龙须菜的加工及有效成分的研究
2014-10-22王晓明张雪晴林汉森
王晓明++张雪晴++林汉森
摘 要:目的 对龙须菜进行加工提高其营养价值,并测定各种有效成分的含量。方法 首先对龙须菜进行脱腥脱色处理,然后采用AOAC 991.43酶-重量法、苯酚-硫酸法、凯氏定氮法、索氏提取法等对加工后的龙须菜中有效成分进行研究,主要包括膳食纤维、总糖、蛋白质、粗脂肪、灰分等的分析及含量测定等。结果 经加工后的龙须菜中总膳食纤维、粗脂肪、蛋白质、灰分、总糖的含量分别为(%):43.71、0.0851、19.84、1.13、40.66。总膳食纤维中不可溶性膳食纤维、可溶性膳食纤维含量分别为(%):15.47、27.15。结论 经加工后,龙须菜中有效成分含量大大提高,具有更高的实用价值和临床价值。因此,加工后的龙须菜具有一种高膳食纤维、高蛋白、低脂肪的特性。
关键词:龙须菜 有效成分 酶重量法
中图分类号:R284 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(b)-0209-02
龙须菜属于红藻门杉藻目江篱属,是一种红藻类海洋植物。在中国沿海一带大面积种植,近年来渐渐引起人们对其开发和应用的重视。
中国自古便有将龙须菜作为药疗和食疗的记载。龙须菜含有丰富的多糖类、蛋白质、矿物质、膳食纤维等成分。龙须菜中的主要成分膳食纤维被称为“第七大营养素”。研究表明,膳食纤维对于心血管疾病、冠心病、糖尿病、乳腺癌、中风、便秘等疾病的预防和治疗具有一定的作用[1~2]。龙须菜中所含活性成分具有一定的药理作用,对抗癌症的作用尤为突出。陈美珍[3]等观察小鼠口服龙须菜多糖,发现其对骨髓嗜多染红细胞微核和精子畸变具有抗突变效果,邓志峰[4]等研究表明,龙须菜多糖的抑瘤率达到45%。大量文献表明,从龙须菜中分离纯化的藻胆蛋白具有抗氧化、抗肿瘤等生理活性[5]。同时,龙须菜中所含的棕榈酸、亚油酸等不饱和脂肪酸对肺部癌细胞活性具有抑制作用[6]。龙须菜富含人体八种必需的氨基酸和牛磺酸,牛磺酸具有类胰岛素样作用,对糖尿病及其并发症具有预防和治疗作用[7]。此外,龙须菜中还含有Fe、Zn、Cu等人体必须的微量元素。
以上报道的研究对象均为未经脱腥脱色处理的龙须菜。龙须菜外层表皮坚硬以及腥味大,不利于营养成分的消化和吸收,口感欠佳,不便于直接食用和药用。本研究小组在前期工作中,将龙须菜进行脱腥脱色处理后,其口感得到了很大的改善[8]。但经处理后龙须菜中的有利成分的含量是否得到很好的提高,其活性是否遭到破坏,目前尚未有报道。因此,本研究通过建立可行的分析方法,对经脱腥脱色处理后的龙须菜中各成分进行分析,为其进一步综合开发和应用提供基础。
1 实验材料
1.1 仪器
GZX-9240MBE数显鼓风干燥箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂);SHB-Ⅲ循环水式真空泵(郑州长城工贸有限公司);HH-S1数显恒温水浴锅(金坛市医疗仪器厂);FA1104N电子天平(上海精密科学仪器有限公司);752型紫外可见分光光度計(上海舜宇恒平科学仪器有限公司);DF-Ⅱ集热式磁力搅拌器(常州澳华仪器有限公司);SX2-4-10高温箱形电炉(上海博迅实业有限公司医疗设备厂);坩埚式过滤器;凯氏定氮蒸馏装置;索氏提取器。
1.2 试剂
热稳定α-淀粉酶(Cat.No.A3306,Sigma-Aldrich);蛋白酶(Cat.No.AMG A9913,Sigma-Aldrich);MES-TRIS;淀粉葡糖苷酶(Cat.No.A9913,Sigma-Aldrich);硅藻土(Celite acid-washed,No.C8656,Sigma);甲基红(分析纯,天津市新精细化工开发中心)、甲基蓝(分析纯,天津市福晨化学试剂厂);五水合硫酸铜(分析纯,汕头市光华化学厂);葡萄糖、硫酸钾、硫酸、盐酸、无水乙醇、丙酮、无水乙醚、苯酚、硼酸、氢氧化钠(分析纯,广州化学试剂厂)。
2 实验方法
2.1 龙须菜的加工处理
根据参考文献[8]先对龙须菜进行脱腥脱色处理。取干燥龙须菜5g,置150 ml锥形瓶中,加入50%~70%乙醇,室温浸泡24 h,取出干燥,得黑色丝状无腥味龙须菜,再将脱腥后的龙须菜放入7倍量的脱色液(水∶过氧化氢∶醋酸体积比为1∶0.02∶0.04)中,室温浸泡1 h,过滤,产品用水洗至洗出液为中性、过滤,抽干并干燥即得浅黄色或黄绿色丝状龙须菜,将其粉碎制成干粉。
2.2 蛋白质、灰分的测定
参照《中华人民共和国药典2010版》二部附录VIID氮测定法第二法测定蛋白质量[9]。
参照《中华人民共和国药典2010版》一部附录IXK灰分测定法测定灰分重量[10]。
2.3 膳食纤维的测定
2.3.1 酶解
精密称取双份1.000±0.005 g加工后龙须菜样品,置于高脚烧杯中。在每个烧杯中加入40 mlMES-TRIS缓冲液,在磁力搅拌器上搅拌直到样品完全分散。
在高脚烧杯中加100 μl热稳定的淀粉酶溶液,低速搅拌。用铝箔片将烧杯盖住,在95 ℃~100 ℃水浴中反应30 min,从95 ℃开始计时。将烧杯从水浴中移出,冷却至60 ℃。打开铝箔盖,用刮勺将烧杯边缘的网状物以及烧杯底部的胶状物刮离,以使样品能够完全的酶解。加入10 ml蒸馏水冲洗烧杯壁和刮勺。在每个烧杯中各加入100μl蛋白酶溶液。用铝箔盖住,于60 ℃中持续摇动反应30 min,从60 ℃开始计时,使之充分反应。30 min后,打开铝箔盖,搅拌中加入5 ml0.561 mol/L HCL至烧杯中,搅拌均匀。保持60℃,用1 mol/L NaOH溶液或1 mol/LHCL溶液调最终pH为 4.0-4.7。搅拌同时加100μl淀粉葡糖苷酶溶液。用铝箔盖住,在60 ℃持续振摇反应30 min,从60 ℃开始计时,温度应恒定在60 ℃。endprint
2.3.2 膳食纤维的测定
在每份酶解样品中,加入预热至60 ℃的95%乙醇225 ml,乙醇与样品的体积比为4∶1。室温下沉淀1 h。
在过滤式坩埚中加入0.5 g硅藻土,105℃干燥至恒重,称重。用15 ml78%乙醇将硅藻土湿润和均匀分布在的坩埚中。用适度的抽力把坩埚中的硅藻土吸到玻板上。
用78%乙醇和刮勺转移所有内容物微粒到坩埚中。抽真空,分别用15 ml的78%乙醇,95%乙醇和丙酮冲洗残渣各2次,将坩埚内的残渣抽干后在105 ℃烘干过夜。冷却至室温,称重,计算残渣重。
2.3.3 不溶性膳食纤维的测定
酶解操作同2.3.1,过滤前用3mL水湿润和重新分布硅藻土在预先处理好的坩埚上,保持抽气使坩埚中的硅藻土抽成均匀的一层。
用10 ml70 ℃水洗残渣2次,滤液转移到500 ml高脚烧杯,保留用以测定可溶性膳食纤维。立即分别用15 ml78%乙醇,95%乙醇和丙酮各冲洗残渣2次,将坩埚内的残渣抽干后在105 ℃烘干过夜。冷却至室温,称重,计算残渣重。
2.3.4 可溶性膳食纤维的测定
在2.3.3步骤中保留的滤液中加约滤液4体积已预热至60 ℃的95%乙醇。或将滤液调至80 g,在加入已预热至60 ℃的95%乙醇320 ml。室温下沉淀1 h。抽真空,坩埚处理方法及残渣洗涤方法同步骤2.3.2,计算残渣。根据2.2的方法分别法测定残渣中蛋白质和灰分的含量,减去后即为膳食纤维的含量。
2.4 粗脂肪的测定
接收瓶洗涤干净,于105 ℃烘箱中干燥至恒重,准确称重。取加工后龙须菜样品研细,准确称取样品5 g,用滤纸严密包好,用脱脂棉捆紧。将滤纸包放入索氏提取器的提取管内,滤纸包高度不可超过虹吸管。在提取管中倒入乙醚70 ml,使滤纸包完全浸泡。连接好仪器各部分,冷凝管上口处轻轻塞入一小团干燥的脱脂棉,浸泡1 h。倾斜提取管,使乙醚从虹吸管中流入接受瓶。在提取管内加入乙醚70 ml,使共加入液体体积为接收瓶容积的1/2。通冷凝水,70 ℃~75℃水浴加热,使乙醚不断回流,冷凝下滴的乙醚成连珠状,回流次数为8~10次/h。本实验提取约2 h,至抽提完全为止。倾斜提取管,回收溶剂,使接收瓶内溶剂剩余量为1~2 ml,于通风处彻底挥干乙醚。在105 ℃烘箱中干燥2 h,放入干燥器内冷却至室温,称重。空白对照同法操作。
2.5 总糖的测定
葡萄糖标准溶液:精密称取60℃干燥恒重的葡萄糖100 mg,加水,定容至100 ml,得1 mg/ml的葡萄糖溶液。
标准曲线:精密吸取标准溶液0、200、400、600、800、1000ul于10 ml容量瓶中,加水定容至刻度线。各吸取1 ml于具塞试管中,各加苯酚试液2 ml,摇匀。迅速滴加浓硫酸7 ml,摇匀。静置30 min,后冷却至室温,于490 nm处测定吸光度值。以吸光度值(A)对浓度(C)进行线性回归[11~12]。
供试溶液:精密称取于105℃烘干至恒重的龙须菜样品100 mg,加入20 ml 6 mol/L HCL,蒸馏水30 ml,在沸水浴中水解30 min,过滤,用蒸馏水洗涤残渣,用10%NaOH中和水解液至pH7左右,定容至100 ml。作为供试液。精密吸取5 ml置50 ml容量瓶,定容至刻度线,作为供试液。
测定:取供试液1ml于具塞试管中,其余操作同“各加苯酚试液2ml……”,于490 nm处测定吸光度值。根据回归方程计算样品中总糖的百分含量。
3 结果与讨论
3.1 脱腥脱色后龙须菜干粉中营养成分的评价
龙须菜中膳食纤维含量较高,具有润肠通便、减肥、预防心血管疾病和癌症等多种功效。龙须菜外层表皮坚硬不利于营养成分的消化和吸收,且腥味大,口感欠佳,不便于直接食用和药用。对龙须菜进行以上脱腥脱色的加工后,口感得到了改善,便于咀嚼和消化,解决了龙须菜藻体较硬、不便服用的难题。
与直接采用干燥后的龙须菜粉碎过筛测定出的数值相比,制成的龙须菜干粉中各种有效成分的含量都得到了优化(见表1、表2)。
经脱腥脱色处理后龙须菜中蛋白质的含量为19.84%,与经过简单加工的龙须菜中蛋白质含量19.14%、18.9%、18.7%相比,基本保持不变,说明这一加工能够很好的把蛋白质保留下来,经此加工处理的龙须菜任可作为一种很好的蛋白源供人类食用。
膳食纤维的摄入利于降低心血管疾病发病率,加工后的龙须菜中富含膳食纤维,含量为43.71%,是简单加工所远不能及的,所以经过脱腥脱色加工的龙须菜也是摄入膳食纤维的很好来源。另外,测得总糖的含量为40.66%,说明经脱腥脱色加工后的龙须菜仍含有丰富的糖类物质。本研究测数据略低于余杰等人测得潮汕沿海中龙须菜的总糖含量43.76%,但为周峙苗等人测得总糖含量的3.5倍,这可能与龙须菜产地及种植条件的影响有关。
另一方面,经过脱腥脱色加工后,粗脂肪和灰分的含量降低明显,分别为0.086%、1.13%,各为简单加工的1/7、1/20。因此,对脂肪摄入有严格要求的患者,龙须菜是很好的营养摄入来源。同时,酸不溶性灰分含量极低,仅为0.13%,说明这一加工处理后的龙须菜中含有的泥土、砂石等硅酸盐外来杂质含量极少。
通过以上方法对龙须菜进行加工处理,测得加工后龙须菜中有效成分总糖、蛋白质、粗脂肪的含量总含量为60.6%,膳食纤维含量43.71%,说明该方法能有效地把有价值的成分总糖、膳食纤维、蛋白质保留下来,其中膳食纤维的含量更得到了显著提高。
3.2 测定方法的评价
由表2可得,使用酶重量法、索氏提取法、凯氏定氮法、苯酚-硫酸法测定的各含量的RSD(%)分别为4.6、3.9、3.2、4.4、2.7、5.4、5.0、3.0,说明以上方法可行。endprint
目前,国际上对于膳食纤维仍未达成一个通用的定义,一般认为膳食纤维是指能抗人体小肠消化吸收,而在人体大肠能部分或全部发酵的可食用的植物性成分、碳水化合物及其相类似物质的总和,包括多糖、寡糖、木质素以及相关的植物物质[16]。其中,可溶性膳食纤维包括果胶、葡聚糖、海藻酸钠、羧甲基繊維素和真菌多糖等;不溶性膳食纤维包繊維素、半繊維素、木质素、原果胶、壳聚糖和植物蜡等,此外,功能性低聚糖和抗性淀粉也普遍认为属于膳食纤维[17]。
苯酚-硫酸法是利用多糖在硫酸的作用下先水解成单糖,并迅速脱水生成糖醛衍生物,然后与苯酚生成橙黄色化合物。再以比色法测定。根据以上对膳食纤维的一般认知,膳食纤维中少数多糖也能被苯酚-硫酸法检出,因此膳食纤维及总糖测定的对象存在少部分重叠,这使得龙须菜中有效成分含量为105.4%。
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