紫苏籽粒粗脂肪、蛋白质及可溶性糖含量的测定及评价

2020-08-11张以忠邓琳琼冯图曾娟陈韦飞陆薇静

食品研究与开发 2020年16期

张以忠，邓琳琼，冯图，曾娟，陈韦飞，陆薇静

（贵州工程应用技术学院生态工程学院，贵州毕节551700）

紫苏[Perilla frutescens（L.）Britton]是唇形科一年生草本植物，具有特异香气，又名白苏、赤苏、香苏等[1-3]。紫苏在世界上种植较广，但主要集中在中国、韩国、日本、印度等国家，我国是紫苏的主要起源地，原产于喜马拉雅山及我国中南部地区，主要分布在黑龙江、辽宁、山东、四川、浙江、江苏、贵州、安徽等省[4-6]。紫苏籽含油率在30%以上，远高于油菜籽、葵花籽等，且富含α-亚麻酸[7-10]，在抗菌、抗病毒、抗衰老、抗氧化、降血脂、预防动脉粥样硬化、改善心血管疾病、天然美白及护肤等方面均具有较好的效果，且安全、无毒、无副作用[11-13]。同时又可作为蔬菜食用，是卫生部第一批规定的既可作食品又可作药品的60种原料之一[14-16]。紫苏是一种集油、菜、药、香料、保健于一体的多用途经济植物，具有巨大的开发应用价值，随着紫苏产品需求不断增加，其研究与应用越来越受到人们的重视。

毕节市位于贵州西北部，地处川、滇、黔三省结合部，紫苏资源丰富，其独特的气候资源使紫苏产生了丰富的变异类型。因此本研究对来自毕节市不同产地紫苏籽粒的粗脂肪、蛋白质及可溶性糖含量进行测定，统计分析粗脂肪、蛋白质和可溶性糖性状的总体特征、地区差异，并探讨紫苏籽粒粗脂肪、蛋白质和可溶性糖含量的关系，以期为紫苏的进一步研究与开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试紫苏材料由贵州工程应用技术学院生态工程学院提供，其序号、种名、材料编号、原产地及代号见表1。

表1 供试紫苏材料Table 1 Materials of Perilla frutescens（L.）Britton used in this study

续表1 供试紫苏材料Continue table 1 Materials of Perilla frutescens（L.）Britton used in this study

1.2 仪器与试剂

ZDDN-11型自动凯氏定氮仪、KDN-20C型消化炉：浙江托普仪器有限公司；CP224C电子天平（精度：0.000 1 g）：奥豪斯仪器（上海）有限公司；BOMEX索氏抽提器：广州市典锐化玻实验仪器有限公司；HH.B11.420电热恒温培养箱：天津市实验仪器厂；HH-501型超恒温水浴锅：江苏金坛市金城国胜实验仪器厂。

硼酸：天津市北辰方正试剂厂；氢氧化钠：重庆川江化学试剂厂；浓盐酸：重庆川东化工集团有限公司；甲基红：天津市科密欧化学试剂有限公司；溴甲酚绿：上海国药集团化学试剂有限公司；石油醚、乙醇：天津市富宇精细化工有限公司；浓硫酸、硫酸铜及硫酸钾：天津市致远化学试剂有限公司；蒽酮：国药集团化学试剂有限公司；葡萄糖：成都金山化学试剂有限公司；以上试剂均为分析纯。

1.3 方法

1.3.1 紫苏籽粒粗脂肪含量测定

粗脂肪含量测定参照文献[17-18]，稍加改动。称取3.000 g干燥紫苏粉末样品，移入滤纸包内，用棉线将其捆好，放入抽提筒中并安装好索氏抽提器，连接已干燥恒重的接收瓶和冷凝管，加入石油醚至提取瓶容积1/2处，于70℃水浴中抽提7 h～9 h。提取完毕，将接收瓶中的乙醚回收，洗净提取瓶外壁，于100℃烘干至恒重。按下式计算粗脂肪含量：

式中：X为样品中粗脂肪含量，%；m1为抽提瓶质量，g；m2为抽提瓶和粗脂肪质量，g；m 为样品质量，g。

1.3.2 紫苏籽粒蛋白质含量测定

蛋白质含量测定参照文献[19-20]，稍加改动。称取干燥紫苏粉末样品0.300 g于干燥的消化管中，加0.2 g硫酸铜和6 g硫酸钾，摇匀，加20 mL浓硫酸。开始温度设置250℃，消化管内泡沫停止时，将温度调至420℃至蓝绿色澄清液体后，调节温度至450℃继续加热30 min，取下放冷，定容到100 mL即为样品消化液。按上述方法，取与试验组相同量的硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸进行消化，冷却后定容至100 mL，为空白消化液。取10 mL样品消化液于消化管中，置凯氏定氮仪蒸馏7 min后，取下锥形瓶滴定。空白消化液按此方法操作。按下式计算蛋白质含量：

式中：Y为样品中蛋白质含量，%；V1为样品滴定消耗盐酸标准溶液的体积，mL；V2为空白滴定消耗盐酸标准溶液的体积，mL；c为盐酸标准滴定溶液浓度，mol/L；m为样品的质量，g；F为氮换算为蛋白质的系数，6.25。

1.3.3 紫苏籽粒可溶性糖含量测定

可溶性糖含量测定参照文献[19]，并稍加改动。

1.3.3.1 标准曲线的制作

取7支20 mL带塞试管，按表2配制系列浓度的葡萄糖标准液。然后分别在试管中加入5 mL蒽酮试剂，摇匀并盖上塞子，沸水浴中煮沸10 min，取出立即用水冷却到25℃，在625 nm波长下，用0号管调零，分别测量各管的OD（吸光度）值，以OD值为纵坐标，葡萄糖含量为横坐标，绘制标准曲线。

表2 葡萄糖标准液Table 2 Glucose standard solution

1.3.3.2 可溶性糖含量测定

称取干燥紫苏粉末样品50 mg于10 mL刻度离心管中，加4 mL 80%乙醇，置80℃水浴中不断搅拌40 min，离心，收集上清液，其残渣加2 mL 80%乙醇重复提2次，合并上清液，并加10 mg活性炭，80℃脱色30 min，80%乙醇定容至10 mL，过滤后取滤液1 mL于带塞试管中，加入5 mL蒽酮试剂混合，混匀，盖上塞子，在沸水浴中煮沸10 min，取出立即用水冷却至25℃，在625 nm处测得OD值。按下式计算可溶性糖含量：

式中：Z为样品中可溶性糖含量，%；C为样品浓度，μg/mL；W 为样品的质量，g。

1.4 数据处理

数据处理利用Excel2016和SPSS21.0统计分析软件。

2 结果与分析

2.1 不同紫苏籽粒粗脂肪、蛋白质和可溶性糖含量分析

不同紫苏籽粒粗脂肪、蛋白质和可溶性糖含量比较见表3。

表3 不同紫苏籽粒粗脂肪、蛋白质和可溶性糖含量比较Table 3 Comparison of crude fat，protein and soluble sugar content in different seeds of Perilla frutescens（L.） Britton

续表3 不同紫苏籽粒粗脂肪、蛋白质和可溶性糖含量比较Continue table 3 Comparison of crude fat，protein and soluble sugar content in different seeds of Perilla frutescens（L.） Britton

由表3可知，不同紫苏籽粒粗脂肪含量在35.06%～53.28%之间，平均为45.09%。来自金沙县龙坝乡紫苏（ZS069）含量最高，为53.28%，而来自七星关区鸭池镇的紫苏（ZS002）含量最低，仅有35.06%。根据籽粒中粗脂肪含量分布情况，可将52份紫苏材料分为3种类型：低粗脂肪类型，粗脂肪含量低于40.00%，有7份材料，占13.46%；中粗脂肪类型，粗脂肪含量在40.00%～50.00%之间，有40份材料，占76.92%；高粗脂肪类型，粗脂肪含量在50.00%以上，有5份材料，占9.62%。不同紫苏籽粒蛋白质含量在17.44%～33.66%之间，平均为25.46%。来自大方县八堡乡紫苏（ZS065）含量最高，为33.66%，而来自黔西县红林乡紫苏（ZS023）含量最低，仅有17.44%。根据籽粒中蛋白质含量分布情况，可将52份紫苏材料分为3种类型：低蛋白质类型，蛋白质含量低于25.00%，有23份材料，占44.23%；中蛋白质类型，蛋白质含量在25.00%～30.00%之间，有26份材料，占50.00%；高蛋白质类型，蛋白质含量在30.00%以上，有3份材料，占5.77%。不同紫苏籽粒可溶性糖含量在1.79%～3.57%之间，平均为2.65%。来源于七星关区双山新区紫苏（ZS028）可溶性糖的含量最高，为3.57%；而来自大方县黄泥塘镇紫苏（ZS120）最低，仅为1.79%。根据籽粒中可溶性糖含量分布情况，可将52份紫苏材料分为3种类型：低可溶性糖类型，可溶性糖含量低于2.00%，有3份材料，占5.77%；中可溶性糖类型，可溶性糖含量在2.00%～3.00%之间，有39份材料，占75.00%；高可溶性糖类型，可溶性糖含量在3.00%以上，有10份材料，占19.23%。

变异性分析发现，紫苏籽粒粗脂肪含量、蛋白质含量和可溶性糖含量变异系数分别为8.87%、12.21%和15.18%，表明紫苏籽粒的这3个品质性状在供试材料之间均存在一定的变异，且可溶性糖含量变异最大，蛋白质含量变异次之，而粗脂肪含量变异最小。

2.2 不同产地紫苏籽粒粗脂肪含量表现及变异分析

不同产地紫苏籽粒粗脂肪含量比较见表4。

表4 不同产地紫苏籽粒粗脂肪含量比较Table 4 Comparison of crude fat content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton from different production areas

从表4可知，不同产地紫苏籽粒中粗脂肪含量存在一定的差异，来源于金沙县的紫苏籽粒中粗脂肪平均含量最高为51.04%，其后依次分别为纳雍县、黔西县、大方县、织金县、赫章县、七星关区和威宁县的紫苏材料。金沙县紫苏与七星关区和威宁县紫苏分别相差7.14%和7.66%，均达到极显著差异，与黔西县、大方县、织金县和赫章县紫苏分别相差5.65%、5.82%、5.90%和6.59%，均达到显著水平，与纳雍县紫苏仅相差2.44%，未达到显著水平。纳雍县与黔西县、大方县、织金县、赫章县、七星关区紫苏粗脂肪含量差异较小以及威宁县与黔西县、大方县、织金县、赫章县和七星关区差异较小，均未达到显著水平。

从表4还可看出，来自七星关区紫苏粗脂肪含量标准差及变异系数均最大，分别为5.67%和12.92%，变异范围最宽，而来自金沙县的紫苏粗脂肪含量标准差及变异系数均最小，分别为2.37%和4.64%，变异范围最窄。不同原产地紫苏粗脂肪含量变异系数大小排序为七星关区＞黔西县＞大方县＞纳雍县＞威宁县＞赫章县＞织金县＞金沙县。

2.3 不同产地紫苏籽粒蛋白质含量表现及变异分析

不同产地紫苏籽粒蛋白质含量比较见表5。

表5 不同产地紫苏籽粒蛋白质含量比较Table 5 Comparison of protein content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton from different production areas

由表5可知：不同产地紫苏蛋白质平均含量在23.44%～27.94%之间，其中来自赫章县的紫苏蛋白质平均含量最高，为27.94%，分别比七星关区、纳雍县、大方县、黔西县、织金县、威宁县、金沙县高1.45%、1.87%、1.88%、2.24%、2.84%、3.26%、4.5%。来自七星关区紫苏蛋白质平均含量次之，为26.49%。而来自金沙县紫苏蛋白质平均含量最低，仅为23.44%。不同产地紫苏蛋白质含量排序为赫章县＞七星关区＞纳雍县＞大方县＞黔西县＞织金县＞威宁县＞金沙县，但相互间的差异未达到显著水平。

另外，来自大方县紫苏蛋白质含量标准差及变异系数均最大，分别为3.91%和12.66%，变异范围最宽，而来自纳雍县的紫苏蛋白质含量标准差及变异系数均最小，分别为0.93%和1.75%，变异范围最窄。不同产地紫苏蛋白质含量变异系数大小排序为大方县＞黔西县＞七星关区＞威宁县＞织金县＞赫章县＞金沙县＞纳雍县。

2.4 不同产地紫苏籽粒可溶性糖含量表现及变异分析

不同产地紫苏籽粒可溶性糖含量比较见表6。

表6 不同产地紫苏籽粒可溶性糖含量比较Table 6 Comparison of soluble sugar content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton from different production areas

由表6可知：不同产地紫苏可溶性糖平均含量在2.35%～2.94%之间，其中来自七星关区的紫苏可溶性糖平均含量最高，为2.94%，分别比赫章县、金沙县、大方县、威宁县、黔西县、织金县和纳雍县高0.05%、0.10%、0.23%、0.26%、0.44%、0.48%和 0.59%，且与黔西县、织金县和纳雍县紫苏间的差异达到显著水平。来自赫章县紫苏可溶性糖平均含量次之，为2.89%，与金沙县、大方县、威宁县、黔西县、织金县和纳雍县的紫苏间均无显著差异。而来自纳雍县紫苏可溶性糖平均含量最低，仅为2.35%。

另外，来自七星关区紫苏可溶性糖含量标准差及变异系数均最大，分别为0.66%和22.45%，变异范围最宽，而来自纳雍县的紫苏可溶性糖含量标准差及变异系数均最小，仅分别为0.21%和8.94%，变异范围最窄。不同产地紫苏可溶性糖含量变异系数大小排序为七星关区＞金沙县＞大方县＞黔西县＞织金县＞赫章县＞威宁县＞纳雍县。

2.5 紫苏籽粒粗脂肪含量和蛋白质含量相关性分析

紫苏籽粒粗脂肪含量和蛋白质含量相关性见图1。

图1 紫苏籽粒粗脂肪含量和蛋白质含量相关性Fig.1 Correlation of crude fat content and protein content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton

由图1可知：紫苏籽粒粗脂肪和蛋白质含量相关系数为0.98，为高度正相关，达到极显著水平，表明本研究中紫苏籽粒的这两个品质性状存在非常可靠的正相关。从图1还可看出，无论低含量分布区、中含量分布区，还是高含量分布区，粗脂肪含量和蛋白质含量的分布均趋于一致。

2.6 紫苏籽粒粗脂肪含量和可溶性糖含量相关性分析

紫苏籽粒粗脂肪含量和可溶性糖含量相关性见图2。

图2 紫苏籽粒粗脂肪含量和可溶性糖含量相关性Fig.2 Correlation of crude fat content and soluble sugar content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton

由图2可知：紫苏籽粒粗脂肪和可溶性糖含量相关系数为0.99，为高度正相关，达到极显著水平，表明本研究中紫苏籽粒的这两个品质性状存在非常可靠的正相关。同时，这两个品质性状的低含量分布区、中含量分布区及高含量分布区均趋于一致。

2.7 紫苏籽粒蛋白质含量和可溶性糖含量相关性分析

紫苏籽粒蛋白质含量和可溶性糖含量相关性见图3。

由图3可知：紫苏籽粒蛋白质和可溶性糖含量高度正相关，达到极显著水平（R=0.98**）。同时，这两个品质性状的低含量分布区、中含量分布区及高含量分布区均趋于一致。

图3 紫苏籽粒蛋白质含量和可溶性糖含量相关性Fig.3 Correlation of protein content and soluble sugar content in seeds of Perilla frutescens（L.）Britton

3 讨论

目前，对紫苏籽粒粗脂肪和蛋白质含量的研究有一些报道，代春华等[21]分析我国两个紫苏品种籽粒的粗脂肪和总蛋白含量，结果表明，两个紫苏品种籽粒中粗脂肪含量分别为27.49%和31.25%；蛋白质含量分别为17.82%和14.57%。赵晓玲[22]对5个紫苏籽粒主要营养成分进行分析，结果发现，紫苏籽粒中粗脂肪含量平均为38.80%，蛋白质含量平均为26.38%。张志军等[23]对我国10个紫苏籽粒粗脂肪和蛋白质研究发现，紫苏籽粒粗脂肪的变幅34.0%～45.2%，平均值39.48%；蛋白质变幅18.5%～21.8%，平均值20.45%。张太平[24]对贵州黔南山区的37份紫苏材料的粗脂肪和蛋白质含量研究发现，紫苏籽粒粗脂肪和蛋白质含量变幅分别为34.95%～45.51%、19.26%～29.26%，平均分别为39.47%、23.50%。本研究首次对来自毕节市不同产地的52份紫苏籽粒粗脂肪和蛋白质含量进行研究发现，紫苏籽粒中的粗脂肪变幅35.06%～53.28%，平均含量45.09%，蛋白质变幅17.44%～33.66%，平均含量25.46%。无论是粗脂肪还是蛋白质，其变幅和平均含量均大于张志军等[23]、张太平[24]的研究，同时粗脂肪和蛋白质含量均高于代春华等[21]、赵晓玲[22]的研究。可能与所考察紫苏材料本身的遗传特性、气候环境条件、样本数量等差异有关。而有关紫苏籽粒可溶性糖含量的研究未有相关报道，本研究发现毕节市不同区县紫苏籽粒中可溶性糖含量变化范围为1.79%～3.57%，平均值为2.65%。