性強、病蟲害少、營養需求低、適應干旱和半干旱地區等。目前,由于適應干旱和低溫,亞麻薺植物主要在河南省、甘肅省和新疆維吾爾自治區種植。近年來,由于亞麻薺具有較強的抗逆境脅迫能力且油中含有獨特的脂肪酸組成,受到學者極大關注[1-4]。前期研究集中在亞麻薺種子,發現其含有豐富的總黃酮、植物甾醇、多種氨基酸以及人體必需脂肪酸和多種天然活性成分[5-7]。目前,對亞麻薺的營養及功能成分研究較少,本研究以亞麻薺植株為研究對象,測定其營養及功能成分并進行質量評價,為亞麻薺資源的進一步開發提供科學依據。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
亞麻薺植株(風干):采集地點為河南省安陽市湯陰縣;采集時間為2021年6月;沒食子酸(批號110831-201906)、蘆丁標準品(批號100080-202012),中國食品藥品檢定所;氨基酸混合標準溶液,中國計量科學研究院;金屬元素標準品,壇墨質檢科技股份有限公司;正庚烷、無水硫酸鈉、無水碳酸鈉、丙酮、甲醇、氫氧化鈉、氯化鈉、鹽酸、亞硝酸鈉、硝酸鋁、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、碳酸氫鈉、乙酸鈉、磷酸二氫鉀均為分析純,硝酸為優級純,乙腈為色譜純,上海安譜實驗科技股份有限公司;二硝基氟苯,西格瑪奧德里奇(上海)貿易有限公司。
1.2 儀器與設備
ME204萬分之一天平,梅特勒-托利多集團;AUW220D十萬分之一天平,日本島津;電熱恒溫鼓風干燥箱,上海福瑪實驗設備有限公司;SX2電阻爐,上海躍進醫療器械有限公司;WX-4000微波消解儀,上海屹堯儀器科技發展有限公司;渦旋儀,海門市其林貝爾儀器制造有限公司;振蕩器、電熱恒溫水浴箱,北京中興偉業儀器有限公司;粉碎機,鄭州利康儀器設備有限公司;K9840凱氏定氮儀,濟南海能儀器公司; TU1810紫外分光光度計,北京普析通用儀器有限責任公司; GC-2010 plus氣相色譜儀、LC-20AD液相色譜儀,島津企業管理(中國)有限公司;ICP-MS 7900電感等離子體耦合質譜,美國安捷倫科技公司。
1.3 方法
1.3.1 基本營養成分測定 水分的測定:直接干燥法(GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》)[8];粗脂肪的測定:索氏抽提法(GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》)[9];粗纖維的測定:GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》[10];灰分的測定:灼燒法(GB 5009.4—2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》)[11];粗蛋白的測定:凱氏定氮法(GB 5009.5—2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》)[12]。
1.3.2 浸出物含量測定 取供試品2.00 g,精密稱定,置100 mL的錐形瓶中,精密加100 mL 95%乙醇,密塞,稱定重量,浸泡1 h后,連接回流冷凝管,加熱至沸騰,并保持微沸1 h[13]。放冷后,取下錐形瓶,密塞,再稱定重量,用95%乙醇補足減失的重量,搖勻,用干燥過濾器濾過,精密量取濾液25 mL,置已干燥至恒重的蒸發皿中,在水浴上蒸干后,于105 ℃干燥3 h,置干燥器中冷卻30 min,迅速精密稱定重量,得到醇溶性浸出物,水溶性浸出物是將上述試驗步驟中95%乙醇換成去離子水,其他步驟相同。
1.3.3 揮發油含量測定 取供試品30.00 g,稱定重量,置燒瓶中,加水400 mL和玻璃珠數粒,振搖混合后,連接揮發油測定器與回流冷凝管。置電熱套中緩緩加熱至微沸,并保持微沸約5 h,至測定器中油量不再增加,停止加熱,放置片刻,讀取揮發油量,并計算供試品中揮發油的含量(%)。
1.3.4 金屬元素含量測定 取樣品0.5 g置消解罐中,加硝酸10 mL,混勻,放置2 h消解,再放置微波消解儀中梯度消解,按下列程序消解[14,15]:消解80 ℃保持 2 min,升溫至120 ℃保持2 min,升溫至140 ℃保持 2 min,再升溫至160 ℃保持 2 min,最后升溫至170 ℃保持30 min,降溫至室溫后,取出,80 ℃趕酸1 h,降至室溫,5%硝酸溶液定容至25 mL,加金標液(1 μg/mL)200 μL,用0.22 μm水系濾膜過濾,待測。
電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)條件:射頻(RF)功率為1 550 W,等離子體氣體流量為15.0 L/min,輔助氣體積流量為0.9 L/min,霧化器氣體流量為1.05 L/min,掃描次數為100次,重復次數為3次,采樣通道數為3個,采集時間為24 s。
1.3.5 總多酚含量測定 根據文獻[16]進行樣品處理,以沒食子酸為標準品,制作標準曲線,取本品粉末(過3號篩)2.0 g,加入70%乙醇溶液提取,按料液比1∶7(m/V)在50 ℃條件下超聲波提取2 h,提取2 次,過濾,濾液旋至約10 mL,再取樣液0.5 mL,分別加入1.0 mL福林酚,1.0 mL 10% Na2CO3,用去離子水定容至25 mL,30 ℃水浴30 min(避光),于波長765 nm處測定吸光度。
1.3.6 總黃酮含量測定 以蘆丁為標準品制作標準曲線,樣品溶液處理參照文獻[17,18],稱取一定量樣品,以80%甲醇為提取溶劑,采用料液比1∶10(m/V)回流提取2 h,得到亞麻薺植株樣液,取1 mL亞麻薺植株樣液,加入1 mL 5%的亞硝酸鈉溶液搖勻,放置6 min,加入1 mL 10%的硝酸鋁溶液,搖勻,放置6 min,加入10 mL 4%的氫氧化鈉溶液,用無水乙醇稀釋至25 mL,于波長510 nm處測定吸光度。
1.3.7 游離氨基酸測定 稱取2.0 g樣品,精密稱定,沸水法提取1 h,過濾,濾液定容至50 mL,取上述濾液0.1 mL于10 mL容量瓶中,加入0.5 mL 0.5 mol/L NaHCO3溶液,調pH到8.5,加入0.5 mL 1%二硝基氟苯衍生化試劑[19,20],混勻后60 ℃恒溫水浴60 min,然后用0.1 mol/L KH2PO4試液定容至10 mL,上機檢測。
液相色譜條件。色譜柱:Phenomenex Gemini NX C18(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相:A為0.05 mol/L乙酸鈉(pH=6.4,含0.1% N,N-二甲基甲酰胺和10%乙腈),B為乙腈∶水(體積比為1∶1);流速:1.0 mL/min;柱溫:35 ℃;檢測波長:360 nm;進樣量:10 μL,梯度洗脫程序見表1。
1.3.8 植物甾醇測定 取樣品2.00 g, 精密稱定,精密加入三氯甲烷100 mL,超聲波處理1 h,取出,補足失去的重量,搖勻,過濾,用三氯甲烷洗滌濾渣[21,22],合并三氯甲烷溶液,減壓回收溶劑至干,殘渣用5 mL甲醇溶解,用0.45 μm 微孔濾膜過濾,取續濾液,即得。
氣相色譜條件。檢測器:FID檢測器;色譜柱:HP-5毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);程序升溫:初始溫度200 ℃,保持1 min,以20 ℃/min升溫至260 ℃,保持10 min,再以15 ℃/min升溫至280 ℃,保持20 min;進樣口溫度:280 ℃;檢測器溫度:300 ℃;進樣量:1.0 μL;分流比:10∶1;尾吹氣流量:30 mL/min;空氣流量:400 mL/min;氫氣流量:40 mL/min。
2 結果與分析
2.1 亞麻薺植株的基礎營養成分分析
亞麻薺植株采收后,按照“1.3.1”項的方法測定,其粗纖維、粗脂肪、粗蛋白、水分、總灰分的含量分別為58.70%、1.12%、4.84%、8.10%和3.50%(圖1),結果表明,亞麻薺植株中粗纖維、粗蛋白、水分和總灰分含量較高,粗脂肪含量較低,亞麻薺植株中營養成分豐富,可增加家畜的適口性,滿足家畜的營養需求,可以作為飼料進行開發應用。
2.2 亞麻薺植株浸出物含量分析
浸出物成分是與生物體代謝有關的成分,進行浸出物含量測定能更好地控制亞麻薺植株品質,按照“1.3.2”項方法分別進行水溶性浸出物和醇溶性浸出物測定,結果表明,水溶性浸出物含量為11.1%,醇溶性浸出物含量為5.7%。水溶性浸出物包含酚類化合物、游離氨基酸、可溶性糖、水溶性維生素、可溶性蛋白等,為進行下一步研究奠定基礎。
2.3 亞麻薺植株揮發油含量分析
亞麻薺植株粉碎后,有特殊氣味,按照“1.3.3”項方法測定亞麻薺植株的揮發油含量,得到比水密度小的揮發油,含量為0.2%。揮發油具有多種生物活性,在臨床上具有止咳、平喘、祛痰、發汗、解表、祛風、鎮痛、殺蟲和抗菌消炎等作用,研究亞麻薺植株中揮發油的含量,對其以后的應用開發有積極意義。
2.4 亞麻薺植株微量元素含量測定
對亞麻薺植株進行消解前處理,利用電感耦合等離子體質譜儀測定亞麻薺植株中鈉、鈣、鐵、錳、鋅、硒元素的含量,6種元素的含量分別為98.6、320.3、88.3、7.9、5.2、0.2 mg/kg,金屬元素在人體內的含量較低,但在調節生理活動中起重要作用。亞麻薺植株中硒元素能夠調節免疫、提高抵抗力,分析亞麻薺植株中的微量金屬元素對營養科學、生命科學具有重要意義。
2.5 亞麻薺植株多酚含量測定
亞麻薺植株中含有多酚類化合物,以70%乙醇為溶劑進行超聲波提取,然后用紫外分光光度計在波長為760 nm處檢測;沒食子酸標準曲線為A = 0.066 5C+0.011 3(R2 = 0.999 4),根據標準曲線計算得到亞麻薺植株中多酚類化合物含量,為1.38%,多酚具有清除自由基、抗脂質氧化、延緩衰老、預防心血管疾病、防癌、抗輻射等多種生物活性,人體攝入一定量的植物多酚可以有效預防和控制某些疾病的發生。
2.6 亞麻薺植株總黃酮含量測定
按照“1.3.6”項方法,以40%乙醇為溶劑,回流提取;蘆丁標準曲線為A=0.057 3C+0.112 4(R2 = 0.999 3),根據標準曲線計算得出亞麻薺植株的總黃酮含量,為1.12%,黃酮類化合物具有抗炎、抗氧化、抗菌等作用,研究亞麻薺植株中總黃酮的含量,為進一步將其開發成功能性產品奠定基礎。
2.7 亞麻薺植株游離氨基酸含量測定
采用柱前衍生法測定亞麻薺植株中的游離氨基酸,采用液相色譜法進行檢測,由圖2可知,各氨基酸對應的峰分離效果較好,共檢測出13種氨基酸,氨基酸的組成及含量見表2。亞麻薺植株中谷氨酸含量最高,必需氨基酸占總氨基酸含量的30%。氨基酸在人體中不僅是提供合成蛋白質的重要原料,而且為正常的新陳代謝提供物質基礎,研究亞麻薺植株中游離氨基酸的含量,為進一步將其開發成功能性產品提供技術支撐。
2.8 亞麻薺植株中植物甾醇測定
亞麻薺植株樣品用氯仿進行超聲波提取,使用氣相色譜檢測,該方法可以同時檢測豆甾醇、β-谷甾醇和菜油甾醇,其含量分別為9.4、260.7、66.3 mg/kg,亞麻薺植株中β-谷甾醇和菜油甾醇是主要的植物甾醇,含量較高,具有廣泛的生理活性,已被廣泛應用于食品、保健品、化妝品、醫藥等相關領域。研究表明,植物甾醇的攝入可明顯降低人體血清中的低密度蛋白膽固醇的濃度,對人體健康有積極的作用。
3 小結與討論
目前,大多數工作集中在亞麻薺種子及其抗逆性研究,對亞麻薺植株營養及功能成分的研究較少。本研究中,亞麻薺植株營養成分和功能成分豐富,亞麻薺植株基礎營養成分中粗纖維含量達58.70%,與玉米莖桿纖維含量74. 07%[23]接近;亞麻薺植株中粗蛋白含量為4.84%;游離總氨基酸含量為7.27%;6種微量元素總含量為520.5 mg/kg。亞麻薺植株營養物質豐富,可增加家畜的適口性,滿足家畜的營養需求,可以作為飼料進行開發應用。今后將對亞麻薺植株中揮發油、總多酚和總黃酮等物質進行進一步的功效測定,為保健品及日化用品的開發提供技術支撐。因此,本研究對亞麻薺植株營養及功能成分進行分析,提高亞麻薺的經濟附加值,增加農民的經濟收入。
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