明日葉中營養成分及生物活性物質的檢測分析

研究地點:

1.河北聯合大學公共衛生學院,河北唐山

2.河北省煤礦衛生與安全實驗室,河北唐山

摘   要

目的:

對明日葉中的營養成分和生物活性物質查爾酮的含量進行檢測分析。

方法:

採用國標法對明日葉中的營養成分含量進行檢測分析,並用紫外可見分光光度法測定明日葉中查爾酮的含量。

結果:

明日葉中含有蛋白質4.71%、還原糖1.65%、粗纖維3.64%、脂肪0.19%、水分84.79%、灰分0.72%,VB1 0.02mg /100g、VB2 0.71mg /100g、VC45.90mg /100g、葉酸0.30mg /100g、VB12 3.20μg /100g,鉀110.00mg /100g、鈣140.21mg /100g、鎂1.50mg /100g、鐵14.03mg /100g、鍺20.67μg /100g; 測得的18 種氨基酸含量為2.85g /100g,其中8 種人體必需氨基酸含量為1.11g /100g,佔18 種氨基酸總量的38.9%; 生物活性物質查爾酮含量為0.75%。

結論:

明日葉中含有多種有益於人體健康的營養成分,其中蛋白質含量比常見蔬菜高,其氨基酸模式較為理想,且含有豐富的粗纖維、VC、VB2和葉酸,維生素在葉中的含量尤其豐富,還有植物少有的VB12和有機鍺及罕見的生物活性物質查爾酮,具有較高的研究價值和保健功效,應用前景廣闊。

關鍵詞: 明日葉,營養成分,查爾酮,檢測分析

(英文摘要)Abstract:

Objective: To detect and analyze the contents of nutrients and bio-active substance chalcone in Angelica keiskei.

Methods: The contents of nutrients and chalcone were separately determined by national standard method and UV-VIS spectrophotometry.

Results: The results obtained an average of 4.71% protein,1.65% reducing sugar,3.64% fiber,0.19% lipids,84.79% moisture,0.72% ash.VB1,VB2,VC,folate,VB12 had an average of 0.02,0.71,45.90,0.30mg /100g,3.20μg /100g; The contents of K,Ca,Mg,Fe,Ze were 110.00,140.21,1.50,14.03mg /100g,20.67μg /100g.The content of 18 kinds of amino acid was 2.85g /100g and 8 kinds of essential amino acid was 1.11g /100g,accounting for 38.9% of the 18 kinds of amino acid. The content of bioactive chalcone was 0.75%.

Conclusion: Angelica keiskei had a variety of nutrients which were good for people’s health. Protein and fiber were higher compared to most other common vegetables.The amino acid pattern was closed to ideal amino acid pattern.Rich VC,VB2 and folate VB12,organic germanium and bioactive substance chalcone were also found in Angelica keiskei,and the vitamin was richer in the leaf.It had good value and health benefits with broad application prospects.

Key words: Angelica keiskei; nutrients; chalcone; detection

 

明日葉( Angelica keiskei) 又名海峰人參,是傘形科多年生的草本植物,起源於日本[1]。其根系發達,具有頑強的生命力,能在各種環境中生長。國內,台灣已廣泛種植,大陸的雲南、江蘇、上海、山東、東北都已引進明日葉,並大面積種植。

研究表明:明日葉具有提高機體免疫力、改善睡眠、延緩衰老、抗腫瘤等功效[1],作為綠色食品已備受關注,被譽為「21 世紀的健康食品」。

查爾酮是明日葉中主要的生物活性物質,具有顯著的抗腫瘤作用、還有抗糖尿病、抗氧化等諸多功效。Eunmi Kim 等[2]證實查爾酮具有降膽固醇和抗氧化的功效,Reiko Nishimura 等[3]得出查爾酮具有引誘神經母細胞瘤細胞凋亡,但並不影響正常細胞的生理功能,Tatuji Enoki 等[4]研究證明瞭查爾酮的抗糖尿病作用。

國外,對明日葉營養成分的檢測還未見報道;國內,僅有台灣學者對明日葉中的某些礦物質進行了檢測[5],其他營養成分的檢測結果還未見報道。為全面瞭解明日葉的營養價值與保健功能的有效成分,本文對其營養成分及生物活性物質進行了檢測分析,為其廣泛應用提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

明日葉購自山東某明日葉種植園,為新鮮莖葉。AFS-230E 雙道原子螢光光度計北京科創海光儀器有限公司; TU-1901 雙光束紫外可見分光光度計北京普析通用儀器有限責任公司; 日立-8900氨基酸自動分析儀日立高新科技技術公司; 723 可見分光光度計上海析譜儀器有限公司; RF-5301PC螢光分光光度計日本島津公司; WFX-ED 原子吸收分光光度計北京北分瑞利分析儀器公司;JY92-IIN超聲波細胞破碎機寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理

查爾酮的測定樣品為明日葉乾樣,其餘營養成分的測定均採用濕樣。維生素含量測定時,分別對明日葉莖葉混合物、莖和葉進行處理以確定其含量。樣品用去離子水反復沖洗,烘乾,粉碎過40 目篩,恆重後置於乾燥器中備用或鮮樣勻漿。

1.2.2 營養成分測定指標及方法

水分: 直接乾燥法( GB 5009.3 - 2010 ) ; 灰分: 馬弗爐灼燒法( GB5009.4-2010) ; 還原糖: 直接滴定法( GB /T 5009.7-2008) ; 粗纖維: 酸鹼消解法( GB /T 5009.10-2003) ;蛋白質: 凱氏定氮法( GB 5009.5-2010) ; 氨基酸: 氨基酸自動分析儀測定法( GB /T5009.124 - 2003) ; 脂肪: 酸水解法( GB /T 5009.6-2003) ; K、Ca、Fe、Mg: 原子吸收分光光度法( GB /T5009.90-92-2003) ; Ge: 原子螢光光譜法( GB /T5009.151-2003) ; 維生素C: 2,4-二硝基苯肼比色法( GB /T 5009.86-2003) ; 維生素B1、B2: 螢光分光光度法( GB /T 5009.84-2003、GB /T5009.85- 2003 ) ; 葉酸: 微生物法( GB /T5009.211 -2008) ; 維生素B12: 微生物法( GB5413.14-2010) 。

1.2.3 查爾酮提取及測定方法

用超聲波細胞破碎

機對明日葉查爾酮進行輔助提取,提取溶劑為乙醇溶液。提取液離心,取上清液,用2~3mL 溶劑洗滌濾渣,合併提取液並用石油醚萃取,去除葉綠素。離心濃縮,冷凍乾燥,得明日葉查爾酮的粗提取物,甲醇溶解得待測溶液,採用紫外分光光度法檢測明日葉查爾酮含量。稱取查爾酮標準品5mg,配製成1、2、5、10、20μg /mL 的查爾酮標準溶液,用紫外可見分光光度計對標準品溶液進行全波段掃描,在308nm 處顯示最大吸收,以濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標,建立吸光度和濃度之間的線性關係。

1.2.4 數據處理

測定的樣品均設有3 個平行樣,使用excel 計算平均值。

 

2 結果與分析

2.1 蛋白質、氨基酸組成與含量分析

受試樣品經半微量凱氏定氮法測得蛋白質含量為4.71g /100g,高於大多數常見蔬菜。測得的18 種氨基酸含量為2.85g /100g,其中8 種人體必需氨基酸含量為1.11g /100g,佔18 種氨基酸總量的38.9%。

攝取適量和均衡的氨基酸是人體健康的前提,缺乏供應任何一種氨基酸都會影響其他氨基酸的吸收利用,從而影響到人體免疫系統和其他生理功能的發揮,從表2 中可以看出,明日葉中大多數必需氨基酸均接近於或高於理想模式[8],僅蛋氨酸和半胱氨酸的含量相對較低,且8 種必需氨基酸齊全,可見明日葉作為植物性食物,其氨基酸模式也較為理想。

明日葉中鮮味氨基酸( 天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸) 含量為1.12g /100g,佔18 種氨基酸的39.3%,含量豐富,所以食用起來味道鮮美可口,容易被人們所接受。

表1 明日葉中氨基酸含量分析結果( %)
表1 明日葉中氨基酸含量分析結果( %)
Table 1 The analysis results of amino acid content in Angelica keiskei( %)
表2 明日葉氨基酸模式與理想氨基酸模式的比較( mg /g)
表2 明日葉氨基酸模式與理想氨基酸模式的比較( mg /g)
Table 2 The comparison of the amino acid pattern of Angelica keiskei with ideal amino acid pattern( mg /g)

2.2 常量營養素與礦物質含量

表3 明日葉與幾種莖葉類蔬菜常量營養素及礦物質的含量
表3 明日葉與幾種莖葉類蔬菜常量營養素及礦物質的含量
Table 3 Contents of macronutrient and minerals of Angelica keiskei and several stem-leaf vegetables

明日葉在植物分類中與芹菜同為傘形科,其外形兩者頗為相似,但卻具有比芹菜更多的保健功能;並且明日葉的莖和葉均可食用,屬於嫩莖葉類蔬菜,故本文與幾種常見的嫩莖葉類蔬菜[9]作比較分析。

大多數蔬菜( 包括這3 種常見蔬菜) 水分含量在90%~95%,而明日葉中水分含量僅為84.79%,水分含量相對較低,說明其他營養素含量較多。如蛋白質( 4.71%) 、粗纖維( 3.64%) 高於多數蔬菜( 包括這3中常見蔬菜) ,膳食纖維作為人類膳食中不可缺少的一種營養物質,具有維持人體健康和預防疾病的作用,它對促進胃腸蠕動,減少某些慢性疾病( 如心血管疾病和結腸癌) 具有一定益處[10],還原糖含量為1.65%。而灰分含量為0.72%,與等量芹菜和菠菜相比含量較低,但高於大白菜的含量。

本實驗對明日葉中礦物質只檢測了鉀、鈣、鎂、鐵和鍺,發現鈣和鐵的含量較這3 種常見蔬菜高,鈣的含量是這3 種蔬菜的2~3 倍,鐵的含量則要高出4~19倍。常食明日葉可增加鐵和鈣的攝入量。

明日葉中還含有其它植物中少有的天然微量鍺元素,雖然鍺元素並未列入人體必需微量元素之列,但研究表明微量鍺具有抗癌、抗突變、增強機體免疫力及消炎、鎮痛、延緩衰老和免疫調節等作用[11],可見明日葉是一種既有營養又具有保健功能的蔬菜。

2.3 維生素含量

表4 明日葉莖葉與幾種莖葉類蔬菜維生素的含量
表4 明日葉莖葉與幾種莖葉類蔬菜維生素的含量
Table 4 Contents of vitamins in stems and leaves of Angelica keiskei and several stem-leaf vegetables

明日葉含有豐富的VC和VB2,含量分別為45.90、0.71mg /100g,並且葉中的含量均高於莖,VC和VB2含量均高於這3 種常見蔬菜,分別是它們的1.5~3.5倍和6~14 倍;

VC和VB2的成人推薦攝入量分別為100mg 和1.4mg,攝入200g 的明日葉即可基本補充一日需要量;

VC具有消除自由基,預防癌症,抗疲勞等功效,缺乏易導致壞血病,VB2參與機體的能量代謝,對於常吃高熱量速食食品的白領及喜好甜食和酗酒者來說,需求勢必增加,如若缺乏,會導致眼、口腔和皮膚的炎症反應等,所以高含量VC和VB2的明日葉不失為蔬菜中的佳品;

明日葉中還含有一定量的VB1,含量為0.02mg /100g,與芹菜相比含量稍高,但較其餘2 種常見蔬菜低或相當,但明日葉葉中的含量高於芹菜,與其餘2 種蔬菜含量相當;

VB12和葉酸在蔬菜中的含量檢測鮮有報道,本實驗測得明日葉中含有豐富的葉酸和植物少有的VB12且含量豐富,分別為0.30mg /100g 和3.20μg /100g,其中明日葉葉中葉酸含量是莖中的2.7 倍,成人推薦攝入量分別為0.4mg 和2.4μg,則攝入100g 明日葉即可基本滿足葉酸和VB12一日的需要量;

VB12缺乏會引起貧血和神經系統症狀,孕婦缺乏葉酸會導致胎兒發育缺陷,孕期葉酸推薦攝入量0.6mg,相當於200g 明日葉中的含量。

蔬菜中維生素含量的高低是衡量其營養價值的一個重要指標,可見高含量維生素的新鮮明日葉不僅食用價值高,營養價值也高。

2.4 查爾酮含量

2.4.1 查爾酮標準曲線的繪制以濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標,繪制標準曲線,得出回歸方程: y =0.0798x-0.0111,R2 = 0.9995,如圖1。

圖1 查爾酮標準曲線
圖1 查爾酮標準曲線
Fig.1 Standard curve of chakone

2.4.2 查爾酮含量分析明日葉中的主要生物活性

物質為黃酮類化合物,包括查爾酮類和香豆素類等。鄒毓蘭等從明日葉中分離提取的總黃酮含量為1.67%[12],本實驗在超聲波正交實驗優化的最佳組合下,測得明日葉查爾酮含量為0.75%,佔總黃酮的45%,表明查爾酮是明日葉中發揮生物活性的主要物質。查爾酮的基本結構為1,3-二苯基丙烯酮[13],對腫瘤有明顯的抑製作用、還有強烈的抗炎抗菌作用、同時有抗衰老、抗血栓、降血壓、抗艾滋病、抗癌、防糖尿病等諸多功效,也常被用做利尿通便劑、興奮劑和催乳劑[2-7],目前天然的查爾酮非常少見,大多是有機合成的,而明日葉中卻含有大量的天然查爾酮,故具有較高的醫學研究價值並可作為開發保健食品的理想原料。

3 結論

本文對明日葉中的營養成分和生物活性物質進行了較全面的檢測分析,表明明日葉中含有大量人體必需的營養素和具有保健功能的查爾酮,屬營養較全面的蔬菜,其中蛋白質含量較高,氨基酸模式較為理想,VC、VB2、葉酸均非常豐富且葉中的含量尤其豐富,明日葉還含有植物中少有的VB12、天然有機鍺和罕見的查爾酮,長期食用能有效改善機體狀況,是一種寶貴的蔬菜資源,具有較高的營養價值和保健作用。對其所做的營養成分和生物活性物質查爾酮含量的測定為其簡單食用和進一步深加工提供了理論依據,明日葉的生命力旺盛,極具開發利用價值。

 

參考文獻

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