內(nèi)蒙古油莎豆主要栽培品種的營養(yǎng)成分

段 帥，吳曉彤，張德健，王 璞

(內(nèi)蒙古大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，呼和浩特 010000)

油莎豆(CyperusesculentusL.)也稱油莎草，是莎草科一年生草本植物。目前，我國已在北京、四川、新疆、湖北等20多個省市自治區(qū)開始推廣栽種油莎豆[1]。油莎豆富含油脂、蛋白質(zhì)、淀粉和膳食纖維等，既可以用來榨油，也可以用來制作面粉、飼料，釀酒和制糖等，是一種品質(zhì)優(yōu)良、高產(chǎn)且綜合利用價值較高的經(jīng)濟(jì)作物[2]。油莎豆含有甾醇、有機酸、萜類和蒽醌等生物活性成分，因此具有一定的抑菌、利尿、抗氧化等作用，可以有效預(yù)防心臟病、高血壓、糖尿病等，能促進(jìn)體內(nèi)血液循環(huán)，有利于人體健康[3-4]。油莎豆可以在沙地、鹽堿地上種植，地上莖葉是優(yōu)良牧草，不僅有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，還可以促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展[5]。由此可見，在內(nèi)蒙古地區(qū)大力推廣栽種油莎豆具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

油莎豆品種較多，不同品種的油莎豆由于遺傳性狀和生長環(huán)境等的不同，會造成其基本成分和功能活性成分的含量存在一定的差異。本實驗以內(nèi)蒙古的4個油莎豆主要栽培品種圣漠1號、中油莎1號、豐產(chǎn)1號和達(dá)旗1號為研究對象，對油莎豆的基本營養(yǎng)成分、脂肪酸組成、VE含量、礦質(zhì)元素含量等進(jìn)行測定和分析，比較4個主要栽培品種油莎豆的營養(yǎng)價值的差異，以期為內(nèi)蒙古地區(qū)油莎豆的推廣種植和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

內(nèi)蒙古油莎豆主要栽培品種圣漠1號、中油莎1號、豐產(chǎn)1號和達(dá)旗1號的油莎豆塊莖，由內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實驗室提供，先用蒸餾水進(jìn)行清洗，清除油莎豆塊莖表皮的沙土等雜質(zhì)，然后用蒸餾水沖洗兩次，自然陰干，放入保鮮袋中備用。

濃硫酸、乙酸鎂、硫酸銅、硫酸鉀、酒石酸鉀鈉、無水乙醇、無水乙醚等，均為分析純。

PinAAcle 900H原子吸收分光光度計、AltusA-10高效液相色譜儀、Clarus 680氣相色譜儀，美國珀金埃爾默公司(PerkinElmer)；AFS-230E原子熒光光度計；Practum224-1CN電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；K1100全自動凱氏定氮儀；DHG-9030A鼓風(fēng)干燥箱。

1.2 實驗方法

1.2.1 基本營養(yǎng)成分含量測定

蛋白質(zhì)含量測定參照GB 5009.5—2016；水分含量測定參照GB 5009.3—2016；脂肪含量測定參照GB 5009.6—2016；總糖含量測定參照GB 5009.8—2016；還原糖含量測定參照GB 5009.7—2016；淀粉含量測定參照GB 5009.9—2016；膳食纖維含量測定參照 GB 5009.88—2014；灰分含量測定參照GB 5009.4—2016。

1.2.2 油莎豆油的提取及脂肪酸組成和VE含量測定

油莎豆油的提取參照GB 5009.168—2016；脂肪酸絕對含量測定參照GB 5009.168—2016第二法；VE含量測定參照GB 5009.82—2016第一法。

1.2.3 礦質(zhì)元素含量測定

鈣含量測定參照GB 5009.92—2016第一法；鐵含量測定參照GB 5009.90—2016第一法；鋅含量測定參照GB 5009.14—2017第一法；硒含量測定參照GB 5009.93—2017第一法。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

采用軟件 Origin 2018 64Bit作圖，SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種油莎豆的基本營養(yǎng)成分(見表1)

表1 不同品種油莎豆的基本營養(yǎng)成分及含量 %

由表1可知，4個品種油莎豆的基本成分含量存在明顯差異，但總體來說，不同品種油莎豆的脂肪和淀粉含量較高，膳食纖維和總糖含量也比較豐富，蛋白質(zhì)含量較低。4個品種油莎豆均為當(dāng)年成熟采集，統(tǒng)一晾干后進(jìn)行測定，因此各品種間水分含量相差不大，達(dá)旗1號和豐產(chǎn)1號的水分含量相對較高。

油莎豆蛋白作為一種天然的優(yōu)質(zhì)蛋白，富含8種必需氨基酸，且氨基酸比值系數(shù)與雞蛋蛋白相似，可作為優(yōu)良蛋白質(zhì)的來源添加到食物中[6]。4個品種油莎豆蛋白質(zhì)含量為3.29%～6.06%，遠(yuǎn)低于常見油料的蛋白質(zhì)含量(大豆蛋白質(zhì)含量為30%～50%，花生蛋白質(zhì)含量為24%～36%[7])。4個品種油莎豆蛋白質(zhì)含量大小依次為圣漠1號>中油莎1號>達(dá)旗1號>豐產(chǎn)1號，其中圣漠1號的蛋白質(zhì)含量顯著高于其他品種(P<0.05)，豐產(chǎn)1號的蛋白質(zhì)含量最低，僅為3.29%，與其他品種相比具有顯著差異(P<0.05)。

油莎豆含油量高，被視為一種新興的油料資源[8]。4個品種油莎豆的脂肪含量在23.35%～25.60%之間，其中中油莎1號的脂肪含量(25.60%)最高，顯著高于其他品種(P<0.05)，其次是達(dá)旗1號，圣漠1號和豐產(chǎn)1號的脂肪含量最低。本文中中油莎1號的脂肪含量遠(yuǎn)低于文獻(xiàn)[9]報道的中油莎1號的脂肪含量(高達(dá)31.3%)，可能是由于氣候和土壤差異造成的。

4個品種油莎豆的淀粉含量較高(21.15%～25.40%)。豐產(chǎn)1號和中油莎1號的淀粉含量顯著高于圣漠1號和達(dá)旗1號(P<0.05)。據(jù)報道[10]，油莎豆淀粉是一種理想的慢消化淀粉，可以用作抗性淀粉以延緩餐后血糖升高，減少血糖波動，從而預(yù)防肥胖病和糖尿病，此外油莎豆淀粉的凝膠質(zhì)構(gòu)特性優(yōu)于傳統(tǒng)玉米淀粉，擁有良好的凍融穩(wěn)定性，適宜作為改性淀粉的原料來源。

油莎豆含有豐富的糖分且種類繁多，如蔗糖、果糖、棉子糖等，可以廣泛用于食品、飼料等[11]。4個品種油莎豆的總糖含量為17.10%～17.95%，圣漠1號和達(dá)旗1號的總糖含量顯著高于中油莎1號和豐產(chǎn)1號(P<0.05)。油莎豆的總糖中以還原糖為主，占總糖的82.63%～91.57%。4個品種油莎豆的還原糖含量為14.75%～15.75%，中油莎1號的還原糖含量顯著高于達(dá)旗1號(P<0.05)，與其他兩個品種油莎豆則無顯著差異。

4個品種油莎豆的膳食纖維含量介于20.15%～21.95%之間，遠(yuǎn)高于其他糧食的膳食纖維含量(粗糧類約16%，鮮豆類約14%，細(xì)糧和果蔬類則小于10%[12])。其中圣漠1號的膳食纖維含量最高(21.95%)，顯著高于豐產(chǎn)1號和達(dá)旗1號(P<0.05)，而與中油莎1號無顯著差異(P>0.05)。

4個品種油莎豆的灰分含量為2.51%～3.05%，其中豐產(chǎn)1號的灰分含量最高，顯著高于其他品種(P<0.05)。

2.2 不同品種油莎豆的脂肪酸組成和VE含量

2.2.1 不同品種油莎豆的脂肪酸組成及含量(見表2)

表2 不同品種油莎豆的脂肪酸組成及含量 g/100 g

由表2可知，圣漠1號、中油莎1號以及豐產(chǎn)1號的脂肪酸組成相同，均檢測到9種脂肪酸，分別是十三碳酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、α-亞麻酸、二十碳一烯酸、γ-亞麻酸、二十二碳二烯酸。而達(dá)旗1號中未檢測到十三碳酸和硬脂酸，但檢測到對人體健康極具危害的反式脂肪酸——反式油酸，含量僅為0.042 0 g/100 g，經(jīng)復(fù)測后仍在達(dá)旗1號中檢測到少量的反式油酸，而在其他3個品種中并未發(fā)現(xiàn)反式油酸，推測并不是在提取達(dá)旗1號油莎豆中的脂肪時，由于操作不當(dāng)而造成小部分油酸發(fā)生異構(gòu)化，可能是達(dá)旗1號油莎豆中含有天然的反式油酸。4個品種油莎豆的脂肪酸總量最高的為圣漠1號和豐產(chǎn)1號，最低的為達(dá)旗1號。4個品種油莎豆均含有較多的不飽和脂肪酸，且均以油酸和亞油酸為主，同時油酸含量極顯著高于其他脂肪酸(P<0.01),而飽和脂肪酸主要是棕櫚酸。

將4個品種的油莎豆油與橄欖油(GB/T 23347—2009)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)油莎豆油(LS/T 3259—2018)的主要脂肪酸含量進(jìn)行對比，結(jié)果如表3所示。由表3可知，圣漠1號、中油莎1號和豐產(chǎn)1號的主要脂肪酸組成和含量與橄欖油相似，營養(yǎng)價值與橄欖油相近，是一種優(yōu)質(zhì)的食用油。圣漠1號、中油莎1號和豐產(chǎn)1號的5種主要脂肪酸的含量完全符合油莎豆油的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而達(dá)旗1號的與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)油莎豆油相差較大，但其油酸含量較高，因此適宜生產(chǎn)高純度的油酸。

表3 不同品種油莎豆油與橄欖油的主要脂肪酸組成及含量對比 %

2.2.2 脂肪酸分類及含量(見圖1)

注：SFA、MUFA、PUFA含量為占總脂肪酸含量的比例。

由圖1可知，4個品種油莎豆油的MUFA含量均遠(yuǎn)高于SFA和PUFA含量。達(dá)旗1號的PUFA含量高于SFA含量，而其他3個品種的SFA含量高于PUFA含量。

4個品種中豐產(chǎn)1號、圣漠1號和中油莎1號的SFA含量無顯著差異，達(dá)旗1號的SFA含量最低，達(dá)旗1號僅含有棕櫚酸，而其他3個品種均含有3種SFA，且含量大小均為棕櫚酸>硬脂酸>十三碳酸。4個品種油莎豆中均含有棕櫚酸，其中豐產(chǎn)1號的棕櫚酸含量最高，其次為圣漠1號，而達(dá)旗1號遠(yuǎn)低于其他3個品種(P<0.05)。硬脂酸在人乳中占總?cè)橹?.7%,牛乳中則占13.2%[13]。達(dá)旗1號中未檢出硬脂酸，其他3個品種油莎豆的硬脂酸含量為0.367 5～0.540 0 g/100 g，圣漠1號的硬脂酸含量最高。4個品種油莎豆油中MUFA含量大小依次為達(dá)旗1號>中油莎1號>圣漠1號>豐產(chǎn)1號。4個品種油莎豆的MUFA以油酸為主，其中圣漠1號與豐產(chǎn)1號的油酸含量最高，且無顯著差異(P>0.05)，均顯著高于中油莎1號(P<0.05)。達(dá)旗1號油莎豆油的PUFA含量顯著低于其他3個品種(P<0.05)。其他3個品種油莎豆油的PUFA含量大小依次為豐產(chǎn)1號>圣漠1號>中油莎1號。4個品種油莎豆均含有亞油酸、α-亞麻酸、γ-亞麻酸和二十二碳二烯酸，且亞油酸的含量均最高。α-亞麻酸屬n-3系PUFA，是人體必需脂肪酸，具有改善心血管疾病、保護(hù)神經(jīng)組織、抗癌、抗氧化等生理功能[14]。圣漠1號的α-亞麻酸含量為0.036 5 g/100 g，顯著高于中油莎1號、豐產(chǎn)1號和達(dá)旗1號(P<0.05)。

2.2.3 不同品種油莎豆中VE含量(見圖2)

圖2 不同品種油莎豆中VE含量

由圖2可知，4個品種油莎豆均富含維生素E，達(dá)旗1號含量較低，僅為4.39 mg/100 g，顯著低于其他3個品種(P<0.05)。其他3個品種油莎豆維生素E含量相對較高，含量范圍在5.31～5.59 mg/100 g，彼此之間無顯著差異(P>0.05)。

2.3 不同品種油莎豆中礦物質(zhì)元素含量(見表4)

由表4可知，整體而言，4個品種油莎豆均富含Ca和Fe，Zn和Se含量相對較低，含量大小均為Ca>Fe>Zn>Se。

4個品種油莎豆Ca含量相差較大，其中圣漠1號Ca含量高達(dá)1 253 mg/kg，顯著高于另外3個品種(P<0.05)，是豐產(chǎn)1號Ca含量的近3倍。4個品種油莎豆，豐產(chǎn)1號的Fe含量高達(dá)216.5 mg/kg，而達(dá)旗1號的Fe含量僅為142.5 mg/kg。Zn是參與人體六大酶類反應(yīng)中多種酶的組成成分，直接影響細(xì)胞活動和代謝過程，缺Zn會影響智力、食欲和免疫力等。4個品種油莎豆中，圣漠1號Zn含量高達(dá)17.95 mg/kg，達(dá)旗1號的Zn含量顯著低于其他3個品種(P<0.05)。Se是谷胱甘肽過氧化物酶等硒蛋白的重要成分，具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、預(yù)防克山病和大骨節(jié)病等作用。4個品種油莎豆Se含量范圍在0.053～0.072 mg/kg，其中圣漠1號的Se含量最高，為0.072 mg/kg，顯著高于其他3個品種(P<0.05)。與常見糧食作物小麥相比，圣漠1號、中油莎1號和達(dá)旗1號的Ca含量是小麥的3～4倍，豐產(chǎn)1號也略高于小麥。4個品種油莎豆中的Fe含量是小麥的3～4倍，Se含量是小麥的13～18倍，僅Zn含量均略低于小麥。油莎豆中礦質(zhì)元素豐富，食用油莎豆制品可以有效補充人體所需的Ca、Fe和Se等礦質(zhì)元素，有利于人體健康。

表4 不同品種油莎豆中礦質(zhì)元素含量 mg/kg

3 結(jié) 論

4個品種油莎豆均富含淀粉(21.15%～25.40%)、膳食纖維(20.15%～21.95%)、脂肪(23.35%～25.60%)和總糖(17.10%～17.95%)，是一種品質(zhì)優(yōu)良的油糧兼用型經(jīng)濟(jì)作物。圣漠1號、中油莎1號和豐產(chǎn)1號的脂肪酸組成相同，均檢測到9種脂肪酸，主要脂肪酸組成和含量與橄欖油相似，是優(yōu)質(zhì)食用油的原料。而達(dá)旗1號中并未檢測到十三碳酸和硬脂酸，且檢測出對人體有害的反式油酸。4個品種油莎豆的MUFA含量遠(yuǎn)高于SFA,各品種的SFA以棕櫚酸為主，MUFA以油酸為主，油酸的含量極顯著高于其他脂肪酸(P<0.01)。4個品種油莎豆均富含Ca、Fe、Zn和Se礦質(zhì)元素，尤其是Fe和Ca的含量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)糧食作物小麥。

綜上，圣漠1號的蛋白質(zhì)、Ca、Zn和Se含量均高于其他3個品種，可以用來制作油莎豆面粉及其制品，當(dāng)作一種主食來改善口味和提高營養(yǎng)。達(dá)旗1號油酸相對含量最高，可以用來制備高純度的油酸。中油莎1號的脂肪含量最高，富含維生素E，且脂肪酸品質(zhì)與橄欖油類似，因此適宜生產(chǎn)高品質(zhì)的油莎豆油。豐產(chǎn)1號的各種營養(yǎng)物質(zhì)比較均衡，既可以用來提取淀粉、糖類、脂肪，也可以用來做面粉、飼料等加工制品。油莎豆的含油量高、品質(zhì)良好，可用于食用油的提取，且油莎豆中的總糖、淀粉獲取容易，市場需求大，提取脫脂后油莎豆粕中的淀粉、總糖并開發(fā)相應(yīng)產(chǎn)品對油莎豆的綜合利用具有重要意義。因此，可依據(jù)生態(tài)環(huán)境、各品種油莎豆的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟(jì)效益在內(nèi)蒙古地區(qū)推廣種植油莎豆。