紫色象草和柱花草營(yíng)養(yǎng)及草粉飲料研制

張宏建，郭方田，陳子雯，高晨軒，鄭家鴻，呂賢彬，盧小良，2

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣州510642；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)南方草業(yè)中心，廣州510642）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活的改善，人們的飲食中攝入肉、蛋、乳等高能量的食品比例過(guò)高，造成了富貴病大幅躍升，食品行業(yè)及消費(fèi)者本身，都非常期待出現(xiàn)一類營(yíng)養(yǎng)更均衡、品質(zhì)更安全、食用更方便的食品，以改善越來(lái)越失衡的膳食結(jié)構(gòu)，提升國(guó)民的營(yíng)養(yǎng)健康水平[1]。草類飲品材料天然健康，營(yíng)養(yǎng)豐富，既符合現(xiàn)代人們對(duì)健康的追求，同時(shí)草粉沖劑的便捷能滿足人們快節(jié)奏的生活。因此草粉研究發(fā)展是未來(lái)有潛力的發(fā)展方向。

目前紫色象草研究大多是作為能源草方向和牧草方向，而將其草作為草粉沖劑飲料的研究報(bào)告相對(duì)較少，本實(shí)驗(yàn)將以此為基點(diǎn)進(jìn)行研究，著重對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于柱花草和大麥等禾本科植物也是目前用以研制植物飲料的熱門(mén)材料，因此將這些材料與紫色象草分別進(jìn)行了同類分析，深入的了解和認(rèn)識(shí)它們的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，幫助以紫色象草和柱花草為原料配制的飲料的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)，同時(shí)拓寬紫象草的利用途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

紫色象草 （Pennisetum purpureum schumabcv.Red）、柱花草 （Stylosanthes guianensias SW.），均取材于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)增城寧西試驗(yàn)基地，N 23°14′，E 113°38′， 屬亞熱帶季風(fēng)氣候。樣品采集時(shí)間為2014年7月份，采樣方法為隨機(jī)采集植株的葉片部分。

青汁大麥若葉粉沖劑：為日本進(jìn)口植物飲料沖劑，于市場(chǎng)渠道購(gòu)買(mǎi)。以下簡(jiǎn)稱青汁粉。在日本，此產(chǎn)品已獲得日本健康協(xié)會(huì)認(rèn)定的健康食品的標(biāo)志[2]。

草混合粉：將紫色象草和柱花草草粉按質(zhì)量1:1均勻混合所得到。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將新鮮的1.1材料于70℃烘箱烘72小時(shí)后，粉碎過(guò)80目篩，制作成風(fēng)干樣品。

詳細(xì)測(cè)定紫色象草、柱花草、草混合粉以及青汁粉中各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)成分，包括蛋白質(zhì)、纖維素、花青素、脂肪、胡蘿卜素等含量。

通過(guò)以上幾種草粉的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量比較分析以及草混合粉毒性分析得出草粉沖劑研制可行性報(bào)告。

1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.3.1 蛋白質(zhì) 凱氏定氮法

(1)試樣消煮：稱取1g試樣倒入消煮管中，加混合催化劑然后加15ml濃硫酸。在消煮爐中先用小火200℃消煮20分鐘，然后420℃消煮3小時(shí)至澄清藍(lán)綠色。

(2)蒸餾：使用凱氏定氮儀。先注堿，再蒸餾。

(3)滴定：在酸式滴定管中加入配好的鹽酸進(jìn)行滴定，直至溶液由藍(lán)色變?yōu)榛壹t色，記錄下所用鹽酸的量。

(4)結(jié)果計(jì)算：V×N×0.014×6.25×100∕W（V為鹽酸用量N為鹽酸濃度W為樣品質(zhì)量）

1.3.2 纖維素

纖維素含量在范氏法 （VanSoest）的基礎(chǔ)上使用改進(jìn)的濾袋分析法 （ANKOMA200i北京）測(cè)定。

1.3.3 花青素 香草醛—鹽酸法[3]

將待測(cè)液配制成0.1g/L的甲醇溶液，取其1ml移入10ml試管內(nèi)，做5個(gè)平行，依次加入6ml濃度為4%的香草醛甲醇溶液和3ml濃鹽酸，加蓋搖勻，在300℃±10℃避光條件下反應(yīng)15分鐘后，于500nm處測(cè)其吸光度，以甲醇代替樣品溶液作為空白對(duì)照。用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出樣品的原花青素含量。

1.3.4 脂肪

脂肪含量按GB/T6433-2006測(cè)定，測(cè)定儀器為SZF-06A型技術(shù)脂肪測(cè)定儀。

1.3.5 胡蘿卜素

葉黃素、胡蘿卜素的測(cè)定采用美國(guó)公職分析化學(xué)家協(xié)[4]提供的官方分析方法。先用提取劑提取色素，用熱皂化去除葉綠素，再利用色譜柱進(jìn)行總胡蘿卜素、總?cè)~黃素的分離洗脫，然后用日本津UV-2501PC分光光度計(jì)，在453nm波長(zhǎng)下測(cè)定β-胡蘿卜素的吸光值，在445nm波長(zhǎng)下測(cè)定總?cè)~黃素的吸光值[5]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel2007和SPSS11.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 營(yíng)養(yǎng)成分分析與評(píng)價(jià)

以1.3試驗(yàn)方法為操作指導(dǎo)，測(cè)定出4種材料的營(yíng)養(yǎng)成分。通過(guò)表1可知，草混合粉營(yíng)養(yǎng)成分的理論值與實(shí)驗(yàn)值在誤差允許的范圍內(nèi)幾乎相等，由此可知兩種草粉混合并不影響各自的營(yíng)養(yǎng)成分的含量，因此可采用草粉混合的方法使其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)互補(bǔ)，從而使草粉沖劑富含更豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

如表1所示，紫色象草的花青素含量高達(dá)39.30%，與柱花草混合后仍然高達(dá)31.11%，高于青汁粉5個(gè)百分點(diǎn)左右。草混合粉的蛋白質(zhì)與脂肪含量與青汁粉含量相當(dāng)，分別在10%和11%左右波動(dòng)。而纖維素含量達(dá)到31.16%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于青汁粉的13.39%。

2.2 胡蘿卜素含量

紫色象草的胡蘿卜素含量畢竟有限，而柱花草胡蘿卜素含量豐富，有研究表明柱花草可用于草汁飲料的生產(chǎn)[6]。因此將兩種草粉混合，將有助于提高胡蘿卜素含量。以1.3.5試驗(yàn)方法測(cè)定其胡蘿卜素含量。

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確稱取β-胡蘿卜素對(duì)照品2.5mg置于25ml棕色容量瓶中，加正己烷20ml溶解，繼續(xù)加正己烷至刻度，搖勻。分別吸取0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50ml溶液置于25ml棕色容量瓶中加正己烷至刻度，以0.00ml為空白，在最適波長(zhǎng)453nm處測(cè)定吸收度。 （對(duì)應(yīng)的濃度0、2、4、6、8、10μg/ml）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線 （圖1）。

圖1 β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)曲線

葉黃素稱取2.5mg于25ml容量瓶，分別吸取0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00ml溶液置于25ml棕色容量瓶中加正己烷至刻度，以0.00ml為空白 （對(duì)應(yīng)的濃度0，4，8，12，16，20μg/ml），在445nm波長(zhǎng)下測(cè)其吸光度。 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線 （圖2）。

由圖1得出線性回歸方程y=0.596x-0.603，R2=0.999。

由圖2得出線性回歸方程y=0.460x-0.305，R2=0.980。

表1 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)成分含量

表2 草混合粉胡蘿卜素和葉黃素含量

圖2 葉黃素標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2.2 結(jié)果計(jì)算

將收集到的β-胡蘿卜素溶液葉黃素溶液定容，分別在453nm和445nm的波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，平行測(cè)定3次，取平均值。在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的葉黃素濃度，并算出其質(zhì)量[7]，得表2。

用日本津UV-2501PC分光光度計(jì)分別測(cè)得β-胡蘿卜素溶液葉黃素溶液的吸光度兩組數(shù)據(jù)，分別根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線查出含量 （μg/ml），因?yàn)閷?shí)驗(yàn)準(zhǔn)確稱取1g待測(cè)樣品，分離脫洗后定容至200ml，因此通過(guò)計(jì)算得出混合草粉中β-胡蘿卜素和葉黃素的含量分別是459.43μg/g和832.12μg/g，即為459.43mg/kg和832.12mg/kg。選取幾種日常食用[8]且葉黃素和β-胡蘿卜素含量都比較高的食物，如表3所示。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比之后，草混合粉的葉黃素和β-胡蘿卜素均高于一般蔬菜的水平。

2.3 毒性分析

紫色象草飼草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高[9]，可用于飼養(yǎng)牛、羊、魚(yú)、兔、鵝、鴕鳥(niǎo)等草食動(dòng)物。柱花草是世界上熱帶、亞熱帶地區(qū)最重要的最重要的放牧和刈割兼用型豆科牧草[10]。由此可知其對(duì)于動(dòng)物的可食性是安全的。在節(jié)糧型養(yǎng)魚(yú)迅速發(fā)展時(shí)期，若只給魚(yú)類投喂象草，不僅具有提高魚(yú)種成活率、降低養(yǎng)殖成本的優(yōu)勢(shì)，并且魚(yú)的肉質(zhì)鮮嫩，魚(yú)池的水質(zhì)清新，是名副其實(shí)的無(wú)污染綠色食品[11]。針對(duì)以上因素考慮，不含有危害人體健康的成分。但就種植而言，有必要對(duì)其潛在的土壤重金屬污染進(jìn)行測(cè)定分析，以確定其作為食品的安全性與可靠性。

經(jīng)過(guò)前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鎘元素對(duì)紫色象草和其他禾本科飼草的影響較明顯[12]，因此對(duì)兩種牧草取樣本單獨(dú)測(cè)定鎘含量。此實(shí)驗(yàn)由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院老師完成，并提供相應(yīng)研究數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，紫色象草的葉部鎘含量為0.0269mg/kg，柱花草的鎘含量為0.0373mg/kg，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn) （GB15201-94）規(guī)定，雜糧的鎘含量應(yīng)≤0.05mg/kg，紫色象草的鎘含量在安全值得范圍內(nèi)，因此并不會(huì)危害人體健康，可以放心食用。

3 討論

基于表1數(shù)據(jù)繪制出營(yíng)養(yǎng)成分比較表，對(duì)幾種草粉的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的比較，分別討論紫色象草、柱花草以及草混合粉的營(yíng)養(yǎng)和功效。

3.1 紫色象草

紫色象草中纖維素含量較其它三者高，食物纖維具有含水膨脹、增加便量、刺激腸壁、吸附膽固醇、膽酸等有毒物質(zhì)、促進(jìn)排泄的功效。纖維素可以使消費(fèi)者獲得飽腹感，有助控制體重。亦可以分解脂肪，研究表明多食纖維素比較多的食物可以起到治療糖尿病、降壓、減肥治療肥胖癥、治療便秘等功效。紫色象草的花青素含量明顯高于其它幾種草粉。花青素具有很強(qiáng)的抗氧化活性，是一種優(yōu)良的天然抗氧化劑和自由基清除劑[13]，能夠減少冠心病、癌癥和腦血管疾病的發(fā)病幾率[14]。與其它抗氧化劑不同，花青素有跨越血腦屏障的能力，可以直接保護(hù)大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)?；ㄇ嗨剡€能夠增強(qiáng)血管彈性，改善循環(huán)系統(tǒng)和增進(jìn)皮膚的光滑度，抑制炎癥和過(guò)敏，改善關(guān)節(jié)的柔韌性。

表3 常見(jiàn)蔬菜中葉黃素和β-胡蘿卜素含量

3.2 柱花草

蛋白質(zhì)是組成人體一切細(xì)胞組織最重要的成分，同時(shí)也是參與人體各種生命活動(dòng)的重要物質(zhì)。人們多數(shù)通過(guò)攝入動(dòng)物蛋白來(lái)滿足身體蛋白需求，但同時(shí)又給身體造成了高脂肪的負(fù)擔(dān)，相比之下，植物蛋白是最佳的輔助選擇。柱花草的蛋白質(zhì)含量是4種草粉中最高的，達(dá)到11.97%，而且脂肪的含量均在較低的水平上下浮動(dòng)，柱花草是補(bǔ)充蛋白的不錯(cuò)選擇。柱花草中富含胡蘿卜素[6]，胡蘿卜素中含有大量的β-胡蘿卜素和葉黃素，其中β-胡蘿卜素?cái)z入人體消化器官后，可以轉(zhuǎn)化成維生素A。可以維持眼睛和皮膚的健康，改善夜盲癥、皮膚粗糙的狀況，有助于身體免受自由基的傷害；葉黃素具有保護(hù)視力、抗氧化、降低白內(nèi)障的發(fā)生率、延緩動(dòng)脈硬化和抗癌的作用。

3.3 草混合粉

由2.1的結(jié)果可知，兩種草粉的簡(jiǎn)單混合并不影響各自的營(yíng)養(yǎng)成分。由圖2所示，草混合粉的花青素含量依然相當(dāng)顯著，蛋白質(zhì)、纖維素和脂肪維持原有水平。并且由2.2.2可知，草混合粉的胡蘿卜素含量也遠(yuǎn)高于一般水平。綜上所述，草混合粉把紫色象草富含花青素與纖維素的特性與柱花草富含β-胡蘿卜素和葉黃素的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，使草混合粉營(yíng)養(yǎng)更加均衡全面，十分有利于人體的營(yíng)養(yǎng)健康。

青汁大麥若葉粉沖劑飲料已經(jīng)在日本等發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)銷(xiāo)售且市場(chǎng)反響良好，而該實(shí)驗(yàn)的草混合粉所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)種類和數(shù)量都高于青汁大麥若葉粉沖劑飲料。且具有相當(dāng)?shù)目旖菪裕苯記_水即可飲用。因草粉中含有很多活性成分會(huì)因加熱而降低功效，所以建議用50℃以下的溫涼開(kāi)水沖調(diào)，或用酸奶、豆?jié){、牛奶、果汁等各種飲品代替水沖飲，亦可添加蜂蜜、奶精等調(diào)味飲用。

4 結(jié)論

近年來(lái)，人們對(duì)健康營(yíng)養(yǎng)的追求日益增加，健康消費(fèi)的理念深入人心，促使市場(chǎng)消費(fèi)需求發(fā)生許多變化，飲料正在向天然原料、新鮮口感方向發(fā)展。目前，市場(chǎng)上果汁，碳酸飲料等飲品琳瑯滿目，但是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)鮮見(jiàn)草類飲品，可見(jiàn)草類飲品市場(chǎng)是未開(kāi)拓的，非常有潛力的。該文對(duì)紫色象草和柱花草營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與毒性進(jìn)行了初步的檢測(cè)分析，結(jié)論表明草混合粉營(yíng)養(yǎng)豐富，作為飲品研發(fā)推廣的初步設(shè)想是可行的。相信日后草粉飲料在我國(guó)飲料市場(chǎng)上必能分得一杯羹。