明日叶中营养成分及生物活性物质的检测分析

研究地点:

1.河北联合大学公共卫生学院,河北唐山

2.河北省煤矿卫生与安全实验室,河北唐山

摘   要

目的:

对明日叶中的营养成分和生物活性物质查尔酮的含量进行检测分析。

方法:

采用国标法对明日叶中的营养成分含量进行检测分析,并用紫外可见分光光度法测定明日叶中查尔酮的含量。

结果:

明日叶中含有蛋白质4.71%、还原糖1.65%、粗纤维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、叶酸0.30mg /100g、VB12 3.20μg /100g,钾110.00mg /100g、钙140.21mg /100g、镁1.50mg /100g、铁14.03mg /100g、锗20.67μg /100g; 测得的18 种氨基酸含量为2.85g /100g,其中8 种人体必需氨基酸含量为1.11g /100g,占18 种氨基酸总量的38.9%; 生物活性物质查尔酮含量为0.75%。

结论:

明日叶中含有多种有益于人体健康的营养成分,其中蛋白质含量比常见蔬菜高,其氨基酸模式较为理想,且含有丰富的粗纤维、VC、VB2和叶酸,维生素在叶中的含量尤其丰富,还有植物少有的VB12和有机锗及罕见的生物活性物质查尔酮,具有较高的研究价值和保健功效,应用前景广阔。

关键词: 明日叶,营养成分,查尔酮,检测分析

(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

 

明日叶( Angelica keiskei) 又名海峰人参,是伞形科多年生的草本植物,起源于日本[1]。其根系发达,具有顽强的生命力,能在各种环境中生长。国内,台湾已广泛种植,大陆的云南、江苏、上海、山东、东北都已引进明日叶,并大面积种植。

研究表明:明日叶具有提高机体免疫力、改善睡眠、延缓衰老、抗肿瘤等功效[1],作为绿色食品已备受关注,被誉为“21 世纪的健康食品”。

查尔酮是明日叶中主要的生物活性物质,具有显著的抗肿瘤作用、还有抗糖尿病、抗氧化等诸多功效。Eunmi Kim 等[2]证实查尔酮具有降胆固醇和抗氧化的功效,Reiko Nishimura 等[3]得出查尔酮具有引诱神经母细胞瘤细胞凋亡,但并不影响正常细胞的生理功能,Tatuji Enoki 等[4]研究证明了查尔酮的抗糖尿病作用。

国外,对明日叶营养成分的检测还未见报道;国内,仅有台湾学者对明日叶中的某些矿物质进行了检测[5],其他营养成分的检测结果还未见报道。为全面了解明日叶的营养价值与保健功能的有效成分,本文对其营养成分及生物活性物质进行了检测分析,为其广泛应用提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

明日叶购自山东某明日叶种植园,为新鲜茎叶。AFS-230E 双道原子荧光光度计北京科创海光仪器有限公司; TU-1901 双光束紫外可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司; 日立-8900氨基酸自动分析仪日立高新科技技术公司; 723 可见分光光度计上海析谱仪器有限公司; RF-5301PC荧光分光光度计日本岛津公司; WFX-ED 原子吸收分光光度计北京北分瑞利分析仪器公司;JY92-IIN超声波细胞破碎机宁波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

查尔酮的测定样品为明日叶干样,其余营养成分的测定均采用湿样。维生素含量测定时,分别对明日叶茎叶混合物、茎和叶进行处理以确定其含量。样品用去离子水反复冲洗,烘干,粉碎过40 目筛,恒重后置于干燥器中备用或鲜样匀浆。

1.2.2 营养成分测定指标及方法

水分: 直接干燥法( GB 5009.3 - 2010 ) ; 灰分: 马弗炉灼烧法( GB5009.4-2010) ; 还原糖: 直接滴定法( GB /T 5009.7-2008) ; 粗纤维: 酸碱消解法( GB /T 5009.10-2003) ;蛋白质: 凯氏定氮法( GB 5009.5-2010) ; 氨基酸: 氨基酸自动分析仪测定法( 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: 原子荧光光谱法( GB /T5009.151-2003) ; 维生素C: 2,4-二硝基苯肼比色法( GB /T 5009.86-2003) ; 维生素B1、B2: 荧光分光光度法( GB /T 5009.84-2003、GB /T5009.85- 2003 ) ; 叶酸: 微生物法( GB /T5009.211 -2008) ; 维生素B12: 微生物法( GB5413.14-2010) 。

1.2.3 查尔酮提取及测定方法

用超声波细胞破碎

机对明日叶查尔酮进行辅助提取,提取溶剂为乙醇溶液。提取液离心,取上清液,用2~3mL 溶剂洗涤滤渣,合并提取液并用石油醚萃取,去除叶绿素。离心浓缩,冷冻干燥,得明日叶查尔酮的粗提取物,甲醇溶解得待测溶液,采用紫外分光光度法检测明日叶查尔酮含量。称取查尔酮标准品5mg,配制成1、2、5、10、20μg /mL 的查尔酮标准溶液,用紫外可见分光光度计对标准品溶液进行全波段扫描,在308nm 处显示最大吸收,以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,建立吸光度和浓度之间的线性关系。

1.2.4 数据处理

测定的样品均设有3 个平行样,使用excel 计算平均值。

 

2 结果与分析

2.1 蛋白质、氨基酸组成与含量分析

受试样品经半微量凯氏定氮法测得蛋白质含量为4.71g /100g,高于大多数常见蔬菜。测得的18 种氨基酸含量为2.85g /100g,其中8 种人体必需氨基酸含量为1.11g /100g,占18 种氨基酸总量的38.9%。

摄取适量和均衡的氨基酸是人体健康的前提,缺乏供应任何一种氨基酸都会影响其他氨基酸的吸收利用,从而影响到人体免疫系统和其他生理功能的发挥,从表2 中可以看出,明日叶中大多数必需氨基酸均接近于或高于理想模式[8],仅蛋氨酸和半胱氨酸的含量相对较低,且8 种必需氨基酸齐全,可见明日叶作为植物性食物,其氨基酸模式也较为理想。

明日叶中鲜味氨基酸( 天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸) 含量为1.12g /100g,占18 种氨基酸的39.3%,含量丰富,所以食用起来味道鲜美可口,容易被人们所接受。

表1 明日叶中氨基酸含量分析结果( %)

表1 明日叶中氨基酸含量分析结果( %)
Table 1 The analysis results of amino acid content in Angelica keiskei( %)

表2 明日叶氨基酸模式与理想氨基酸模式的比较( mg /g)

表2 明日叶氨基酸模式与理想氨基酸模式的比较( mg /g)
Table 2 The comparison of the amino acid pattern of Angelica keiskei with ideal amino acid pattern( mg /g)

2.2 常量营养素与矿物质含量

表3 明日叶与几种茎叶类蔬菜常量营养素及矿物质的含量

表3 明日叶与几种茎叶类蔬菜常量营养素及矿物质的含量
Table 3 Contents of macronutrient and minerals of Angelica keiskei and several stem-leaf vegetables

明日叶在植物分类中与芹菜同为伞形科,其外形两者颇为相似,但却具有比芹菜更多的保健功能;并且明日叶的茎和叶均可食用,属于嫩茎叶类蔬菜,故本文与几种常见的嫩茎叶类蔬菜[9]作比较分析。

大多数蔬菜( 包括这3 种常见蔬菜) 水分含量在90%~95%,而明日叶中水分含量仅为84.79%,水分含量相对较低,说明其他营养素含量较多。如蛋白质( 4.71%) 、粗纤维( 3.64%) 高于多数蔬菜( 包括这3中常见蔬菜) ,膳食纤维作为人类膳食中不可缺少的一种营养物质,具有维持人体健康和预防疾病的作用,它对促进胃肠蠕动,减少某些慢性疾病( 如心血管疾病和结肠癌) 具有一定益处[10],还原糖含量为1.65%。而灰分含量为0.72%,与等量芹菜和菠菜相比含量较低,但高于大白菜的含量。

本实验对明日叶中矿物质只检测了钾、钙、镁、铁和锗,发现钙和铁的含量较这3 种常见蔬菜高,钙的含量是这3 种蔬菜的2~3 倍,铁的含量则要高出4~19倍。常食明日叶可增加铁和钙的摄入量。

明日叶中还含有其它植物中少有的天然微量锗元素,虽然锗元素并未列入人体必需微量元素之列,但研究表明微量锗具有抗癌、抗突变、增强机体免疫力及消炎、镇痛、延缓衰老和免疫调节等作用[11],可见明日叶是一种既有营养又具有保健功能的蔬菜。

2.3 维生素含量

表4 明日叶茎叶与几种茎叶类蔬菜维生素的含量

表4 明日叶茎叶与几种茎叶类蔬菜维生素的含量
Table 4 Contents of vitamins in stems and leaves of Angelica keiskei and several stem-leaf vegetables

明日叶含有丰富的VC和VB2,含量分别为45.90、0.71mg /100g,并且叶中的含量均高于茎,VC和VB2含量均高于这3 种常见蔬菜,分别是它们的1.5~3.5倍和6~14 倍;

VC和VB2的成人推荐摄入量分别为100mg 和1.4mg,摄入200g 的明日叶即可基本补充一日需要量;

VC具有消除自由基,预防癌症,抗疲劳等功效,缺乏易导致坏血病,VB2参与机体的能量代谢,对于常吃高热量速食食品的白领及喜好甜食和酗酒者来说,需求势必增加,如若缺乏,会导致眼、口腔和皮肤的炎症反应等,所以高含量VC和VB2的明日叶不失为蔬菜中的佳品;

明日叶中还含有一定量的VB1,含量为0.02mg /100g,与芹菜相比含量稍高,但较其余2 种常见蔬菜低或相当,但明日叶叶中的含量高于芹菜,与其余2 种蔬菜含量相当;

VB12和叶酸在蔬菜中的含量检测鲜有报道,本实验测得明日叶中含有丰富的叶酸和植物少有的VB12且含量丰富,分别为0.30mg /100g 和3.20μg /100g,其中明日叶叶中叶酸含量是茎中的2.7 倍,成人推荐摄入量分别为0.4mg 和2.4μg,则摄入100g 明日叶即可基本满足叶酸和VB12一日的需要量;

VB12缺乏会引起贫血和神经系统症状,孕妇缺乏叶酸会导致胎儿发育缺陷,孕期叶酸推荐摄入量0.6mg,相当于200g 明日叶中的含量。

蔬菜中维生素含量的高低是衡量其营养价值的一个重要指标,可见高含量维生素的新鲜明日叶不仅食用价值高,营养价值也高。

2.4 查尔酮含量

2.4.1 查尔酮标准曲线的绘制以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,得出回归方程: y =0.0798x-0.0111,R2 = 0.9995,如图1。

图1 查尔酮标准曲线

图1 查尔酮标准曲线
Fig.1 Standard curve of chakone

2.4.2 查尔酮含量分析明日叶中的主要生物活性

物质为黄酮类化合物,包括查尔酮类和香豆素类等。邹毓兰等从明日叶中分离提取的总黄酮含量为1.67%[12],本实验在超声波正交实验优化的最佳组合下,测得明日叶查尔酮含量为0.75%,占总黄酮的45%,表明查尔酮是明日叶中发挥生物活性的主要物质。查尔酮的基本结构为1,3-二苯基丙烯酮[13],对肿瘤有明显的抑制作用、还有强烈的抗炎抗菌作用、同时有抗衰老、抗血栓、降血压、抗艾滋病、抗癌、防糖尿病等诸多功效,也常被用做利尿通便剂、兴奋剂和催乳剂[2-7],目前天然的查尔酮非常少见,大多是有机合成的,而明日叶中却含有大量的天然查尔酮,故具有较高的医学研究价值并可作为开发保健食品的理想原料。

3 结论

本文对明日叶中的营养成分和生物活性物质进行了较全面的检测分析,表明明日叶中含有大量人体必需的营养素和具有保健功能的查尔酮,属营养较全面的蔬菜,其中蛋白质含量较高,氨基酸模式较为理想,VC、VB2、叶酸均非常丰富且叶中的含量尤其丰富,明日叶还含有植物中少有的VB12、天然有机锗和罕见的查尔酮,长期食用能有效改善机体状况,是一种宝贵的蔬菜资源,具有较高的营养价值和保健作用。对其所做的营养成分和生物活性物质查尔酮含量的测定为其简单食用和进一步深加工提供了理论依据,明日叶的生命力旺盛,极具开发利用价值。

 

参考文献

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[5]Chien- Yi Chen.Elemental analysis of the Taiwanese health food Angelica keiskei by INAA[J].Radioanalytical and Nuclear Chemistry,2002,252( 3) : 551-558.

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