紅肉與白肉火龍果常規(guī)營養(yǎng)成分及抗氧化活性比較分析

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(貴陽學院食品與制藥工程學院,貴州貴陽 550005)

火龍果(Pitaya)又名紅龍果、青龍果、情人果等,屬仙人掌科[1],主要有紅肉、白肉和黃肉品種[2]?；瘕埞胸S富的糖、有機酸、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、礦質(zhì)元素及膳食纖維[3];果種仁中脂肪含量最高,其次是蛋白質(zhì),并且氨基酸種類齊全[4]。還具有類黃酮、植物甾醇等多種功能性物質(zhì),對排毒解毒、降血糖、預防高血壓、高尿酸、預防便秘和結腸癌等方面有著良好的保健功效[1,5-6]?；瘕埞麑儆跓釒?在廣東、福建等地均有大面積種植;但近幾年貴州省火龍果的種植面積逐漸增加,2013年,“羅甸火龍果”獲國家質(zhì)檢總局地理標志保護產(chǎn)品,成為全國火龍果地理標志保護產(chǎn)品。盡管國內(nèi)外對火龍果的研究報道較多,但大多數(shù)研究集中在火龍果的栽培、貯藏保鮮技術與色素提取等方面[1,6],針對羅甸產(chǎn)紅肉火龍果中部分功效組分及其抗氧化活性的相關研究較為少見。邢晉寧等[7]報道貴州安順紅龍果的必需氨基酸與白龍果相比,其營養(yǎng)價值更高,營養(yǎng)更均衡。李濤等[2]報道廣東產(chǎn)紅肉火龍果的可溶性固形物含量顯著高于白肉火龍果,可滴定酸蛋白質(zhì)、VC和膳食纖維兩者差異不顯著。因此,本文對貴州羅甸種植基地的紅肉火龍果與市售白肉火龍果常規(guī)營養(yǎng)物質(zhì)的含量進行測定,并分析部分抗氧化物質(zhì)及對活性進行評價,以期為貴州火龍果的精深加工和綜合開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

白肉火龍果 2017年9月購于貴陽市農(nóng)貿(mào)超市;紅肉火龍果 2017年9月取自貴州羅甸種植基地;兩種鮮果均選取色澤均一、無病蟲害和表皮無破損的果實;福林酚 分析純,上海金穗生物科技有限公司;水楊酸、鐵氰化鉀、三氯化鐵、焦性沒食子酸 分析純,天津市致遠化學試劑有限公司;亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、氯化鉀、醋酸鈉、硫酸銅、抗壞血酸、氯化鉀、鄰苯二甲酸氫鉀、乙醇、硫酸鉀、冰醋酸 分析純,國藥集團化學試劑有限公司。

AUW120D電子分析天平 日本島津公司;SHA-B數(shù)顯水浴恒溫振蕩器 常州澳華儀器有限公司;UV-2550紫外分光光度計 日本島津公司;TGL-16離心機 長沙平凡儀器儀表有限公司;雷磁PHS-3C pH計 上海儀電科學儀器股份有限公司;SOX406脂肪測定儀 濟南海能股份有限公司;AS3120A超聲波清洗器 天津奧特賽恩斯儀器有限公司;SHB-III循環(huán)水真空泵 上海亞榮生化儀器廠;XRY-1A數(shù)顯氧彈熱量計 上海隆拓儀器設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 常規(guī)營養(yǎng)物質(zhì)的測定 總酸按照GB/T 12456-2008進行測定?？偺遣捎幂焱壬y定。脂肪采用GB 5009.6-2003索氏提取法。蛋白質(zhì)按照GB 5009.5-2010凱氏定氮法分析試樣中蛋白質(zhì)的含量。灰分采用GB 5009.4-2010灼燒稱重法。氨基酸態(tài)氮的測定按照GB/T 5009.39-2003氨基酸態(tài)氮甲醛值法測定。水分含量采用GB 5009.3-2010直接干燥測定。

1.2.2 活性成分的測定 黃酮采用硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法測定總黃酮含量[8]。多酚含量參考福林酚法測定[8-10]。采用鉬藍比色法測定樣品中還原型維生素C含量[11]。色價的測定取樣品提取液[12]稀釋2.5倍,搖勻后于536 nm處測量其吸光值,根據(jù)公式計算色價的含量:色價=(A×2.5)/W。式中:A表示測量的吸光值,2.5表示溶液稀釋倍數(shù),W表示干樣質(zhì)量(g)。

1.2.3 抗氧化活性分析 稱取5 g火龍果果肉樣品于離心管中,加入70%乙醇溶液超聲提取30 min,抽濾,將濾液轉移到100 mL容量瓶中,用70%乙醇溶液定容,待用。

對食用油脂的抗氧化性,分別取1 mL紅、白火龍果提取液、0.2 mg/mL VC分別加入到50 g新鮮熬制的溫熱豬油中,用力攪拌混勻,以不添加任何抗氧化作用物質(zhì)的油脂作為空白對照,將所有樣品放入(65±1) ℃恒溫干燥箱中保存,并定時攪拌、通入空氣。每隔3 d取樣并交換其在恒溫干燥箱中的位置,按照GB/T 5538-2005測定油脂的過氧化值(POV)。

還原能力的測定,采用普魯士藍法[13]和鐵離子還原能力(FRAP)法[14]。

清除羥自由基(·OH)活性,采用水楊酸法測定[15]。DPPH自由基和ABTS自由基的清除能力,采用比色法測定[14,16-17]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)用平均值±標準差表示。用SPSS 17.0進行統(tǒng)計分析和方差分析,以p<0.05作為差異顯著性判斷標準。

2 結果與分析

2.1 紅肉與白肉火龍果常規(guī)營養(yǎng)成分比較分析

由表1可知,市售白肉火龍果與貴州羅甸紅肉火龍果果肉中常規(guī)營養(yǎng)成分存在一定差異。糖、酸作為果實品質(zhì)中重要的構成性狀之一,也是影響果實風味品質(zhì)的重要因素。本試驗中,紅肉火龍果的可滴定酸顯著高于白肉火龍果(p<0.05),并且其總糖含量也較高(p<0.05),故紅肉火龍果的口味更濃郁、酸甜可口,這對開發(fā)加工產(chǎn)品的風味與品質(zhì)起著重要作用;據(jù)報道,火龍果中除了葡萄糖和果糖外,還含具有清除腸道毒素、預防癌癥、增加免疫力作用的低聚糖[6]。通過測定樣品中總含氮量,發(fā)現(xiàn)紅肉火龍果中粗蛋白的含量顯著高于白肉火龍果(p<0.05),且高于蘋果的粗蛋白含量(0.2 g/100 g)[18];氨基酸態(tài)氮的含量卻顯著低于白肉火龍果(p<0.05),而其氨基酸模式卻優(yōu)于白肉火龍果[7];紅肉火龍果粗脂肪含量為(2.28±0.04) g/100 g,顯著高于白肉火龍果(p<0.05),還高于蘋果、梨等水果的脂肪含量[18-20],據(jù)報道紅肉火龍果中所含脂肪酸主要是亞油酸、油酸和棕櫚酸[21];這可能是果肉中所含油脂較為豐富的原因,表明火龍果加工的副產(chǎn)物可進行籽油等產(chǎn)品的開發(fā)。能量也顯著高于白肉火龍果(p<0.05),這正與前述紅肉火龍果中粗蛋白、粗脂肪含量較高相符。無機鹽具有調(diào)節(jié)人體新陳代謝,促進機體健康的作用,白肉火龍果的果肉中總灰分比紅肉火龍果果肉高(p>0.05),而產(chǎn)于貴州喀斯特山地羅甸的火龍果所含礦質(zhì)元素,如鉀、鈣、鎂、磷的含量卻較豐富[22]。紅肉與白肉火龍果的水分含量差異不顯著(p>0.05)。通過常規(guī)營養(yǎng)物質(zhì)的分析，說明貴州羅甸產(chǎn)紅肉火龍果的營養(yǎng)價值較高,營養(yǎng)更均衡。

表1 紅肉、白肉火龍果常規(guī)營養(yǎng)物質(zhì)的含量Table 1 Nutritional components contents in Red Pitaya and White Pitaya

2.2 紅肉與白肉火龍果部分活性成分比較分析

對紅肉和白肉火龍果中VC、多酚、黃酮和色價等具有抗氧化作用的物質(zhì)進行測定，結果如圖1所示，紅肉火龍果中黃酮((24.9±2.3) mg/100 g)、多酚((83.8±4.9) mg/100 g)和VC含量((119.5±5.8) mg/100 g)均顯著高于白肉火龍果(p<0.05)，說明貴州羅甸產(chǎn)的紅肉火龍果多酚化合物較為豐富，長期食用紅肉火龍果可能對冠心病、腫瘤、衰老和骨質(zhì)疏松的預防具有一定的作用[23-24]。而VC可參與體內(nèi)的氧化還原反應，發(fā)揮多種生理功能，如抗氧化、促進鐵的吸收等[11]，紅肉火龍果的VC還高于藍莓、桑葚、蘋果等[8,11]。并且，白肉火龍果的色價也顯著低于紅肉火龍果(p<0.05)。色價反映著樣品中的植物色素含量，據(jù)報道火龍果中色素主要為甜菜苷類化合物，具有抗炎癥、提高身體免疫力等功能[25-26]，可廣泛應用于飲料、糖果等食品工業(yè)。表明火龍果，尤其是貴州羅甸產(chǎn)紅肉火龍果有益于人體健康，是一種具有開發(fā)價值的保健型水果，不僅可將其中的植物色素作為天然食品添加劑使用，還可最大限度地發(fā)揮生物活性功效，如多酚、黃酮等。

圖1 紅肉與白肉火龍果主要活性成分Fig.1 Active components contents in Red Pitaya and White Pitaya注:圖中不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05),圖3、圖4同。

2.3 紅肉與白肉火龍果抗氧化活性的比較分析

由于正常生理活動或氧化壓力的過剩,人體內(nèi)會不斷產(chǎn)生活性氧自由基,過剩的自由基將引起一系列的生物學反應,導致細胞損傷,引起癌癥和衰老等疾病[13,24,27-28]。富含多酚、抗壞血酸的果蔬具有天然抗氧化作用,而其抗氧化機理可能是阻斷脂質(zhì)過氧化鏈式反應、增強氧化酶活性等,抗氧化活性的評價方法不同,其目的也不同[28]。因此不能用一種評價方法所得的結果去概括其他評價方法的結果,而應盡量選擇多種抗氧化評價方法,較全面、客觀的評價該化合物的抗氧化能力。

2.3.1 對食用油脂(豬油)的抗氧化性比較分析 由圖2可知,隨著儲藏時間的增加,油脂的過氧化值逐漸增大,貯藏6 d后,各實驗組的過氧化值(POV)均顯著低于空白對照組(p<0.05);貯藏第9 d時,空白對照組的過氧化值已經(jīng)超出了GB/T 5009137-2003的規(guī)定(POV≥10 mmol/kg),而各試驗組的POV依然符合國標規(guī)定;貯藏后期,紅肉火龍果對油脂的抗氧化性優(yōu)于白肉火龍果,其POV值均高于VC陽性對照組(p<0.05)。說明紅肉、白肉火龍果對油脂都具有一定的抗氧化作用,能夠延緩油脂的酸敗。

圖2 紅肉和白肉火龍果的抗油脂氧化性Fig.2 Anti-lipid peroxidation activity of Red Pitaya and White Pitaya

2.3.2 還原能力的比較分析 通過VC繪制標準曲線得到(y=728.93x+0.0286,R2=0.9941),以微克水溶性抗壞血酸當量每百毫升提取液計(μg VC/100 mL),紅、白火龍果果肉對高價鐵還原能力如圖3(a)所示:紅肉火龍果對高價鐵還原能力為44.86±2.78 μg，顯著高于白肉火龍果(p<0.05)。由圖3(b)可見,紅、白肉火龍果均具有一定還原能力,但白肉火龍果的還原能力較低(p<0.05)。而0.02 mg/mL VC的還原能力與紅肉火龍果的差異不顯著(p>0.05)。表明兩種火龍果和VC提供的電子不僅能夠?qū)e3+還原為Fe2+,而且還能與自由基形成惰性化合物,避免了自氧化鏈式反應。

大量研究表明,果蔬中起抗氧化作用的活性物質(zhì)除了抗壞血酸以外,更主要地來源于酚類物質(zhì),同時,植物色素還可增強抗壞血酸的功效,間接提高果蔬的抗氧化能力[24-26]。通過對白、紅肉火龍果的抗氧化活性進行分析,紅肉火龍果對自由基清除率、還原能力及油脂抗氧化均高于白肉火龍果,這可能與羅甸產(chǎn)紅肉火龍果具有較高的抗壞血酸、總酚和色價有關。

2.3.3 對自由基清除能力的比較分析 由圖4可見,紅肉火龍果對羥基自由基的清除能力為86.87%±1.54%,高于白肉火龍果(p<0.05)和湖南衡南地區(qū)的棗[29],而低于黑加侖果渣提取物[30]。常用清除DPPH自由基的能力來衡量果蔬等物質(zhì)的抗氧化能力[14,17,31]。紅肉火龍果對DPPH自由基的清除能力顯著高于白肉火龍果(p<0.05),說明紅肉火龍果的抗氧化作用更強,并優(yōu)于北高叢藍莓、荸薺皮提取物等[32-33]。紅、白肉火龍果對ABTS自由基的清除率均優(yōu)于秦冠、紅蓋露、黃元帥等蘋果籽多酚[10]及廣西羅城毛葡萄等[9],其中紅肉火龍果總抗氧化能力顯著高于白肉火龍果(p<0.05)。

由圖4所示,紅肉火龍果對自由基的清除能力均較高,水果的抗氧化作用主要取決于所含的酚類物質(zhì)[23-24],這可能由于本試驗中紅肉火龍果中多酚的含量和色價較高,故其表現(xiàn)出較強的自由基清除能力。

圖4 紅肉和白肉火龍果對自由基的抑制作用Fig.4 The free radical scavenging activity of Red Pitaya and White Pitaya

3 結論

我國火龍果資源豐富且分布廣,本研究以貴州羅甸產(chǎn)區(qū)的紅肉火龍果為材料,通過分析果肉中的常規(guī)營養(yǎng)物質(zhì),得出紅肉火龍果比市售白肉火龍果含有更高的蛋白質(zhì)、脂肪、能量和糖、酸。在對其抗氧化物質(zhì)及其活性進行評價時,發(fā)現(xiàn)紅肉火龍果中含有的酚類、抗壞血酸和色價也較高,他們對促進紅肉火龍果的功效具有積極作用,并且羅甸產(chǎn)紅肉火龍果對自由基清除能力、還原能力及油脂的抗氧化作用也較強,說明它可作為加工高抗氧化活性食品的潛在資源,具有良好的應用潛力和開發(fā)前景,也為促進貴州喀斯特山地火龍果的綜合利用提供了基礎數(shù)據(jù),但對不同品種火龍果中活性物質(zhì)及其抗氧化活性之間的關系還有待進一步研究。