神秘果种子营养成分分析与评价

马艺丹,刘　红,2,*,闫瑞昕,马思聪,薛炳祥,王　茜

(1.海南师范大学化学与化工学院,海南海口 571127;2.热带特色药食同源植物研究与开发重点实验室,海南海口 571127)



神秘果种子营养成分分析与评价

马艺丹1,刘红1,2,*,闫瑞昕1,马思聪1,薛炳祥1,王茜1

(1.海南师范大学化学与化工学院,海南海口 571127;2.热带特色药食同源植物研究与开发重点实验室,海南海口 571127)

以神秘果种子为原料,依据国标及常规方法对神秘果种子的水分、灰分、粗纤维、粗脂肪、粗蛋白、还原糖、多酚、多糖、脂肪酸、18种氨基酸及12种矿物质元素等营养成分进行分析和评价。结果表明,神秘果种子中水分、灰分、粗纤维、粗脂肪、粗蛋白、还原糖、多酚、多糖含量分别为6.74 g/100 g、7.14 mg/g、4.40、15.69、26.76 g/100 g、0.59 mg/g、11.56 mg/g和12.33 mg/g;检测出20种脂肪酸,其中不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的54.80%,主要是十八碳烯酸(29.96%);检测出18种氨基酸,富含多种药用氨基酸(63.75%),8种必需氨基酸含量占总氨基酸总量的40.69%,必需氨基酸比值系数分(SRC)达到了94.22;测定了12种矿物质元素含量,常量元素和微量元素中含量最高的分别为K和Mn,Cd、Hg、As、Pb四种重金属元素含量很低,均符合《中国药典》(2010版)标准。因此,神秘果种子是营养和保健价值较高的新资源食品,具有良好的开发前景。

神秘果种子,营养成分,分析,评价

神秘果(Synsepalumdulcificum),又称变味果或蜜拉圣果,系山榄科神秘果属,是一种药食同源的珍贵天然植物,目前国内外已大量种植[1]。神秘果果肉中含有的神秘果素(糖蛋白)能改变人的味觉,吃过神秘果后再吃酸味食物,味道会变得甘甜[2]。研究结果表明,常生吃熟果可以缓解高血糖、高血压、高血脂、痛风、尿酸、头痛等[3]。叶子具有保护心脏、美颜瘦身、排毒通便、控制尿酸等功效[4]。茎具有抑制黑色素瘤和抑制蘑菇酪氨酸酶活性的作用[5]。种子具有缓解心绞痛、喉咙痛以及治疗痔疮等药理活性[6]。种子中的蛋白质具有降低糖尿病小鼠空腹血糖值,促进胰岛素分泌的功效[7]。其水提物具有较好的抗惊厥作用[8]。目前,国内外有关神秘果种子的研究文献相对较少,对神秘果种子营养成分的分析与评价尚未见报道,其应用还处于原材料的食用阶段。本文分析测定了神秘果种子的营养成分,评价其营养价值,以期为神秘果种子的食药用价值提供科学依据,同时对神秘果种子的深入研究提供理论参考。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

神秘果种子采自海南省保亭县,经海南师范大学生命科学学院钟琼蕊教授鉴定为山榄科植物神秘果(Synsepalumdulcificum)的种子,标本现存于热带药用植物化学教育部重点实验室,备用;实验前,将种子粉碎,过60目筛,营养成分的测定均采用此样品。没食子酸标准品中国药品生物制品检定所;福林酚试剂(Folin-Ciocalteu)美国Sigma公司;其他化学试剂均为国产分析纯。

Agilent 7500型电感耦合等离子质谱仪美国Agilent Technologies有限公司;L-8900型全自动氨基酸分析仪日本日立公司;Milli-Q型超纯水系统美国Millipore公司;Ethos 1600型微波消解系统意大利Millipore公司;TU-1901型双光束紫外可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司;RE-52AA型旋转蒸发器上海亚荣生化仪器厂;SX2-8-10型马弗炉天津天有利科技公司;DHG-9070型电热恒温鼓风干燥箱上海申贤恒温设备厂;XS204型电子天平瑞士Mettler Toledo公司。

1.2实验方法

1.2.1主要营养成分分析水分含量测定参照GB/T 5009.3-2010采用直接干燥法;灰分含量测定参照GB/T 5009.4-2010采用高温灼烧法;粗纤维含量测定参照GB/T 5009.10-2003采用酸洗涤法;粗脂肪含量测定参照GB/T 14772-2008采用索氏提取法;粗蛋白含量测定参照GB/T 5009.5-2010采用凯氏定氮法;还原糖含量测定参照GB/T 5009.7-2008采用斐林试剂热滴定法;多酚含量测定以没食子酸为标准品,采用Folin-Ciocalteus法[9];多糖含量测定以葡萄糖为标准品,采用苯酚-硫酸法[10]。

1.2.2氨基酸组成分析参照GB/T 5009.124-2003 《食品中氨基酸的测定》的测定方法,测定除胱氨酸和色氨酸外的16种氨基酸。取适量样品经6 mol/L HCl水解24 h,采用氨基酸分析仪对16种氨基酸进行分析[11]。色氨酸的测定参照GB/T18246-2000采用碱水解法,另取样品用5 mol/L NaOH溶液水解后,上机测其色氨酸含量。采用过甲酸氧化法测定胱氨酸,样品先经过甲酸氧化再用盐酸水解,同机测定其含量。

采用氨基酸比值系数法评价神秘果蛋白质氨基酸营养价值[12]。

RAA=神秘果种子蛋白质中某必需氨基酸含量/(WHO/FAO)模式中对应的氨基酸含量

RC=神秘果种子蛋白质中某必需氨基酸RAA/各种氨基酸RAA的平均值

SRC=100-SRD×100(SRD为RC的相对标准偏差)

F=(缬氨酸+亮氨酸+异亮氨酸)/(苯丙氨酸+酪氨酸)(F为支链氨基酸与芳香族氨基酸的比值,即支芳比)

经Microsoft Office Excel 软件计算,结果见表3。

1.2.3脂肪酸组成分析种子油的提取:采用索氏提取法。将30 g种子粉末放入索氏提取器内,用200 mL无水乙醚回流提取6 h,冷却过滤,置于旋转蒸发器上浓缩回收乙醚至干,得到神秘果种子油脂。

脂肪酸的甲酯化:称取0.25 g种子油,加正己烷2 mL,0.5 mol/L氢氧化钾的甲醇溶液3 mL,70 ℃水浴回流1 h。冷却后,转入分液漏斗,加5 mL乙醚和5 mL蒸馏水,分层后将上层液体反复洗,直至下层液体澄清。取上层液,冷藏备用于GC-MS。

GC-MS分析条件:

GC条件:色谱柱:石英毛细管柱HP-FFAP 30 m×0.25 mm,0.25 um;进样口温度:250 ℃;柱温:150～260 ℃;程序升温:3 ℃/min;进样量1.0 μL,分流比为10∶1;载气为高纯He,流速为1.0 mL/min;

MS条件:离子源:EI电子轰击源;离子源温度:230 ℃;电离电压:70 eV;接口温度:250 ℃;扫描范围(m/z):35～450 aum。

经计算机化学工作站数据检索系统,结合人工解析,确定各脂肪酸组分,按面积归一化法定量分析其相对含量。

1.2.4矿物质元素含量测定采用微波消解电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)测定神秘果种子矿物质元素含量[13]。精确称取0.5 g样品,置于四氟乙烯消解罐中,加入5 mL HNO3和2 mL H2O2,混匀,置于微波消解仪进行消解,消解完毕,取出冷却至室温。用少量高纯水洗涤消解罐3次,洗液合并于50 mL容量瓶中,用高纯水定容为待测样品液。同法制备空白样品液和标准样品液,用高纯水稀释多元素混合标准品制得0、0.4、1.0、2.0、5.0、10.0 mg/L混合标准液。

2　结果与讨论

2.1主要营养成分的含量

对神秘果种子的水分、灰分、粗纤维、粗脂肪、粗蛋白、还原糖、多酚和多糖含量的测定,并与其他几种药食同源植物种子的营养成分进行比较,其结果见表1。结果表明,神秘果种子粗蛋白含量为26.76 g/100 g,与其他几种植物种子相比,神秘果种子的粗蛋白含量最高,是一种高蛋白食品。有研究表明,神秘果种子蛋白质具有促进胰岛素分泌的功效。因此,具有很好的药用价值。神秘果种子中粗脂肪含量为15.69 g/100 g,均低于紫苏种子(27.49 g/100 g)和三叶木通种子(44.61 g/100 g),远远高于棕榈种子(1.06 g/100 g),可作为一种油脂资源。此外,神秘果种子中灰分含量为7.14 g/100 g,高于其他三种种子,说明神秘果种子中的矿物质元素含量较其他种子高。粗纤维与水分含量相对偏低;还原糖含量相对略高;神秘果种子中多酚和多糖含量明显高于其他种子,含量分别高达11.56、12.33 mg/g;有研究报道,植物多酚在抗氧化、抗辐射、抑菌、抗癌和预防心脑血管疾病等方面具有显著功效[14],植物多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗衰老、降血糖等生物活性[15]。因此,神秘果种子在食品、药品和保健品领域具有良好的开发前景。

表1　神秘果种子与其他几种植物种子营养成分

注:紫苏种子、棕榈种子、三叶木通种子的营养成分的数据参考文献[16-18]。

2.2氨基酸组成分析

神秘果种子氨基酸组成结果见表2。从表2可以看出,神秘果种子含有18种氨基酸,氨基酸总量为9.02 g/100 g,其中包含8种人体必需氨基酸,以及谷氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸和精氨酸等药效氨基酸。必需氨基酸(EAA)含量为3.67 g/100 g,必需氨基酸/氨基酸总量(EAA/TAA)为40.69%,必需氨基酸/非必需氨基酸(EAA/NEAA)为66.73%,药效氨基酸含量占63.75%。谷氨酸和天门冬氨酸的含量最高,分别为1.17 g/100 g和1.07 g/100 g,二者均为鲜味氨基酸,谷氨酸在医学上主要用于治疗肝性昏迷,以及促进红细胞生成,改善脑细胞营养,在糖代谢及蛋白质代谢过程中占有重要地位[19]。天门冬氨酸具有调节脑和神经的代谢功能,可用于治疗心脏病,肝脏病,高血压[20]。其次是精氨酸、亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、脯氨酸等,含量最低的是色氨酸0.12 g/100 g。8种必需氨基酸中,含量最高的是亮氨酸0.75 g/100 g,具有调节血糖水平的功效。其次依次为:缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸和色氨酸。根据FAO/WHO推荐的理想蛋白质模式,高质量的蛋白质,其氨基酸组成中必需氨基酸占总氨基酸的40%左右,必需氨基酸占非必需氨基酸的60%以上。神秘果种子的氨基酸组成符合这一模式,且氨基酸种类齐全。因此,此蛋白质具有较好的开发和研究价值。

表2　神秘果种子氨基酸组成(g/100 g,干重)

注：*必需氨基酸;#药效氨基酸;TAA氨基酸总量;EAA必需氨基酸总量。

神秘果种子蛋白质的中氨基酸体系中,RAA和RC的数值均在1左右,说明必须氨基酸接近WHO/FAO的推荐值;SRC值为94.22接近100,说明各种必需氨基酸含量均衡,营养价值较高。有研究表明,支链氨基酸具有护肝、抗癌、降低胆固醇的功效[21],该氨基酸中F值为2.75,接近正常人体支芳比(3.0～3.5)。综上所述,神秘果种子中的蛋白质氨基酸种类齐全,比例均衡,人体必需氨基酸和药效氨基酸含量较高,具有较高的营养价值。

2.3脂肪酸组成分析

对神秘果种子油脂脂肪酸组成GC-MS分析总离子流图如图1。

图1　神秘果种子油脂肪酸甲酯总离子流图Fig.1　The GC-MS total ion chromatogram of fatty acid composition in Synsepalum dulcificum seed oil

神秘果种子油GC-MS分析结果见表4。共分离鉴定出27种物质,其中饱和脂肪酸有13种,占39.325%,以棕榈酸(29.63%)、硬脂酸(7.375%)为主。棕榈酸可以降低血清胆固醇,具有保护胰岛素的作用。硬脂酸可以通过降低肠道对胆固醇的吸收间接减轻血液和肝脏中胆固醇的代谢负担。不饱和脂肪酸有7种有(Z)-十六烯酸、顺-10-碳烯酸、8-十八碳烯酸、10-十八碳烯酸、9-十六碳烯酸、顺-11-二十烯酸、亚油酸,共占54.798%,以十八碳烯酸(油酸)为主,占29.961%,其次是亚油酸占19.298%。其中单不饱和脂肪酸占35.50%,多不饱和脂肪酸只有亚油酸占19.298%。亚油酸具有相当广泛的生理作用,用于治疗心血管系统疾病、降低血脂[22]。因此,神秘果种子脂肪油具有较高的营养价值。

表4　神秘果种子的脂肪酸组成及相对含量

2.4矿物质含量分析

对神秘果种子的常量元素、微量元素和重金属元素含量进行测定,结果见表4。结果表明,常量元素中,K的含量最高,达到7331.2 μg/g,其次是Ca和Mg,含量分别为1185 μg/g 和995.4 μg/g,Na的含量最低,仅为63.2 μg/g,是一种典型的高钾低钠食品,有利于改善人体钾钠平衡,预防高血压和心脑血管疾病。Ca、Mg是参与机体生理活动和物质能量代谢的重要的常量元素。医学研究表明,摄取足够的Ca可预防骨质疏松症和直肠癌,维持血压平衡[23]。Mg具有调节神经和肌肉的功能,有助于防治中风、冠心病和糖尿病[24]。微量元素中,Mn的含量最高,为151.05 μg/g,其次是Fe元素,含量为79 μg/g,Zn和Cu的含量相对较低,分别为17.69 μg/g和 5.53 μg/g。Mn是人体中维持正常的糖代谢和脂肪代谢的主要元素,可促进骨骼的生长发育和改善机体的造血功能[25]。Fe和Cu在延缓衰老和预防贫血等方面具有重要作用。Zn对加速生长发育、增强创伤组织再生和增强抵抗力等均有很好的作用。同时,对Cd、Hg、As和Pb 4种重金属元素进行了检测,含量均很低,符合《中国药典》(2010版)标准,说明本实验采集的神秘果种子样品未受污染。因此,神秘果种子含有人体所必需的常量元素与微量元素,可作为人体矿物质元素的补充剂。

表5　神秘果种子矿物质含量(μg/g,干重)

3　结论

神秘果种子的粗蛋白和粗脂肪含量较丰富,分别为26.76、15.69 g/100 g。粗纤维含量偏低为4.4015.69 g/100 g。多酚和多糖含量相对其他几种植物种子较高,分别为11.56、12.33 mg/g,可作为抗氧化、抗肿瘤等保健食品。其氨基酸种类齐全,检测出的18种氨基酸中,必需氨基酸含量较高,占氨基酸总量的40.69%,符合FAO/WHO推荐的理想蛋白质模式。药效氨基酸占氨基酸总量的63.75%。因此,具有较大的药用开发价值。采用氨基酸比值系数法,评价神秘果蛋白质氨基酸营养价值,SRC值为94.22接近100,说明各种必须氨基酸含量均衡,营养价值较高。不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的54.798%,其中包括多种人体必需脂肪酸。矿物质含量丰富,尤其是常量元素K、Ca、Mg,是一种典型的高钾低钠食品,重金属元素Mn,Cd、Hg、As、Pb含量均低于《中国药典》(2010版)标准。因此,神秘果种子具有较高的食用和药用价值,以及较好的营养保健功效,是极具开发潜力的宝贵资源。

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Analysis and evaluation of nutrient content ofSynsepalumdulcificumseed

MA Yi-dan1,LIU Hong1,2,*,YAN Rui-xin1,MA Si-cong1,XUE Bing-xiang1,WANG Qian1

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Hainan Normal University,Haikou 571127,China;2.Key Laboratory of Research and Development on Topical and Special Medicine and Edible Plant,Haikou 571127,China)

To investigate the nutritional components and evaluate nutritional value of theSynsepalumdulcificumseed,contents of water,starch,crude fiber,crude fat,crude protein,reducing sugar,polyphenol,polysaccharides,amino acids,18 kinds of aminophenol and 12 kinds of mineral were analyzed,with international standard methods and common methods. Contents of water,starch,crude fiber,crude fat,crude protein,reducing sugar,polyphenol and polysaccharides were:6.74 g/100 g,7.14 mg/g,4.40,15.69,26.76 g/100 g,0.59 mg/g,11.56 mg/g and 12.33 mg/g. Contents of 18 kinds of amino acids,at least 8 types were essential amino acids and a variety of medicinal amino acids. The ratio of essential amino acids and non-essential amino was 40.69%. These amino acids included all kinds of human essential amino acids and the proportion was appropriate,SRC was 94.22,and 20 fatty acids identified in seed oil consist of 54.80% unsaturated fatty acids were mainly composed of octadecenoic acid(29.96%). 12 mineral elements of seed were determined and the contents of K and Mn in the tested mineral elements were higher as a relatively abundant macro element and micro element. The content of heavy elements,including Cd、Hg、As and Pb were less than the maximum levels according to Chinese Pharmacopeia(2010). The date showed the new resource food had rich nutrition and healthy functions,it reveals great development prospects.

Synsepalumdulcificumseed;nutrient composition;analysis;evaluation

2016-01-14

马艺丹(1990-)，女，硕士研究生，研究方向：天然产物的提取与分离,E-mail:18789195535@163.com。

刘红(1967-)，女，博士，教授，研究方向：药食同源植物开发利用与保健食品的研发,E-mail:lhyd123@sohu.com。

国家自然科学基金资助项目(2166009)；海南省社会发展专项(2015SF11)；海口市应用技术研究与开发项目(2014-90)；海南省大学生创新训练项目(2013116580)；海南师范大学大学生科研项目(XSKY201512)。

TS201.4

A

1002-0306(2016)13-0346-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.13.063