水东芥菜矿物质元素含量测定及营养评价

邓金兰，李伟华，谢颖琦，陆春梅，邵小艳

（茂名市食品药品检验所，广东茂名 525000）

水东芥菜是茂名地区地理标志产品之一，种植地区位于茂名市电白县，水东芥菜地理标志产品保护范围以广东省电白县《关于划定水东芥菜产地范围的函》 （电府函[2006]38 号） 提出的范围为准，包括广东省电白县水东、林头、观珠、旦场、麻岗、树仔、电城、岭门、马踏共9 个镇现辖行政区域。因为电白县土壤条件和地区气候的原因，造就了水东芥菜独特的口感与营养价值，电白县的水东芥菜茎多叶少、口感爽脆、清甜无渣的优质品种，含有丰富的维生素、蛋白质、粗纤维、可溶性糖等[1]。由于其独特的口感与品质，水东芥菜得到广大消费者的喜爱，产量供不应求。

矿物质元素在食品营养中起到重要作用，20 多种矿物质元素对人体维持正常的新陈代谢有重要作用[2]，人体无法合成矿物质元素，需要通过外界摄取。关于食品中矿物质元素含量的测定有庞敏[3]对明日叶中7 种矿物质元素含量测定及营养质量指数分析，梁水连等人[4]对香蕉中5 种矿物质元素含量测定及营养评价，冯小雨等人[5]对黑枸杞中矿物质元素含量测定及溶出性研究，刘仙金[6]对食用菌中矿物质元素含量的测定研究，冉江等人[7]对黔中金荞麦主要矿物质元素含量测定及评价等，但调查发现关于水东芥菜研究较多的是生产栽培技术[8-11]，关于水东芥菜的矿物质元素研究的相关内容较少。通过采用微波消解法对样品进行预处理，电感耦合等离子体质谱法测定其中K、Mg、Ca、Zn、Mn、Fe 等6 种矿物质元素的含量，以食物营养质量指数法对水东芥菜中矿物质元素含量进行营养评价，水东芥菜与9 种深色蔬菜矿物质元素的营养价值进行比较，以期为居民提供合理选择食物指南。

1 材料与方法

1.1 样品来源

采集样品地区在水东芥菜地理标志产品保护范围内，电白县水东、林头、观珠、旦场、麻岗、树仔、电城、岭门、马踏等9 个地区采集水东芥菜样品36 批次。

1.2 材料与试剂

硝酸（优级纯）、高氯酸（优级纯），广州化学试剂厂提供；盐酸（优级纯），西陇化工股份有限公司提供；26 种多元素混合标准溶液（质量浓度1 000 mg/L），坛墨质检科技股份有限公司提供。

1.3 仪器与设备

ICAPQ 型电感耦合等离子体质谱仪，美国赛默飞世尔科技有限公司产品；MARS6 型微波消解仪，美国CEM公司产品；Milli-Q 型超纯水处理系统，广州东锐科技有限公司产品；JYL-C16V 型破壁料理机，九阳股份有限公司产品；BFGS-12A 型赶酸器，北京信合达科技有限公司产品。

1.4 检测方法与工作条件

1.4.1 样品前处理

参照GB 5009.268—2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》[12]检验方法，将样品洗净、晒干后高速匀浆混合匀均，备用。准确称取0.5 g 样品置于微波消解罐，加入5 mL 硝酸，旋紧外盖置于微波消解仪中，按表1 微波消解程序消解。微波消解完成后缓慢打开罐盖，将消解罐置于赶酸架上于150 ℃加热赶酸至近干，待消解罐冷却后，将消解液转移至25 mL 容量瓶中，加水定容至刻度，混合匀均，备用。

微波消解程序见表1。

表1 微波消解程序

1.4.2 仪器条件和参数

ICP-MS 仪器条件和参数见表2。

表2 ICP-MS 仪器条件和参数

1.5 营养评价方法

营养质量指数法（Index of nutritional quality，INQ） 是国际上膳食评价时对食物中的各营养素对人体需要的满足程度的判定及对热能的满足程度。当INQ＜1 时，食物提供营养素的含量小于推荐供给量，不能满足人体的需求；当INQ=1 时，食物提供营养素的含量等于推荐供给量，达到人体的需求量；当INQ＞1 时，食物提供营养素的含量大于推荐供给量，表明食物营养质量好。因而INQ≥1 的食物为优质食物[13]。

营养质量指数计算公式：

式中：营养密度为100 g 食物中营养含量/人体每日所需营养素量，热量密度为100 g 食物的热量/人体每日所需热量。

2 结果与评价

2.1 矿物质元素含量与分析

矿物质元素按照GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》[12]方法测定，K、Mg、Ca、Zn、Mn、Fe 等6 种矿物质元素在标准检测条件下进行线性范围试验，检出限和重复性达到标准要求。

水东芥菜中K 含量分布图见图1，水东芥菜中Mg 含量分布图见图2，水东芥菜中Ca 含量分布图见图3，水东芥菜中Zn 含量分布图见图4，水东芥菜中Mn 含量分布图见图5，水东芥菜中Fe 含量分布图见图6，水东芥菜6 种矿物质元素差异性见表3。

表3 水东芥菜6 种矿物质元素差异性

图1 水东芥菜中K 含量分布图

图2 水东芥菜中Mg 含量分布图

图3 水东芥菜中Ca 含量分布图

图4 水东芥菜中Zn 含量分布图

图5 水东芥菜中Mn 含量分布图

图6 水东芥菜中Fe 含量分布图

由图1～图6可知，K含量集中在300～350mg/100g，Mg 含量集中在10～15 mg/100 g，Ca 含量集中在15～30 mg/100 g，Zn 含量集中在0.2～0.3 mg/100 g，Mn含量集中在0.25～0.50 mg/100 g，Fe 含量集中在2～4 mg/100 g。由表3 可知，K 含量为330.06 mg/100 g，6 种矿物质元素中含量最高；Zn 含量为0.24 mg/100 g，6 种矿物质元素中最低；6 种矿物质元素的平均含量从高到低排序为K＞Ca＞Mg＞Fe＞Mn＞Zn。矿物质元素变异系数为15.69%～67.13%，不同地区的土壤中矿物质元素和种植使用肥料的差异，是水东芥菜矿物质元素变异系数产生的主要原因。

2.2 矿物质元素的营养评价

2.2.1 东芥菜矿物质元素INQ 值分析

人体每日矿物质元素参考摄入量参考《中国居民膳食营养素参考摄入量Chinese DRIS》中18～50 周岁的推荐值[14]，其中人体每日所需热量为9835 kJ[14]，水东芥菜热量的平均值为78 kJ/100 g。

水东芥菜6 种矿物质元素INQ 值见表4。

表4 水东芥菜6 种矿物质元素INQ 值

水东芥菜K、Mg、Ca、Zn、Mn、Fe 矿物质元素的INQ 值均大于1，INQ 值范围为3.04～29.00，Zn的INQ 值3.04，6 种矿物质元素中最低；Fe 和K 的INQ 值较高，分别为29.00 和20.81。水东芥菜INQ值从高到低排序为Fe＞K＞Mn＞Mg＞Ca＞Zn，表明水东芥菜中6 种矿物质元素的提供的能量大于推荐供给量，水东芥菜K、Mg、Ca、Zn、Mn、Fe 元素营养质量较好。

2.2.2 深色蔬菜矿物质元素的营养比较

为了解水东芥菜与其他深色蔬菜K、Mg、Ca、Zn、Mn、Fe 矿物质元素INQ 值的差异，水东芥菜与菠菜、韭菜、红苋菜、赤甘蓝、茼蒿、青花菜、胡萝卜、南瓜、红辣椒等9 种深色蔬菜作比较，水东芥菜6 种矿物质元素INQ 值均大于赤甘蓝、南瓜和红辣椒。K 元素INQ 值低于红苋菜和韭菜，高于其他7 种蔬菜，是其他蔬菜的1.3～3.2 倍；Mg 元素INQ 值低于菠菜、红苋菜和胡萝卜，高于其他6 种蔬菜；Zn 元素INQ 值低于菠菜、韭菜、红苋菜、茼蒿和青花菜，高于其他4 种蔬菜；Mn 元素INQ 值低于红苋菜和韭菜，高于其他7 种蔬菜，是其他蔬菜的1.4～16.9 倍；Fe 元素INQ 值仅低于红苋菜，高于其他8 种蔬菜，是其他蔬菜的2.4～37.7 倍。

矿物质元素INQ 值见表5。

由表5 可知，水东芥菜K、Mg、Ca、Zn、Mn、Fe 矿物质元素INQ 值在10 种深色蔬菜中的排名分别为第3，4，5，6，3，2 位，K、Mg、Mn、Fe 的INQ 值位于前列，进一步表明水东芥菜的食用营养价值较高和较全面。

表5 矿物质元素INQ 值

2.3 水东芥菜营养价值与讨论

矿物质又称无机盐，可分为常量元素和微量元素两大类[16]。每日膳食需要量在100 mg 以上的元素称常量元素[16]，包括K、Mg、Ca、P 等是人体需要量较多的常量元素。K 是人体中重要元素之一，以离子的形式存在于人体各个细胞之内，以维持血液与体液中的酸碱和水分保持平衡，维持神经、肌肉的正常功能。Ca 是人体内最丰富活跃的元素之一，钙对于骨骼的形成、人体的发育、健脑益智、延缓衰老等都发挥着重要的作用[17]。水东芥菜K 的含量和INQ 值分别为330.06 mg/100 g 和20.81，Ca 的含量和INQ 值分别为31.43 mg/100 g 和4.96，可见水东芥菜可满足人体K、Ca 的需求，可作为K、Ca 的膳食来源。

微量元素是指在人体内含量低于0.01%并且日需要量在100 mg 以下[16]，包括Fe、Mn、Zn 等矿物质元素。Fe 是人体必需的微量元素之一，参与血红蛋白的生成，以及细胞色素和各种酶的合成，促进生长的作用[18]。Zn 在生长发育、免疫能力、发挥维生素的功能方面都有着极其重要的作用，参与人体中的各种酶和核酸、蛋白质、碳水化合物的合成[18]。Mn 可使人体保持体液的渗透压和酸碱平衡，增强能量代谢以及免疫力，促进智力发育并延缓衰老[18]。水东芥菜Fe 含量为3.68 mg/100 g，INQ 值为29.00，在深色蔬菜中Fe 含量较高的蔬菜，对补充人体的Fe元素有重要的作用。水东芥菜的Mn、Zn 的INQ 值分别10.64 和3.66，可满足人体Mn、Zn 的需求，可作为Mn、Zn 的膳食来源。

矿物质元素营养价值不能单一根据元素含量多少进行评价，还需更为全面营养的分析，INQ 法营养评价只是肯定了蔬菜相对于热能来说提供营养素较多的优点。人体对K、Mg、Ca、Zn、Mn、Fe 等6种矿物质元素有一定的需求量，其含量不足或过量都可能影响人体健康，甚至引发疾病[19]，要科学地补充K、Mg、Ca、Zn、Mn、Fe，通过合理安排膳食结构，保持膳食平衡。

3 结论

通过测定水东芥菜中K、Mg、Ca、Zn、Mn、Fe矿物质元素，发现水东芥菜中含有测定的6 种矿物质元素，K 含量最高，Zn 含量最低。用营养质量指数法对水东芥菜中6 种矿物质元素进行营养评价，6种矿物质元素INQ 值均大于1，Fe 的INQ 值最大，INQ 值由高到低依次为Fe＞K＞Mn＞Mg＞Ca＞Zn ，水东芥菜中6 种矿物质元素提供的能量大于推荐供给量，可作为补充人体K、Mg、Ca、Zn、Mn、Fe 矿物质营养的膳食来源。水东芥菜与菠菜、韭菜、红苋菜、赤甘蓝、茼蒿、青花菜、胡萝卜、南瓜、红辣椒等9种深色蔬菜矿物质元素进行比较，水东芥菜K、Mg、Mn、Fe 的INQ 值位于前列，进一步表明水东芥菜的食用营养价值较高，可为居民提供合理选择食物的指南。