加工方式對(duì)葛仙米營養(yǎng)成分的影響

梅 邢，汪 瓊，田 瑞，程 超*

(1.湖北民族學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 恩施，445000；2.湖北民族學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 恩施，445000；3.風(fēng)濕性疾病發(fā)生與干預(yù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 恩施，445000)

加工方式對(duì)葛仙米營養(yǎng)成分的影響

梅 邢1，汪 瓊2，田 瑞3，程 超1*

(1.湖北民族學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 恩施，445000；2.湖北民族學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 恩施，445000；3.風(fēng)濕性疾病發(fā)生與干預(yù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 恩施，445000)

以葛仙米為原料，重點(diǎn)研究電磁爐、微波爐、高壓鍋三種處理方式對(duì)葛仙米營養(yǎng)成分的影響.結(jié)果表明經(jīng)過三種不同方式處理后，常規(guī)成分水分、灰分、脂肪、酸度、總蛋白、總糖和還原糖含量均減少，微波、電磁爐和高壓鍋三種加工方式處理的葛仙米中必需氨基酸保留率高，分別達(dá)到90.91%、91.22%和97.31%，但是加工方式會(huì)改變葛仙米單糖組成，經(jīng)過處理后原樣中的甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖消失，產(chǎn)生了半乳糖醛酸.

葛仙米； 營養(yǎng)成分； 加工方式

葛仙米(NostocsphaeroidsKüting)為擬球狀念珠藻，屬藍(lán)藻綱念珠藻科，附生于水田中.作為一種高蛋白，高營養(yǎng)的物質(zhì)，其營養(yǎng)成分的分析早有研究[1-3].《藥性考》記載：“(葛仙米)消神解熱，痰火能療，且久服延年.”《全國中草藥匯編》記載：葛仙米性寒、味淡，可以清熱、收斂、益氣、明目和能治療夜盲癥、脫肛以及外用可治療燒傷、燙傷等疾病[4-5]，《本草綱目》贊葛仙米為“肥絕佳食”.

大多數(shù)食品經(jīng)過加熱烹調(diào)后才能食用，不同的烹調(diào)加工方式由于其加熱途徑不同，對(duì)食品的營養(yǎng)及風(fēng)味影響較大，目前關(guān)于這方面的研究主要集中在食用菌、糧食制品、水產(chǎn)品、肉制品等方面[6-9].葛仙米由于其豐富的食療價(jià)值從而得到了極大的推廣，產(chǎn)品主要有干制品、湯品等，其中以它作為原料制作湯品在酒店烹飪中已比較普遍，同時(shí)關(guān)于烹調(diào)加工對(duì)葛仙米營養(yǎng)成分的影響未見報(bào)道.因此本文主要采用目前較普遍使用的三種加工方式對(duì)葛仙米進(jìn)行處理，研究不同處理組中葛仙米營養(yǎng)成分的變化，以期為葛仙米的工業(yè)化生產(chǎn)及餐飲服務(wù)提供基礎(chǔ)參考.

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

葛仙米：購于湖北恩施享買樂超市，粉碎密封保存?zhèn)溆?

1.2試驗(yàn)試劑

石油醚,鄰苯二甲酸氫鉀,氫氧化鈉，酚酞，硫酸銅，硫酸鉀，硼酸，鹽酸，硫酸，甲基紅，溴甲酚綠，無水葡萄糖，苯酚，無水乙醇，三氯甲烷，PMP，葡糖糖醛酸，半乳糖醛酸，以上試劑均為分析純， 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；三氟乙酸 (HPLC 99.5%)，Xiya Reagent公司；葡萄糖，巖藻糖，美國sigma公司；半乳糖，甘露糖，鼠李糖， 阿拉伯糖，德國Dr.Ehrenstorfer公司.

1.3試驗(yàn)儀器

GZX-9140 MBE電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；SX-8-10型箱式電阻爐控制箱，天津市泰斯特儀器有限公司；SIF-06A 脂肪測定儀，浙江托普儀器有限公司；UDK159全自動(dòng)凱式定氮儀，意大利VELP；DL-5-B 低速大容量離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；TU-1901 雙光束紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；P680 ALPG高效液相色譜儀，日本戴安.

1.4試驗(yàn)方法

1.4.1 不同加工方式葛仙米樣品的制備 稱取2.00 g葛仙米加100 mL水于電磁爐上加熱，先用大火煮沸，再小火熬制30 min冷卻后過濾去除固形物，冷凍干燥即得電磁爐處理的葛仙米樣品.

稱取2.00 g葛仙米加100 mL水封口于高壓鍋中在115℃加熱15 min，冷卻后過濾去除固形物，冷凍干燥即得高壓鍋處理的葛仙米樣品.

稱取2.00 g葛仙米加100 mL水于微波爐中加熱，在功率704 W下加熱5 min，注意防止暴沸，冷卻后過濾去除固形物，冷凍干燥即得微波爐處理的葛仙米樣品.

1.4.2 常規(guī)成分測定 水分含量的測定、灰分含量測定、粗脂肪含量測定、酸度測定見參考文獻(xiàn)[10]，總蛋白含量測定：凱式定氮法[11].

1.4.3 氨基酸含量測定 GB/T18246-2000[12]，由國家飼料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測.

1.4.4 總糖測定：苯酚硫酸法[13]分別配制葡萄糖質(zhì)量濃度為20～100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入1 mL 9%苯酚溶液，在加入5 mL濃硫酸，搖勻，室溫放置30 min，測定485 nm波長吸光度值.以葡糖糖含量(μg)為橫坐標(biāo)，A485為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，擬合得葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.007 5x+0.016 2，R2=0.997 8.

樣品中總糖的提取與測定：準(zhǔn)確稱取0.1 g原樣和三種不同處理的葛仙米樣品，加入5 mL蒸餾水，用塑料薄膜封口，在沸水浴中分別提取2次，每次30 min，紗布過濾，收集濾液于25 mL容量瓶中，定容.取10 mL提取液加蒸餾水定容至50 mL，吸取0.5 mL已稀釋的提取液于試管中，加入1.5 mL蒸餾水，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線的方法進(jìn)行總糖含量測定.

1.4.5 還原糖含量測定 斐林試劑滴定法[10].稱取1 g葛仙米原樣，10 g三種處理的葛仙米樣品，加水溶解，50℃下加熱20 min，過濾定容至50 mL.其中，取葛仙米原樣樣液1 mL定容至50 mL，三種處理的葛仙米樣品1 mL定容至250 mL，按照斐林試劑滴定法測定還原糖含量.

式中：V0:斐林試劑標(biāo)定值(mL)；V:樣品糖液測定值(mL)；n:稀釋倍數(shù)；w:樣品質(zhì)量(g).

1.4.6 葛仙米多糖的單糖組成分析

1.4.6.1 葛仙米多糖的提取 取原樣和不同加工處理后的葛仙米樣品，料水比為1∶50，90 ℃水浴提取4 h，4 000 r/min離心15 min，取上清液濃縮后加無水乙醇使乙醇濃度達(dá)60%，醇沉24 h，4 000 r/min離心15 min，收集沉淀，真空冷凍干燥得葛仙米粗多糖，保存?zhèn)溆?

1.4.6.2 標(biāo)準(zhǔn)單糖的衍生化及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 配制濃度為20 mmol/L的八種單糖(甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、巖藻糖)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，再分別稀釋成摩爾濃度為1、2、3、4、5 mmol/L的梯度混合標(biāo)準(zhǔn)液.分別取50 μL不同摩爾濃度梯度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，各加50 μL 0.6 mol/L的NaOH溶液，置于5 mL具塞試管中，混勻；再加100 μL 0.5 mol/L的PMP甲醇溶液，漩渦混勻，在70 ℃的烘箱中避光反應(yīng)100 min，取出避光放置10 min冷卻至室溫，加100 μL 0.3 mol/L的鹽酸中和，加水至2 mL，再加等體積的氯仿，振搖，靜置，棄去氯仿相，如此萃取3次.將水相用0.45 μm微孔膜過濾后供HPLC分析[14-15].

1.4.6.3 葛仙米多糖的水解及衍生化 稱取0.05 g干燥后葛仙米多糖，定容至10 mL.吸取50 μL多糖樣液于安瓿瓶中，再加入100 μL的4 mol/L三氟乙酸，然后充氮?dú)夥夤?在115 ℃烘箱中水解4 h，取出冷卻后，用移液槍轉(zhuǎn)移樣液至5 mL離心管，加100 μL甲醇沖洗轉(zhuǎn)移至離心管，后加200 μL甲醇繼續(xù)吹干(重復(fù)兩次).取吹干的離心管，加入50 μL超純水、50 μL 0.6 mol/L NaOH、100 μL 0.5 mol/L PMP，搖勻，于70 ℃水浴鍋中水浴80 min.取出避光放置10 min冷卻至室溫，然后按照1.4.6.2方法進(jìn)行中和、萃取、過膜，進(jìn)行HPLC分析.

1.4.6.4 HPLC分析條件 色譜條件：ZORBAX Eclipse C18色譜柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流動(dòng)相： A液：0.1 mol/L的pH 6.7磷酸鉀鹽緩沖液，B液：乙腈，梯度洗脫0～25 min，A-B體積比83.2∶16.8，25～36 min；柱溫：30 ℃；檢測波長：250 nm；流速：1 mL/min；進(jìn)樣體積：20 μL[14-15].

2 結(jié)果與分析

2.1葛仙米常規(guī)成分含量測定

灰分是標(biāo)示食品中礦物質(zhì)總量的一項(xiàng)指標(biāo)，與水分、脂肪、蛋白質(zhì)一起為食品中的五大營養(yǎng)素，決定了食物的品質(zhì)，此外酸度對(duì)食品口感和化學(xué)成分的變化會(huì)產(chǎn)生一定影響，因此了解加工方式對(duì)這些常規(guī)營養(yǎng)成分或基本營養(yǎng)成分的影響，對(duì)選擇合適的加工方法具有重要意義.具體結(jié)果見表1.

表1 加工方式對(duì)葛仙米中常規(guī)營養(yǎng)成分含量的影響

由表1可知，葛仙米經(jīng)過加工處理后，常規(guī)成分如水、灰分、脂肪、酸度和總蛋白含量均有不同程度的下降，尤其是總蛋白含量下降幅度非常大.可能是基于兩方面的原因：一是在不同加工方式的葛仙米樣品制備過程中進(jìn)行了過濾操作，有些葛仙米片狀物被濾出，從而導(dǎo)致常規(guī)營養(yǎng)成分均有所下降；二是在不同加工處理中，蛋白質(zhì)和糖類物質(zhì)等發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)生成了其它成分，通過表3的總糖和還原糖含量變化也可看出.

2.2加工方式對(duì)葛仙米氨基酸含量的影響

蛋白質(zhì)是以氨基酸為基本單位的生物大分子，衡量蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的高低與優(yōu)劣，通常是以所含氨基酸特別是人體必需氨基酸的種類和含量為依據(jù)[16],具體氨基酸檢測結(jié)果見表2.

從表2可看出，在檢測的氨基酸中，不同加工方式導(dǎo)致葛仙米中氨基酸總量和必須氨基酸總量均會(huì)有所下降.可能是由于一部分氨基酸在熱處理過程發(fā)生Strecker降解或Maillard褐變反應(yīng)[17]；另外也可能是因?yàn)闊崽幚碓斐砂被峤Y(jié)構(gòu)殘基變化[18-19],但是具體的變化機(jī)理尚需進(jìn)一步探索.電磁爐和微波爐熱處理導(dǎo)致葛仙米中氨基酸和必需氨基酸總量保留率為91.7%、89.0%、91.2%、90.9%，相對(duì)高壓鍋處理組而言，氨基酸總量和必需氨基酸總量保存率為原樣的96.9%和97.3%.因此高壓鍋處理的葛仙米較其它兩種方式能更好的保留葛仙米的氨基酸.

表2 加工方式對(duì)葛仙米的氨基酸含量的影響

續(xù)表2

氨基酸種類不同處理方式的氨基酸含量/%原樣高壓鍋處理電磁爐處理微波爐處理甘氨酸1．491．461．421．35丙氨酸1．761．741．701．56纈氨酸?1．751．711．571．58蛋氨酸?0．250．190．180．19異亮氨酸?1．511．381．241．30亮氨酸?1．711．681．571．56酪氨酸0．640．640．620．22苯丙氨酸?1．341．351．291．26賴氨酸?0．970．940．860．86組氨酸0．350．340．280．35精氨酸1．681．651．511．53脯氨酸0．850．740．700．66必需氨基酸總量9．689．428．838．80必需氨基酸保留率/%97．3191．2290．91氨基酸總量23．7323．0021．7621．11氨基酸保留率/%96．9291．7088．96

注：*：人體必需氨基酸，氨基酸保留率(%)=不同加工處理的葛仙米氨基酸含量/葛仙米原樣含量×100，以下多糖和還原糖保留率與此相同.

2.3加工方式對(duì)葛仙米總糖、還原糖和單糖組成的影響

2.3.1 加工方式對(duì)葛仙米總糖和還原糖含量的影響 葛仙米中富含多糖類物質(zhì)，糖類和蛋白質(zhì)類物質(zhì)在加工過程中非常容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而對(duì)葛仙米加工產(chǎn)品的風(fēng)味和色澤產(chǎn)生影響，加工方式對(duì)葛仙米總糖和還原糖含量的影響見表3.

表3 加工方式對(duì)葛仙米中總糖和還原糖含量的影響

由表3可看出，高壓鍋處理的葛仙米總糖保留率達(dá)到97.26%，可能是因?yàn)樵诟邏鹤饔孟?，葛仙米?xì)胞壁容易被破壞，從而使糖類物質(zhì)釋放出來；但高壓鍋處理組的還原糖含量卻大幅下降，保留率僅僅有12.07%，可能由于還原糖的降解與美拉德反應(yīng)受加工方式的影響不同[20].

2.3.2 加工方式對(duì)葛仙米單糖組成的影響 葛仙米單糖組成復(fù)雜，加工過程降解、構(gòu)型轉(zhuǎn)換、參與化學(xué)反應(yīng)的速度和程度不同，因此本部分重點(diǎn)測定了不同加工方式葛仙米單糖組成變化，結(jié)果見圖3.圖3 A混標(biāo)色譜圖中，1～8號(hào)色譜峰分別對(duì)應(yīng)甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、巖藻糖.

A混標(biāo)，B電磁爐，C高壓鍋，D微波爐圖3 三種不同樣品及混標(biāo)的HPLC分析圖譜Fig.3 Three different samples and mixed mark HPLC analysis

葛仙米單糖組成比較復(fù)雜，根據(jù)前期研究，目前能明確的葛仙米單糖為甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖，其物質(zhì)的量比甘露糖∶葡萄糖醛酸∶葡萄糖∶半乳糖∶阿拉伯糖為1∶1.12∶3.24∶1.72∶1.21[15].單糖的具體的組成可通過保留時(shí)間確定[21]，根據(jù)3種樣品的HPLC色譜峰的保留時(shí)間和混標(biāo)的HPLC色譜對(duì)比分析，得到3種樣品的HPLC分析結(jié)果，見表4.

表4 三種樣品的HPLC分析結(jié)果

根據(jù)表4可以看出，經(jīng)過加工處理后，原樣中的甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖未檢測出來，加工處理后的樣品中檢測出了半乳糖醛酸，尤其是在電磁爐處理組出現(xiàn)了原樣中尚在驗(yàn)證的單糖——鼠李糖，原樣含量較高的單糖是葡萄萄糖醛酸，而加工處理后主體單糖為半乳糖，葡萄糖和半乳糖為差向異構(gòu)體，是不是加工處理過程中導(dǎo)致葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)榘肴樘巧杏写谶M(jìn)一步驗(yàn)證.

3 結(jié)論

葛仙米經(jīng)過電磁爐、微波爐、高壓鍋3種方式加工處理后，其常規(guī)成分水分、灰分、脂肪、酸度、總蛋白、總糖和還原糖含量均發(fā)生不同程度的減少，主要原因可能是因?yàn)?種處理方式均不能使葛仙米全部處于融溶狀態(tài)，因此制樣過程中會(huì)產(chǎn)生微量損失；其次最主要原因是在3種加工方式中，均使一些成分如蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類物質(zhì)發(fā)生降解或其他的化學(xué)反應(yīng)，從而使其含量降低.微波、電磁爐和高壓鍋3種加工方式處理的葛仙米中必需氨基酸保留率高，分別達(dá)到90.91%、91.22%和97.31%，但是加工方式會(huì)改變葛仙米單糖組成，經(jīng)過處理后原樣中的甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖消失，產(chǎn)生了半乳糖醛酸，實(shí)驗(yàn)主要采用了HPLC進(jìn)行單糖組成測定，主要依據(jù)是根據(jù)HPLC分析軟件按照標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間確定每種樣品的單糖組成，因此一些保留時(shí)間比較接近的單糖尚需通過HPLC-MS等進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證.

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責(zé)任編輯：高山

EffectofProcessingMethodsonTheNutritionalComponentsofNostocsphaeroidesKüting

MEI Xing1,WANG Qiong2,TIAN Rui3,CHENG Chao1*

(1.College of Biological Science and Technology,Hubei University for Nationalities,Enshi 44500,China; 2.School of Chemistry amp; Environmental Engineering,Hubei University for Nationalities,Enshi 44500,China; 3. Hubei Provincial Key Laboratory of Occurrence and Intervention of Rhumatic Diseases,Enshi 44500,China)

Taking theNostocsphaeroidesKüting as raw material,this paper studied the effect of using induction cooker,microwave oven and pressure cooker on its nutritional components.The results were as follows:The contents of conventional composition such as water,fatty acids,acids,total protein,total and reducing sugar all decreased after theNostocsphaeroidesKüting was cooked by three processing methods,but the retention rate of essential amino acids were higher,and the retention rate was 90.91%,91.22% and 97.31% respectively afterNostocsphaeroidesKüting was cooked bythe three methods. However,the processing methods changed the monosaccharide composition of polysaccharide fromNostocsphaeroidesKützing,and the manose,glucurionic acid and glucose disappeared,while the galactolic acid appeared afterNostocsphaeroidesKützing was cooked by the three processing methods.

NostocsphaeroidesKüting;nutrients;processing methods.

2017-07-26.

湖北省自然科學(xué)基金(2014CFB611).

梅邢(1994-)，男，碩士生，主要從事林特食品加工與開發(fā)的研究；*

：程超(1976-)，女，博士,教授，主要從事食品化學(xué)及資源開發(fā)的研究.

1008-8423(2017)04-0374-05

10.13501/j.cnki.42-1569/n.2017.12.004

TS201.2

A