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海南15种野生蔬菜膳食纤维含量的测定

2017-05-30邓爱妮周聪赵敏范琼

热带作物学报 2017年8期
关键词:膳食纤维蛋白酶超声波

邓爱妮 周聪 赵敏 范琼

摘 要 以国家标准GB 5009.88-2014《食品中膳食纤维的测定》为基础,研究了4种蛋白酶、2种酶解辅助处理方法对膳食纤维测定值的影响。以调整后的方法测定了15种野生蔬菜总的、可溶性及不溶性膳食纤维的含量,分析了不同产地和采摘时期野生蔬菜总膳食纤维含量的差异。结果表明:木瓜蛋白酶处理后的树仔菜总膳食纤维测定值最高;超声波振荡辅助酶解处理的除杂效果较好;15种野生蔬菜膳食纤维含量和组成差异较大,产地对树仔菜、马齿苋总膳食纤维含量的影响分别为极显著、显著,但是对枸杞菜和雷公菜总膳食纤维含量的影响不显著;采摘时期对树仔菜、马齿苋、枸杞菜和雷公菜总膳食纤维含量均有极显著影响。

关键词 野生蔬菜;膳食纤维;蛋白酶;超声波

中图分类号 S647 文献标识码 A

Determination of Dietary Fiber of 15 Wild

Vegetables in Hainan Island

DENG Aini,ZHOU Cong,ZHAO Min,FAN Qiong*

Analysis & Testing Center, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Quality Supervision and

Inspection Center of Tropical Agro-Products, Ministry of Agriculture, Haikou, Hainan 571101, China

Abstract The sample pretreatment conditions including different proteases and assisted enzymatic methods for dietary fiber determination were established according to the Chinese National Standard GB 5009.88-2014《Determination of dietery fiber in foods》. The total dietary fiber(TDF),insoluble dietary fiber(IDF)and soluble dietary fiber(SDF)in 15 wild vegetable samples collected from Hainan were analyzed using the modified method. The effects of different production area and harvest time on TDF content in 4 wild vegetable samples were analyzed. The results showed that papain treatmeat could improve the TDF content than other proteases. Ultrasonic assisted treatment removed impurities effectively and thus impurity content in TDF was lower. The contents and components of dietary fiber exhibited great difference within different wild vegetables. The difference of TDF contents of sauropus androgynus L. Merr collected from different production areas was significantly different,and that for Centella asiatica(L.)Urban was significant. There was no significant correlation between production areas and TDF content of Lycium chinense and Portulaca oleracea L.. The harvested time presented significantly different effects to the TDF content of Sauropus androgynus L. Merr,Portulaca oleracea L.,Lycium chinense and Centella asiatica(L.)Urban.

Key words Wild vegetable; dietary fiber; protease; ultrasound

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.08.029

野生蔬菜由于蛋白質、维生素C、膳食纤维、微量元素等营养成分比栽培蔬菜高[1],备受人们的青睐。很多高蛋白、高膳食纤维野生蔬菜如马齿苋、野苋菜等用于生产畜禽饲料[2]。膳食纤维(Dietary Fiber,DF)作为第七大营养素,素有“肠道清洁夫”之称[3],是一类不为人体消化和利用的非淀粉多糖,主要有吸水、黏滞、结合有机化合物、参与阴离子交换和细菌发酵等作用,按溶解能力可分为可溶性膳食纤维(Soluble dietary fiber,SDF)和不溶性膳食纤维(Insoluble dietary fiber,IDF)。可溶性膳食纤维在调节血脂、血糖及调节益生菌等方面具有较强的作用,而不溶性膳食纤维的主要作用是肠道通便。目前,膳食纤维研究进展较快,也有一些涉及野生蔬菜膳食纤维方面的研究。苏冰霞等[4]经测定得出海南8种可食用野生蔬菜不溶性膳食纤维含量为1.5%~4.9%,其中假蒟(Piper sarmentosum Roxb.)不溶性膳食纤维含量为2.71 g/100 g,约为小白菜的9倍。罗瑛等[5]对海南4种菊科野生蔬菜营养成分进行测定时发现,其中3种野生蔬菜的纤维含量高于生菜。关于野生蔬菜膳食纤维的研究报道仅仅零星见于一些关于野生蔬菜营养成分测定的文献资料,研究内容也主要为粗纤维、不溶性膳食纤维含量的测定和样品前处理过程中试剂用量对膳食纤维提取的影响等,而关于不同种类野生蔬菜膳食纤维含量及其组分的分析研究少有报道。另外,膳食纤维是植物营养分析中的重要内容,不同产地、采收时期等条件对植物膳食纤维含量都会产生一定的影响[6-7]。野生蔬菜膳食纤维含量的测定,对野生蔬菜膳食纤维资源加以利用及制备膳食纤维添加剂具有较大的研究价值,同时可以提高野生蔬菜深加工产业的附加值。因此,本研究对海南岛食用较为广泛的15种茎叶类野生蔬菜膳食纤维含量进行检测分析,测定总膳食纤维(Total dietary Fiber,TDF)、可溶性和不溶性膳食纤维含量,并分析不同产地和采摘时期的野生蔬菜膳食纤维含量差异,旨在为海南野生蔬菜生理保健功能研究工作提供可参考的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品采集 在海南省海口、儋州和三亚地区超市、农贸市场及蔬菜基地随机购买或采集树仔菜[Sauropus anduogynus(L.)Merr]、麻叶(Folium Cannabis)、马齿苋(Portulaca oleracea L.)、枸杞菜(Lycium chinense)、雷公菜[Centella asiatica(L.)Urban]、南瓜叶(Cucurbita moschata Duch.)、百花菜(Solanum nigrum)、鹿舌草(Wedelia chinensis)、树头菜(Crateva unilocalaris Buch.)、刺五加(Acanthopanax senticosus Harms)、木槿(Hibiscus syriacus Linn)、臭菜(Acacia pennata Willd)、革命菜(Gynura crepidioides Benth)、蕨菜(Pteridium aquilinum(Linn.)Kuhn var. Latiusculum(Desv.)Underw.ex Heller)、苋菜(Amaranthus mangostanus L)等15种野生蔬菜,每种野生蔬菜至少收集5份样品,每份样品收集量为3 kg;取野生蔬菜可食部分,置于(70±1)℃干燥箱内干燥至恒重,将干燥后的试样反复粉碎至完全过筛,置于干燥器中待用。

1.1.2 试剂 蒸馏水;热稳定α-淀粉酶(6 000~8 000 units/mg)、糖化酶(液化型,100 000 U/mL)、木瓜蛋白酶(≥3 units/mg)、中性蛋白酶(≥4 units/mg)、胰蛋白酶(≥2500 units/mg)均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;碱性蛋白酶(≥200 units/mg)(国药集团化学试剂有限公司);无水乙醇、乙酸、氢氧化钠、丙酮等均为分析纯;MES-TRIS缓冲液(pH8.2)。

1.1.3 仪器 DGX-9143BC-1型鼓风干燥箱(上海福玛实验设备有限公司);KQ-500DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);SHZ-B水浴恒温振荡器(常州诺基仪器有限公司);SHB-III型循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司);kjeltec8420凯氏定氮儀(FOSS公司);SXL-1030程控箱式炉(杭州卓驰仪器有限公司);HR5026多功能粉碎机[飞利浦(中国)投资有限公司]。

1.2 方法

1.2.1 酶解工艺流程 以树仔菜样品为试验材料,在GB 5009.88-2014《食品中膳食纤维的测定》[8]方法基础上,酶解工艺流程设计如下:

双份1 g样品→加入40 mL 0.05 mol/L MES-TRIS缓冲液→摇匀→加入50 μL a-淀粉酶→95 ℃水浴中振摇酶解35 min→冷却→加入100 μL木瓜蛋白酶→调节pH至5.7→55 ℃水浴中振摇酶解30 min→调节pH至4.5±0.2→加入50 μL淀粉葡糖苷酶→60 ℃水浴中振摇酶解30 min

(1)蛋白酶对总膳食纤维测定的影响:按上述酶解工艺流程进行酶处理,选用木瓜蛋白酶(pH值5.7,55 ℃)、中性蛋白酶(pH值7.0,45 ℃)、碱性蛋白酶(pH值8.0,60 ℃)和胰蛋白酶(pH值8.0,

50 ℃),并分别在各自最适酶解条件[9]下酶解,每个处理均设5次重复,比较不同蛋白酶处理得到的总膳食纤维测定值。

(2)酶解辅助处理方法的比较:按上述酶解工艺流程进行酶处理,设振荡器振摇(100 r/min)辅助酶处理方法为处理A,超声波振荡(功率100 W)辅助酶处理方法为处理B,每个处理均设5次重复,比较2种酶解辅助处理方法得到的总膳食纤维测定值、残渣蛋白质和灰分的质量。

1.2.2 总膳食纤维的测定 “1.2.1”得到的试样液,按乙醇与试样液体积比为4 ∶ 1的比例加入预热至60 ℃的95%乙醇,在室温下沉淀60 min,将试样乙醇沉淀液转移入坩埚中抽滤;用15 mL的78%乙醇洗涤2次,用15 mL的95%乙醇和15 mL的丙酮分别洗涤残渣2次,将坩埚连同残渣在105 ℃烘干过夜,计算试样残渣质量。

1.2.3 不溶性、可溶性膳食纤维的测定 将“1.2.1”得到的试样液过滤,过滤后的残渣即是不溶性膳食纤维,用10 mL 70 ℃热水洗涤2次,干燥称重。滤出液含可溶性膳食纤维,用4倍量预热至60 ℃的95%乙醇于室温下沉淀1 h,过滤得可溶性膳食纤维残渣;再分别用78%乙醇、95%乙醇和丙酮洗涤残渣,将坩埚连同残渣在105 ℃烘干过夜,计算试样残渣质量。

1.2.4 样品残渣中蛋白质和灰分的测定 取2份样品残渣中的1份按GB 5009.5[10]的规定测定氮(N)含量,以6.25为换算系数,计算蛋白质质量;另1份样品残渣按GB 5009.4[11]测定灰分,即在525 ℃灰化5 h,于干燥器中冷却,精确称量坩埚总质量,精确值为0.1 mg,减去处理后的坩埚质量,计算灰分质量。

1.2.5 野生蔬菜膳食纤维含量差异分析 测定树仔菜、麻叶、马齿苋、枸杞菜、雷公菜、南瓜叶、百花菜、鹿舌草、树头菜、刺五加、木槿、臭菜、革命菜、蕨菜、苋菜等野生蔬菜中总的、可溶性及不溶性膳食纤维含量;另外,分别测定3~5月份、6~8月份、9~11月份、12月份~次年2月份海口、儋州和三亚地区树仔菜、马齿苋、枸杞菜和雷公菜共4种野生蔬菜的总膳食纤维含量,并进行方差分析。

1.3 数据处理

膳食纤维含量测定结果以干粉计,实验数据采用Excel 2007软件处理。总膳食纤维(TDF)、可溶性膳食纤维(SDF)及不溶性膳食纤维(IDF)含量计算公式:

TDF/SDF/IDF测定值/%=■×100

TDF计算值(%)=SDF测定值+IDF测定值

式中:■R为双份样品残渣质量均值,g;mP为蛋白质质量,g;mA为灰分质量,g;■为双份样品质量均值,g。

2 结果与分析

2.1 蛋白酶种类对总膳食纤维定量的影响

用木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶和胰蛋白酶处理后的树仔菜总膳食纤维测定结果见表1,不同蛋白酶种类对总膳食纤维测定影响显著(0.012.2 酶解辅助处理方法对总膳食纤维定量的影响

2种酶解辅助处理方法处理后的树仔菜样品总膳食纤维含量测定结果见表2。处理B得到的残渣样品含蛋白质和灰分值均小于处理A,蛋白质值为残渣中的0.33%,说明处理B即超声波振荡辅助酶解处理方法除杂效果较好,后续实验采用B处理方法对野生蔬菜样品进行酶解。

2.3 15种野生蔬菜膳食纤维含量分析结果

15种野生蔬菜样品总的、可溶性及不溶性膳食纤维含量分析结果见表3。样品总膳食纤维含量在37.2%~60.4%,其中臭菜总的和不溶性膳食纤维含量、鹿舌草可溶性膳食纤维含量为最高值。马齿苋、鹿舌菜、树头菜等野生蔬菜总膳食纤维计算值(SDF+IDF)比实测值(TDF)高,可能是在测定不溶性膳食纤维时由于延迟洗涤残渣而引起不溶性膳食纤维测定值上升所致,这在阴文娅等[12]的研究中也有报道。

2.4 不同产地野生蔬菜中总膳食纤维含量的比较

图1为海口、儋州和三亚产地的树仔菜、马齿苋、枸杞菜和雷公菜总膳食纤维含量的分析结果,并对结果进行方差分析[13]。结果表明,产地对树仔菜总膳食纤维含量的影响非常显著(p<0.01),对马齿苋总膳食纤维含量的影响显著(0.01

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