趙 鵬 , ，徐先英，劉虎俊，詹科杰，袁宏波，王理德，郭春秀，劉光武

（1. 甘肅省荒漠化與風(fēng)沙災(zāi)害防治國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 甘肅省治沙研究所, 甘肅 蘭州 730070；2. 甘肅民勤荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站 / 甘肅省治沙研究所, 甘肅 民勤 733000；3. 蘭州大學(xué)西部生態(tài)安全省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心, 甘肅 蘭州 730010）

由于獨(dú)特的抗逆性和潛在的資源性，鹽生植物的研究與應(yīng)用在全球變化背景下越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的重視。在土壤鹽堿條件下，鹽生植物的生長速率和生物量均高于傳統(tǒng)作物，可作為發(fā)展鹽地農(nóng)業(yè)的重要種質(zhì)資源。合理利用生長在干旱和半干旱地區(qū)的鹽生植物是應(yīng)對(duì)未來由淡水緊缺和土壤鹽漬化引起的全球食品安全問題的最好選擇[1]。鹽爪爪(Kalidium foliatum)為莧科鹽爪爪屬小灌木，細(xì)胞液泡含水量高，具有極強(qiáng)的耐鹽堿能力，主要通過從鹽堿土壤中吸收大量的Na + 以降低土壤含鹽量，進(jìn)而改良土壤理化性質(zhì)[2]，因此，鹽爪爪既是鹽生荒漠群落的優(yōu)勢種，也是生物防治土壤鹽漬化的關(guān)鍵植物種，具有重要的生態(tài)價(jià)值[3]。甘肅境內(nèi)鹽爪爪荒漠草地近70 萬hm2，占全省荒漠半荒漠草地面積的15%，主要分布在黃土高原北部及河西走廊沖積扇緣和丘間低地、鹽湖盆地覆沙地；在重鹽漬化的干河谷和河谷階地，鹽爪爪與檉柳(Tamarix chinensis)、白刺(Nitraria tangutorum)等形成鹽生灌木草地[4]。作為肉質(zhì)多汁含鹽飼草，鹽爪爪株叢大，生長旺盛，產(chǎn)草量高。鹽爪爪地上部分殘存量是冬季駱駝、馬、羊等牲畜的主要飼草[5]；鹽爪爪種子千粒重0.647 g 左右，易收集，耐貯藏，還可磨成粉，供人食用[6]。目前，國內(nèi)外學(xué)者圍繞鹽爪爪種子萌發(fā)[7]、生物量[8]、生理特性[9]、遺傳多樣性[10]等方面開展了大量研究，但對(duì)種子營養(yǎng)成分的研究鮮見報(bào)道。為此，本研究在對(duì)種子營養(yǎng)物質(zhì)測定的基礎(chǔ)上，探討了鹽爪爪種子的營養(yǎng)價(jià)值，以期為鹽生植物開發(fā)利用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與測定

鹽爪爪種子于2020 年11 月采自于甘肅省武威市民勤縣青土湖湖盆，用修枝剪把結(jié)滿籽粒的枝條剪下，晾曬干燥之后，用石磙子、連枷、棒槌碾打之后，用叉子去除較長枝條雜質(zhì)。借助風(fēng)力將外殼和籽粒分離，實(shí)現(xiàn)凈種目的。將采收的種子倒入裝滿自來水的水缸之中，質(zhì)量較輕雜質(zhì)浮在水面，鹽爪爪種子沉入缸底。用罩濾將雜質(zhì)除去，3～5 次重復(fù)后以徹底清除種子中的塵土。水洗法一方面可將種子中的塵土清洗干凈，另一方面又可將種子堿味清洗掉。將清洗干凈的種子晾曬干，防止在晾曬過程中二次塵土污染。

采用凱氏定氮法(GB 5009.5-2016)測定鹽爪爪種子蛋白質(zhì)含量；采用索氏抽提法(GB 5009.6-2016)測定脂肪含量；粗纖維含量參考GB/T 5009.10-2003測定；粗灰分含量參考GB 5009.4-2016 測定；水分含量采用直接干燥法(GB 5009.3-2016)檢測；亞油酸、油酸、亞麻酸均采用外標(biāo)法(GB 5009.168-2016)測定；采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(GB 5009.92-2016)測定鈣元素含量；采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(GB 5009.90-2016)測定鐵元素含量；采用二硫腙比色法(GB 5009.14-2017)測定鋅元素含量；采用砷鈰催化分光光度法(GB 5009.267-2016)測定碘元素含量。

鹽爪爪種子酪氨酸、賴氨酸、谷氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、甘氨酸、異亮氨酸、天門冬氨酸、亮氨酸、絲氨酸、丙氨酸含量采用氨基酸分析儀(茚三酮柱后衍生離子交換色譜儀)測定；胱氨酸含量采用氨基酸分析儀測定；色氨酸含量采用高效液相色譜法測定；鉻含量采用石墨爐原子吸收光譜法(GB 5009.123-2014)測定；采用石墨爐原子吸收光譜法(GB 5009.15-2014)測定鎘含量；采用原子熒光光譜分析法(GB 5009.17-2014)測定汞含量；采用石墨爐原子吸收光譜法(GB 5009.12-2017)測定鉛含量；砷含量采用氫化物發(fā)生原子熒光光譜法(GB 5009.12-2017)測定；銅含量采用石墨爐原子吸收光譜法(GB 5009.13-2017)測定。

1.2 評(píng)價(jià)方法

依據(jù)1973 年聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)/世 界衛(wèi)生組 織(World Health Organization, WHO)推薦的每克氮氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)模式和我國提出的雞蛋標(biāo)準(zhǔn)模式評(píng)價(jià)鹽爪爪種子氨基酸的營養(yǎng)價(jià)值[11](表1)。氨 基 酸 評(píng) 分 值(amino acid scores, AAS)、化學(xué)評(píng)分值(chemical score, CS)及必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index, EAAI)計(jì)算如下：

式中：EAAI為必需氨基酸指數(shù)；an為鹽爪爪種子各種必需氨基酸的含量；Ai為雞蛋模式相應(yīng)氨基酸含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要營養(yǎng)成分

鹽爪爪種子的營養(yǎng)成分含量分別為：蛋白質(zhì)204 g·kg?1，脂肪54 g·kg?1，碳水化合物379 g·kg?1，粗纖維45 g·kg?1，灰分145 g·kg?1。

2.2 氨基酸評(píng)價(jià)

鹽爪爪種子氨基酸種類豐富，共檢測出18 種氨基酸，氨基酸總含量205.8 g·kg?1，必需氨基酸55.2 g·kg?1，占氨基酸總量的26.82% (E/T)，占非必需氨基酸總量的36.65% (E/N)，均低于FAO/WHO 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(EAA/TAA = 40%，EAA/NEAA = 60%)。必需氨基酸中賴氨酸含量最高，為11.3 g·kg?1；亮氨酸次之，為10.6 g·kg?1；色氨酸含量最低，為1.8 g·kg?1。非必需氨基酸中谷氨酸含量最高，為35.7 g·kg?1；甘氨酸和天門冬氨酸次之，分別為28.8 和22.8 g·kg?1；胱氨酸含量最低，為1.8 g·kg?1(表1)。

表1 鹽爪爪種子氨基酸的種類、含量Table 1 Amino acid content of the seeds of Kalidium foliatum

鹽爪爪種子8 種必需氨基酸含量均高于FAO/WHO推薦標(biāo)準(zhǔn)(表2)。異亮氨酸氨基酸評(píng)分值(ASS)最低，為1.16?；瘜W(xué)評(píng)分中，異亮氨酸略低于蛋氨酸(0.88)。EAAI 指數(shù)用來評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)的質(zhì)量，EAAI 越接近100，食物蛋白與標(biāo)準(zhǔn)蛋白的必需氨基酸組成越接近。鹽爪爪種子EAAI 為120.40，與100 較為接近，營養(yǎng)價(jià)值較高。

表2 人體必需氨基酸的氨基酸評(píng)分和化學(xué)評(píng)分Table 2 Comparison of the essential amino acid composition of Kalidium foliatum with the proposed standard

2.3 礦質(zhì)元素與脂肪酸組成

鹽爪爪種子礦質(zhì)元素與脂肪酸含量如表3 所列。常量元素鈣含量為1 590 mg·kg?1，微量元素鐵含量為332 mg·kg?1，鋅 含 量 為44.1 mg·kg?1，碘 含 量 為0.03 mg·kg?1。有害礦質(zhì)元素鉻、鉛未檢出。汞含量0.007 mg·kg?1，小于食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 16740-2014)保健品污染物限量0.3 mg·kg?1；砷含量0.09 mg·kg?1，小于食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 16740-2014)保健品污染物限量(1.0 mg·kg?1)，鎘含量0.007 mg·kg?1，小于食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 2762-2012)谷物及其制品鎘限量0.1 mg·kg?1。鹽爪爪種子有害礦質(zhì)元素均在食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。鹽爪爪種子脂肪酸主要成分為亞油酸、油酸和亞麻酸，不飽和脂肪酸亞油酸、亞麻酸含量分別為28.1、10.7 g·kg?1，油酸含量為2.2 g·kg?1。

表3 鹽爪爪種子礦質(zhì)元素和脂肪酸含量Table 3 Contents of trace elements and lipids in the seeds of Kalidium foliatum

3 討論與結(jié)論

3.1 鹽爪爪種子營養(yǎng)物質(zhì)組成

作為評(píng)價(jià)食物營養(yǎng)價(jià)值高低的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一，蛋白質(zhì)含量是植物營養(yǎng)成分檢測中的首要指標(biāo)[11]。本研究發(fā)現(xiàn)鹽生植物鹽爪爪種子蛋白質(zhì)含量204 g·kg?1，略 低 于 荒 漠 植 物 沙 米(Agriophyllum squarrosum) (232 g·kg?1)，但高于藜麥(Chenopodium quinoa) (138 g·kg?1)、 小 麥(Triticum aestivum) (119g·kg?1)和 水 稻(Oryza sativa) (74 g·kg?1)。脂 肪 含 量為54 g·kg?1，低于沙米(97 g·kg?1)和藜麥(62 g·kg?1)，但比小麥(13 g·kg?1)和水稻(8 g·kg?1)高。碳水化合物含量379 g·kg?1，低于沙米(450 g·kg?1)、藜麥(642 g·kg?1)、小麥(752 g·kg?1)和水稻(779 g·kg?1)。鹽爪爪具有較低的粗纖維含量(45 g·kg?1)，約占沙米(86 g·kg?1)的一半，但大于20 g·kg?1，屬于粗纖維食物?；曳趾?45 g·kg?1，約是沙米(50 g·kg?1)的3 倍[12-16]。據(jù)報(bào)道，蒙古國居民把鹽爪爪種子當(dāng)糧食食用[17]。此外，鹽爪爪種子微量元素鐵含量為332 mg·kg?1，高于沙米(57.1 mg·kg?1)、水稻(11.5 mg·kg?1)、紅禿頭小麥(49.76 mg·kg?1)[18]。鋅含量44.1 mg·kg?1，高于小 麥(24.51 mg·kg?1)[19]。常 量 元 素 鈣 含 量 為1 590 mg·kg?1， 高 于 小 麥 (129.8 mg·kg?1)、 玉 米 (220 mg·kg?1)，但低于野芝麻(Lamium barbatum) (4048.8 mg·kg?1)[20]。綜上所述，鹽爪爪種子具有高蛋白、高粗纖維、低碳水、富鐵的營養(yǎng)特征。

3.2 鹽爪爪種子氨基酸種類及含量

氨基酸含量是原材料營養(yǎng)性狀評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，也是營養(yǎng)學(xué)家進(jìn)行配方設(shè)計(jì)時(shí)參考的關(guān)鍵指標(biāo)。人體對(duì)每種必需氨基酸的需求有一定數(shù)量和比例要求，食品中任何一種必需氨基酸過多或過少均會(huì)造成人體所需氨基酸之間的不平衡，影響到機(jī)體的生理機(jī)能，導(dǎo)致代謝紊亂、機(jī)體抵抗力下降等健康問題。如苯丙氨酸對(duì)機(jī)體正常代謝和健康有密切的關(guān)系，缺乏苯丙氨酸會(huì)使新生兒出現(xiàn)嗜睡、腹瀉、貧血、皮疹等癥狀[21]。鹽爪爪種子氨基酸種類豐富，含有18 種氨基酸，其中必需氨基酸占氨基酸總量的26.82%，占非必需氨基酸總量的36.65%，低于FAO/WHO 規(guī)定的必需氨基酸含量40%和非必需氨基酸總量60%的標(biāo)準(zhǔn)[22]。鹽爪爪種子蛋氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、纈氨酸含量分別是沙米的0.571、0.958、0.659、0.609、0.409、0.747、0.606 倍；小麥的2.914、4.313、1.51、1.389、1.520、1.799、1.762 倍；苦蕎麥的2.40、3.323、2.172、2.319、2.868、2.633、1.365 倍；稻米的3.12、4.079、2.367、1.601、2.157、2.048、1.985 倍[23]，必需氨基酸指數(shù)120.40 與100 較為接近，營養(yǎng)價(jià)值較高。根據(jù)FAO/WHO 推薦的人體必需氨基酸需求標(biāo)準(zhǔn)，異亮氨酸是鹽爪爪的第一限制性氨基酸[24]。60 kg 體重的健康成年人，每天吃220.8 g 鹽爪爪、150 g 沙米或330 g 藜麥、480 g小麥、600 g 稻米可滿足必需氨基酸的基本需求[25]。

3.3 鹽爪爪種子脂肪酸含量

食物脂肪酸主要成分為亞油酸、油酸和亞麻酸。亞麻酸是構(gòu)成人體組織細(xì)胞的主要成分，在體內(nèi)能合成、代謝、轉(zhuǎn)化為機(jī)體必需的生命活性因子DHA 和EPA。亞油酸是人體不可缺少的必需脂肪酸之一，對(duì)調(diào)節(jié)人體內(nèi)電解質(zhì)平衡、調(diào)節(jié)血壓、降低膽固醇、預(yù)防心腦血管病具有重要作用。亞油酸、亞麻酸是人體的必需脂肪酸，在人體內(nèi)不能合成，必須從體外攝取。鹽爪爪種子含有73.91%人體必需脂肪酸，高于鹽角草(Salicornia europaea) (70.8%)、鹽地堿蓬(Suaeda salsa) (70.5%)和花生(Arachis hypogaea) (28.2%)[26]；含有非必需脂肪酸油酸含量26.10%，低于薏米(Coix lacryma-jobivar.ma-yuen)仁(48.44%)[27]，表明鹽爪爪油脂開發(fā)應(yīng)用前景較好。

鹽爪爪種子是高蛋白、低碳水、富鐵功能型食品加工的理想原材料。未來應(yīng)開展鹽爪爪人工繁育與馴化栽培研究，加強(qiáng)優(yōu)良品種的篩選與培育，為我國西北地區(qū)鹽漬化土地的綜合利用提供技術(shù)支撐。