鄧愛妮 周聰 趙敏 范瓊
摘 要 以國家標準GB 5009.88-2014《食品中膳食纖維的測定》為基礎,研究了4種蛋白酶、2種酶解輔助處理方法對膳食纖維測定值的影響。以調(diào)整后的方法測定了15種野生蔬菜總的、可溶性及不溶性膳食纖維的含量,分析了不同產(chǎn)地和采摘時期野生蔬菜總膳食纖維含量的差異。結(jié)果表明:木瓜蛋白酶處理后的樹仔菜總膳食纖維測定值最高;超聲波振蕩輔助酶解處理的除雜效果較好;15種野生蔬菜膳食纖維含量和組成差異較大,產(chǎn)地對樹仔菜、馬齒莧總膳食纖維含量的影響分別為極顯著、顯著,但是對枸杞菜和雷公菜總膳食纖維含量的影響不顯著;采摘時期對樹仔菜、馬齒莧、枸杞菜和雷公菜總膳食纖維含量均有極顯著影響。
關(guān)鍵詞 野生蔬菜;膳食纖維;蛋白酶;超聲波
中圖分類號 S647 文獻標識碼 A
Determination of Dietary Fiber of 15 Wild
Vegetables in Hainan Island
DENG Aini,ZHOU Cong,ZHAO Min,F(xiàn)AN 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(zhì)、維生素C、膳食纖維、微量元素等營養(yǎng)成分比栽培蔬菜高[1],備受人們的青睞。很多高蛋白、高膳食纖維野生蔬菜如馬齒莧、野莧菜等用于生產(chǎn)畜禽飼料[2]。膳食纖維(Dietary Fiber,DF)作為第七大營養(yǎng)素,素有“腸道清潔夫”之稱[3],是一類不為人體消化和利用的非淀粉多糖,主要有吸水、黏滯、結(jié)合有機化合物、參與陰離子交換和細菌發(fā)酵等作用,按溶解能力可分為可溶性膳食纖維(Soluble dietary fiber,SDF)和不溶性膳食纖維(Insoluble dietary fiber,IDF)??扇苄陨攀忱w維在調(diào)節(jié)血脂、血糖及調(diào)節(jié)益生菌等方面具有較強的作用,而不溶性膳食纖維的主要作用是腸道通便。目前,膳食纖維研究進展較快,也有一些涉及野生蔬菜膳食纖維方面的研究。蘇冰霞等[4]經(jīng)測定得出海南8種可食用野生蔬菜不溶性膳食纖維含量為1.5%~4.9%,其中假蒟(Piper sarmentosum Roxb.)不溶性膳食纖維含量為2.71 g/100 g,約為小白菜的9倍。羅瑛等[5]對海南4種菊科野生蔬菜營養(yǎng)成分進行測定時發(fā)現(xiàn),其中3種野生蔬菜的纖維含量高于生菜。關(guān)于野生蔬菜膳食纖維的研究報道僅僅零星見于一些關(guān)于野生蔬菜營養(yǎng)成分測定的文獻資料,研究內(nèi)容也主要為粗纖維、不溶性膳食纖維含量的測定和樣品前處理過程中試劑用量對膳食纖維提取的影響等,而關(guān)于不同種類野生蔬菜膳食纖維含量及其組分的分析研究少有報道。另外,膳食纖維是植物營養(yǎng)分析中的重要內(nèi)容,不同產(chǎn)地、采收時期等條件對植物膳食纖維含量都會產(chǎn)生一定的影響[6-7]。野生蔬菜膳食纖維含量的測定,對野生蔬菜膳食纖維資源加以利用及制備膳食纖維添加劑具有較大的研究價值,同時可以提高野生蔬菜深加工產(chǎn)業(yè)的附加值。因此,本研究對海南島食用較為廣泛的15種莖葉類野生蔬菜膳食纖維含量進行檢測分析,測定總膳食纖維(Total dietary Fiber,TDF)、可溶性和不溶性膳食纖維含量,并分析不同產(chǎn)地和采摘時期的野生蔬菜膳食纖維含量差異,旨在為海南野生蔬菜生理保健功能研究工作提供可參考的理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 樣品采集 在海南省???、儋州和三亞地區(qū)超市、農(nóng)貿(mào)市場及蔬菜基地隨機購買或采集樹仔菜[Sauropus anduogynus(L.)Merr]、麻葉(Folium Cannabis)、馬齒莧(Portulaca oleracea L.)、枸杞菜(Lycium chinense)、雷公菜[Centella asiatica(L.)Urban]、南瓜葉(Cucurbita moschata Duch.)、百花菜(Solanum nigrum)、鹿舌草(Wedelia chinensis)、樹頭菜(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)、莧菜(Amaranthus mangostanus L)等15種野生蔬菜,每種野生蔬菜至少收集5份樣品,每份樣品收集量為3 kg;取野生蔬菜可食部分,置于(70±1)℃干燥箱內(nèi)干燥至恒重,將干燥后的試樣反復粉碎至完全過篩,置于干燥器中待用。
1.1.2 試劑 蒸餾水;熱穩(wěn)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)均購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;堿性蛋白酶(≥200 units/mg)(國藥集團化學試劑有限公司);無水乙醇、乙酸、氫氧化鈉、丙酮等均為分析純;MES-TRIS緩沖液(pH8.2)。
1.1.3 儀器 DGX-9143BC-1型鼓風干燥箱(上海福瑪實驗設備有限公司);KQ-500DE型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);SHZ-B水浴恒溫振蕩器(常州諾基儀器有限公司);SHB-III型循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城科工貿(mào)有限公司);kjeltec8420凱氏定氮儀(FOSS公司);SXL-1030程控箱式爐(杭州卓馳儀器有限公司);HR5026多功能粉碎機[飛利浦(中國)投資有限公司]。
1.2 方法
1.2.1 酶解工藝流程 以樹仔菜樣品為試驗材料,在GB 5009.88-2014《食品中膳食纖維的測定》[8]方法基礎上,酶解工藝流程設計如下:
雙份1 g樣品→加入40 mL 0.05 mol/L MES-TRIS緩沖液→搖勻→加入50 μL a-淀粉酶→95 ℃水浴中振搖酶解35 min→冷卻→加入100 μL木瓜蛋白酶→調(diào)節(jié)pH至5.7→55 ℃水浴中振搖酶解30 min→調(diào)節(jié)pH至4.5±0.2→加入50 μL淀粉葡糖苷酶→60 ℃水浴中振搖酶解30 min
(1)蛋白酶對總膳食纖維測定的影響:按上述酶解工藝流程進行酶處理,選用木瓜蛋白酶(pH值5.7,55 ℃)、中性蛋白酶(pH值7.0,45 ℃)、堿性蛋白酶(pH值8.0,60 ℃)和胰蛋白酶(pH值8.0,
50 ℃),并分別在各自最適酶解條件[9]下酶解,每個處理均設5次重復,比較不同蛋白酶處理得到的總膳食纖維測定值。
(2)酶解輔助處理方法的比較:按上述酶解工藝流程進行酶處理,設振蕩器振搖(100 r/min)輔助酶處理方法為處理A,超聲波振蕩(功率100 W)輔助酶處理方法為處理B,每個處理均設5次重復,比較2種酶解輔助處理方法得到的總膳食纖維測定值、殘渣蛋白質(zhì)和灰分的質(zhì)量。
1.2.2 總膳食纖維的測定 “1.2.1”得到的試樣液,按乙醇與試樣液體積比為4 ∶ 1的比例加入預熱至60 ℃的95%乙醇,在室溫下沉淀60 min,將試樣乙醇沉淀液轉(zhuǎn)移入坩堝中抽濾;用15 mL的78%乙醇洗滌2次,用15 mL的95%乙醇和15 mL的丙酮分別洗滌殘渣2次,將坩堝連同殘渣在105 ℃烘干過夜,計算試樣殘渣質(zhì)量。
1.2.3 不溶性、可溶性膳食纖維的測定 將“1.2.1”得到的試樣液過濾,過濾后的殘渣即是不溶性膳食纖維,用10 mL 70 ℃熱水洗滌2次,干燥稱重。濾出液含可溶性膳食纖維,用4倍量預熱至60 ℃的95%乙醇于室溫下沉淀1 h,過濾得可溶性膳食纖維殘渣;再分別用78%乙醇、95%乙醇和丙酮洗滌殘渣,將坩堝連同殘渣在105 ℃烘干過夜,計算試樣殘渣質(zhì)量。
1.2.4 樣品殘渣中蛋白質(zhì)和灰分的測定 取2份樣品殘渣中的1份按GB 5009.5[10]的規(guī)定測定氮(N)含量,以6.25為換算系數(shù),計算蛋白質(zhì)質(zhì)量;另1份樣品殘渣按GB 5009.4[11]測定灰分,即在525 ℃灰化5 h,于干燥器中冷卻,精確稱量坩堝總質(zhì)量,精確值為0.1 mg,減去處理后的坩堝質(zhì)量,計算灰分質(zhì)量。
1.2.5 野生蔬菜膳食纖維含量差異分析 測定樹仔菜、麻葉、馬齒莧、枸杞菜、雷公菜、南瓜葉、百花菜、鹿舌草、樹頭菜、刺五加、木槿、臭菜、革命菜、蕨菜、莧菜等野生蔬菜中總的、可溶性及不溶性膳食纖維含量;另外,分別測定3~5月份、6~8月份、9~11月份、12月份~次年2月份海口、儋州和三亞地區(qū)樹仔菜、馬齒莧、枸杞菜和雷公菜共4種野生蔬菜的總膳食纖維含量,并進行方差分析。
1.3 數(shù)據(jù)處理
膳食纖維含量測定結(jié)果以干粉計,實驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件處理??偵攀忱w維(TDF)、可溶性膳食纖維(SDF)及不溶性膳食纖維(IDF)含量計算公式:
TDF/SDF/IDF測定值/%=■×100
TDF計算值(%)=SDF測定值+IDF測定值
式中:■R為雙份樣品殘渣質(zhì)量均值,g;mP為蛋白質(zhì)質(zhì)量,g;mA為灰分質(zhì)量,g;■為雙份樣品質(zhì)量均值,g。
2 結(jié)果與分析
2.1 蛋白酶種類對總膳食纖維定量的影響
用木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶和胰蛋白酶處理后的樹仔菜總膳食纖維測定結(jié)果見表1,不同蛋白酶種類對總膳食纖維測定影響顯著(0.012.2 酶解輔助處理方法對總膳食纖維定量的影響
2種酶解輔助處理方法處理后的樹仔菜樣品總膳食纖維含量測定結(jié)果見表2。處理B得到的殘渣樣品含蛋白質(zhì)和灰分值均小于處理A,蛋白質(zhì)值為殘渣中的0.33%,說明處理B即超聲波振蕩輔助酶解處理方法除雜效果較好,后續(xù)實驗采用B處理方法對野生蔬菜樣品進行酶解。
2.3 15種野生蔬菜膳食纖維含量分析結(jié)果
15種野生蔬菜樣品總的、可溶性及不溶性膳食纖維含量分析結(jié)果見表3。樣品總膳食纖維含量在37.2%~60.4%,其中臭菜總的和不溶性膳食纖維含量、鹿舌草可溶性膳食纖維含量為最高值。馬齒莧、鹿舌菜、樹頭菜等野生蔬菜總膳食纖維計算值(SDF+IDF)比實測值(TDF)高,可能是在測定不溶性膳食纖維時由于延遲洗滌殘渣而引起不溶性膳食纖維測定值上升所致,這在陰文婭等[12]的研究中也有報道。
2.4 不同產(chǎn)地野生蔬菜中總膳食纖維含量的比較
圖1為??凇①僦莺腿齺啴a(chǎn)地的樹仔菜、馬齒莧、枸杞菜和雷公菜總膳食纖維含量的分析結(jié)果,并對結(jié)果進行方差分析[13]。結(jié)果表明,產(chǎn)地對樹仔菜總膳食纖維含量的影響非常顯著(p<0.01),對馬齒莧總膳食纖維含量的影響顯著(0.01
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