洞庭湖區(qū)南荻嫩莖營(yíng)養(yǎng)成分分析與重金屬含量測(cè)定

肖駿玖，趙玲艷，石星波，聶 燦,2，鄧放明,*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.湖南省沅江市科技局，湖南 沅江 413100）

洞庭湖區(qū)南荻嫩莖營(yíng)養(yǎng)成分分析與重金屬含量測(cè)定

肖駿玖1，趙玲艷1，石星波1，聶 燦1,2，鄧放明1,*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.湖南省沅江市科技局，湖南 沅江 413100）

為研究洞庭湖區(qū)河灘野生南荻嫩莖的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和開發(fā)前景，以鮮樣去殼凍藏和熱燙后去殼凍藏的嫩莖為原料，分析測(cè)定其主要化學(xué)成分。結(jié)果表明：新鮮南荻嫩莖和熱燙南荻嫩莖的水分含量分別為91.86%和89.82%、總糖含量分別為3.08%和3.72%、還原糖含量分別為1.10%和1.86%、蛋白質(zhì)含量分別為2.90%和3.55%、總膳食纖維含量分別為31.81%和43.67%、總灰分含量分別為0.36%和0.33%，南荻嫩莖中富含15種氨基酸，含有鉀、鈉、鈣、鎂、錳、鋅、銅、硒等元素，重金屬鉛、鎘、鉻未檢出，汞和砷含量低于國(guó)標(biāo)限量值。

洞庭湖；南荻嫩莖；營(yíng)養(yǎng)成分；重金屬

南荻（Triarrhena lutarioripariaL. Liu, sp.nor.），禾本科、黍亞科、須芒草超族、甘蔗族、芒亞族、荻屬，包括8個(gè)變種6個(gè)變形[1]，是長(zhǎng)江蓄洪湖區(qū)多年生無性繁殖的水陸兩生植物，因其地上莖含有大量纖維，是單位面積內(nèi)提供造紙纖維較高的植物[2-3]，故成為我國(guó)重要的造紙?jiān)现唬€能防汛、固堤、編席、作藥材等。劉亮[4]鑒定湖南洞庭湖區(qū)的荻是我國(guó)特有的一新種，定名為南荻。早春生長(zhǎng)的南荻嫩莖類似小竹筍，可做菜或加工成罐頭，雖然人工栽培或野外采集南荻嫩莖可以豐富百姓的菜籃子[5]，但目前人們并沒有對(duì)南荻嫩莖的有效成分進(jìn)行測(cè)定和研究，也沒有將其作為一項(xiàng)重要食源性植物資源進(jìn)行充分利用。所以本實(shí)驗(yàn)對(duì)洞庭湖區(qū)沅江市南荻嫩莖的有效成分進(jìn)行測(cè)定，從而分析洞庭湖區(qū)河灘野生南荻嫩莖的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和開發(fā)前景，以便為南荻作為食源性植物資源進(jìn)行開發(fā)提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

南荻嫩莖：2014年3月27日在湖南省益陽(yáng)沅江市洞庭湖區(qū)河灘上采摘30～40 cm的南荻地上部分，采摘后分為直接去皮去葉鮮樣密封以及開水煮燙1 h后再去皮密封，都進(jìn)行冷凍保藏。干燥樣品則將原料切碎后放入105℃烘箱烘干過夜，粉碎后裝袋密封存于2～4℃冰箱備用。

無水乙醇、K2SO4、濃H2SO4、亞鐵氰化鉀、五水硫酸銅（CuSO4·5H2O）、乙酸鋅、鹽酸、NaOH、硝酸、高氯酸、甲基紅、溴甲汾綠等均為分析純；鄰苯二醛（o-thalaldehyde，OPA）、9-芴甲氧羰基（9-fluorenylmethyloxycarbonyl，F(xiàn)MOC）衍生試劑美國(guó)安捷倫公司；氨基酸標(biāo)準(zhǔn)溶液 美國(guó)Fluka公司；總膳食纖維試劑盒（熱穩(wěn)定α-淀粉酶溶液、淀粉葡萄糖苷酶溶液、蛋白酶） 美國(guó)FOSS分析公司；實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2儀器與設(shè)備

101-2AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司；KQ-250DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；Fiber E膳食纖維自動(dòng)分析儀 美國(guó)FOSS公司；1200型高效液相色譜儀（配熒光檢測(cè)器）美國(guó)安捷倫公司；Iptima8300型ICP發(fā)射光譜儀 德國(guó)Perkinelmer公司；AFS-920原子熒光光度計(jì) 北京吉天儀器有限公司；AA240FS+GTA120原子吸收分光光度計(jì)美國(guó)Varian公司；KDN-103F自動(dòng)定氮儀 上海纖檢儀器有限公司。

1.3方法

1.3.1南荻嫩莖水分含量的測(cè)定

參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測(cè)定》，采用直接干燥法。

1.3.2南荻嫩莖灰分含量的測(cè)定

參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測(cè)定》。1.3.3南荻嫩莖還原糖含量的測(cè)定

參照GB/T 5009.7—2008《食品中還原糖的測(cè)定》，采用直接滴定法。

1.3.4南荻嫩莖總糖含量的測(cè)定

選用酸水解法將蔗糖變?yōu)檫€原糖后參照GB/T 5009.7—2008，采用直接滴定法。

1.3.5南荻嫩莖蛋白質(zhì)含量的測(cè)定

參照GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》，采用凱氏定氮法。

1.3.6南荻嫩莖礦質(zhì)元素含量的測(cè)定

硒的測(cè)定：參照GB 5009.93—2010《食品中硒的測(cè)定》，采用氫化物原子熒光光譜法；鉀、鈣、鈉、鎂、錳、鐵、銅、鋅的測(cè)定：參照NY/T 1653—2008《蔬菜、水果及制品中礦質(zhì)元素的測(cè)定》，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法。

1.3.7南荻嫩莖重金屬及污染元素含量的測(cè)定

鉛的測(cè)定：參照GB 5009.12—2010《食品中鉛的測(cè)定》；汞的測(cè)定：參照GB/T 5009.17—2003《食品中總汞及有機(jī)汞的測(cè)定》；砷的測(cè)定：參照GB/T 5009.11—2003《食品中總砷及無機(jī)砷的測(cè)定》，采用氫化物原子熒光光譜法；鎘的測(cè)定：參照GB/T 5009.15—2003《食品中鎘的測(cè)定》；鉻的測(cè)定：參照GB/T 5009.123—2003《食品中鉻的測(cè)定》，采用石墨爐原子吸收法。

1.3.8南荻嫩莖膳食纖維含量的測(cè)定

參照GB/T 5009.88—2008《食品中膳食纖維的測(cè)定》，采用Mes-Tris緩沖液法。

1.3.9南荻嫩莖氨基酸組成測(cè)定

參照GB/T 18246—2000《氨基酸的測(cè)定》，采用酸水解法進(jìn)行測(cè)定。具體分析方法如下：稱取0.4～0.5 g樣品，加入10.0 mL 6 mol/L鹽酸溶液，密封水解22 h以上，冷卻后取出過濾，移取2.00 mL濾液用水稀釋至50.00 mL，過0.45 ?m水系濾膜后，采用柱前衍生上機(jī)測(cè)試，衍生試劑為OPA、FMOC。色譜柱：ZORBAX Eclipse-AAA；熒光檢測(cè)器激發(fā)波長(zhǎng)：340 nm；發(fā)射波長(zhǎng)：450 nm；流動(dòng)相：A磷酸二氫鈉溶液（pH 7.8），B甲醇+乙腈溶液，梯度洗脫；流速：0.5 mL/min；柱溫：45℃。

2 結(jié)果與分析

2.1南荻嫩莖的水分、還原糖與總糖含量

表1 新鮮和熱燙南荻嫩莖水分、還原糖及總糖含量Table 1 Contents of moisture, reducing sugar and total sugar in tender stemm ooff Triarrhena lutarioriparia%

由表1可以看出，南荻嫩莖的水分含量較高，新鮮南荻去殼凍藏和熱燙后去殼凍藏嫩莖的含水量分別為91.86%和89.82%，熱燙處理破壞了南荻嫩莖的細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致南荻嫩莖的含水量降低，南荻嫩莖采摘后進(jìn)行凍藏能較好地保持原有的水分含量，保證了其新鮮程度。新鮮和熱燙南荻嫩莖還原糖含量分別為1.10%和1.86%，熱燙處理會(huì)增加南荻嫩莖的還原糖含量，但影響不顯著。新鮮和熱燙南荻嫩莖的總糖含量分別為3.03%和3.72%，南荻嫩莖經(jīng)熱燙處理后，其總糖含量升高，其原因一方面是熱燙降低了南荻嫩莖的水分含量，另一方面可能是熱燙破壞了一些大分子結(jié)構(gòu)，從而使總糖含量升高。

2.2南荻嫩莖的蛋白質(zhì)含量與氨基酸組成

標(biāo)樣及樣品的高效液相色譜圖如圖1所示。

圖1 15 種氨基酸標(biāo)樣（A）、鮮樣南荻嫩莖樣品（B）和燙樣南荻嫩莖樣品（C）的高效液相色譜圖Fig.1 HPLC chromatograms of 15 amino acid standards (A), fresh tender stem (B) and blanched tender stem sample (C) ofTriarrhena lutarioriparia

表2 南荻嫩莖蛋白質(zhì)含量（干基計(jì)）及其氨基酸組成Table 2 Protein content and amino acid composition of tender stems ofTriarrhena lutarioriparia %

由表2可以看出，新鮮南荻嫩莖冷凍樣品的氨基酸總量為26.24%，其中必需氨基酸含量為7.87%，占總氨基酸含量為29.14%，鮮味氨基酸（包括天冬氨酸和谷氨酸）含量為12.27%，占總氨基酸含量的45.43%；熱燙南荻嫩莖冷凍樣品的氨基酸總量為30.88%，其中必需氨基酸含量為12.75%，占總氨基酸含量的41.29%，鮮味氨基酸含量為7.97%，占總氨基酸含量的25.81%。采摘后不同處理的南荻嫩莖樣品中各氨基酸含量都有所變化，其可能原因一是熱燙鈍化了南荻嫩莖中的酶，抑制了南荻嫩莖中蛋白質(zhì)的降解，固定了南荻嫩莖的品質(zhì)；二是熱燙工序造成南荻嫩莖水分流失，導(dǎo)致南荻嫩莖中主要氨基酸相對(duì)含量升高。由其氨基酸評(píng)分（表3）可以看出，南荻嫩莖中的蛋氨酸氨基酸評(píng)分最低，故蛋氨酸為第一限制性氨基酸。

表3 南荻嫩莖蛋白質(zhì)的氨基酸評(píng)分Table 3 Amino acid scores of tender stems ofTriarrhena lutarioriparia

表4 南荻嫩莖的氨基酸比值、氨基酸比值系數(shù)及氨基酸比值系數(shù)分Table 4 RAA, RC and SRC of tender stems ofTriarrhena lutarioriparia

根據(jù)WHO/FAO的必需氨基酸分模式，SRC=100-SRD×100（式中：SRC為氨基酸比值系數(shù)分；SRD為氨基酸比值系數(shù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差），如果樣品的必需氨基酸組成比例與必需氨基酸模式一致，則SRC=100，樣品的必需氨基酸組成比例與必需氨基酸模式越接近，SRC越接近100，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高[6]。從表4可以看出，利用該氨基酸分模式計(jì)算出不同處理的南荻嫩莖的氨基酸比值系數(shù)分分別為66.84和71.80，顯然，熱燙處理可以提高南荻嫩莖的氨基酸比值系數(shù)分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與李躍森等[6]報(bào)道的對(duì)照蔬菜氨基酸分相比較，熱燙南荻嫩莖的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，新鮮南荻嫩莖的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也高于空心菜（34.94）、生菜（57.02）、卷心菜（58.52）等。所以，南荻嫩莖的氨基酸種類齊全，蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也較高于其他常見蔬菜。

2.3南荻嫩莖的膳食纖維含量

選用的自動(dòng)纖維測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定了不同處理南荻嫩莖的總膳食纖維（total dietary fiber，TDF）、不溶性膳食纖維（insolube dietary fiber，IDF）和可溶性膳食纖維（solube dietary fiber，SDF），其結(jié)果見表5。

表5 南荻嫩莖膳食纖維含量（干基計(jì)）Table 5 Contents of dietary fibers in tender stems of Triarrhena lutarioriparia %

由表5可以看出，新鮮南荻嫩莖的TDF含量為31.81%，IDF含量為27.28%，SDF含量為4.53%；熱燙南荻嫩莖的TDF含量為43.67%，IDF含量為39.19%，SDF含量為4.44%。與楊月欣等[7]報(bào)道的莖葉花類蔬菜的膳食纖維含量比較，熱燙南荻嫩莖的TDF含量高于莧菜、菠菜、韭菜、圓白菜、菜花以及芹菜等常見蔬菜；新鮮南荻嫩莖的TDF含量也高于菠菜、大頭菜等[7]。雖然膳食纖維不具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但與人體的營(yíng)養(yǎng)和疾病有著密切關(guān)系，能預(yù)防和治療多種疾病，被稱為第七營(yíng)養(yǎng)素[8-15]，所以食用南荻有益于人體攝取膳食纖維。

2.4 南荻嫩莖的礦質(zhì)元素與重金屬元素含量

采用原子吸收光譜法測(cè)量了對(duì)不同處理南荻嫩莖的鉀、鈉、鈣、鎂、錳、鋅、鐵、銅、硒9種礦質(zhì)元素以及鉛、鎘、鉻、汞、砷等重金屬的含量（表6）。

表6 新鮮和熱燙南荻嫩莖礦質(zhì)元素及重金屬（干基）含量Table 6 Contents of mineral elements and heavy metal in tender stem ooff Triarrhena lutarioriparia

從表6可以看出，南荻嫩莖富含礦質(zhì)元素，尤其是鉀、鈣、鎂元素含量高于常用蔬菜的含量[16-19]，南荻符合高鉀低鈉的健康蔬菜要求。微量元素銅、鋅、硒含量也比常用蔬菜高，其中鋅含量高達(dá)119.69 mg/kg，硒含量比其他蔬菜高10倍以上，重金屬污染元素鎘、鉻、鉛均未檢出，污染物砷、汞均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)合格。

3 結(jié) 論

南荻是洞庭湖區(qū)河灘主要的野生植物之一，產(chǎn)量多且穩(wěn)定，但尚未作為食源性植物資源被充分開發(fā)和利用。通過對(duì)其營(yíng)養(yǎng)成分和重金屬含量的測(cè)定結(jié)果的研究表明：南荻嫩莖具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其嫰莖含有豐富的礦質(zhì)元素、膳食纖維、氨基酸、蛋白質(zhì)等且檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、重復(fù)性良好，并相近甚至高于一些常用蔬菜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是純天然無污染的保健野生植物資源，具有很好的作為食源性植物資源的開發(fā)和利用價(jià)值[20-23]。其南荻嫩莖加工成食品后，食用方法多樣，且符合現(xiàn)代食品感官、營(yíng)養(yǎng)、保健等需要，可成為人們餐桌上的美味佳肴。大批量開發(fā)采摘又可以為社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)綠色的蔬菜食品原料，發(fā)展成為當(dāng)?shù)匾豁?xiàng)新興產(chǎn)業(yè)，以便促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，提高當(dāng)?shù)厝藗兩钏?，所以可以通過本研究結(jié)果提出一套較為合理的從采摘到貯藏的方案，為更好的開發(fā)南荻提供科學(xué)性數(shù)據(jù)。

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Analysis of Nutrients and Heavy Metals in Tender Stem of Triarrhena lutarioriparia from the Dongting Lake Area

XIAO Junjiu1,ZHAO Lingyan1, SHI Xingbo1, NIE Can1,2, DENG Fangming1,*
(1. College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. Hunan Yuanjiang Science and Technology Bureau, Yuanjiang 413100, China)

This study was conceivedto analyze the nutritional value and prospect of the tender stems ofTriarrhena lutarioripariagrowing on the beach of Dongting Lake. The fresh samples were peeled and separated into two portions: one was blanched before refrigerated storage, and the other was directly refrigerated. The two portions were tested for major chemical components.The results showed the fresh and blanched tender stems to contain 91.86%and 89.82%moisture, 3.08%and 3.72%total sugar, 1.10%and 1.86%reducing sugar, 2.90%and 3.55%protein, 31.81%and 43.67%total dietary fiber (dry basis), and 0.36%and 0.33%total ash (dry basis), respectively. The tender stems ofTriarrhena lutarioripariawas found to contain 15 amino acids and a number of elements including Ka, Na, Ca, Mg, Mn, Zn, Cu, and Se but no Pb, Cd or Cr, as well as lower amounts of Hg and As than the national standard limits of China.

Dongting Lake;Triarrhena lutarioripariatender stem;nutrients;heavy metal

TS255.2

A

1002-6630（2015）12-0104-04

10.7506/spkx1002-6630-201512019

2014-12-05

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201403079）；湖南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)

肖駿玖（1990—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)槭澄镔Y源開發(fā)與利用。E-mail：694140838@qq.com

*通信作者：鄧放明（1962—），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)與工程。E-mail：fmdenghnau@sina.com