胡芦巴的营养成分及其利用

张广伦,张卫明,肖正春,钱学射

(南京野生植物综合利用研究院,江苏南京 210042)

胡芦巴 (Trigonella foenum-graecumL.)又名香豆子、芦巴子,是豆科胡芦巴属一年生或越年生草本,原产北非,主要分布在地中海东岸,中东、伊朗高原等地。干燥成熟的种子有温肾、祛寒、止痛的功效。胡芦巴是药食同源植物,除药用外,还可食用。印度,地中海及北美一些国家把它当作调味品。我国西北地区常用胡芦巴嫩茎叶作蔬菜或将嫩茎叶晒干磨碎后加到面制品中。种子用于谷物贮藏,能防虫防蛀。主产河南、新疆、安徽、河北、甘肃、四川等省区。

胡芦巴含有薯蓣皂苷元、黄酮、生物碱等多种药用成分,有降血脂、降血糖等作用。还含有蛋白质、油脂、半乳甘露聚糖、维生素和矿物质等营养成分,在食品、医药、保健品、化妆品等行业有多种用途。本文介绍胡芦巴的营养成分,以便对其更好地开发利用。

1 营养成分

胡芦巴含多种营养成分,可概括为以下几大类:

1.1 蛋白质

对胡芦巴地上部分和种子蛋白质和氨基酸的分析国内外均有研究。

国外报道,种子氨基酸组成及含量为:精氨酸9.2%、半胱氨酸 1.2%、甘氨酸 4.4%、组氨酸2.0%、异亮氨酸 4.5%、亮氨酸 6.8%、赖氨酸6.0%、蛋氨酸 1.3%、苯丙氨酸 3.8%、苏氨酸3.0%、酪氨酸 2.5%、缬氨酸 3.4%。

胡芦巴地上部分蛋白质氨基酸组成和含量为:精氨酸 6.8%、组氨酸 1.6%、异亮氨酸 5.1%、亮氨酸 7.9%、赖氨酸 4.3%、蛋氨酸 1.8%、苯丙氨酸5.1%、苏氨酸 5.2%、酪氨酸 1.9%、缬氨酸 5.9%。表明胡芦巴种子和茎叶中精氨酸和亮氨酸含量高[1]。

李园媛等从青海产胡芦巴 5份种子样品和 2份茎叶样品中测得 17种氨基酸,以天冬氨酸 (平均值为 1.579%)质量分数最高,其次为精氨酸 (Arg)、谷氨酸 (Glu)、亮氨酸 (Leu)。种子中氨基酸质量分数差异不显著,平均值为 12.82%;胡芦巴茎叶中氨基酸质量分数平均值为 12.86%,与种子相当[2]。

胡芦巴种子和茎叶中蛋白质含量较高,但产地不同,含量差异较大。5个青海地区胡芦巴种子样品中蛋白质含量最低为 18.26% (互助),最高为23.23%(湟中);2个胡芦巴茎叶样品中蛋白质平均含量为 27.83%,西宁茎叶达 30.20%[2]。表明胡芦巴地上部分是优质蛋白饲料。

1.2 油脂和精油

胡芦巴油脂占种子干重的 7.5%,总油脂组成为:中性油脂 84.1%,糖脂类 5.4%,磷脂10.5%。中性油脂主要组成为:三酰甘油 86%,二酰甘油6.3%以及少量的单酰甘油、游离脂肪酸和甾醇类。至少有 5种糖脂、7种磷脂。主要糖脂为单半乳糖二酰甘油酯。磷脂以脑磷脂为主,卵磷脂、溶血卵磷脂、肌醇磷脂、磷脂酰甘油、磷脂酸微量[3]。

胡芦巴种子油脂脂肪酸组成为:棕榈酸 9.6%、硬脂酸 4.9%、油酸 35.1%、亚油酸 33.7%、亚麻酸13.8%,花生酸 2.0%、山嵛酸 0.9%[4]。

尚明英应用 GC-MS技术对国产胡芦巴种子油脂成分进行了分析,鉴定了 17种油脂成分,其中 15个化合物为首次从胡芦巴中获得。胡芦巴油中主要含不饱和脂肪酸,占脂肪酸总量的 72.93%,其中以亚油酸和亚麻酸含量较高[5]。油酸、亚麻酸含量与文献[4]有所不同,这可能与样品来源不同有关。

胡芦巴很早就用来当作香料种植。用气相色谱-气味测量法 (GC-O)分析测定了胡芦巴种子芳香提取物中的呈味物质。共检测出 17中呈味物质。人的嗅觉对其敏感程度高的有 solotone即 3-羟基-4,5-二甲基 -2(5H)-呋喃酮;中度敏感的有(Z)-1,5-辛二烯 -酮、乙酸、3-氨基 -4.5-二甲基 -3.4-二氢 -2(5H)-呋喃酮;不太敏感的气味成分有二乙酰、1-辛烯 -3-酮、3-异丙基 -2-甲氧基吡啶、3-异丁基 -2-甲氧基吡啶、芳樟醇、丁酸、异戊酸、己酸、丁香酚等。其中 Sotolone气味最为强烈,呈典型的胡芦巴调味品气味。种子香味提取物稀释 1万倍,用 GC-O方法也能检测出。其香味阈值很低,空气中浓度低至 0.02 ng/L,人的嗅觉也能感受到。已有多篇有关该物质的研究报道。此外,还含有多种气味不很明显的挥发性成分,主要为萜类化合物,如:α-蒎烯、β-蒎烯、桧萜、3-蒈烯、薄荷醇、β-松油醇、桉油酚、茴香脑、β-乙酸松油酯、乙酸松油酯、香芹酮及几种倍半萜烯。其他气味不明显的有:1-戊醇、1-己醇、2-甲基 -2-丁烯、2-甲基 -2-丁烯醛、2-正戊基呋喃、甲酸、丙酸和一些长链脂肪酸、γ-丁内酯、5-烷基 -γ-内酯、3-氨基 -4,5-二甲基 -2(3H)-呋喃酮等[6]。

胡芦巴地上部分也有特征性香气,用水蒸气蒸馏可得到浅黄色的精油,得率为 0.3%。主要成分为δ-杜松烯 (27.6%)、α-杜松醇 (12.1%)、γ-桉叶醇 (11.2%)和α-没药醇 (10.5%)[7]。

1.3 水溶性多糖

胡芦巴中的水溶性多糖主要为半乳甘露聚糖(galactomannan),存在于胚乳中。胡芦巴胚乳部分占种子的质量比在 32.67%～35.99%之间。

胡芦巴水溶性多糖含量占种子质量的 14.2%～15.2%,是胡芦巴胶的主要成分,为中性黏多糖,平均相对分子质量 250 000,其半乳糖与甘露糖之比为 1∶1.2,遇水溶胀,能产生很高的黏度。已用于石油开采,在食品、医药、日用化工等行业有广泛用途。胡芦巴胶的国际年贸易量超过 50万 t,我国的胡芦巴胶年需求量在 4万 t以上,缺口很大。

1.4 维生素及矿物质

胡芦巴含有多种维生素和矿物质。其中维生素C主要存在于叶片,在茎和根中也有,但含量较少。叶在印度是常用的叶用蔬菜之一。除了维生素 C外,叶中还含有胡萝卜素、核黄素、尼克酸等维生素。叶中的主要矿物质有钙、磷、铁等。

种子中含胡萝卜素、硫胺素、核黄素和尼克酸等维生素。种子中的叶酸含量达到 84 mg/100 g,叶酸对保护新生儿的健康很有益处。矿质元素有 53种,如钙、镁、锌、铁、钾、铝、钠、铜、铷等 ,其中人体必需的元素 11种[8]。

除了以上蛋白质、油脂、半乳甘露聚糖、维生素和矿物质等营养成分外,胡芦巴还含有水不溶性纤维、黄酮类、皂苷、生物碱等成分。近年来,胡芦巴种子中不断发现新的成分,如新的天然物质 N,N’-联咔唑基[9];黄酮类麦黄酮 (tricin)、柚皮素 (naringenin)、麦黄酮 -7-O-β-D-吡喃葡萄糖苷 (tricin-7-O-beta-D-glucopyranoside)等[10];从埃及产胡芦巴种子中分离出 6个新的甾体皂苷:胡芦巴皂苷 Xa,Xb,XIb,XIIa,XIIb,and XIIIa[11]。从茎中分离出山奈酚、槲皮素等黄酮类成分[12]。此外,从茎叶中新近分离出γ-五味子素等木脂素类、东莨菪素等香豆素类成分[13]。随着研究的深入,新的物质会不断从胡芦巴中发现分离出来,这将有助于发掘胡芦巴新的保健功能和生理功能。

2 胡芦巴营养成分的利用

从以上可见,胡芦巴含有丰富的蛋白质、油脂、多糖类、维生素和矿物质,有多种用途。

2.1 食品

民间有多种利用胡芦巴制作香料的方法。把种子直接磨碎,加入酱油中改善味道;欧美一些国家用它配制糖浆;印度把它加到咖喱粉中。焙炒过或发芽的种子营养价值更高,可焙炒后磨碎作咖啡代用品,胡芦巴籽的乙醇酊剂或浸膏微甜有苦味,具有令人愉快的焦糖样烤香,常用于烟草和化妆品中。我国西北地区常用胡芦巴苗作蔬菜或把嫩茎叶晒干磨碎后加到面制品中食用。幼嫩的胡芦巴可作蔬菜。

2.2 保健品

胡芦巴用于保健品,主要有以下几个方面的功能。

2.2.1 减肥通便 胡芦巴半乳甘露聚糖经过精加工或种子粉碎后制成的胶囊具有减肥功能。当胡芦巴半乳甘露聚糖到达胃部时遇到水分立即膨胀,使得胃内容物黏性变大,减缓了胃的排空,让人有饱胀感,食欲下降,从而起到减肥效果。另一方面,半乳甘露聚糖使肠道内容物变稠,肠道吸收葡萄糖的速度变慢,降低了餐后血糖水平,有助于糖尿病的辅助治疗。加拿大产胡芦巴作体外实验结果表明,对小鼠的葡萄糖吸收有显著抑制作用。半乳甘露聚糖还对减少血浆胆固醇促进大肠内的食物发酵有辅助作用。食物发酵产生的断链脂肪酸会刺激结肠的血液流动,促进肠道蠕动,对便秘有良好效果。不同来源的半乳甘露聚糖胶活性也不同,这跟其中半乳糖和甘露糖摩尔比以及结构不同有关。胡芦巴胶中的半乳糖与甘露糖之比为 1∶2,高比例的半乳糖使得胡芦巴胶比瓜尔豆胶和槐豆胶水溶性更好,降血糖、降血脂效果也更显著。

2.2.2 增加乳汁分泌 Mohammed等做了胡芦巴种子对泌乳期山羊的饲喂实验。处理组山羊泌乳量达到 (1236±38)mL/d,显著高于对照组 (1093±43)mL/d。并认为其作用是通过生长激素的刺激来调节的[14]。

除了以上功能外,半乳甘露聚糖还具有抗凝、抗溃疡、抗病毒、免疫调节等作用。胡芦巴保健食品在美国、日本、加拿大等国非常畅销。

2.3 日化用品

胡芦巴种子或胶加工后的剩余物 (种皮与胚)以酒精等有机溶剂提取,制成酊剂或浸膏,可用于调配烟用香精或用于男用化妆品。胡芦巴叶含有挥发性香气,已制成治疗口腔溃疡的漱口剂。

2.4 其他产品

胡芦巴种子对水果等有保鲜作用。把胡芦巴种子磨碎混入水中,用以浸泡纸张,纸取出后包裹草莓放在 25℃保温箱中,经过 120 h甚至更长时间草莓仍不变质,而用浸泡过蒸馏水的纸包裹的草莓 24 h后即腐烂[15]。进一步研究表明,胡芦巴种子油对黑曲霉Aspergillus niger,烟曲霉A.fum igatus,金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureu,绿脓杆菌 Pseudom onas aeruginosa有抑制作用,可用于食品保鲜[16];以胡芦巴、欧芹 (Carum ptroselinum)等 6种植物油作试验,胡芦巴油对尖音库蚊 (Culex pipiens)幼虫的杀灭作用最好,其 LC50为 32.42 mg/kg,而欧芹 (Carum ptroselinum)LC50为 152.94 mg/kg[17]。胡芦巴有望开发成为新型抗菌杀虫剂。 此外,胡芦巴茎叶蛋白质含量高,是优质动物饲料。

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