龐敏

(上海杉達(dá)學(xué)院，上海，200120)

明日葉(Ashitaba stem and leaf)是一種原產(chǎn)于日本的傘形科當(dāng)歸屬草本植物，現(xiàn)已在我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)、山東、海南、云南等多省種植，2019年被國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)批準(zhǔn)為新食品原料。明日葉含有查爾酮[1-3]、香豆素[4]、類黃酮[5]等天然活性成分，具有抗血栓[6]、抗結(jié)核[7]、抗腫瘤[8]、增強(qiáng)免疫力和抗運(yùn)動(dòng)性疲勞[9]、抗氧化[10]等諸多功效。

明日葉作為藥食兼用的植物原料, 嫩莖葉可作蔬菜食用，也可用于泡騰片[11]、代茶飲[12]、保健面條[13]、保健番茄醬[14]等功能性食品領(lǐng)域，極具開發(fā)價(jià)值。目前有學(xué)者已經(jīng)對(duì)明日葉的栽培條件[15]、生長(zhǎng)特性[16]、活性成分提取[17-18]、生理功效[6-10]、功能食品[13-14]等方面做了研究和探討，但明日葉中礦物質(zhì)元素的測(cè)定及其營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)的研究卻鮮有報(bào)道。電感耦合等離子體發(fā)射光譜(inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy, ICP-AES)法能同時(shí)測(cè)定多種元素[19-21]，具有分析速度快，線性范圍寬，精密度高，檢出限低等優(yōu)點(diǎn)，非常適合明日葉這種常量和微量元素共存的樣品。因此，本研究利用ICP-AES法對(duì)明日葉的常量和微量元素進(jìn)行分析，同時(shí)測(cè)定鉀、鈣、鈉、鎂、鐵、鋅、銅7種礦物質(zhì)元素，并通過(guò)營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)法(index of nutritional quality，INQ)分析該7種元素的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，為明日葉的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)提供依據(jù)，為居民均衡膳食營(yíng)養(yǎng)，合理搭配提供參考，以促進(jìn)明日葉的多樣化研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮明日葉，產(chǎn)地為山東及福建。

HNO3(優(yōu)級(jí)純)，美國(guó)默克公司；H2O2(30%，優(yōu)級(jí)純)，上海國(guó)藥集團(tuán)；鉀、鈣、鈉、鎂、鐵、鋅、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液(均為1 000 mg/L)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心。

1.2 儀器與設(shè)備

Thermofisher-iCAP7200全譜直讀電感耦合等離子發(fā)射光譜儀,美國(guó)賽默飛公司；MARS微波消解儀,美國(guó)CEM公司；Millipore超純水制備系統(tǒng),美國(guó)Millipore公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品前處理

明日葉樣品粉碎研磨混勻，準(zhǔn)確稱取0.5 g(精確至0.000 1 g)于聚四氟乙烯消解罐中，同時(shí)做空白對(duì)照。向消解罐中依次加入5 mL HNO3，1 mL H2O2，靜置30 min后，于MARS 消解儀中按表1條件消解。消解完成后冷卻至室溫，趕酸至2 mL，冷卻后轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶，定容，混勻待測(cè)。

表1 微波消解程序參數(shù)Table 1 Microwave digestion program

1.3.2 儀器工作條件

使用前拆下并清洗儀器矩管、霧化器，將矩管、霧化器等安裝好后，調(diào)整矩管準(zhǔn)直，經(jīng)過(guò)對(duì)各個(gè)工作參數(shù)的調(diào)整預(yù)實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化之后的儀器工作參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作參數(shù)Table 2 Instrumental parameters of ICP-AES

1.3.3 確定各元素分析譜線

肝癌肝切除術(shù)患者兩種營(yíng)養(yǎng)風(fēng)險(xiǎn)篩查工具的適用比較……………………… 陳大宇，卞曉潔，于冬悅，等（2·130）

不同元素有多條不同的特征發(fā)射波長(zhǎng)，根據(jù)響應(yīng)值高，噪音較小，背景影響小，且干擾元素少等原則[22]，通過(guò)多次預(yù)實(shí)驗(yàn)之后，選擇各個(gè)元素最佳測(cè)定譜線。

1.3.4 溶液配制

將各元素的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用體積分?jǐn)?shù)為2%的HNO3溶液逐級(jí)稀釋，配制成適用的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在1.3.2條件下對(duì)標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行測(cè)定，繪制各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線，各元素濃度梯度見(jiàn)表3。

表3 各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液系列質(zhì)量濃度 單位：mg/L

1.4 數(shù)據(jù)處理

1.4.1 礦物質(zhì)元素含量計(jì)算

儀器在1.4.2條件下依次對(duì)空白溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液溶液進(jìn)行測(cè)定，以元素濃度為橫坐標(biāo)，以信號(hào)響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。同時(shí)測(cè)定樣品溶液，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出相應(yīng)質(zhì)量濃度，按公式(1)[23]計(jì)算試樣中礦物質(zhì)元素含量，每個(gè)樣品做3次平行，取其平均值為測(cè)定結(jié)果。

(1)

式中：X為明日葉中的被測(cè)元素含量，mg/100g；ρx為樣品中被測(cè)元素的質(zhì)量濃度，mg/L；ρ0為樣品空白中被測(cè)元素的質(zhì)量濃度,mg/L；V為樣品定容體積，mL；f為稀釋倍數(shù)；m為樣品質(zhì)量，g。

1.4.2 方法檢出限計(jì)算[24]

方法檢出限計(jì)算如 公式(2)所示：

(2)

1.4.3 營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)計(jì)算[25-29]

INQ計(jì)算如公式(3)所示：

(3)

式中：營(yíng)養(yǎng)素密度為100 g食物中某營(yíng)養(yǎng)素含量/指定人體每日所需該營(yíng)養(yǎng)素量；熱量密度為100 g食物的熱量/指定人體每日所需熱量。

2 結(jié)果與分析

2.1 譜線選擇

在ICP-AES分析中，待測(cè)元素分析譜線的選擇直接影響到測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)譜線選擇的原則，優(yōu)先選擇具有較寬動(dòng)態(tài)線性范圍，噪音較小，背景影響小，不受基體或共存元素干擾的靈敏線。各元素的譜線如表4所示。

表4 ICP-AES測(cè)定各元素的分析譜線Table 4 Optimal wavelengths for ICP-AES determination of minerals

2.2 線性方程和相關(guān)系數(shù)

由表5可以看出，在工作范圍內(nèi)，各個(gè)元素的線性回歸方程均具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均在0.99以上，可滿足明日葉中多種元素的檢測(cè)需求。

表5 各礦物質(zhì)元素的線性方程及相關(guān)系數(shù)Table 5 Linear correlation coefficients of minerals

2.3 檢出限和定量限

檢出限參考《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》(GB/T 27404—2008)[24]，即連續(xù)檢測(cè)20個(gè)空白樣品，以此確認(rèn)檢出限，用3倍檢出限作為其定量限。明日葉中各元素的檢出限和定量限如表6所示，檢出限為0.001 1～0.012 1 mg/L，檢出限低，方法靈敏度較高。

表6 各礦物質(zhì)元素的檢出限和定量限Table 6 Limits of detection and quantitation of minerals

2.4 回收率和精密度

為了驗(yàn)證該方法的可靠性和準(zhǔn)確性，對(duì)明日葉樣品進(jìn)行加標(biāo)回收和精密度實(shí)驗(yàn)。取已知元素含量的樣品，各加入3個(gè)梯度標(biāo)準(zhǔn)液，按1.3方法處理分析，每個(gè)梯度平行測(cè)定5份，計(jì)算加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(relative standard deviations，RSD)，結(jié)果如表7所示。各元素的回收率為92%～105%， RSD<5%，符合《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》(GB/T 27404—2008)[24]的分析要求，說(shuō)明該方法測(cè)定明日葉中的礦物質(zhì)元素有良好的精密度和準(zhǔn)確度。

2.5 礦物質(zhì)元素含量分析

對(duì)福建和山東產(chǎn)地的明日葉各取4個(gè)批次進(jìn)行測(cè)定，7種礦物質(zhì)元素的含量如表8所示。明日葉中7種礦物質(zhì)元素含量的排序?yàn)殁?鈣>鈉>鎂>鐵>鋅>銅，除鉀元素、鋅元素和銅元素外，其余的元素含量山東種植的明日葉均高于福建種植的明日葉，其中鈉元素含量差異較大，山東明日葉鈉元素含量是福建明日葉的4倍左右，福建明日葉中鉀元素與鈉元素含量具有高鉀低鈉的特點(diǎn)，對(duì)于預(yù)防高血壓和腎臟疾病有一定益處[30]。

表7 加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(n=5)Table 7 Recovery and relative standard deviations of minerals (n=5)

表8 明日葉中礦物質(zhì)元素含量Table 8 The content of minerals in Ashitaba stem and leaf

2.6 礦物質(zhì)元素的INQ值分析

元素含量多少并不能充分評(píng)價(jià)食物的礦物質(zhì)價(jià)值，各類食物為人體同時(shí)提供能量和營(yíng)養(yǎng)素，如能量攝入過(guò)多會(huì)導(dǎo)致肥胖和各種慢性病發(fā)病率增加，而過(guò)少的營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入也會(huì)帶來(lái)營(yíng)養(yǎng)缺乏的風(fēng)險(xiǎn)，因此在綜合評(píng)價(jià)一種食物時(shí)，常需要把食物中營(yíng)養(yǎng)素含量結(jié)合該食物所能夠提供的能量來(lái)進(jìn)行綜合判斷。營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)(index of nutritional quality，INQ)的大小，可以很直觀看出該食物提供能量的能力和提供營(yíng)養(yǎng)素能力的高低[31-32]，以反映該食物營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量，在美國(guó)得到廣泛應(yīng)用。每100 g明日葉提供的能量值為33 kcal[29]，根據(jù)明日葉中各元素含量的平均值計(jì)算得到的INQ值如表9所示。

表9 不同蔬菜礦物質(zhì)元素INQ值Table 9 INQ of minerals in different vegetables

山東和福建的明日葉中 7種礦物質(zhì)元素的INQ值均大于1，表明明日葉提供該7種礦物質(zhì)元素的能力大于提供能量的能力[33]，食用一定量的明日葉可滿足人體對(duì)這7種礦物質(zhì)的需求。山東種植的明日葉中7種礦物質(zhì)元素的INQ值均大于2，表明其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值突出，可作為這7種礦物質(zhì)元素的良好來(lái)源[34]，是一種寶貴的蔬菜資源。

明日葉在植物分類中與西芹同為傘形科，且明日葉的莖和葉均可食用，屬于嫩莖葉類蔬菜，為了了解明日葉與其他蔬菜在INQ值上的差異，本文將明日葉與幾種常見(jiàn)的嫩莖葉類蔬菜作比較分析。由表9可知，明日葉中7種礦物質(zhì)的INQ值均高于大白菜，其中山東產(chǎn)明日葉中鈣的INQ值是大白菜的4.9倍，鐵的INQ值是大白菜的6.3倍；除了鈉元素與鎂元素外，明日葉其余元素的INQ值均高于同為傘形科的西芹，且元素種類比西芹豐富。明日葉中鈣元素的INQ值較為突出，均高于其他4種蔬菜，鐵元素的INQ值低于菠菜，但高于西芹、芥菜及大白菜；鎂元素的INQ值低于西芹、菠菜和芥菜；福建產(chǎn)明日葉中鋅元素的INQ值均高于其他4種蔬菜，可作為特殊人群鋅元素補(bǔ)充的良好來(lái)源。由表9可以看出明日葉的礦物質(zhì)價(jià)值在常見(jiàn)的蔬菜中屬于較高水平，尤其是相較于最常見(jiàn)的西芹和大白菜，明日葉有更高的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)水平。

3 結(jié)論

采用ICP-AES法對(duì)明日葉中的鉀、鈣、鈉、鎂、鐵、鋅、銅7種礦物質(zhì)元素進(jìn)行測(cè)定，該方法能實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測(cè)定，靈敏度高，分析速度快，提高了檢測(cè)效率。同時(shí)該方法選擇的最佳測(cè)定譜線使樣品中共存基體對(duì)被測(cè)元素干擾最少，對(duì)樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率和精密度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果均符合分析要求，說(shuō)該方法對(duì)明日葉中礦物質(zhì)元素的測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠，為進(jìn)一步研究和評(píng)價(jià)明日葉的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

對(duì)明日葉中7種礦物質(zhì)元素進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)明日葉中7種礦物質(zhì)元素的INQ值均大于1，表明當(dāng)明日葉熱量滿足人體需要時(shí)，該礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)仍有盈余，可作為礦物質(zhì)元素的良好來(lái)源。同時(shí)通過(guò)與西芹、大白菜、菠菜、芥菜中礦物質(zhì)元素的INQ值比較，發(fā)現(xiàn)明日葉中各元素的 INQ 值整體水平較高，因此，基于礦物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值考慮，明日葉可作為良好的蔬菜類食材選擇，為居民均衡營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)提供參考。