唐棣[Amelanchier sinica (C. K. Schneid.) Chun]为蔷薇科(Rosaceae)唐棣属(Amelanchier)植物,又名红栒子、夫栘,产于辽宁、河南、甘肃等地[1]。据《本草拾遗》记载,唐棣树皮作药用称扶栘木皮,具有散瘀止痛、抗炎的功效。唐棣花开繁密,花序低垂,白花细瓣,并有香气,是一种观赏树。唐棣在多地栽培供观赏,每年秋季都会结出大量果实,唐棣果实味甜多汁,民间常用作鲜食或制果酱及酿酒。目前国内外针对唐棣的研究主要集中在组培和育种方面[2],针对其营养成分的组成及含量测定等方面的研究鲜见报道,限制了对该资源的开发利用。
天然植物在生长过程中形成了丰富多样的化合物,这些化合物作为植物自身防御机制的重要组成部分,同时具备广泛而显著的药理活性。天然植物中的黄酮类化合物是有效的抗氧化剂,能够清除机体内的各类自由基并抑制其形成[3]。植物中的多酚类化合物不仅具有优良的抗氧化性能,还具有降血糖、降血脂和抗炎等功效[4]。植物多糖具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗衰老和抗抑郁等多种生物活性,通过调节神经递质及其受体表达、神经营养因子、抗氧化应激损伤以及调节色氨酸代谢、肠道菌群发挥抗抑郁作用[5]。花青素在抗衰老领域的应用前景广泛,而唐棣果实中含有的花青素含量较高,表明唐棣果实具有较强的抗衰老作用[6]
本研究对唐棣果实的营养成分和活性成分进行分析,以期为唐棣果实的食用价值和产业化生产提供科学依据,也为唐棣果实药用价值的开发与利用提供依据。
101A-1B 型电热恒温干燥箱:上海跃进医疗器械厂;KQ-500DE 型数控超声波清洗器:昆山市超声仪器有限公司;L3 型紫外分光光度计:上海仪电分析仪器有限公司;JZ-9-1200 型箱式马弗炉:上海精钊机械设备有限公司;L-8900 型全自动氨基酸分析仪:株式会社-日立高新技术公司;FA2004 型分析天平:上海恒平科学仪器有限公司;1260 Infinity Ⅱ型高效液相色谱仪:美国安捷伦科技有限公司。
没食子酸标准品、L-色氨酸标准品、芦丁标准品(纯度均>98%):成都普思生物科技股份有限公司;牛血清白蛋白标准品(纯度>98%):北京索莱宝科技有限公司;氨基酸混合标准溶液(纯度>98%):北京爱邦科技发展有限公司;维生素C 标准品、维生素B1 标准品、维生素B3 标准品、维生素B6 标准品(纯度均>98%):上海源叶生物科技有限公司;乙腈、甲醇(均为色谱纯):美国Thermo Fisher 公司;硫酸、磷酸、无水乙醇、95%乙醇、盐酸、石油醚、甲醇、硝酸铝、氢氧化钠、亚硝酸钠、磷酸氢二钠、无水碳酸钠、酒石酸钾钠、亚硫酸钠、碘、碘化钾、氯化钾、无水乙酸钠:天津市凯通化学试剂有限公司;3,5-二硝基水杨酸:浙江湖州食品化工联合公司;考马斯亮蓝G-250:天津市光复精细化工研究所;福林酚:福州飞净生物科技有限公司。除特殊标注外,其他化学试剂均为分析纯。
唐棣果实:2022年9月采自黑龙江省佳木斯市敖其镇,经佳木斯大学药学院王丽红教授鉴定该果实为蔷薇科(Rosaceae)唐棣属(Amelanchier)植物唐棣[Amelanchier sinica (C. K. Schneid.) Chun]的成熟果实。
1.4.1 样品前处理
1.4.1.1 唐棣果实匀浆液的制备
选取成熟新鲜的唐棣果实,清洗后研磨、过滤,制成匀浆液,密封贴好标签,备用。
1.4.1.2 唐棣果实粉末的制备
称取新鲜的唐棣果实100 g,于50 ℃电热恒温干燥箱中烘干后研磨,制得样品粉末,密封贴好标签,备用。
1.4.2 基本营养成分含量测定
水分含量参考GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的烘干法进行;灰分含量参考GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》中的总灰分法进行测定;脂肪含量参考GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中的酸水解法进行测定;还原糖含量参考GB 5009.7—2016《食品安全国家标准 食品中还原糖的测定》中的3,5-二硝基水杨酸法进行测定;蛋白质含量参考GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中的考马斯亮蓝法进行测定;维生素C 含量参考GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》中的碘量法进行测定。
1.4.3 18 种氨基酸含量测定
采用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法测定L-色氨酸含量[7]。
17 种氨基酸的组成及含量参考GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》中的氨基酸分析仪法进行测定。
1.4.4 B 族维生素含量测定
称取1.4.1.1 项下果实匀浆液5 g,用1 mol/L 的HCl提取后,采用HPLC 法进行B 族维生素含量测定[8]。
1.4.5 活性成分含量测定
分别称取一定量的1.4.1.1 项下果实匀浆液按照不同方法进行提取后,采用亚硝酸钠-硝酸铝比色法测定总黄酮含量[9];采用福林酚比色法测定总多酚含量[10];采用苯酚-硫酸法测定多糖含量[11];采用pH 示差法测定花青素含量[12]。
所有试验均重复进行3 次,数据以平均值±标准差的方式表示。采用SPSS 23.0 软件进行数据处理。
在食品中,水分直接影响其感官性状和保存期;灰分中的无机盐是六大营养素之一,也是评价食品营养的重要参考指标;脂肪存在于多数食品中,是人们日常生活中必须摄入的营养物质,可以为人体提供能量。唐棣果实中的脂肪含量高于苹果汁、柠檬汁、沙棘汁、橘汁和甘蔗汁[13];蛋白质是构成细胞的基本有机物,具有生理修复、构成人体组织、参与人体新陈代谢和提供能量等功能,唐棣果实中蛋白质的含量高于甘蔗汁和橘汁[13];维生素C 又称抗坏血酸,在人体生长、代谢、发育过程中发挥着重要作用,唐棣果实中的维生素C 含量高于新疆大果沙棘和苹果汁[14];还原糖可为人体提供能量,并且参与许多生理过程,能够促进维生素在体内的吸收,唐棣果实中还原糖含量高于不同品种的树莓[15]。水分、脂肪、蛋白质、维生素C、还原糖等基本营养成分对食品食用价值具有重要影响,合理控制摄入量能够保证人体健康。唐棣果实基本营养成分含量见表1。
表1 基本营养成分含量
Table 1 Basic nutrient content
水分含量/%77.66±0.67灰分含量/%2.66±0.05脂肪含量/%0.94±0.01蛋白质含量/(mg/g)0.57±0.01还原糖含量/(mg/g)94.80±0.72维生素C 含量/(mg/g)0.21±0.01
由表1 可知,唐棣果实中的灰分含量为2.66%,脂肪含量为0.94%,蛋白质含量为0.57 mg/g,还原糖含量为94.80 mg/g,维生素C 含量为0.21 mg/g。
唐棣果实中氨基酸种类和含量的测定结果如表2所示。
表2 氨基酸种类及含量
Table 2 Types and content of amino acids
注:TAA 为氨基酸总量(total amino acids);NEAA 为非必需氨基酸(non-essential amino acids);EAA 为必需氨基酸(essential amino acids);DAA 为呈味氨基酸(delicious amino acids);*表示呈味氨基酸;**表示必需氨基酸。
名称天门冬氨酸(Asp)*苏氨酸(Thr)**丝氨酸(Ser)谷氨酸(Glu)*脯氨酸(Pro)甘氨酸(Gly)*缬氨酸(Val)**胱氨酸(Cys)丙氨酸(Ala)*蛋氨酸(Met)**异亮氨酸(Ile)**亮氨酸(Leu)**含量/(mg/g)2.64±0.01 0.72±0.01 1.50±0.01 2.95±0.01 0.29±0.01 1.44±0.03 0.95±0.01 1.05±0.01 0.90±0.01 0.91±0.01 1.94±0.01 0.37±0.01名称酪氨酸(Tyr)苯丙氨酸(Phe)**/*赖氨酸(Lys)**组氨酸(His)*精氨酸(Arg)*L-色氨酸(L-Try)**必需氨基酸(EAA)呈味氨基酸(DAA)氨基酸总量(TAA)非必需氨基酸(NEAA)(EAA/TAA)/%(DAA/TAA)/%含量/(mg/g)2.23±0.01 0.56±0.01 0.69±0.01 0.76±0.01 1.24±0.01 0.01±0.01 8.38 10.49 21.15 12.77 39.62 49.60
由表2 可知,采用全自动氨基酸分析仪和HPLC法共检测出唐棣果实含有18 种氨基酸,其总含量为21.15 mg/g,比新疆大果沙棘中深秋红、无刺丰以及新棘2 号氨基酸含量高,分别为新疆大果沙棘中深秋红、无刺丰以及新棘2 号氨基酸含量的118 倍、142 倍和124 倍[14],表明唐棣果实具有高于沙棘的营养价值。唐棣果实中非必需氨基酸含量为15.00 mg/g,占氨基酸总量的70.92%;呈味氨基酸(DAA)的含量为10.49 mg/g,为氨基酸总量的49.60%;必需氨基酸(EAA)含量为6.15 mg/g,占氨基酸总量的29.08%;唐棣果实中必需氨基酸(EAA)/氨基酸总量(TAA)与呈味氨基酸(DAA)/氨基酸总量(TAA)的值均高于不同品种的树莓[15]。唐棣果实中谷氨酸(Glu)含量最多,占氨基酸总量的13.95%,天门冬氨酸(Asp)占总氨基酸含量的12.48%,酪氨酸(Tyr)占氨基酸总含量的10.54%,甘氨酸(Gly)占6.80%,其次是异亮氨酸(Ile)、丝氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)和精氨酸(Arg)。L-色氨酸含量最少,为0.01 mg/g,占氨基酸总量的0.04%。
唐棣果实中含量较高的几种药用氨基酸分别为谷氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸和精氨酸。谷氨酸具有提高脑功能和保护肝脏的作用[16];天门冬氨酸可以缓解身体疲劳,也可治疗心血管疾病和肝脏疾病[17];精氨酸可以缓解H2O2 诱导的氧化应激,减轻线粒体的过度自噬,并通过NO 依赖性信号通路减轻H2O2 诱导的肠道屏障功能损伤[18]。
氨基酸是构成蛋白质的基本单位,人体需要摄取多样化的氨基酸以合成蛋白质,维持生命活动。本试验明确了唐棣果实中含有18 种氨基酸,为唐棣果实后续作为食品的开发利用提供了科学支撑。
采用高效液相色谱法测定唐棣果实中B 族维生素的含量,B 族维生素含量测定的回归方程及相关系数见表3,B 族维生素的含量测定结果见表4。
表3 B 族维生素回归方程及相关系数
Table 3 Regression equation and correlation coefficient of B vitamins
种类维生素B1维生素B3维生素B6回归方程Y=20.533X+11.774 Y=12.732X+0.110 5 Y=9.109X-21.002相关系数0.999 0 0.999 0 0.999 0
表4 B 族维生素含量
Table 4 Content of B vitamins mg/g
维生素B1 0.02±0.01维生素B3 0.03±0.01维生素B6 0.04±0.01
由表4 可知,唐棣果实中维生素B1、维生素B3、维生素B6 含量分别为0.02、0.03、0.04 mg/g。其中维生素B6 的含量最高,且高于苹果汁,表明唐棣果实在促进动物健康生长发育和维持正常生理功能、调节氧化应激和炎症反应等方面的能力强于苹果汁[13,19]。
唐棣果实中总黄酮、总多酚和多糖的含量的线性回归方程和相关系数见表5,活性成分含量见表6。
表5 活性成分回归方程和相关系数
Table 5 Regression equation and correlation coefficient of active ingredients
种类总黄酮总多酚多糖回归方程Y=3.207 6X+0.262 2 Y=83.79X-0.011 6 Y=7.094 3X+0.128 9相关系数0.999 8 0.999 8 0.999 8
表6 活性成分含量
Table 6 Content of active ingredients mg/g
总黄酮11.77±0.13总多酚5.21±0.08多糖198.60±2.11花青素0.71±0.01
由表6 可知,唐棣果实中总黄酮、总多酚、多糖和花青素含量分别为11.77、5.21、198.60 mg/g 和0.71 mg/g,均高于蓝莓、山楂[20-21]。
唐棣果实不仅味道鲜美,更具有丰富的营养成分和活性成分,唐棣果实中18 种氨基酸总量为21.15 mg/g,其中包括人体必需氨基酸8 种,其总含量为6.15 mg/g,必需氨基酸是人体不能自行合成或合成速度不能满足人体需要,必须从食物中摄取的氨基酸,对于维持人体正常的生理功能、促进蛋白质合成以及支持人体生长发育具有重要作用。
唐棣果实营养成分全面,且水分含量适中,保证了果实的鲜嫩口感。蛋白质、脂肪及还原糖的含量均衡,可为人体提供必要的能量和营养支持。此外,果实中氨基酸种类丰富,有助于人体生长发育,还能增强免疫力、改善生理功能。维生素C 及B 族维生素的存在,增强了果实的营养价值。同时,黄酮、多酚、多糖和花青素活性成分,赋予了唐棣果实良好的抗氧化和保健功能。综上所述,唐棣果实是一种营养丰富、具有潜在保健价值的天然食品。
唐棣果实富含多种营养成分,包括18 种氨基酸、维生素B1、B3、B6、维生素C、蛋白质、氨基酸、脂肪、糖类。除此之外,还有黄酮、多酚、花青素、多糖等活性成分,具有较高的生物活性。本研究结果为其开发及产业化生产提供了合理的科学依据,对于推动唐棣的研究具有重要价值。
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