段 帥，吳曉彤，張德健，王 璞

(內(nèi)蒙古大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，呼和浩特 010000)

油莎豆(CyperusesculentusL.)也稱油莎草，是莎草科一年生草本植物。目前，我國(guó)已在北京、四川、新疆、湖北等20多個(gè)省市自治區(qū)開(kāi)始推廣栽種油莎豆[1]。油莎豆富含油脂、蛋白質(zhì)、淀粉和膳食纖維等，既可以用來(lái)榨油，也可以用來(lái)制作面粉、飼料，釀酒和制糖等，是一種品質(zhì)優(yōu)良、高產(chǎn)且綜合利用價(jià)值較高的經(jīng)濟(jì)作物[2]。油莎豆含有甾醇、有機(jī)酸、萜類和蒽醌等生物活性成分，因此具有一定的抑菌、利尿、抗氧化等作用，可以有效預(yù)防心臟病、高血壓、糖尿病等，能促進(jìn)體內(nèi)血液循環(huán)，有利于人體健康[3-4]。油莎豆可以在沙地、鹽堿地上種植，地上莖葉是優(yōu)良牧草，不僅有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，還可以促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展[5]。由此可見(jiàn)，在內(nèi)蒙古地區(qū)大力推廣栽種油莎豆具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

油莎豆品種較多，不同品種的油莎豆由于遺傳性狀和生長(zhǎng)環(huán)境等的不同，會(huì)造成其基本成分和功能活性成分的含量存在一定的差異。本實(shí)驗(yàn)以內(nèi)蒙古的4個(gè)油莎豆主要栽培品種圣漠1號(hào)、中油莎1號(hào)、豐產(chǎn)1號(hào)和達(dá)旗1號(hào)為研究對(duì)象，對(duì)油莎豆的基本營(yíng)養(yǎng)成分、脂肪酸組成、VE含量、礦質(zhì)元素含量等進(jìn)行測(cè)定和分析，比較4個(gè)主要栽培品種油莎豆的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的差異，以期為內(nèi)蒙古地區(qū)油莎豆的推廣種植和產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

內(nèi)蒙古油莎豆主要栽培品種圣漠1號(hào)、中油莎1號(hào)、豐產(chǎn)1號(hào)和達(dá)旗1號(hào)的油莎豆塊莖，由內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室提供，先用蒸餾水進(jìn)行清洗，清除油莎豆塊莖表皮的沙土等雜質(zhì)，然后用蒸餾水沖洗兩次，自然陰干，放入保鮮袋中備用。

濃硫酸、乙酸鎂、硫酸銅、硫酸鉀、酒石酸鉀鈉、無(wú)水乙醇、無(wú)水乙醚等，均為分析純。

PinAAcle 900H原子吸收分光光度計(jì)、AltusA-10高效液相色譜儀、Clarus 680氣相色譜儀，美國(guó)珀金埃爾默公司(PerkinElmer)；AFS-230E原子熒光光度計(jì)；Practum224-1CN電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；K1100全自動(dòng)凱氏定氮儀；DHG-9030A鼓風(fēng)干燥箱。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 基本營(yíng)養(yǎng)成分含量測(cè)定

蛋白質(zhì)含量測(cè)定參照GB 5009.5—2016；水分含量測(cè)定參照GB 5009.3—2016；脂肪含量測(cè)定參照GB 5009.6—2016；總糖含量測(cè)定參照GB 5009.8—2016；還原糖含量測(cè)定參照GB 5009.7—2016；淀粉含量測(cè)定參照GB 5009.9—2016；膳食纖維含量測(cè)定參照 GB 5009.88—2014；灰分含量測(cè)定參照GB 5009.4—2016。

1.2.2 油莎豆油的提取及脂肪酸組成和VE含量測(cè)定

油莎豆油的提取參照GB 5009.168—2016；脂肪酸絕對(duì)含量測(cè)定參照GB 5009.168—2016第二法；VE含量測(cè)定參照GB 5009.82—2016第一法。

1.2.3 礦質(zhì)元素含量測(cè)定

鈣含量測(cè)定參照GB 5009.92—2016第一法；鐵含量測(cè)定參照GB 5009.90—2016第一法；鋅含量測(cè)定參照GB 5009.14—2017第一法；硒含量測(cè)定參照GB 5009.93—2017第一法。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

采用軟件 Origin 2018 64Bit作圖，SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種油莎豆的基本營(yíng)養(yǎng)成分(見(jiàn)表1)

表1 不同品種油莎豆的基本營(yíng)養(yǎng)成分及含量 %

由表1可知，4個(gè)品種油莎豆的基本成分含量存在明顯差異，但總體來(lái)說(shuō)，不同品種油莎豆的脂肪和淀粉含量較高，膳食纖維和總糖含量也比較豐富，蛋白質(zhì)含量較低。4個(gè)品種油莎豆均為當(dāng)年成熟采集，統(tǒng)一晾干后進(jìn)行測(cè)定，因此各品種間水分含量相差不大，達(dá)旗1號(hào)和豐產(chǎn)1號(hào)的水分含量相對(duì)較高。

油莎豆蛋白作為一種天然的優(yōu)質(zhì)蛋白，富含8種必需氨基酸，且氨基酸比值系數(shù)與雞蛋蛋白相似，可作為優(yōu)良蛋白質(zhì)的來(lái)源添加到食物中[6]。4個(gè)品種油莎豆蛋白質(zhì)含量為3.29%～6.06%，遠(yuǎn)低于常見(jiàn)油料的蛋白質(zhì)含量(大豆蛋白質(zhì)含量為30%～50%，花生蛋白質(zhì)含量為24%～36%[7])。4個(gè)品種油莎豆蛋白質(zhì)含量大小依次為圣漠1號(hào)>中油莎1號(hào)>達(dá)旗1號(hào)>豐產(chǎn)1號(hào)，其中圣漠1號(hào)的蛋白質(zhì)含量顯著高于其他品種(P<0.05)，豐產(chǎn)1號(hào)的蛋白質(zhì)含量最低，僅為3.29%，與其他品種相比具有顯著差異(P<0.05)。

油莎豆含油量高，被視為一種新興的油料資源[8]。4個(gè)品種油莎豆的脂肪含量在23.35%～25.60%之間，其中中油莎1號(hào)的脂肪含量(25.60%)最高，顯著高于其他品種(P<0.05)，其次是達(dá)旗1號(hào)，圣漠1號(hào)和豐產(chǎn)1號(hào)的脂肪含量最低。本文中中油莎1號(hào)的脂肪含量遠(yuǎn)低于文獻(xiàn)[9]報(bào)道的中油莎1號(hào)的脂肪含量(高達(dá)31.3%)，可能是由于氣候和土壤差異造成的。

4個(gè)品種油莎豆的淀粉含量較高(21.15%～25.40%)。豐產(chǎn)1號(hào)和中油莎1號(hào)的淀粉含量顯著高于圣漠1號(hào)和達(dá)旗1號(hào)(P<0.05)。據(jù)報(bào)道[10]，油莎豆淀粉是一種理想的慢消化淀粉，可以用作抗性淀粉以延緩餐后血糖升高，減少血糖波動(dòng)，從而預(yù)防肥胖病和糖尿病，此外油莎豆淀粉的凝膠質(zhì)構(gòu)特性優(yōu)于傳統(tǒng)玉米淀粉，擁有良好的凍融穩(wěn)定性，適宜作為改性淀粉的原料來(lái)源。

油莎豆含有豐富的糖分且種類繁多，如蔗糖、果糖、棉子糖等，可以廣泛用于食品、飼料等[11]。4個(gè)品種油莎豆的總糖含量為17.10%～17.95%，圣漠1號(hào)和達(dá)旗1號(hào)的總糖含量顯著高于中油莎1號(hào)和豐產(chǎn)1號(hào)(P<0.05)。油莎豆的總糖中以還原糖為主，占總糖的82.63%～91.57%。4個(gè)品種油莎豆的還原糖含量為14.75%～15.75%，中油莎1號(hào)的還原糖含量顯著高于達(dá)旗1號(hào)(P<0.05)，與其他兩個(gè)品種油莎豆則無(wú)顯著差異。

4個(gè)品種油莎豆的膳食纖維含量介于20.15%～21.95%之間，遠(yuǎn)高于其他糧食的膳食纖維含量(粗糧類約16%，鮮豆類約14%，細(xì)糧和果蔬類則小于10%[12])。其中圣漠1號(hào)的膳食纖維含量最高(21.95%)，顯著高于豐產(chǎn)1號(hào)和達(dá)旗1號(hào)(P<0.05)，而與中油莎1號(hào)無(wú)顯著差異(P>0.05)。

4個(gè)品種油莎豆的灰分含量為2.51%～3.05%，其中豐產(chǎn)1號(hào)的灰分含量最高，顯著高于其他品種(P<0.05)。

2.2 不同品種油莎豆的脂肪酸組成和VE含量

2.2.1 不同品種油莎豆的脂肪酸組成及含量(見(jiàn)表2)

表2 不同品種油莎豆的脂肪酸組成及含量 g/100 g

由表2可知，圣漠1號(hào)、中油莎1號(hào)以及豐產(chǎn)1號(hào)的脂肪酸組成相同，均檢測(cè)到9種脂肪酸，分別是十三碳酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、α-亞麻酸、二十碳一烯酸、γ-亞麻酸、二十二碳二烯酸。而達(dá)旗1號(hào)中未檢測(cè)到十三碳酸和硬脂酸，但檢測(cè)到對(duì)人體健康極具危害的反式脂肪酸——反式油酸，含量?jī)H為0.042 0 g/100 g，經(jīng)復(fù)測(cè)后仍在達(dá)旗1號(hào)中檢測(cè)到少量的反式油酸，而在其他3個(gè)品種中并未發(fā)現(xiàn)反式油酸，推測(cè)并不是在提取達(dá)旗1號(hào)油莎豆中的脂肪時(shí)，由于操作不當(dāng)而造成小部分油酸發(fā)生異構(gòu)化，可能是達(dá)旗1號(hào)油莎豆中含有天然的反式油酸。4個(gè)品種油莎豆的脂肪酸總量最高的為圣漠1號(hào)和豐產(chǎn)1號(hào)，最低的為達(dá)旗1號(hào)。4個(gè)品種油莎豆均含有較多的不飽和脂肪酸，且均以油酸和亞油酸為主，同時(shí)油酸含量極顯著高于其他脂肪酸(P<0.01),而飽和脂肪酸主要是棕櫚酸。

將4個(gè)品種的油莎豆油與橄欖油(GB/T 23347—2009)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)油莎豆油(LS/T 3259—2018)的主要脂肪酸含量進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表3所示。由表3可知，圣漠1號(hào)、中油莎1號(hào)和豐產(chǎn)1號(hào)的主要脂肪酸組成和含量與橄欖油相似，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與橄欖油相近，是一種優(yōu)質(zhì)的食用油。圣漠1號(hào)、中油莎1號(hào)和豐產(chǎn)1號(hào)的5種主要脂肪酸的含量完全符合油莎豆油的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而達(dá)旗1號(hào)的與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)油莎豆油相差較大，但其油酸含量較高，因此適宜生產(chǎn)高純度的油酸。

表3 不同品種油莎豆油與橄欖油的主要脂肪酸組成及含量對(duì)比 %

2.2.2 脂肪酸分類及含量(見(jiàn)圖1)

注：SFA、MUFA、PUFA含量為占總脂肪酸含量的比例。

由圖1可知，4個(gè)品種油莎豆油的MUFA含量均遠(yuǎn)高于SFA和PUFA含量。達(dá)旗1號(hào)的PUFA含量高于SFA含量，而其他3個(gè)品種的SFA含量高于PUFA含量。

4個(gè)品種中豐產(chǎn)1號(hào)、圣漠1號(hào)和中油莎1號(hào)的SFA含量無(wú)顯著差異，達(dá)旗1號(hào)的SFA含量最低，達(dá)旗1號(hào)僅含有棕櫚酸，而其他3個(gè)品種均含有3種SFA，且含量大小均為棕櫚酸>硬脂酸>十三碳酸。4個(gè)品種油莎豆中均含有棕櫚酸，其中豐產(chǎn)1號(hào)的棕櫚酸含量最高，其次為圣漠1號(hào)，而達(dá)旗1號(hào)遠(yuǎn)低于其他3個(gè)品種(P<0.05)。硬脂酸在人乳中占總?cè)橹?.7%,牛乳中則占13.2%[13]。達(dá)旗1號(hào)中未檢出硬脂酸，其他3個(gè)品種油莎豆的硬脂酸含量為0.367 5～0.540 0 g/100 g，圣漠1號(hào)的硬脂酸含量最高。4個(gè)品種油莎豆油中MUFA含量大小依次為達(dá)旗1號(hào)>中油莎1號(hào)>圣漠1號(hào)>豐產(chǎn)1號(hào)。4個(gè)品種油莎豆的MUFA以油酸為主，其中圣漠1號(hào)與豐產(chǎn)1號(hào)的油酸含量最高，且無(wú)顯著差異(P>0.05)，均顯著高于中油莎1號(hào)(P<0.05)。達(dá)旗1號(hào)油莎豆油的PUFA含量顯著低于其他3個(gè)品種(P<0.05)。其他3個(gè)品種油莎豆油的PUFA含量大小依次為豐產(chǎn)1號(hào)>圣漠1號(hào)>中油莎1號(hào)。4個(gè)品種油莎豆均含有亞油酸、α-亞麻酸、γ-亞麻酸和二十二碳二烯酸，且亞油酸的含量均最高。α-亞麻酸屬n-3系PUFA，是人體必需脂肪酸，具有改善心血管疾病、保護(hù)神經(jīng)組織、抗癌、抗氧化等生理功能[14]。圣漠1號(hào)的α-亞麻酸含量為0.036 5 g/100 g，顯著高于中油莎1號(hào)、豐產(chǎn)1號(hào)和達(dá)旗1號(hào)(P<0.05)。

2.2.3 不同品種油莎豆中VE含量(見(jiàn)圖2)

圖2 不同品種油莎豆中VE含量

由圖2可知，4個(gè)品種油莎豆均富含維生素E，達(dá)旗1號(hào)含量較低，僅為4.39 mg/100 g，顯著低于其他3個(gè)品種(P<0.05)。其他3個(gè)品種油莎豆維生素E含量相對(duì)較高，含量范圍在5.31～5.59 mg/100 g，彼此之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。

2.3 不同品種油莎豆中礦物質(zhì)元素含量(見(jiàn)表4)

由表4可知，整體而言，4個(gè)品種油莎豆均富含Ca和Fe，Zn和Se含量相對(duì)較低，含量大小均為Ca>Fe>Zn>Se。

4個(gè)品種油莎豆Ca含量相差較大，其中圣漠1號(hào)Ca含量高達(dá)1 253 mg/kg，顯著高于另外3個(gè)品種(P<0.05)，是豐產(chǎn)1號(hào)Ca含量的近3倍。4個(gè)品種油莎豆，豐產(chǎn)1號(hào)的Fe含量高達(dá)216.5 mg/kg，而達(dá)旗1號(hào)的Fe含量?jī)H為142.5 mg/kg。Zn是參與人體六大酶類反應(yīng)中多種酶的組成成分，直接影響細(xì)胞活動(dòng)和代謝過(guò)程，缺Zn會(huì)影響智力、食欲和免疫力等。4個(gè)品種油莎豆中，圣漠1號(hào)Zn含量高達(dá)17.95 mg/kg，達(dá)旗1號(hào)的Zn含量顯著低于其他3個(gè)品種(P<0.05)。Se是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶等硒蛋白的重要成分，具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、預(yù)防克山病和大骨節(jié)病等作用。4個(gè)品種油莎豆Se含量范圍在0.053～0.072 mg/kg，其中圣漠1號(hào)的Se含量最高，為0.072 mg/kg，顯著高于其他3個(gè)品種(P<0.05)。與常見(jiàn)糧食作物小麥相比，圣漠1號(hào)、中油莎1號(hào)和達(dá)旗1號(hào)的Ca含量是小麥的3～4倍，豐產(chǎn)1號(hào)也略高于小麥。4個(gè)品種油莎豆中的Fe含量是小麥的3～4倍，Se含量是小麥的13～18倍，僅Zn含量均略低于小麥。油莎豆中礦質(zhì)元素豐富，食用油莎豆制品可以有效補(bǔ)充人體所需的Ca、Fe和Se等礦質(zhì)元素，有利于人體健康。

表4 不同品種油莎豆中礦質(zhì)元素含量 mg/kg

3 結(jié) 論

4個(gè)品種油莎豆均富含淀粉(21.15%～25.40%)、膳食纖維(20.15%～21.95%)、脂肪(23.35%～25.60%)和總糖(17.10%～17.95%)，是一種品質(zhì)優(yōu)良的油糧兼用型經(jīng)濟(jì)作物。圣漠1號(hào)、中油莎1號(hào)和豐產(chǎn)1號(hào)的脂肪酸組成相同，均檢測(cè)到9種脂肪酸，主要脂肪酸組成和含量與橄欖油相似，是優(yōu)質(zhì)食用油的原料。而達(dá)旗1號(hào)中并未檢測(cè)到十三碳酸和硬脂酸，且檢測(cè)出對(duì)人體有害的反式油酸。4個(gè)品種油莎豆的MUFA含量遠(yuǎn)高于SFA,各品種的SFA以棕櫚酸為主，MUFA以油酸為主，油酸的含量極顯著高于其他脂肪酸(P<0.01)。4個(gè)品種油莎豆均富含Ca、Fe、Zn和Se礦質(zhì)元素，尤其是Fe和Ca的含量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)糧食作物小麥。

綜上，圣漠1號(hào)的蛋白質(zhì)、Ca、Zn和Se含量均高于其他3個(gè)品種，可以用來(lái)制作油莎豆面粉及其制品，當(dāng)作一種主食來(lái)改善口味和提高營(yíng)養(yǎng)。達(dá)旗1號(hào)油酸相對(duì)含量最高，可以用來(lái)制備高純度的油酸。中油莎1號(hào)的脂肪含量最高，富含維生素E，且脂肪酸品質(zhì)與橄欖油類似，因此適宜生產(chǎn)高品質(zhì)的油莎豆油。豐產(chǎn)1號(hào)的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比較均衡，既可以用來(lái)提取淀粉、糖類、脂肪，也可以用來(lái)做面粉、飼料等加工制品。油莎豆的含油量高、品質(zhì)良好，可用于食用油的提取，且油莎豆中的總糖、淀粉獲取容易，市場(chǎng)需求大，提取脫脂后油莎豆粕中的淀粉、總糖并開(kāi)發(fā)相應(yīng)產(chǎn)品對(duì)油莎豆的綜合利用具有重要意義。因此，可依據(jù)生態(tài)環(huán)境、各品種油莎豆的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益在內(nèi)蒙古地區(qū)推廣種植油莎豆。