尚俊可,閆修瑜,羅旭璐,劉 云,王予鳳,黃向陽,趙 平,*

(1.西南林業(yè)大學(xué),西南山地森林資源保育與利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南昆明 650224;2.烏魯木齊富潤東方生物科技有限公司,新疆烏魯木齊 830011)

啤酒花(Humuluslupulus)為大麻科(Cannabaceae)葎草屬多年生雌雄異株草本蔓生植物,主要分布于我國新疆、甘肅、內(nèi)蒙古和黑龍江等地,其雌性球果又稱酒花[1],主要用于啤酒釀造工業(yè),賦予啤酒產(chǎn)品特有的苦味,被譽(yù)為“啤酒的靈魂”[2-3]。同時(shí),啤酒花還兼具抑菌防腐作用,從而穩(wěn)定和協(xié)調(diào)啤酒的風(fēng)味和質(zhì)量[4-6]。此外,啤酒花也是重要的藥用植物之一,具有健胃消食、安神利尿等功效,可用于治療失眠、頭痛,緩解精神緊張,促進(jìn)消化等[7],我國藥典上記載啤酒花也可用于治療肺結(jié)核、風(fēng)濕病、麻風(fēng)病等[8-9]。青島大花是我國主要栽培的酒花品種,在生產(chǎn)商品啤酒花的同時(shí)每年產(chǎn)生的大量啤酒花葉等廢棄物未被有效利用,造成極大資源浪費(fèi)。

近年來,有關(guān)啤酒花加工廢棄物綜合利用方面的相關(guān)研究鮮有報(bào)道,僅Veronika等[10]比較了商品啤酒花和葉的抗氧化和抗菌能力；曹靜等[11]報(bào)道了新疆產(chǎn)青島大花莖?？傸S酮的微波輔助提取工藝；閆修瑜等[12]報(bào)道了新疆產(chǎn)青島大花莖多酚的提取優(yōu)化和抗氧化活性；白姍姍等[13]報(bào)道了新疆產(chǎn)“札一”和“馬可波羅”啤酒花廢棄枝葉的營養(yǎng)成分和抗氧化活性；對青島大花及其葉營養(yǎng)成分進(jìn)行分析比較的研究至今尚未見報(bào)道。

本文以新疆產(chǎn)青島大花花和葉為供試材料,采用國標(biāo)和農(nóng)業(yè)部頒布的標(biāo)準(zhǔn)方法對它們的營養(yǎng)成分進(jìn)行分析比較,以期進(jìn)一步為青島大花加工廢棄物—葉的營養(yǎng)、保健價(jià)值研究及其綜合開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

青島大花的干態(tài)商品啤酒花和干燥葉(水分含量均為5%) 新疆烏魯木齊富潤東方生物科技有限公司。

K360凱氏定氮儀 瑞士步琦有限公司;Optima 8000電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 美國鉑金埃默爾有限公司;S-433D全自動氨基酸分析儀 德國賽卡姆(北京)科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

委托農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(昆明)進(jìn)行營養(yǎng)成分檢測分析。蛋白質(zhì):參照國標(biāo)GB 5009.5-2016[14];維生素C:參照國標(biāo)GB/T 6195-1986[15];總糖:參照國標(biāo)GB 5009.7-2016[16];灰分:參照國標(biāo)GB 5009.4-2016[17];粗纖維:參照國標(biāo)GB/T 5009.10-2003[18];氨基酸:參照國標(biāo)GB/T 5009.124-2003[19];礦質(zhì)元素:參照NY/T 1653-2008[20];總黃酮:參照NY/T 1295-2007[21]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)均作3次重復(fù),所得數(shù)據(jù)采用Excel繪制圖表并計(jì)算相對平均偏差(SD),檢測結(jié)果最后以平均值±SD表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 一般營養(yǎng)成分分析比較

干態(tài)青島大花花和葉的一般營養(yǎng)成分含量檢測結(jié)果見表1。從表1可知,花和葉均富含蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)含量分別為16.90%和18.10%,白姍姍等[13]報(bào)道新疆產(chǎn)“札一”和“馬可波羅”啤酒花葉中的蛋白質(zhì)含量分別為14.0%和13.1%,均低于干態(tài)青島大花花和葉中的蛋白質(zhì)含量,表明干態(tài)青島大花花和葉均為較好的富含蛋白質(zhì)的材料[22-23]。同時(shí),干態(tài)青島大花花和葉中還含有豐富的粗纖維,含量分別為14.8%和12.7%,粗纖維具有促進(jìn)腸道排毒、防止便秘、預(yù)防結(jié)腸癌和治療糖尿病等保健功能,表明二者均有利于人體的健康。從表1可以看出葉中的總糖含量高于花,分別為5.4%和3.3%;而葉中的總黃酮含量(0.4%)則低于花(0.9%)。干態(tài)青島大花花和葉中的總黃酮含量均低于“札一”和“馬可波羅”葉中的總黃酮含量(0.96%和1.90%)[13],很可能與不同品種啤酒花自身的遺傳背景差異有關(guān)。此外,花和葉中的維生素C的含量均較低,且葉中的含量低于花,這可能是試材在干燥過程中造成損失所致。

表1 干態(tài)青島大花花和葉中的一般營養(yǎng)成分含量

2.2 氨基酸含量分析比較

干態(tài)青島大花花和葉中氨基酸種類和含量見表2。從表2可知,花和葉均含有17種氨基酸,種類齊全,二者的氨基酸總量分別為7.75%和9.65%,葉的氨基酸總量為花的1.25倍。花中含量最高的為天門冬氨酸(1.21%),占氨基酸總量的15.61%,其次依次為谷氨酸(0.90%)、精氨酸(0.79%)、亮氨酸(0.62%)、賴氨酸(0.61%)、丙氨酸(0.47%)和纈氨酸(0.41%)等,蛋氨酸的含量最低(0.08%),僅占氨基酸總量的1.03%;葉中含量最高的是谷氨酸(1.21%),占氨基酸總量的12.54%,其次依次為亮氨酸(1.05%)、賴氨酸(0.76%)、精氨酸(0.69%)、纈氨酸(0.67%)、苯丙氨酸(0.63%)、丙氨酸(0.61%)、天門冬氨酸(0.59%)和異亮氨酸(0.58%)等,蛋氨酸的含量最低(0.11%),僅占氨基酸總量的1.14%。

除色氨酸外,從花和葉中分別共檢測出7種必需氨基酸?；ㄖ斜匦璋被岬暮繛?.66%,占總氨基酸的34.32%;葉中的必需氨基酸更為豐富,其含量為4.24%,是花中必需氨基酸的1.59倍,并占葉中氨基酸總量的43.94%。天門冬氨酸和谷氨酸又稱鮮味氨基酸,是主要的鮮味呈味物質(zhì),在花和葉中的含量均較為豐富,分別為2.11%和1.80%,分別占氨基酸總量的27.23%和18.65%。同時(shí),花和葉中藥效氨基酸含量極為豐富,分別為5.29%和6.13%,占各自氨基酸總量的68.26%和63.52%,是花和葉氨基酸共同的一大特征,表明供試樣品均具有較高的保健價(jià)值[24-25]。此外,從表2中顯示的氨基酸配比來看,花中E/T=0.3432,E/N=0.5226,葉中E/T=0.4394,E/N=0.7837,與WHO/FAO提出的E/T=0.4,E/N=0.6較為相符,表明它們的配比也較為合理。

表2 干態(tài)青島大花花和葉的氨基酸含量

采用氨基酸比值系數(shù)法[26],對花和葉中所含必需氨基酸與1973年FAO/WHO修正的理想人體必需氨基酸模式譜進(jìn)行比較,以進(jìn)一步揭示其營養(yǎng)價(jià)值,其分析結(jié)果見表3。由表3可知,除蛋氨酸和花中的蘇氨酸外,其他必需氨基酸的相對含量均高于WHO/FAO模式譜數(shù)據(jù),進(jìn)一步表明花和葉均具有較高的營養(yǎng)價(jià)值,且葉的營養(yǎng)價(jià)值高于花。

表3 必需氨基酸占總氨基酸的含量及其與WHO/FAO模式譜的比較

2.3 礦質(zhì)元素含量分析比較

干態(tài)青島大花花和葉中的礦質(zhì)元素含量測定結(jié)果以及與膳食營養(yǎng)素參考攝入量(DRIs)[27]的比較如表4所示。由表4可以看出,花和葉中均含有人體所需的鉀、鈣、鎂、磷、鈉、鐵、錳、鋅、銅等9種礦質(zhì)元素。花中常量元素的分布規(guī)律為鉀>鈣>鎂>磷>鈉,葉中常量元素的分布規(guī)律為鈣>鉀>鎂>磷>鈉,葉中具有非常高的含鈣量,含量為3.12%;花和葉中鉀的含量分別為鈉含量的147.5倍和84.8倍,具有典型的高鉀低鈉特征。高鉀低鈉則可調(diào)節(jié)人體內(nèi)滲透壓平衡,有利于高血壓病的預(yù)防。

據(jù)研究報(bào)道,在自然界存在的90種元素中,已被確認(rèn)與人體健康和生命有關(guān)的必需元素有18種,按其在體內(nèi)的含量不同分為大量元素和微量元素兩大類[28]。每種元素都有其特殊的生理生化功能,對維持人體的新陳代謝起著不同的決定性作用。其中,鈣和磷對促進(jìn)大腦發(fā)育和骨骼的生長發(fā)揮重要作用;鉀參與多種物質(zhì)代謝和能量代謝,適合甲亢患者和對鉀需求量大的人群。大量元素中的鎂以及微量元素中的鐵、鋅、錳、銅等則參與多種酶的組成和激活[29],對提高人體免疫力具有直接或間接的作用[30-31]。表4顯示,青島大花花和葉中礦質(zhì)元素均較為豐富,有益人體健康,可望作為礦質(zhì)元素的補(bǔ)充來源。

表4 干態(tài)青島大花和葉中的礦質(zhì)元素含量

3 結(jié)論

通過對新疆產(chǎn)青島大花花和葉營養(yǎng)成分進(jìn)行測定表明,花和葉營養(yǎng)成分豐富,其中花和葉中蛋白質(zhì)含量分別為16.9%和18.1%,粗纖維含量分別為14.8%和12.7%,總糖含量分別為3.26%和5.44%;花和葉中均含有17種氨基酸,種類齊全,氨基酸總量分別為7.75%和9.65%,其中必需氨基酸占各自氨基酸總量的34.32%和43.94%,藥效氨基酸占各自氨基酸總量的68.26%和63.52%,是干態(tài)青島大花花和葉所含氨基酸共同的一大特征,且花和葉的氨基酸配比也較為合理,表明供試樣品均具有較高的保健價(jià)值;花和葉中均含有人體所需的鉀、鈣、鎂、磷、鈉、鐵、錳、鋅、銅等9種礦質(zhì)元素?；ㄖ谐Ａ吭氐姆植家?guī)律為鉀>鈣>鎂>磷>鈉,葉中常量元素的分布規(guī)律為鈣>鉀>鎂>磷>鈉,花和葉中鉀的含量分別為鈉含量的147.5倍和84.8倍,具有典型的高鉀低鈉特征,有益于人的身體健康,可望成為礦質(zhì)元素的補(bǔ)充來源。

新疆產(chǎn)干態(tài)青島大花花和葉均具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和保健價(jià)值,且葉的總體營養(yǎng)品質(zhì)略優(yōu)于花,表明作為干態(tài)青島大花加工廢棄物的葉具有良好的開發(fā)利用前景,值得進(jìn)一步深入系統(tǒng)地開展不同產(chǎn)地、不同品種商品啤酒花和葉的相關(guān)評價(jià)研究。

[1]《中國香料植物栽培與加工》編寫組. 中國香料植物栽培與加工[M]. 北京:輕工業(yè)出版社,1985,217-222.

[2]Jaroslav M,Lukas V,Josef S,et al. Sequence analysis of a “true” chalcone synthase(chs_H1)oligofamily from hop(HumuluslupulusL.)and PAP1 activation of chs_H1 in heterologous systems[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2006,54(20):7606-7615.

[3]徐基平,張霞,劉海英,等. 啤酒花的地理分布與中國的野生啤酒花資源[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境,2008,22(1):179-183.

[4]閆晶晶,劉淑敏,郭澤青. 啤酒花浸膏中α-酸異構(gòu)化反應(yīng)影響因素研究[J]. 食品研究與開發(fā),2016,37(10):28-30.

[5]高智明. 啤酒花的抑菌作用及其應(yīng)用拓展[J]. 食品工業(yè)科技,2012,33(23):428-432.

[6]Olayide O,Amparo T,Sue J,et al. Modification of perceived beer bitterness intensity,character and temporal profile by hop aroma extract[J]. Food Research International,2016,86:104-111.

[7]Bown D. The herb society of america:New encyclopedia of herbs and their uses[M]. London:Dorling Kindersley Ltd,2001,325-326.

[8]Bames J,Anderson L,Phillipson J. Herbal medicines:A guide for health care professionals[M]. London:Pharmaceutical Press,2002,162-163.

[9]王仿,張霞,熊杰,等. 新疆野生啤酒花多酚類物質(zhì)提取與含量比較[J]. 食品科學(xué),2010,31(6):36-38.

[11]曹靜,白羽嘉,曹艷,等. 響應(yīng)面法優(yōu)化啤酒花莖?？傸S酮微波提取工藝[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,51(10):1869-1877.

[12]閆修瑜,張霞,但漢龍,等. 啤酒花莖多酚的提取優(yōu)化及其抗氧化活性[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2017,45(5):99-104.

[13]白姍姍,劉博奧,劉玉梅. 啤酒花廢棄枝葉的營養(yǎng)成分及抗氧化活性研究[J]. 釀酒科技,2016,261(3):61-64.

[14]衛(wèi)生部食品衛(wèi)生監(jiān)督檢驗(yàn)所. GB 5009.5-2016食品中蛋白質(zhì)的測定[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2017.

[15]江蘇省農(nóng)科院綜合實(shí)驗(yàn)室. GB/T 6195-1986水果、蔬菜維生素C含量測定法(2,6-二氯靛酚滴定法)[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1986.

[16]衛(wèi)生部食品衛(wèi)生監(jiān)督檢驗(yàn)所. GB 5009.7-2016食品中還原糖的測定[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2017.

[17]衛(wèi)生部食品衛(wèi)生監(jiān)督檢驗(yàn)所. GB 5009.4-2016食品中灰分的測定[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2017.

[18]衛(wèi)生部食品衛(wèi)生監(jiān)督檢驗(yàn)所. GB/T 5009.10-2003植物類食品中粗纖維的測定[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

[19]中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營養(yǎng)與衛(wèi)生研究院. GB/T 5009.124-2003食品中氨基酸的測定[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

[20]農(nóng)業(yè)部蔬菜品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(北京)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所. NY/T 1653-2008蔬菜、水果及制品中礦質(zhì)元素的測定 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

[21]農(nóng)業(yè)部作物品種資源監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心、山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品綜合利用研究所. NY/T 1295-2007蕎麥及其制品中總黃酮含量的測定[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

[22]朱開梅,趙磊,顧生玖. 香蕉皮多酚提取方法及生物活性的研究進(jìn)展[J]. 中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志,2010,16(16):219-221.

[23]Erel O. A novel automated direct measurement method for total antioxidant capacity using a new generation,more stable DPPH radical cation[J]. Clinical Biochemistry,2004,37(4):277-285.

[24]敖日格爾,耿星河,蘇亞拉圖,等. 越橘陰干果實(shí)的營養(yǎng)成分[J]. 中國野生植物資源,2007,26(1):41-42.

[25]蔡永強(qiáng),鄭偉,王彬. 火龍果花營養(yǎng)成分分析[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,23(1):283-286.

[26]劉剛,王輝,周本宏. 松茸氨基酸含量的測定及營養(yǎng)評價(jià)[J]. 中國食用菌,2007,26(5):51-52.

[27]中國營養(yǎng)學(xué)會. 《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》2013修訂版簡介[J]. 營養(yǎng)學(xué)報(bào),2014,36(4):313-317.

[28]宋皖英. 微量元素的生理生化功能與元素周期律[J]. 安徽教育學(xué)院學(xué)報(bào),2003,8(3):50-51.

[29]文光琴,聶飛,廖優(yōu)江. 藍(lán)莓果實(shí)理化成分含量比較分析與功能評價(jià)[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,24(1):117-119.

[30]姚翱,陶寧萍,王錫昌. 寶石魚肉氨基酸組成及營養(yǎng)評價(jià)[J]. 現(xiàn)代食品科技,2009,25(4):447-450.

[31]張靜,郝記明,吉宏武,等. 吉尾魚酶解蛋白粉的營養(yǎng)組成與評價(jià)[J]. 現(xiàn)代食品科技,2008,24(4):387-389.