不同種類的沙棘果渣營養(yǎng)成分及抗氧化活性研究

（鄭州旅游職業(yè)技術(shù)學(xué)院烹飪食品系，河南鄭州450000）

沙棘為多年生落葉灌木或小喬木，是一種喜光、耐水、耐旱、生長性極好的小漿果植物，多為橘黃色或橘紅色，地理分布很廣，在東經(jīng) 2°～123°，北緯 27°～69°之間，跨歐亞兩洲溫帶地區(qū)，分為6個種和12個亞種。我國是沙棘屬植物分布區(qū)面積最大，種類最多的國家。目前在山西、陜西、內(nèi)蒙古、河北、甘肅、寧夏、遼寧、青海、四川、云南、貴州、新疆、西藏等19個省和自治區(qū)都有分布，總面積達1 800萬畝[1-2]。我國現(xiàn)有的野生或種植的沙棘品種主要有，亞種沙棘，分布面積最大，占我國沙棘資源面積的80%以上，主要分布在黃河中游地區(qū)；西藏沙棘，主要分布在青藏高原；蒙古沙棘，主要分布在新疆的天山以北；柳葉沙棘，主要分布在西藏東南部；云南沙棘，主要分布在云貴高原等地區(qū)；江孜沙棘，主要分布在四川西部，青藏高原東部等。沙棘的廣泛栽植不僅能夠防風(fēng)固沙、保持水土，有利于生態(tài)環(huán)境的保護，更重要的是由于其含有豐富的維生素、多糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、微量元素等營養(yǎng)成分以及黃酮類、甾體類化合物、原花青素、三萜烯類、鞣質(zhì)、5-羥色胺等生物活性物質(zhì)，具備藥食同源的特性，在保健品、食品等開發(fā)研究方面得到廣泛重視[3-5]。

沙棘果渣是沙棘果榨汁后的副產(chǎn)品，除了少部分被用作動物飼料外，大部分都被丟棄，經(jīng)細菌分解后腐爛產(chǎn)生難聞的氣味，不僅污染環(huán)境，更造成資源的極大的浪費[6]。經(jīng)研究表明，沙棘果渣中依舊含有多種必需氨基酸和微量元素，黃酮的含量甚至?xí)哌^沙棘汁和沙棘油中的黃酮[7-8]，且不同品種的沙棘果渣由于受到地理環(huán)境、后期培育、基因等因素的影響，他們在基本營養(yǎng)成分，礦物質(zhì)元素，和總黃酮的含量方面都表現(xiàn)出顯著地差異。近年來，黃酮作為優(yōu)良的天然抗氧化劑，降低了合成抗氧化劑的潛在毒副作用的風(fēng)險，且在抗氧化和自由基清除能力方面展現(xiàn)出卓越的優(yōu)勢，黃酮作為高效的天然抗氧化劑已成為人們研究的熱點之一[9]。裴軼琨利用高壓脈沖電場作用沙棘果皮渣，以提高其總黃酮含量[10]，羅麗等分析了沙棗與沙棘果實乙醇提取物抗氧化性的差異[11]。目前，有關(guān)不同品種沙棘果渣營養(yǎng)成分及抗氧化性分析的研究鮮見報道，鑒于此，本文主要選取我國境內(nèi)的幾個品種的沙棘，對其果渣的營養(yǎng)成分及抗氧化能力進行分析評價，以期為開發(fā)新的天然抗氧化劑和合理利用沙棘果渣資源提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

沙棘果渣：鄭州市澳瑪生物科技有限公司，品種為：亞種沙棘、西藏沙棘、蒙古沙棘、柳葉沙棘、云南沙棘、江孜沙棘；DPPH、蘆丁標(biāo)準品：美國sigma公司；無水甲醇、無水乙醇、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋁、水楊酸：分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

101-3ABS型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：北京市永光明醫(yī)療器械廠；FW-100高速萬能粉碎機：北京中興偉業(yè)儀器有限公司；2300全自動凱氏定氮儀：瑞典FOSS公司；835-50型高速氨基酸分析儀：日本Hitachi公司；Optima 2100DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀：美國PE公司；MARS6型消化萃取儀：美國CEM公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 沙棘果渣樣品制備

6個品種沙棘果渣用清水沖洗表面洗去果渣上的浮色，烘干后，置于粉碎機中粉碎30 s，過60目篩，收集后置于4℃冰箱備用。

1.3.2 基本營養(yǎng)成分測定

沙棘果渣營養(yǎng)成分測定以國標(biāo)為準，GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準食品中蛋白質(zhì)的測定》；GB 5009.9-2016《食品安全國家標(biāo)準食品中淀粉的測定》；GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準食品中脂肪的測定》；GB 5009.3-2016《食品安全國家標(biāo)準食品中水分的測定》；GB 5009.4-2016《食品安全國家標(biāo)準食品中灰分的測定》；GB 5009.88-2014《食品安全國家標(biāo)準食品中膳食纖維的測定》。

1.3.3 礦物質(zhì)元素測定

根據(jù)已報道文獻做少許修改，步驟如下：分別稱取6個品種的沙棘果渣0.5 g放入消化管中，加入硝酸∶雙氧水=4∶1（體積比）混合液體10 mL在消化儀中消化[12]，消化完全后用超純水定容到25 mL待用。吸取微量樣品消化液到電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，分析樣品中礦物質(zhì)元素的含量。

1.3.4 氨基酸的測定及評價

使用835-50型高速氨基酸分析儀測定6個品種沙棘果渣中氨基酸含量。

1.3.5 沙棘果渣提取液制備、總黃酮的測定及抗氧化性分析

分別稱取定量的6個品種沙棘果渣于50 mL的離心管中，加入含0.1%鹽酸的70%甲醇-水混合液40 mL，在超聲波清洗儀中反應(yīng)30 min，于離心機中離心（8 000 r/min）3 min，收集上清液，再次用 40 mL 的含0.1%鹽酸的70%甲醇-水混合液溶解沉淀，重復(fù)上述步驟。合并2次提取液，放在4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.5.1 沙棘果渣總黃酮含量測定

依據(jù)AlCl3比色法[13]測定。

1.3.5.2 DPPH自由基的清除能力評價

DPPH自由基清除能力根據(jù)已報道文獻做少許修改，步驟如下[14]，吸取2 mL的沙棘果渣提取液與2 mL，70%甲醇，1 mL 0.5 mmol/L新鮮配制的DPPH無水乙醇溶液于比色管中，混勻，暗處放置30 min，于517 nm波長處測定吸光度A。樣品對照組（A1）用無水乙醇代替DPPH無水乙醇溶液，用70%甲醇代替樣品提取液作為模型對照組（A2），并按下式計算黃酮對DPPH自由基清除率

1.3.5.3 羥基自由基的清除能力評價

·OH清除能力的測定方法根據(jù)已發(fā)表文獻做少許修改[15]，取2 mL沙棘果渣提取液，依次加入2 mL 6 mmol/LFeSO4，2mL6mmol/LH2O2，混勻后靜置 10min，再加入2 mL 6 mmol/L水楊酸，混勻，靜置30 min，在波長510 nm處測其吸光度（A），用等體積的蒸餾水代替水楊酸時的吸光度（A1）?？瞻讓φ战M以蒸餾水代替黃酮溶液吸光度（A2）。計算黃酮對羥自由基的清除率

1.4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析結(jié)果均采用OriginPro 8.6專業(yè)軟件來處理，試驗數(shù)據(jù)均表示為平均值±標(biāo)準偏差（means±standard deviation）。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營養(yǎng)成分分析

6個品種沙棘果渣基本營養(yǎng)成分見表1。

表1 6個品種沙棘果渣基本營養(yǎng)成分Table 1 Basic nutritional components of six sea buckthorn fruit residue %

由表1可知，6個品種的沙棘果渣基本營養(yǎng)成分的含量（以干物質(zhì)計算）存在不同程度的差異，6個品種的沙棘果渣蛋白質(zhì)含量在（13.68±0.54）%～（19.47±0.27）%之間，脂肪含量在（15.74±0.14%～19.53±0.08%）之間，水分含量在（9.69±0.53）%～（15.96±0.48）%之間，灰分含量在（5.15±0.12）%～（9.98±0.32）%之間，粗纖維的含量在（37.80±0.45）%～（43.09±0.58）%之間。這是由于基因、營養(yǎng)、氣候和地理環(huán)境的不同，同一物種的不同品種之間也會存在較大差異。

2.2 礦物質(zhì)元素分析

礦物質(zhì)元素是機體的重要組成部分，一方面維持著細胞內(nèi)外的滲透壓與機體的酸堿平衡，另一方面參與機體的各種生命活動。6個品種的沙棘果渣礦物質(zhì)元素的含量見表2。

表2 6個品種的沙棘果渣礦物質(zhì)元素的含量Table 2 Content of mineral element from six sea buckthorn fruit residue ×10-2mg/g

表2展示了6個品種沙棘果渣含有幾種主要的礦物質(zhì)元素。鈣離子是構(gòu)成骨骼和牙齒的主要成分；鐵離子輸送氧氣，促進血紅蛋白的合成；磷元素核酸、蛋白質(zhì)、磷脂的主要組成成分；錳離子是軟骨生長的輔助因子，亦可促進鈣的吸收；鋅離子是促進機體生長和組織再生的催化劑、且對免疫力的提高其關(guān)鍵性作用。由表2可知亞種沙棘果渣中鈣離子、鐵離子和錳離子的含量分別達到2.443、0.115、0.014 6 mg/g，為6個品種中含量最高，此外磷元素和鋅離子的含量也在6個品種沙棘果排名靠前，因此亞種沙棘果渣品種可作為優(yōu)良的礦物質(zhì)補充劑。

2.3 氨基酸含量分析

人體所需氨基酸主要包括必需氨基酸（essential amino acid，EAA）和非必需氨基酸（nonessential amino acid，NEAA），而必需氨基酸必須從體外攝取，所以必需氨基酸的含量和構(gòu)成比例是評價蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的重要標(biāo)準，6個品種沙棘果渣中氨基酸的含量見表3。

表3 6個品種沙棘果渣中氨基酸的含量Table 3 The contents of amine acids from six sea buckthorn fruit residue %

由表3知，6個品種沙棘果渣中含有17種氨基酸（色氨酸未檢測），其中中國沙棘果渣中必需氨基酸的含量和構(gòu)成比例分別為2.88%和39.1%，為6個品種中含量和比例之最。聯(lián)合國糧農(nóng)組織（food and agriculture organization，F(xiàn)AO）/世界衛(wèi)生組織（world health organization，WHO）推薦的理想蛋白質(zhì)模式認為：蛋白質(zhì)氨基酸組成EAA/TAA[總氨基酸（total amine acids，TAA）]在40%以上，蛋白質(zhì)的質(zhì)量較好[16]。由此可見亞種沙棘果渣氨基酸組成接近理想蛋白模式。

2.4 蘆丁標(biāo)準曲線及總黃酮含量的測定

以蘆丁質(zhì)量濃度（X）為橫坐標(biāo)，吸光度波長在510 nm處（Y）為縱坐標(biāo)繪制蘆丁標(biāo)準曲線如圖1所示，蘆丁標(biāo)準曲線回歸方程為：Y=0.39X+0.045，R2=0.997，表明該標(biāo)曲在0.25 mg/mL～1.5 mg/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。

圖1 蘆丁標(biāo)準曲線Fig.1 Standard curve of rutin

6個品種沙棘果渣中總黃酮的含量見表4。

表4 6個品種沙棘果渣中總黃酮的含量Table 4 The content of total flavonoids from six sea buckthorn fruit residue %

由表4知，6個品種沙棘果渣總黃酮含量在1.44%到3.19%之間，其中中國沙棘果渣中總黃酮含量為最高。

2.5 清除DPPH自由基和羥基自由基能力的評價

自由基性質(zhì)比較活潑、且毒性最大，能與細胞中的大部分分子發(fā)生反應(yīng)，引發(fā)組織細胞病變，導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生和機體衰老，且反應(yīng)速度非常快[17]，黃酮類抗氧化作用是通過酚羥基與自由基反應(yīng)，形成共振穩(wěn)定的半錕式自由基而中斷鏈式反應(yīng)[18]。對6個品種沙棘果渣提取液抗氧化能力分析，結(jié)果如圖2所示。

中國沙棘果渣黃酮提取液（5 mg/mL）的DPPH自由基清除能力和羥基自由基的清除能力分別達到了57.4%和45.1%，為6個品種中最優(yōu)，這也進一步驗證了總黃酮的抗氧化性與其濃度呈正相關(guān)。由此證明，中國沙棘果渣品種可作為抗氧化功能食品的原料之一。

圖2 6個品種沙棘果渣提取液（5 mg/mL）的抗氧化能力Fig.2 The antioxidant capacity of six varieties of sea buckthorn pomace extracts（5 mg/mL）

3 結(jié)論

6個品種的沙棘果渣由于受到基因、營養(yǎng)、氣候和地理環(huán)境的影響，他們的營養(yǎng)成分及含量存在顯著性差異，其中中國沙棘果渣含有19.47%的蛋白質(zhì)，為6個品種果渣最高，且和人體息息相關(guān)的礦物質(zhì)元素Ca、P、Fe、Mn、Zn 的含量均在 6 個品種的沙棘果渣中名列前茅，必需氨基酸的含量占39.1%接近規(guī)定的理想蛋白模式。同時中國沙棘果渣中總黃酮的含量達到3.19%也為6個品種最高，5 mg/mL中國沙棘果渣提取液的DPPH自由基和羥基自由基清除率分別達到57.4%和45.1%。

通過對比6個品種的沙棘果渣，中國沙棘果渣可作為良好的蛋白質(zhì)來源，礦物質(zhì)來源和天然的抗氧化劑用于功能性食品的開發(fā)，為充分合理利用沙棘果渣資源提供理論基礎(chǔ)。