邵麗華,王 莉,2,*
(1.山西師范大學生命科學學院 ,山西 臨汾 041004;2.山西師范大學現(xiàn)代文理學院生物系,山西 臨汾 041004)
糧食及果蔬中葉酸含量分析
邵麗華1,王 莉1,2,*
(1.山西師范大學生命科學學院 ,山西 臨汾 041004;2.山西師范大學現(xiàn)代文理學院生物系,山西 臨汾 041004)
對日常食用的主要糧食及果蔬的葉酸含量進行測定與評價,為人體科學合理補充葉酸提供理論依據。在山西省各農戶及市場搜集11 種主要糧食、17 種常見蔬菜、8 種常見水果。糧食樣品研磨全部過100 目篩子備用,市售新鮮果蔬樣品將可食用部分隨機多點采樣,切碎混合。食物葉酸用磷酸二氫鉀溶液恒溫水浴浸提,加苯胺處理過的活性炭吸附,用體積分數(shù)3%氨-70%乙醇洗脫,采用高錳酸鉀氧化-間接熒光法測定。結果顯示,主要食物葉酸含量存在差異,葉酸含量較高的糧食種類有:大豆、花生、綠豆、小米、燕麥、玉米和苦蕎,含量均在1.56 μg/g(以干質量計)以上;含量較高的蔬菜有:菠菜、油菜、香菇、油麥菜、生菜、卷心菜、青椒、芹菜、白菜和南瓜,含量均在1.53 μg/g(以濕質量計)以上;人們日常食用的水果葉酸含量均在1.74 μg/g(以濕質量計)以上;只要合理調整膳食結構,粗細搭配,多攝食蔬菜水果,就有望通過食療來補充人體所缺乏的葉酸。
糧食;水果;蔬菜;葉酸含量
葉酸(folic acid)又名蝶酰谷氨酸,是一種重要的B族維生素,作為甲基供體參與很多重要的生物反應過程,包括嘌呤、嘧啶以及DNA的合成等。葉酸與人體健康息息相關,是人體必需的營養(yǎng)成分之一,其營養(yǎng)價值早在20世紀40年代就已經得到重視[1]。近十幾年來,人體葉酸攝入量一直是大眾關注的焦點。世界衛(wèi)生組織宣布正常成年人每日應攝入葉酸200 μg[1]。我國營養(yǎng)學會2001年發(fā)布的“中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量”中提出18 歲以上成年人每日每人需要攝入葉酸400 μg,孕婦每日需600 μg。但目前世界范圍人體葉酸攝入較少,使葉酸成為人體缺乏最嚴重的維生素之一,并已導致諸多的健康問題,如新生兒神經管畸形[2]、癌癥[3]和心血 管疾病[4]等。早在1998年美國食品藥品監(jiān)督管理局開始實施谷物制品必須強化葉酸的規(guī)定[5]。我國公眾營養(yǎng)改善項目辦公室、國家發(fā)改委公眾營養(yǎng)與發(fā)展中心于2005年確定了“7+1”面粉營養(yǎng)強化配方,葉酸就作為基礎配方中的7 種營養(yǎng)元素之一[6]。另外在嬰幼兒、孕婦食品中已普遍開始強化葉酸[7-8]。
據報道[9]人工合成葉酸不受VB12的蛋氨酸合成酶的調控直接進入人體,高劑量的攝入會掩蓋VB12缺乏引起的貧血和神經疾病的診斷,同時潛在地促進腫瘤的生長。這就促使人們尋求安全有效的補充葉酸的途徑,尋找高葉酸含量的食物,通過食療補充葉酸。王懿[10]曾報道居民葉酸攝入量差異的基本原因是由于不同人群的膳食結構不同而決定的。在英國,35%的葉酸供給來自蔬菜,42%來自面包和谷物食品;在芬蘭,馬鈴薯、果汁、橘子和草莓是葉酸的最好來源;在發(fā)展中國家葉酸主要來源是蔬菜和谷物[11]。從目前我國居民的膳食結構來看,葉酸攝入的主要來源是谷物糧食、蔬菜、水果及肉蛋類食品。不同人群在這幾種食物攝入數(shù)量上存在一定差異,城市居民攝入的水果、蔬菜和豆類較多,農村居民攝入的谷物食品較多;女性葉酸攝入以水果為主,男性葉酸攝入則是谷類及蔬菜較多;青少年葉酸攝入來源主要是水果及肉蛋類食品,中年人則以蔬菜及谷物為主[9-10]。有關糧食葉酸含量曾有零星報道,但由于采用的測定方法不同及樣品來源與品種的差異,報道的葉酸含量差異較大。張娟等[12]用差示脈沖溶出伏安法測得小米葉酸含量為1.14 μg/g、玉米為1.05 μg/g(均以干質量計)。梁業(yè)紅[11]報道用微生物法測得谷物食品葉酸含量為0.23 μg/g、糙米為0.08 μg/g、干玉米為0.25 μg/g、豆類為1.67 μg/g、大米為0.01 μg/g(均以干質量計)。常娜寧等[13]曾報道高效液相色譜法測得大豆葉酸含量為3 μg/g、谷物為4.36 μg/g(均以干質量計)。關于果蔬葉酸含量的報道較多,水果主要是測定蘋果和梨的葉酸含量,蔬菜則主要集中在菠菜、油菜和生菜等綠色青菜。蘋果葉酸含量范圍為1.7~24 μg/g,梨葉酸含量范圍為3.5~14.8 μg/g,菠菜葉酸含量范圍為0.76~2.46 μg/g,芹菜葉酸含量范圍為0.29~6.23 μg/g(均以濕質量計)[14-17]。本研究在前人研究基礎上,針對人們日常食用的主要糧食、蔬菜和水果的葉酸含量進行測定,分析各種食物葉酸含量,以了解人們日常膳食攝入葉酸的平均水平,為人們科學合理的補充葉酸提供依據。
1.1 材料與試劑
實驗材料為市場購買或采集自山西省各農戶,具體采樣信息見表1。
表1 采樣信息表Table 1 Sampling information
葉酸(分析純) 天津市光復精細化工研究所;磷酸二氫鉀(分析純) 天津市科密歐化學試劑有限公;氨水、乙醇(均為分析純) 天津市風船化學試劑科技有限公司。
1.2 儀器與設備
CRAY-Eelipse熒光分光光度計(配有200~900 nm及零級光和激發(fā)光束配比監(jiān)測系統(tǒng)) 美國Perkin Elmer公司;3K15高速冷凍離心機(配有R134a環(huán)保無氟制冷系統(tǒng)) 美國Sigma公司。
1.3 方法[18]
1.3.1 標準溶液配制
100 μg/mL葉酸儲備液:準確稱取10 mg葉酸,用0.1 mol/L NaOH溶液定容到100 mL(0~4 ℃條件下可保存40 d)。
2 μg/mL葉酸標準工作液:準確量取2 mL葉酸標準儲備液定容到100 mL。
標準曲線的繪制:準確吸取葉酸標準工作液0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL,分別置于10 mL刻度試管中,各加體積分數(shù)2%冰乙酸溶液1.0 mL,逐滴滴加質量分數(shù)0.000 4%高錳酸鉀溶液,直至溶液不褪色,靜置10min。
滴加體積分數(shù)3%雙氧水至溶液無色,用蒸餾水定容至10 mL,標準溶液質量濃度分別為0、1、2、4、6、8 μg/mL和10 μg/mL。在λEx=370 nm、λEm=443 nm波長處測其熒光強度。以葉酸質量濃度為縱坐標,熒光強度為橫坐標,繪制標準工作曲線。回歸方程為y=0.014 6x-0.006 9,相關系數(shù)r為0.999 7。
1.3.2 樣品測定
糧食樣品于60 ℃條件下烘干,研磨后全部過100 目篩子備用。購買新鮮果蔬樣品各1.5 kg,沖洗干凈并自然晾干表面水分,將每種樣品的可食用部分隨機稱取0.25 kg左右,切成長約2.5 mm的塊丁狀混勻。
以質量與體積比為1∶10(g/mL)的浸提比例,用0.1 mmol/mL磷酸二氫鉀于50 ℃恒溫水浴條件下浸泡樣品(經過預備實驗,糧食樣品浸泡8 h,蔬菜水果樣品浸泡45 min),5 000 r/min離心取上清液,加苯胺處理過的活性炭并搖勻,加熱煮沸吸附10 min,過濾棄上清液,用體積分數(shù)3%氨-70%乙醇洗濾渣5 次,每次用量7 mL,將洗脫液蒸發(fā)濃縮至5 mL,加體積分數(shù)2%冰乙酸1 mL,逐滴滴加質量分數(shù)0.04%高錳酸鉀至溶液不變色,再加體積分數(shù)3%雙氧水至高錳酸鉀褪色為止,定容至10 mL,于λEx=370 nm、λEm=443 nm處測得熒光強度。通過標準工作曲線求得待測樣品的葉酸質量濃度,進而計算樣品的葉酸含量。每個樣品3 次重復測定。葉酸含量按下式計算。
式中:ρ為標準曲線上查得的葉酸質量濃度/(μg/mL);V為樣品熒光反應定容體積(10 mL);m為樣品質量/g。
1.4 數(shù)據處理
數(shù)據統(tǒng)計分析采用SPSS 13.0分析軟件[19],平均數(shù)差異顯著性檢驗采用最小顯著差別方差分析及多重比較。
2.1 主要糧食葉酸含量
由圖1可知,糧食葉酸含量在0.39~2.63 μg/g范圍內,不同種類糧食葉酸含量不同,葉酸含量從高到低依次為:大豆、花生、綠豆、小米、燕麥、玉米、苦蕎、黍米、面粉、薏米和大米。經SPSS統(tǒng)計分析可得大豆葉酸顯著高于其他種類糧食葉酸(n=131、P<0.05),位于第1;花生和綠豆葉酸含量無顯著差異(n=131、P>0.05),并列位于第2;小米、燕麥、玉米和苦蕎四者葉酸含量無顯著差異,位于第3;黍米葉酸含量顯著低于小米和玉米,但與苦蕎、燕麥、面粉和薏米均無顯著差異(n=131、P>0.05),位于第4;面粉和薏米葉酸含量無顯著差異(n=131、P>0.05),均顯著低于苦蕎和燕 麥葉酸(n=131、P<0.05),位于第5;大米葉酸含量顯著低于其他糧食種類(n=131、P<0.05),位于第6。
圖1 不同糧食葉酸含量圖Fig.1 Folic acid contents of different food samples
2.2 常見蔬菜葉酸含量
圖2 不同蔬菜葉酸含量圖Fig.2 Folic acid contents of different vegetables
由圖2可知,蔬菜葉酸含量在0.85~1.96 μg/g范圍內,不同種類蔬菜葉酸含量不同,葉酸含量從高到低依次為:菠菜、油菜、香菇、油麥菜、生菜、卷心菜、青椒、芹菜、白菜、南瓜、西紅柿、豆角、胡蘿卜、黃瓜、白蘿卜、茄子和土豆。經SPSS統(tǒng)計分析可得菠菜、香菇和油菜葉酸含量無顯著差異(n=51、P>0.05),顯著高于其他種類蔬菜(n=51、P<0.05),位于第1;油麥菜葉酸顯著低于菠菜(n=51、P<0.05),但與香菇、油菜、生菜和卷心菜無顯著差異(n=51、P>0.05),位于第2;生菜和卷心菜葉酸無顯著差異(n=51、P>0.05),顯著低于香菇和油菜葉酸(n=51、P<0.05),位于第3;青椒顯著低于生菜(n=51、P<0.05),但與卷心菜無顯著差異(n=51、P>0.05),位于第4;白菜和芹菜葉酸含量無顯著差異(n=51、P>0.05),位于第5;南瓜葉酸含量顯著低于白菜和芹菜葉酸(n=51、P<0.05),位于第6;豆角和西紅柿葉酸無顯著差異(n=51、P>0.05),位于第7;胡蘿卜和黃瓜葉酸無顯著差異(n=51、P>0.05),位于第8;白蘿卜葉酸顯著低于胡蘿卜(n=51、P<0.05),但與黃瓜葉酸無顯著差異(n=51、P>0.05),位于第9;茄子葉酸與白蘿卜無顯著差異(n=51、P>0.05),但顯著低于黃瓜葉酸(n=51、P<0.05),位于第10;土豆葉酸含量顯著低于其他種類蔬菜(n=51、P<0.05),屬于最低水平。
2.3 常見水果葉酸含量
圖3 不同水果葉酸含量圖Fig.3 Folic acid contents of different fruits
由圖3可知,水果葉酸含量在1.74~2.81 μg/g范圍內,不同種類水果葉酸含量不同葉酸含量從高到低依次為:獼猴桃、柿子、柚子、香蕉、橘子、蘋果、山楂和梨。經SPSS統(tǒng)計分析可得獼猴桃葉酸含量顯著高于其他種類水果(n=24、P<0.05),屬于最高水平;柿子葉酸含量顯著高于除獼猴桃以外的其他水果(n=24、P<0.05),位于第2;柚子和香蕉葉酸含量無顯著差異(n=24、P>0.05),位于第3;橘子葉酸顯著低于柚子(n=24、P<0.05),但和香蕉、蘋果無顯著差異(n=24、P>0.05),位于第4;蘋果顯著低于香蕉(n=24、P<0.05),位于第5;山楂葉酸顯著低于蘋果(n=24、P<0.05),位于第6;梨葉酸含量顯著低于其他種類水果(n=24、P<0.05),位于第7。
葉酸是保障人體健康的重要營養(yǎng)成分,能有效預防心血管疾病、新生兒神經管畸形和某些癌癥的發(fā)生。人體不能自主合成葉酸,需從食物中攝取。據報道很多人未能達到每日攝入要求,究其原因,主要是由于經濟的發(fā)展和人們生活水平的提高,城鄉(xiāng)居民糧食消費結構中粗糧比重大幅度下降、食物過于精細、蔬菜水果攝取過于單調所致[20]。
本實驗測定了11 種主要糧食葉酸含量,發(fā)現(xiàn)不同種類糧食葉酸含量差異較大,葉酸范圍為0.39~2.63 μg/g,葉酸水平從高到低依次為大豆、花生、綠豆、小米、燕麥、玉米、苦蕎、黍米、面粉、薏米和大米。豆類葉酸含量均在2.0 μg/g以上,小米、燕麥、玉米和苦蕎等雜糧作物葉酸含量約在1.6 μg/g左右,面粉和大米葉酸含量較低。這一結果與常娜寧[13]、石丹[21]和唐靚[22]等報道結果相近。本實驗所測定的小米樣品均采集自山西省各農戶,其葉酸測定結果與來自研究所試驗地的樣品測定結果一致[23]。從人們日常飲食習慣分析,大多數(shù)人以葉酸含量較低的面粉和大米為主食,而葉酸含量較高的小米、燕麥、玉米和苦蕎之類的糧食攝入量較少。因此,改變糧食攝入種類可以有效提高葉酸攝入量。
市售蔬菜及水果種類繁多。本實驗測定17 種常見蔬菜葉酸含量,得到各種蔬菜葉酸水平在0.85~1.96 μg/g范圍內,不同種類蔬菜葉酸含量差異較大。蔬菜葉酸水平從高到低依次為菠菜、油菜、香菇、油麥菜、生菜、卷心菜、青椒、芹菜、白菜、南瓜、西紅柿、豆角、胡蘿卜、黃瓜、白蘿卜、茄子和土豆。菠菜、油菜、香菇、油麥菜、生菜、卷心菜和青椒的葉酸含量較高,均在1.85 μg/g以上。本實驗還測定8 種常見水果葉酸含量,水果葉酸含量在1.74~2.81 μg/g范圍內。其中人們經常食用的蘋果、香蕉、橘子葉酸含量約為2.0 μg/g,梨葉酸含量較低,為1.74 μg/g。此結果與蘇文斌[14]、唐曉偉[17]、郭麗瓊[24]等所測定結果相近,但小于郭秀珠[15]、遲曉星[25]等所報道的結果。葉酸的測定方法較多,本次采用的熒光法測定與郭秀珠[15]、遲曉星[25]等的方法相同,造成較大差異結果可能是采樣和樣品葉酸提取的差異,本實驗采用切碎后浸泡的方法,唐曉偉[17]等采用冷凍干燥粉碎方法,而郭秀珠[15]、遲曉星[25]等采用的研磨方法,可見不同的前處理方法影響葉酸測定結果,需要進一步探討。
綜上所述,主要糧食及果蔬葉酸含量存在差異。目前人們食用量較大的糧食種類大米和面粉葉酸含量較低,分別為0.38 μg/g和1.00 μg/g;食用量較小的小米等雜糧葉酸含量較高約為1.6 μg/g。雖然食物中葉酸不穩(wěn)定,在烹調中容易破壞,損失率可達50%以上,但若注意進食品種的多樣化,選擇高葉酸食物,去除食材加工過程中的葉酸消耗[11],理論上能滿足每日400 μg的攝入量。有報道面包在230 ℃烘烤90 min,損失率為9%;而馬鈴薯和洋白菜在煮沸時損失率達90%[26]??梢姴煌呐腼兎绞皆斐闪巳~酸的損失,谷物葉酸和水果葉酸因為烹飪和食用方式而保留,可能被大量攝取,因此在補充葉酸方面應該得到重視。
[1] BOURASSA P, HASNI I, TAJMIR-RIAHI H A. Folic acid complexes with human and bovine serum albumins[J]. Food Chemistry, 2011, 129(3): 1148-1155.
[2] PAWLOSKY R J, FLANAGAN V P. A quantitative stable-isotope LC-MS method for the determination of folic acid in fortified foods[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2001, 49(3): 1282-1286.
[3] HEFNI M, OHRVIK V, TABEKHA M, et al. Folate content in foods commonly consumed in Egypt[J]. Food Chemistry, 2010, 121(2): 540-545.
[4] BOURASSA P, TAJMIR-RIAHI H A. Locating the binding sites of folic acid with milk α-and β-caseins[J]. The Journal of Physical Chemistry B, 2012, 116(1): 513-519.
[5] 秦立俊. 間接熒光法和間接原子吸收光譜法測定葉酸[D]. 上海: 同濟大學, 2006.
[6] 楊玉柱, 王儲炎, 焦必寧. 葉酸的研究進展[J]. 農產品加工, 2006, 31(5): 31-39.
[7] CHEUNG R H F, HUGHES J G, MAMIOTT P J, et al. Investigation of folic acid stability in fortified instant Asian noodles by use of capillary electrophoresis[J]. Food Chemistry, 2009, 112(2): 507-514.
[8] 韓月婷, 姜凌, 范云六, 等. 葉酸生物強化研究進展[J]. 中國農業(yè)科技導報, 2009, 11(4): 23-28.
[9] 劉曉寧. 過量表達PTR1和GTPCHI基因對提高植物葉酸含量的研究[D].蘭州: 蘭州大學, 2010.
[10] 王懿. 對葉酸膳食攝入現(xiàn)狀的分析[J]. 中職教育, 2012, 37(3): 117.
[11] 梁業(yè)紅. 過量表達細菌的FolC和FolP基因對提高擬南芥葉酸含量的研究[D]. 北京: 中國農業(yè)科學院, 2005.
[12] 張娟, 靳保輝, 劉靈芳, 等. 差示脈沖溶出伏安法測定糧食中葉酸的研究[J]. 河南工業(yè)大學學報: 自然科學版, 2001, 22(2): 91-94.
[13] 常娜寧, 姜凌, 蒲訓, 等. 作物葉酸檢測方法的研究進展[J]. 中國農業(yè)科技導報, 2010, 12(2): 44-49.
[14] 蘇文斌. Fenton試劑氧化-熒光熒光分析法測定果蔬中葉酸的含量[J].食品科學, 2011, 32(4): 212-215.
[15] 郭秀珠, 黃品湖, 雷海清, 等. 果蔬中葉酸的提取分離及測定方法研究[J]. 食品科學, 2006, 27(3): 183-185.
[16] 王竹. 部分食物中葉酸含量和北京居民葉酸攝入量[J]. 營養(yǎng)學報, 2001, 23(1): 88-90.
[17] 唐曉偉, 宋曙輝. 蔬菜中的葉酸含量[J]. 安徽農業(yè)科學, 2000, 28(1): 96-98.
[18] 邵麗華, 王莉, 白文文, 等. 小米葉酸提取與測定方法的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2013, 34(18): 253-256; 261.
[19] 張力. SPSS 13.0在生物統(tǒng)計中的應用[M]. 廈門: 廈門大學出版社, 2008: 31-86.
[20] 劉麗萍. 小米營養(yǎng)及小米食品的開發(fā)[J]. 糧油加工與食品機械, 2003(1): 48-49.
[21] 石丹, 賈云虹, 包怡紅, 等. 葉酸檢測方法的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國乳品工業(yè), 2009, 37(3): 42-45.
[22] 唐靚, 李躍中, 陸明旸, 等. 微生物法與HPLC測定藥品及食品中葉酸含量的比較及應用[J]. 中國現(xiàn)代應用藥學雜志, 2009, 26(12): 1016-1019.
[23] 邵麗華, 王莉, 白文文, 等. 山西谷子資源葉酸含量分析及評價[J].中國農業(yè)科學, 2014, 47(7): 1265-1272.
[24] 郭麗瓊, 曹秋旭, 吳厚玖. 果蔬中葉酸分析方法的研究進展[J]. 食品工業(yè)科技, 2012, 33(10): 402-411.
[25] 遲曉星, 張濤, 趙靜, 等. 葉酸的提取及抗氧化研究[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2011, 27(10): 1234-1237.
[26] 陳青川, 牟世芳. 葉酸與人體健康[J]. 化學教育, 1996(8): 1-5.
Analysis of Folic acid Contents in Main Grain Crops, Fruits and Vegetables
SHAO Li-hua1, WANG Li1,2,*
(1. College of Life Science, Shanxi Normal University, Linfen 041004, China; 2. Department of Biology, College of Modern Arts and Sciences, Shanxi Normal University, Linfen 041004, China)
In this study, the contents of folic acid in main grain crops, fruits and vegetables were determined and evaluated to provide a theoretical basis for reasonable supplementation of folic acid for people’s daily consumption. A total of 38 samples, including 11 kinds of main grain crops, 17 kinds of common vegetables and 8 kinds of common fruits, were collected from some households and local markets in Shanxi Province. Grain samples were prepared by grinding and sieving through 100 mm sieve, and fresh fruits and vegetables samples were randomly prepared by collecting the edible parts and were chopped into small pieces. The contents of folic acid in all samples were extracted with potassium dihydrogen phosphate in water bath. The optimum extraction was achieved by addition of the active carbon adsorbent treated by aniline to the extraction solvent, the extracts were eluted continuously with a mixture containing 3% ammonia and 70% ethanol, and indirect fluorescent method was used to determine the fluorescent intensity of folic acid oxidized by potassium permanganate. Data showed that there was a significant difference in the contents of folic acid between the main grain crops, which were all over 1.56 μg/g md, and the grain crops containing higher folic acids included soybean, peanut, mung bean, foxtail millet, oat, corn and buckwheat. The vegetables with higher folic acid content surpassing 1.53 μg/g mfwere in decreasing order: spinach, rapeseed, shiitake, leaf lettuce, lettuce, cabbage, green pepper, celery, Chinese cabbage and pumpkin. The folic acid content in the fruits for daily consumption was over 1.74 μg/g mf. These data may provide a scientific basis for reasonable dietary supplementation of folic acid as well as reasonable adjustment in dietary structure based on intake of fruits and vegetables.
grain crop; fruit; vegetable; folic acid content
TS207.3
A
1002-6630(2014)24-0290-05
10.7506/spkx1002-6630-201424056
2014-03-25
2012年度校級大學生創(chuàng)新性實驗項目(SD2012CXSY-31);
山西省引進優(yōu)秀人才專項(2010-37);山西省回國留學人員科研資助項目(2011-056)
邵麗華(1987—),女,碩士研究生,研究方向為植物生理生態(tài)。E-mail:lihuashao168@126.com
*通信作者:王莉(1963—),女,副教授,博士,研究方向為植物生理生態(tài)。E-mail:wangli11882003@126.com