蘋果渣營養(yǎng)成分分析

陳笑言,梁新紅

（河南科技學(xué)院食品學(xué)院,河南新鄉(xiāng) 453003）

蘋果是薔薇科水果,主要產(chǎn)于北半球的溫帶地區(qū),蘋果味道甜美,營養(yǎng)價(jià)值豐富[1-3].中國是全球最大的蘋果生產(chǎn)國,約占全球蘋果總產(chǎn)量的50%.蘋果最初以鮮食為主,近年來蘋果加工產(chǎn)品增多,以濃縮果汁為主,一般生產(chǎn)1 t 濃縮果汁需要7.3 t 蘋果,這就造成大量的蘋果渣產(chǎn)生[4-5],既造成了資源的浪費(fèi),又污染了環(huán)境.為了使廢棄的蘋果渣資源再利用,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,蘋果渣的綜合開發(fā)利用逐漸引起人們的重視.

隨著人們生活水平不斷提高,人們開始攝入大量的動物脂肪、蛋白質(zhì)等高熱量的食物,導(dǎo)致機(jī)體肥胖、血壓血脂升高、糖尿病發(fā)病率升高,已經(jīng)對人們的身體健康和生活質(zhì)量構(gòu)成相當(dāng)大的威脅.蘋果渣中含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)[6-9],有助于預(yù)防這些慢性疾病,所以檢測其中的有效成分勢在必行.侯玉潔等[10]測定出蘋果渣中含有29.4%的中性纖維、13.0%的果膠;Bae 等[11]得出蘋果渣中總膳食纖維（可溶性膳食纖維和不可溶性膳食纖維）的含量為20%.

蘋果渣含有多種活性成分,主要有多糖、多酚類、黃酮類物質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等,關(guān)于蘋果渣中營養(yǎng)成分的提取方法有很多.多糖的提取方法主要有溶劑提取法、酸堿提取法、復(fù)合酶輔助提取法、超聲輔助提取法以及微波提取法等.蘋果多酚類目前主要的提取方法是浸提法,蘋果多酚易溶于水和乙醇,因此常選用水和乙醇作為浸提溶劑.有關(guān)蘋果渣中黃酮類物質(zhì)的提取研究較少,常用有機(jī)溶劑提取法和微波輔助法進(jìn)行提取.

本文按照國標(biāo)法對基本成分進(jìn)行測定、利用氨基酸分析測定儀對氨基酸進(jìn)行測定,利用原子分光光度計(jì)對礦物質(zhì)進(jìn)行測定,基于范氏原理纖維素含量分析法對纖維素成分測定.通過對各種營養(yǎng)成分的研究和應(yīng)用,充分發(fā)掘蘋果的潛在價(jià)值,不斷深入和創(chuàng)新、使蘋果渣價(jià)值最大化.

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

蘋果渣粉為紅富士蘋果榨汁后廢棄物,由國投中魯果汁股份有限公司提供;經(jīng)過傾斜式高速萬能粉碎機(jī)粉碎,過40 目篩備用.其他試劑均為分析純.

1.2 儀器和設(shè)備

傾斜式高速萬能粉碎機(jī),北京中興偉業(yè)儀器有限公司;H2050R 臺式高速冷凍離心機(jī),湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司;KQ-100E 型超聲波清洗器,昆山市超聲儀器有限公司;EHD-24 消解儀,東航科儀儀器有限公司;BT-9300H 激光粒度分布儀,丹東百特儀器有限公司;RE-52A 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海亞榮生化儀器廠;MARS6 微波加速反應(yīng)系統(tǒng),培安（中國）服務(wù)技術(shù)中心;835-50 型高速氨基酸分析測定儀,日本,Hitachi;Z-5000 火焰原子吸收分光光度計(jì),日本,Hitachi;電熱恒溫干燥箱,北京市永光明醫(yī)療儀器廠.

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 基本成分測定 采用GB 5009.3-2010 進(jìn)行水分含量測定[12];采用GB 5009.4-2010 進(jìn)行灰分含量測定[13];采用GB/T 6433-2006 進(jìn)行脂肪含量測定[14];采用GB 5009.9-2016 進(jìn)行淀粉含量測定[15];采用GB 5009.5-2010 進(jìn)行蛋白質(zhì)含量測定[16];采用GB 5009.88-2014 進(jìn)行總膳食纖維含量測定[17].

1.3.2 礦物質(zhì)元素測定 稱取蘋果渣樣品1.0 g,在消化管中再加入硝酸與高氯酸體積比為4∶1 的混酸溶液30 mL 進(jìn)行消化,消化完全后放入通風(fēng)櫥中冷卻,用容量瓶25 mL 定容至刻度備用,重復(fù)3 次.采用乙炔火焰原子分光光度法測定樣品中各礦物質(zhì)元素的含量.

1.3.3 氨基酸測定 使用835-50 型高速氨基酸自動分析儀對氨基酸含量進(jìn)行測定.

1.3.4 膳食纖維化學(xué)成分測定 依據(jù)Van Soest（范氏）原理的纖維素含量分析方法,對膳食纖維的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素進(jìn)行測定,用稱量法對蘋果渣膳食纖維素內(nèi)果膠進(jìn)行提取.

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋果渣的營養(yǎng)成分

蘋果渣主要成分含量與DRIs 對比見表1.

表1 蘋果渣主要成分含量與DRIs 對比Tab.1 Comparison of main contents and DRIs of apple

由表1 可知，蘋果渣中水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.50%、灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.49%、脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.32%、蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.57%、淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.37%、膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為77.40%.通過表中數(shù)據(jù)可知1 kg 的蘋果渣脂肪數(shù)值超出了參考攝入量的水平、蛋白質(zhì)則超出了DRIs 值,而1 kg 蘋果渣中膳食纖維含量豐富，是中國居民膳食參考攝入量的31 倍,遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超出了需求量[18].脂肪是一種富含熱能的營養(yǎng)素,是人體熱能的主要來源;蛋白質(zhì)是生物體發(fā)育及修補(bǔ)組織的原料;膳食纖維在維持人體健康、預(yù)防疾病方面有獨(dú)特的生理功能,膳食纖維功能性食品的研發(fā)一直是食品科學(xué)的重要研究方向.蘋果渣中成分含量豐富有利于進(jìn)行大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究[19].

2.2 蘋果渣中的礦物質(zhì)元素

蘋果渣樣品中6 種礦物質(zhì)元素的含量見表2.

表2 蘋果渣樣品中6 種礦物質(zhì)元素的含量Tab.2 Contents of eight kinds of mineral elements in apple samples

通過原子吸收光譜法測得蘋果渣中6 種礦物質(zhì)元素含量,由表2 可知，總量約占蘋果渣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的0.112%,蘋果樣品中礦物質(zhì)元素含量由高到低依次是K、Ca、Na、Fe、Mn、Zn,分別為76.30、29.82、3.16、2.88、0.21、0.17 g/kg 干質(zhì)量.

上述各種礦物質(zhì)元素在人體代謝過程中起著至關(guān)重要的作用.蘋果渣中含有大量的礦物質(zhì)元素K,能與人體多余的鈉鹽結(jié)合,使其從體內(nèi)排出,當(dāng)人體攝入的鈉鹽超出鈉鹽攝入量時,食用蘋果有利于人體內(nèi)電解質(zhì)保持平衡,成人每天大約需要2 000 mg 的鉀,所以蘋果中的鉀能滿足人體對鉀的需求[20].

Na 主要參與細(xì)胞內(nèi)酸堿的平衡、神經(jīng)的傳遞、血壓的調(diào)節(jié)等;根據(jù)人體的需求量可知蘋果中的鈉含量也滿足人體膳食所需.除了鉀、鈉外,需求量最大的鈣含量也異常豐富.Ca 是人體生長發(fā)育和各種機(jī)能正常運(yùn)行所必需的元素,并參與抗毒素的生成.參與人體新陳代謝,所以每天都需要補(bǔ)充常量元素Ca,否則會影響身體各項(xiàng)機(jī)能的良好發(fā)育、引發(fā)各種疾病.而Mn 可以促進(jìn)骨骼的生長發(fā)育,保持正常的腦功能,改善機(jī)體造血功能是正常機(jī)體必需的微量元素之一.Fe、Zn 元素是機(jī)體中許多酶重要的激活劑,Fe 除了參與體內(nèi)氧與二氧化碳的轉(zhuǎn)運(yùn)交換和組織呼吸的過程,還可以促進(jìn)發(fā)育,提高機(jī)體的免疫力,構(gòu)成鐵血紅素,預(yù)防和治療缺鐵性貧血,使皮膚恢復(fù)健康良好的血色.Zn 除參與機(jī)體免疫防御、骨骼發(fā)育等,在物質(zhì)代謝、生殖功能中起著重要的作用;它能催化酶活性廣泛參與體內(nèi)蛋白質(zhì)、脂肪和糖的代謝,是促進(jìn)生長發(fā)育的關(guān)鍵元素.也是構(gòu)成和記憶力有很大關(guān)聯(lián)的核酸與蛋白必不可少的元素,而缺Zn 會導(dǎo)致生長緩慢、傷口愈合不良、免疫功能減退等癥狀.所以蘋果是鋅、鐵缺失人群補(bǔ)充這兩種元素的良好來源[21-26].

2.3 蘋果渣中氨基酸的含量

氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的最基本物質(zhì),從各種天然物質(zhì)中分離得到氨基酸已達(dá)175 種以上,構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要是其中的20 種,其中有8 種人體中不能合成的必需氨基酸包括亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸和纈氨酸.它們對人體的生理活動、新陳代謝極其重要[27].樣品中氨基酸含量的測定結(jié)果見3.

由表3 可知，蘋果渣樣品中含有17 種氨基酸,其總含量達(dá)到6.23 mg/g,人體必需的8 種氨基酸占總含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)的36.6%,谷氨酸含量最高，為1.22 mg/g,天冬氨酸含量其次，為0.66 mg/g,蛋氨酸的含量最少，為0.08 mg/g.在成人的氨基酸參考攝入量中，1 kg 需求量均遠(yuǎn)小于樣品1 kg 的含有量.隨著食品科學(xué)的發(fā)展和人們對營養(yǎng)知識的關(guān)注,蛋白質(zhì)中各種氨基酸的含量越來越受到人們重視.為提高蛋白質(zhì)的生理效價(jià)而進(jìn)行的食品開發(fā)及膳食合理搭配都具有重要意義.蘋果渣蛋白質(zhì)氨基酸分析結(jié)果見表4.

表3 樣品中氨基酸含量的測定Tab.3 Determination of amino acid content in the sample

表4 蘋果渣蛋白質(zhì)氨基酸分析Tab.4 Analysis of amino acids of apple residues

根據(jù)表1 蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.57%,可求出蘋果渣中氨基酸占蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（見表4）.再根據(jù)FAO/WHO 專家委員會（1973）制定的“暫定氨基酸分模式”中參考蛋白質(zhì)可求出氨基酸分AAS,比值最低的為蘇氨酸95.1,為第一限制氨基酸.

2.4 蘋果渣中的膳食纖維

蘋果渣和甘薯渣樣品中膳食纖維的主要成分見表5.

表5 蘋果渣和甘薯渣樣品中膳食纖維的主要成分Tab.5 The main components of dietary fiber in apple samples and sweet potato

由從表5 可知，膳食纖維的主要成分有果膠、半纖維素、木質(zhì)素、纖維素.蘋果渣樣品中含果膠、半纖維素、木質(zhì)素、纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為18.05%,10.60%,17.12%,34.99%,其中果膠和纖維素含量較甘薯含量多,果膠是與纖維素、半纖維素結(jié)合在一起的高度甲酯化的聚半乳糖醛酸，存在于細(xì)胞壁中,不溶于水,在酶或酸的作用下可水解,果膠在食品工業(yè)上應(yīng)用廣泛[28-30].

3 結(jié)論

蘋果渣營養(yǎng)成分分析結(jié)果表明:蘋果渣中的營養(yǎng)成分包括水分、灰分、脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉和膳食纖維,其中含膳食纖維量非常豐富,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為77.4%,符合人們對膳食營養(yǎng)素的需求;含鉀、鈣、鈉、鐵元素量分別為76.30、29.82、3.16、2.88 mg/kg,滿足礦物質(zhì)元素缺乏者的需求;蘋果渣中含氨基酸量為6.23×104mg/kg,達(dá)到17 種之多,其中8 種必需氨基酸占總量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.60%;膳食纖維的營養(yǎng)成分有果膠、半纖維素、木質(zhì)素、纖維素,其中蘋果渣中的果膠和纖維素含量較多.