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野生欧李和栽培欧李果实营养成分的比较分析

2017-04-20张雨晴斯琴格日勒翟蓉周永斌张旋

食品研究与开发 2017年8期
关键词:欧李总酸总糖

张雨晴,斯琴格日勒,翟蓉,周永斌,张旋,*

(1.沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳110866;2.沈阳农业大学林学院,辽宁沈阳110866)

野生欧李和栽培欧李果实营养成分的比较分析

张雨晴1,斯琴格日勒1,翟蓉1,周永斌2,张旋1,*

(1.沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳110866;2.沈阳农业大学林学院,辽宁沈阳110866)

对野生和栽培欧李果实营养成分进行比较研究,为进一步开发利用欧李提供依据。分别采用常规分析法、原子吸收光谱法、GC-MS法对野生欧李和栽培欧李果实的可溶性固形物、VC、总糖、总酸、Ca、Zn、Fe及脂肪酸进行分析。结果显示,野生欧李果实中可溶性固形物、总糖、VC含量极显著高于栽培欧李(P<0.01),栽培欧李中的总酸高于野生欧李(P<0.05);野生、栽培欧李果实中Ca、Zn、Fe含量分别为450.36、12.32、3.28 mg/kg和381.24、11.16、2.14 mg/kg,其中野生欧李Ca、Fe的含量显著高于栽培欧李(P<0.05),Zn含量二者无显著差异;野生、栽培欧李果实中均鉴定出棕榈酸、油酸、亚油酸及亚麻酸4种脂肪酸,分别占总检出量的81.17%和59.94%,野生欧李果实中脂肪酸含量高于栽培欧李,其中不饱和脂肪酸含量,野生欧李果实显著高于栽培欧李果实,特别是油酸含量高出1倍多。

欧李;可溶性固形物;VC;总糖;总酸;矿物质;脂肪酸

欧李(Cerasus Humilis(Bge.)Sok.)为蔷薇科、樱桃属落叶小灌木,广泛分布于东北、华北、西北等干旱、寒冷地区,是我国特有的一个古老的果药兼用野生树种,长期以来一直处于野生状态,上世纪80年代才步入人工栽培行列[1]。欧李具有耐干旱、耐严寒(-40℃)、耐盐碱(pH值8.5以下)、耐瘠薄、抗病虫害等特性,其根系十分庞大、基生枝多、抗逆性强,具有极强的固土保水作用,是一种生态修复功能极强的经济树种,已被国家林业局列为生态林优良树种[2]。欧李植株矮小,花色、果实色彩艳丽,还具有极强的观赏价值。欧李果肉可食,营养丰富,与沙棘、树莓同属高营养、高保健的第三代水果,特别是钙含量在经济型水果中位居首位,又称钙果,同时也是酿造果醋、果酒等深加工产品的适宜原料[3]。此外欧李果仁、根可入药,茎可加工成饲料和编织材料,其综合利用价值极高[4]。

由于欧李栽培历史尚短,关于欧李资源分布、生物学特性、选育等方面开展了一系列研究[5-6],但由于受地域、气候等因素影响,欧李品种繁多,类型多样,果实特性有较大的差异,因此对欧李的营养特性还缺乏详细的研究[7-8]。野生欧李在辽宁有着广泛的分布,如朝阳、阜新、本溪等地,在向阳山坡或沙丘边缘生长较多,资源丰富。同时近几年由于欧李的生态、经济、社会效益显著,出现了引种欧李热潮。因此本研究以辽宁省自然分布状态下的野生欧李及人工栽培欧李的果实为研究对象,对其矿物质、脂肪酸及VC等主要营养成分进行分析比较,为欧李果树的选育种植、保护和开发野生欧李资源,以及欧李资源的综合开发及利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与主要仪器

野生欧李:采自辽宁省朝阳山区,形似樱桃,红皮红肉,单个果实重约3 g左右,核相对果肉较大;栽培欧李:采自沈阳农业大学后山基地,由沈阳农业大学人工栽培,果实较大,单个果实约8 g左右重,黄皮黄肉。下文中欧李均指鲜果。

Ca、Zn、Fe标准溶液:国家有色金属及电子材料分析测试中心出品;硝酸、过氧化氢、氢氧化钾、石油醚、2,6-二氯靛酚等试剂为分析纯,甲醇(色谱纯):均购自国药集团沈阳分公司;水为纯净水。

AA-400原子吸收分光光度计:新加坡PERKIN ELMER;固相微萃取SPME装置,萃取头PDMS/DVB(65 μm,polydimethy lsilox ane/div inylbenzene):美国Supelco公司;7980A-5975C气质联用仪:美国Agilent公司;折光仪:日本ATAGO;LNK872消化器:宜兴市新宇科教仪器研究所;DHG-9146A电热鼓风干燥箱:上海精宏实验设备。

1.2 测定指标及方法

1.2.1 可溶性固形物、VC、总糖、总酸

可溶性固形物含量按照农业部行业标准折射仪法测定[9],VC、总糖、总酸含量分别采用2,6-二氯靛酚滴定法、蒽酮比色法、氢氧化钠滴定法测定[10]。

1.2.2 Ca、Zn、Fe

分别配制2、5、10、20、50 mg/L的Ca标准工作液和0.2、0.5、1、2、5 mg/L的Zn、Fe的标准工作液,进行原子吸收分光光度(AA-400原子吸收分光光度计)测定,扣除空白后绘制Ca、Zn、Fe的标准工作曲线。

鲜果样品洗净,吸干水分后充分研磨,精确称取一定量的果浆(5 g左右),放入250 mL消化管中,加入浓硝酸20 mL,放置0.5 h后,放入消化器中消化直至变为澄清溶液,转入100 mL容量瓶中定容,混匀后测定吸光值[11-12]。

1.2.3 脂肪酸

将洗净的欧李果实去核后,切成小块进行风干干燥处理,干燥后研磨,备用。取质量相同的野生、栽培欧李果实粉,分别按照GB/T 14772-2008《食品中粗脂肪的测定》[13]方法得到欧李果实粗脂肪提取液。利用KOH-甲醇酯化法对欧李粗脂肪提取液进行甲基衍生化处理[14-15],最后减压蒸干后,用1 mL正己烷溶解,过膜后得到GC-MS分析试样。根据GC-MS总离子流图中各色谱峰相应的质谱图,经人工解析及计算机检索——质谱库NIST,确定相应物质结构,并用面积归一法测定其相对百分含量。

GC-MS工作条件:色谱柱DB-17MS(30 m× 0.25 mm×0.25 μm)弹性石英毛细管柱,进样口温度250℃,初始温度40℃,保持1 min,以35℃/min速率升至195℃,保持2 min,以2℃/min的速率升至205℃,保持2 min,再以8℃/min的速率升至230℃,保持1 min;流速1 mL/min,分流比50∶1,溶剂延迟5 min;接口温度250℃,离子源温度230℃,EI,电子能量70 eV,全扫描模式(scan),质量扫描范围m/z:12~550。

2 结果与分析

2.1 可溶性固形物、VC、总糖、总酸含量

对野生欧李、栽培欧李的可溶性固形物、总糖、总酸、VC含量进行了测定,结果如表1所示。

表1 欧李果实中可溶性固形物、总糖、总酸和VC含量Table 1 The contents of soluble solids,total sugar,total acid and ascorbic acid in Chinese Dwarf Cherry

从表1可以看出,野生欧李鲜果中可溶性固形物、总糖、VC含量分别为17.62%、6.27%和6.31 mg/100 g,均比栽培欧李含量高,经统计分析(t检验)差异极其显著(P<0.01)。栽培欧李中总酸含量高于野生欧李,差异显著(P<0.05)。

2.2 Ca、Zn、Fe含量

野生欧李、栽培欧李果实中Ca、Zn、Fe含量如图1所示。

图1 欧李果实中Zn、Fe、Ca含量Fig.1 Contents of Ca,Zn and Fe in the Chinese Dwarf Cherry

图中纵坐标为每千克鲜果中 Ca、Zn、Fe含量(mg),因为Ca、Zn、Fe含量不在同一数量级上,故纵坐标刻度采用以10为底的对数刻度。本试验中野生、栽培欧李果实中Ca含量分别为450.36、381.24 mg/kg,Fe含量分别为3.28、2.14 mg/kg,Zn含量分别为12.32、11.16 mg/kg,经统计分析,野生欧李果实中Fe、Ca的含量显著高于栽培欧李,Zn含量二者无显著差异。欧李Ca含量在各类水果中最高,是其它水果的2倍~10倍,是名副其实的“钙果”。

2.3 脂肪酸

按照1.2.3条件,测得野生、栽培欧李果实脂肪酸的总离子流图分别如图2、图3所示。

各色谱峰对应的质谱图经人工解析及谱库检索,野生、栽培欧李果实中分别鉴定出4种脂肪酸,用面积归一法测定了它们的相对百分含量,即占总检出量的百分含量,结果见表2。

野生欧李果实中的棕榈酸、油酸、亚油酸及亚麻酸4种脂肪酸,占总检出量的81.17%,其中不饱和脂肪酸占检出脂肪酸的86.86%,油酸含量高达脂肪酸总量的53.04%。栽培欧李果实中的4种脂肪酸占检出总量的59.94%,其中不饱和脂肪酸占总脂肪酸的86.50%,油酸、亚油酸占总脂肪酸的35.03%、35.40%。

目前文献报道的关于果蔬中脂肪酸的定量分析都采用归一化法进行相对定量,尽管归一化法只能粗略的估算待测脂肪酸在粗脂肪提取物中所占的比例,结果不稳定[16-17],但由于本研究脂肪酸测定时,取样量相同,提取粗脂肪方法、甲酯化方法、GC-MS工作条件相同,从相对含量及定性的脂肪酸的峰面积,可以确定野生欧李果实中脂肪酸含量高于栽培欧李果实中脂肪酸含量,其中不饱和脂肪酸含量,野生欧李果实显著高于栽培欧李果实,特别是油酸含量高出1倍多,油酸具有降低血清总胆固醇和甘油三酯的功能,野生欧李非常适合于高血脂人群食用。

图2 野生欧李果实中脂肪酸甲酯的总离子流图Fig.2 Total ion chromatogram of fatty acids in wild Chinese Dwarf Cherry

图3 栽培欧李果实中脂肪酸甲酯的总离子流图Fig.3 Total ion chromatogram of fatty acids in cultivated Chinese Dwarf Cherry

表2 欧李果实中脂肪酸成分及相对含量Table 2 Composition and relative contents of fatty acids in the Chinese Dwarf Cherry

3 讨论与结论

目前,有关山西、内蒙、河北、北京等地的欧李果实中营养成分的研究已见报道[7-8,18-20],这些研究结果显示上述地区的欧李果实中可溶性固形物含量为5.8%~19.6%,总糖为3.27%~6.04%,总酸为0.41%~1.81%,VC为4.59mg/100g~84.8mg/100g,Ca含量为134 mg/kg~3317mg/kg,Zn为1.01mg/kg~7.86mg/kg,Fe为4.1mg/kg~21.52mg/kg。本研究所用的辽宁地区野生欧李和栽培欧李果实中,可溶性固形物、总糖、总酸、VC、Ca含量均在上述范围内,Fe含量均低于北京、内蒙、河北、山西欧李,但Zn含量均高于上述地域,含量达11.16 mg/kg~12.32 mg/kg,由此可见受地域、气候、品种等因素影响,各地欧李果实中的成分存在差异。

油酸、亚油酸和亚麻酸不饱和脂肪酸是人体新陈代谢不可缺少的成分,在人体内不能直接合成,必须从食物中摄取。本研究中野生欧李和栽培欧李果实中均检测到油酸、亚油酸和亚麻酸3种不饱和脂肪酸,并且在各自的脂肪酸总量中占有80%以上的高比例。目前仅有文献[19]、[21]对欧李果肉中的脂肪酸进行了研究,文献[19]采用和本研究相同的提取、甲酯化前处理方法,检测到欧李多个栽培品种中含有棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸4种脂肪酸;文献[21]采用超声波萃取和酸催化甲酯方法检测到栽培欧李果实中含有棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等31种脂肪酸。欧李品种不同脂肪酸成分存在差异,同时在脂肪酸的分析过程中,脂质提取和甲酯化衍生影响脂肪酸的定性定量分析,今后有必要对欧李果实中脂质提取和甲酯化衍生方法进行优化。

综上所述,野生欧李果实和栽培欧李果实营养丰富,是饮料、果酒及开发功能性食品的天然绿色原材料。野生欧李果实的常规营养成分优于栽培欧李,开发利用野生欧李资源,将具有重要的经济价值和社会价值。另一方面,栽培欧李便于种植管理,确保资源量,如在人工栽培方面进行研究和开发,也将会有更广阔的应用前景。

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Comparison of Nutrients in Wild and Cultivated Chinese Dwarf Cherry

ZHANG Yu-qing1,SI Qingerile1,ZHAI Rong1,ZHOU Yong-bin2,ZHANG Xuan1,*
(1.College of Food Science,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110866,Liaoning,China;2.College of Forestry,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110866,Liaoning,China)

In order to exploit the resource of Chinese Dwarf Cherry,the composition of nutrients in wild andcultivated Chinese Dwarf Cherry were comparatively analyzed by routine chemical analytical methods,flame atomic absorption spectrophotometric(FAAS)method and GC-MS.The results showed that the contents of soluble solids,total sugar,and ascorbic acid in wild Chinese Dwarf Cherry were significantly higher than that in cultivated Chinese Dwarf Cherry(P<0.01),the total acid content in the cultivated Chinese Dwarf Cherry was higher than that in wild Chinese Dwarf Cherry(P<0.05);Ca,Zn,Fe contents in wild and cultivated Chinese Dwarf Cherry were 450.36,12.32,3.28 mg/kg and 381.24,11.16,2.14 mg/kg respectively,the contents of Ca,Fe in wild Chinese Dwarf Cherry were significantly higher than that in cultivated(P<0.05),the content of Zn had no significant difference between the wild and cultivated Chinese Dwarf Cherry.The 4 kinds of fatty acids determined in the wild and cultivated Chinese Dwarf Cherry were palmitic acid,oleic acid,linoleic acid and linolenic acid respectively,accounting for 81.17%and 59.94%of the detected total acids.The unsaturated fatty acid content in the wild Chinese Dwarf Cherry was significantly higher than that of cultivated Chinese Dwarf Cherry,especially the oleic acid content being more than twice.

Chinese Dwarf Cherry;soluble solids;VC;total sugar;total acid;minerals;fatty acids

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.08.023

2016-08-04

林业公益性行业科研专项经费项目(201304216);沈阳农业大学大学生创新创业训练计划项目(2015-77)

张雨晴(1994—),女(汉),本科生,食品质量与安全专业。

*通信作者:张旋(1968—),女,高级实验师,硕士,从事食品品质分析研究。

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