冬瓜皮成分及抗氧化活性成分分析

2016-01-27王栋梁王娜王丹蕾等

江苏农业科学 2015年11期

王栋梁　王娜　王丹蕾等

摘要：研究了厚度对干冬瓜皮理化成分的影响，以及厚度和干燥处理对鲜、干冬瓜皮的活性成分含量及抗氧化能力的影响。结果表明，冬瓜皮中含有大量的蛋白质、矿质元素、粗纤维、叶绿素、黄酮、多酚等营养与功能性物质，具有一定的抗氧化能力。冬瓜皮厚度对上述基本指标有不同程度的影响，干燥处理对黄酮、多酚含量及抗氧化活性影响也有所不同。

关键词：冬瓜皮；理化成分；厚度；干燥；抗氧化能力

中图分类号： R284.1文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）11-0411-03

收稿日期：2014-11-03

基金项目：农业部公益性行业（农业）科研专项（编号：201303079）。

作者简介：王栋梁（1989—），女，河南郑州人，硕士研究生，研究方向为功能活性成分研究与开发。E-mail：wdliang2012@163.com

通信作者：范会平，博士，副教授，硕士生导师，研究方向为农产品加工与贮藏工程、功能活性成分研究与开发。E-mail：fanhuiping1972@hotmail.com。我国是蔬菜生产大国，农业发展中蔬菜生产占据着独特的地位和优势，但在蔬菜加工及流通过程中会有大量副产物的产生，不仅造成资源的极大浪费，而且大大降低了产品的附加值，因此对蔬菜副产物的利用与研究具有重要意义[1-3]。

冬瓜，别称白瓜、寒瓜、枕瓜，属葫芦科植物，广泛分布于亚洲的热带、亚热带及温带地区，产量较高，在中国主要产地分布在广东、广西、湖南、福建、江苏、浙江、四川、湖北、安徽、河南、河北等省，种植面积在20万hm2以上，是我国夏秋季的常见蔬菜。冬瓜营养丰富，主要营养成分为蛋白质、碳水化合物、维生素以及钾、钙、铁等，含有除色氨酸外的8种人体必需氨基酸，谷氨酸和天门冬氨酸含量较高，还含有鸟氨酸和γ-氨基丁酸以及儿童特需的组氨酸[4]，能够治疗各种疾病，如胃肠道疾病、呼吸道疾病、糖尿病等[5]，由此可知，冬瓜具有一定的药理保健作用及良好的加工性能[6]。现代医学研究表明，冬瓜皮具有降血糖、降血压、护肝肾以及美容减肥和降脂的作用[7]。但在日常生活和食品工业冬瓜制品的加工过程中，冬瓜皮都被当作废料或饲料处理掉了，这不仅造成资源的极大浪费，并且对环境也造成了污染。

由于冬瓜皮与冬瓜肉的营养成分有着很大的不同，并且冬瓜皮中主要营养成分对于资源的综合利用又有很重要的意义，本试验主要对冬瓜皮中的理化成分及所含的活性物质进行了研究和分析。

1材料与方法

1.1材料与试剂

黑皮冬瓜，采购于河南省郑州市陈寨蔬菜批发市场；没食子酸，安徽合肥博美生物科技有限责任公司生产；Folin-Ciocalteu试剂，安徽合肥博美生物科技有限责任公司生产；芸香苷标准品：北京维欣仪奥科技发展有限公司生产；乙醇、硫酸、盐酸、氢氧化钠、亚硝酸钠、三氯化铝、碳酸钠等所用试剂均为国产分析纯。

1.2仪器与设备

T8新世纪紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）；2300自动定氮分析仪（瑞典Foss公司）；MARS 6型微波消解仪（CEM公司）；SXL型马弗炉（吴江市华宇焊割设备有限公司）；DHG-9143BS-Ⅲ型电热恒温鼓风干燥箱（上海新苗医疗器械制造有限公司）；SPECTRO LMX06 ICP-OES光谱仪（德国斯派克分析仪器公司）。

1.3方法

将采购来的新鲜冬瓜削皮，人工削成3种不同厚度的冬瓜皮，分别为1、2、4 mm，为薄、中厚、厚冬瓜皮样品，装入自封袋中在4 ℃恒温箱中保存；将削好的冬瓜皮烘干、粉碎、过120目筛，即为冬瓜皮干样。

1.4分析与测定

1.4.1营养成分水分的测定采用常压干燥失重法，具体步骤参照GB/T 5009.3—2010《食品安全国家标准，食品中水分的测定》。灰分测定采用重量法，具体步骤参照GB 5009.4—2010《食品安全国家标准，食品中灰分的测定》；蛋白质含量的测定采用凯氏定氮法，具体步骤参照GB 5009.5—2010《食品安全国家标准，食品中蛋白质的测定》；粗纤维含量测定采用中性洗涤剂法，具体步骤参照GB/T 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》。

1.4.2叶绿素含量叶绿素含量测定参照张丽华等的方法[8]。取出待测样品剪碎准确称取1 g左右样品于研钵中，加80%丙酮25 mL研磨，然后将研磨后的样品滤入50 mL 容量瓶中，将80%丙酮洗液并入50 mL容量瓶中且定容至刻度，测鲜样叶绿素含量。另取一部分样品在85 ℃烘干箱内烘干，测定水分含量并且准确称取烘干后的样品0.5 g于20 mL 80%丙酮溶液中，在40 ℃水浴锅中浸提5.5 h后过滤，滤液用于测定烘干样品叶绿素含量。取叶绿体色素提取液在波长663、645、652 nm下测定吸光度，以95%乙醇为空白对照。

1.4.3矿质元素矿质元素含量的测定具体步骤参照朱艳霞等的方法[9]进行。

1.4.4黄酮含量冬瓜皮黄酮粗提液的制备过程是分别将称取的冬瓜皮（干、鲜样）5 g左右于1 000 mL回流瓶中，按照料液比为1 g ∶30 mL（鲜样）和1 g ∶50 mL（干样）加入70%乙醇，在75 ℃下水浴加热辅助提取2 h，3层纱布过滤后，再将滤渣以同样的方法水浴提取2 h，然后将2次提取液在锥形瓶中混合均匀，真空抽滤后，上清液经旋转蒸发仪浓缩，用60%乙醇定容于100 mL容量瓶中，制得冬瓜皮黄酮粗提液，作为待测液。黄酮含量的测定，具体步骤参照李光等的方法[10]进行。

1.4.5多酚含量冬瓜皮多酚粗提液制备过程同冬瓜皮黄酮粗提液制备。具体步骤参照王倩倩等的方法[11]进行测定。

1.4.6抗氧化能力抗氧化能力的检测采用改进的Fenton法，具体步骤参照艾志录等的方法[12]进行测定，所加试剂都扩大2倍；DPPH检测方法，具体步骤参照李孟婕等的方法[13]进行测定；FRAP值的测定根据碧云天生物技术公司提供的试剂盒操作。3种方法均以0.5 mg/mL的维生素C作为参照物。

1.5统计与分析

试验重复操作3次，平均值作为试验最终结果。采用SPSS软件进行统计分析，以“平均值±标准差”数据表示方法。

2结果与分析

2.1不同厚度冬瓜皮营养成分比较

从表1可以看出，干冬瓜皮的水分含量随着厚度的增加而降低，厚度从1 mm增加到2 mm，水分含量减少不显著，从2 mm增加到4 mm，水分含量显著减少，表明不同厚度的干冬瓜皮中水分含量有一定的差异。干冬瓜皮的灰分含量随着厚度的增加没有显著差异，含量均为0.05%，表明厚度对干冬瓜皮的灰分含量基本无影响。不同厚度的干冬瓜皮中蛋白含量差异显著，随着冬瓜皮厚度的增加，蛋白含量呈现先减小后增加的趋势，这可能是因为厚度为4mm的冬瓜皮上有一定的冬瓜肉，对冬瓜皮的蛋白质含量有一定的影响。干冬瓜皮的粗纤维含量随着厚度的增加呈现减小的趋势，处理间差异显著，表明厚度对干冬瓜皮的粗纤维含量影响较大，可能是因随着厚度的增加，冬瓜皮上含有的冬瓜肉的含量有所增加，影响到冬瓜皮的粗纤维含量。

2.2不同厚度冬瓜皮叶绿素含量

在波长663、645、652 nm 处测定样品的吸光度，根据相关公式计算叶绿素含量结果见表2。从表2可以看出，厚度对干冬瓜皮的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素都有一定的影响，随着厚度的增加，叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量呈现减小的趋势，冬瓜皮1 mm与2 mm、2 mm与4 mm处理间叶绿素a、叶绿素b的含量均无显著差异，但1 mm与4 mm处理间差异显著；不同厚度干冬瓜皮的总叶绿素含量随着厚度的增加差异显著，表明厚度对干冬瓜皮的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量影响较大。可能是因为随着厚度的增加，冬瓜皮上的冬瓜肉也随着增多，由于冬瓜肉中的叶绿素含量较低，进而导致冬瓜皮中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量降低。

2.3不同厚度冬瓜皮矿质元素含量

不同厚度的干冬瓜皮中矿质元素含量见表3。干冬瓜皮中含有B、Cu、Fe、Mn、Zn等微量元素，Na、P、Ca、K、Mg等常量元素，其中Fe在微量元素中含量较高，K在常量元素中含量较高。同时可以看出，不同厚度干冬瓜皮中Na、Ca、K的含量差异显著，厚度对B、Mn、P、Mg含量也有一定的影响。与普通的常见食物相比较，干冬瓜皮中P、Na、Ca、K、Mg的含量极为丰富，是人体需要的钾、钙和多种微量元素的良好来源。

2.4不同厚度冬瓜皮黄酮、多酚含量

芸香苷标准曲线及没食子酸标准曲线分别见图1、图2，根据标准曲线测得不同厚度的鲜、干冬瓜皮黄酮、多酚含量从表4可以看出，不同厚度的鲜冬瓜皮中黄酮含量高于干冬瓜皮，厚度对鲜冬瓜皮黄酮、多酚含量影响差异显著，但对干冬瓜皮的影响差异不显著。同时，厚度越厚，鲜冬瓜皮中黄酮和多酚的含量越高。本实验室前期研究发现，冬瓜肉中含有大量的黄酮和多酚，并且含量要高于冬瓜皮，随着冬瓜皮厚度的增加，冬瓜肉的含量增加，进而造成厚度越大，鲜冬瓜皮中的黄酮和多酚含量增加。

不同厚度的鲜、干冬瓜皮抗氧化能力见表5。Fenton法和DPPH检测方法中厚度对鲜冬瓜皮提取液的抗氧化能力有一定的影响，1 mm与2 mm处理间抗氧化能力差异显著，2 mm 与4 mm处理间抗氧化能力差异不显著，由于随着冬瓜皮厚度的增加，冬瓜皮上会带有少许冬瓜肉，冬瓜肉中水分含量较多，影响抗氧化活性成分的含量；Fenton法和DPPH检测方法中厚度对干冬瓜皮提取液的抗氧化能力影响不显著；FRAP值检测方法中，厚度对鲜、干冬瓜皮提取液的抗氧化能力影响均不显著。同一厚度的冬瓜皮，干冬瓜皮的抗氧化能力比鲜冬瓜皮的抗氧化能力要高。由于在干燥过程中，冬瓜皮中的水分挥发，所含的一些抗氧化活性物质在这个过程中富集，使得干冬瓜皮的抗氧化能力升高。

2.6相关性分析

为了进一步确定冬瓜皮的水分、黄酮、多酚含量与抗氧化能力之间的关系，对冬瓜皮的水分、黄酮、多酚含量与·OH清除率、 DPPH·清除率及FRAP值做相关性分析，分析结果见表6。从表6可以看出，水分、黄酮、多酚含量与·OH清除率、DPPH·清除率及FRAP值均极显著相关，表明水分含量即冬瓜皮的鲜样和干样，黄酮、多酚含量均对抗氧化能力有很大的影响。因此，冬瓜皮的干燥处理、黄酮和多酚含量都可作为评价冬瓜皮抗氧化能力的一个非常重要的指标。自由基清除率与黄酮、多酚含量呈现一定的正相关性，表明黄酮和多酚是冬瓜皮中2种主要的抗氧化活性物质。

此外，测定抗氧化能力的3种指标间也呈现极显著的相关性，可能与其相似的反应机理有一定的关系。

3结论

厚度对干冬瓜皮的蛋白质、粗纤维、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量均有显著影响，对水分和灰分影响均不显著。厚度对鲜冬瓜皮黄酮和多酚含量有显著影响，对干冬瓜皮的黄酮和多酚含量影响不显著。干燥处理对鲜、干冬瓜皮的黄酮和多酚含量均有显著影响。

抗氧化性试验结果表明，鲜、干冬瓜皮均具有一定的抗氧化能力，厚度对其抗氧化能力无显著影响，干燥处理对冬瓜皮的抗氧化性有较大影响。

随着国家对蔬菜副产物综合利用的重视以及对天然抗氧化剂的需求增加，本研究为冬瓜的副产物-冬瓜皮的综合利用提供了参考，利用冬瓜皮提取黄酮、多酚类物质，不仅能变废为宝，而且能够有效减少环境污染，具有较高的研发价值和应用前景。

参考文献：

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[3]艾志录，郭娟，王育红，等. 微波辅助提取苹果渣中苹果多酚的工艺研究[J]. 农业工程学报，2006，22（6）：188-191.

[4]伍玉菡，尤逢惠，万娅琼. 冬瓜产业发展现状及加工与综合利用技术[J]. 安徽农学通报，2013，19（13）：139-140.

[5]Sharma J，Chatterjee S，Kumar V，et al. Analysis of free and glycosidicallyboundcompoundsofash gourd （Benincasa hispida）：

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