干态青岛大花花和叶的营养成分分析

尚俊可,闫修瑜,罗旭璐,刘 云,王予凤,黄向阳,赵 平,*

(1.西南林业大学,西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室,云南昆明 650224;2.乌鲁木齐富润东方生物科技有限公司,新疆乌鲁木齐 830011)

啤酒花(Humuluslupulus)为大麻科(Cannabaceae)葎草属多年生雌雄异株草本蔓生植物,主要分布于我国新疆、甘肃、内蒙古和黑龙江等地,其雌性球果又称酒花[1],主要用于啤酒酿造工业,赋予啤酒产品特有的苦味,被誉为“啤酒的灵魂”[2-3]。同时,啤酒花还兼具抑菌防腐作用,从而稳定和协调啤酒的风味和质量[4-6]。此外,啤酒花也是重要的药用植物之一,具有健胃消食、安神利尿等功效,可用于治疗失眠、头痛,缓解精神紧张,促进消化等[7],我国药典上记载啤酒花也可用于治疗肺结核、风湿病、麻风病等[8-9]。青岛大花是我国主要栽培的酒花品种,在生产商品啤酒花的同时每年产生的大量啤酒花叶等废弃物未被有效利用,造成极大资源浪费。

近年来,有关啤酒花加工废弃物综合利用方面的相关研究鲜有报道,仅Veronika等[10]比较了商品啤酒花和叶的抗氧化和抗菌能力；曹静等[11]报道了新疆产青岛大花茎梗总黄酮的微波辅助提取工艺；闫修瑜等[12]报道了新疆产青岛大花茎多酚的提取优化和抗氧化活性；白姗姗等[13]报道了新疆产“札一”和“马可波罗”啤酒花废弃枝叶的营养成分和抗氧化活性；对青岛大花及其叶营养成分进行分析比较的研究至今尚未见报道。

本文以新疆产青岛大花花和叶为供试材料,采用国标和农业部颁布的标准方法对它们的营养成分进行分析比较,以期进一步为青岛大花加工废弃物—叶的营养、保健价值研究及其综合开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

青岛大花的干态商品啤酒花和干燥叶(水分含量均为5%) 新疆乌鲁木齐富润东方生物科技有限公司。

K360凯氏定氮仪 瑞士步琦有限公司;Optima 8000电感耦合等离子体发射光谱仪 美国铂金埃默尔有限公司;S-433D全自动氨基酸分析仪 德国赛卡姆(北京)科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

委托农业部农产品质量监督检验测试中心(昆明)进行营养成分检测分析。蛋白质:参照国标GB 5009.5-2016[14];维生素C:参照国标GB/T 6195-1986[15];总糖:参照国标GB 5009.7-2016[16];灰分:参照国标GB 5009.4-2016[17];粗纤维:参照国标GB/T 5009.10-2003[18];氨基酸:参照国标GB/T 5009.124-2003[19];矿质元素:参照NY/T 1653-2008[20];总黄酮:参照NY/T 1295-2007[21]。

1.3 数据处理

实验均作3次重复,所得数据采用Excel绘制图表并计算相对平均偏差(SD),检测结果最后以平均值±SD表示。

2 结果与分析

2.1 一般营养成分分析比较

干态青岛大花花和叶的一般营养成分含量检测结果见表1。从表1可知,花和叶均富含蛋白质,蛋白质含量分别为16.90%和18.10%,白姗姗等[13]报道新疆产“札一”和“马可波罗”啤酒花叶中的蛋白质含量分别为14.0%和13.1%,均低于干态青岛大花花和叶中的蛋白质含量,表明干态青岛大花花和叶均为较好的富含蛋白质的材料[22-23]。同时,干态青岛大花花和叶中还含有丰富的粗纤维,含量分别为14.8%和12.7%,粗纤维具有促进肠道排毒、防止便秘、预防结肠癌和治疗糖尿病等保健功能,表明二者均有利于人体的健康。从表1可以看出叶中的总糖含量高于花,分别为5.4%和3.3%;而叶中的总黄酮含量(0.4%)则低于花(0.9%)。干态青岛大花花和叶中的总黄酮含量均低于“札一”和“马可波罗”叶中的总黄酮含量(0.96%和1.90%)[13],很可能与不同品种啤酒花自身的遗传背景差异有关。此外,花和叶中的维生素C的含量均较低,且叶中的含量低于花,这可能是试材在干燥过程中造成损失所致。

表1 干态青岛大花花和叶中的一般营养成分含量

2.2 氨基酸含量分析比较

干态青岛大花花和叶中氨基酸种类和含量见表2。从表2可知,花和叶均含有17种氨基酸,种类齐全,二者的氨基酸总量分别为7.75%和9.65%,叶的氨基酸总量为花的1.25倍。花中含量最高的为天门冬氨酸(1.21%),占氨基酸总量的15.61%,其次依次为谷氨酸(0.90%)、精氨酸(0.79%)、亮氨酸(0.62%)、赖氨酸(0.61%)、丙氨酸(0.47%)和缬氨酸(0.41%)等,蛋氨酸的含量最低(0.08%),仅占氨基酸总量的1.03%;叶中含量最高的是谷氨酸(1.21%),占氨基酸总量的12.54%,其次依次为亮氨酸(1.05%)、赖氨酸(0.76%)、精氨酸(0.69%)、缬氨酸(0.67%)、苯丙氨酸(0.63%)、丙氨酸(0.61%)、天门冬氨酸(0.59%)和异亮氨酸(0.58%)等,蛋氨酸的含量最低(0.11%),仅占氨基酸总量的1.14%。

除色氨酸外,从花和叶中分别共检测出7种必需氨基酸。花中必需氨基酸的含量为2.66%,占总氨基酸的34.32%;叶中的必需氨基酸更为丰富,其含量为4.24%,是花中必需氨基酸的1.59倍,并占叶中氨基酸总量的43.94%。天门冬氨酸和谷氨酸又称鲜味氨基酸,是主要的鲜味呈味物质,在花和叶中的含量均较为丰富,分别为2.11%和1.80%,分别占氨基酸总量的27.23%和18.65%。同时,花和叶中药效氨基酸含量极为丰富,分别为5.29%和6.13%,占各自氨基酸总量的68.26%和63.52%,是花和叶氨基酸共同的一大特征,表明供试样品均具有较高的保健价值[24-25]。此外,从表2中显示的氨基酸配比来看,花中E/T=0.3432,E/N=0.5226,叶中E/T=0.4394,E/N=0.7837,与WHO/FAO提出的E/T=0.4,E/N=0.6较为相符,表明它们的配比也较为合理。

表2 干态青岛大花花和叶的氨基酸含量

采用氨基酸比值系数法[26],对花和叶中所含必需氨基酸与1973年FAO/WHO修正的理想人体必需氨基酸模式谱进行比较,以进一步揭示其营养价值,其分析结果见表3。由表3可知,除蛋氨酸和花中的苏氨酸外,其他必需氨基酸的相对含量均高于WHO/FAO模式谱数据,进一步表明花和叶均具有较高的营养价值,且叶的营养价值高于花。

表3 必需氨基酸占总氨基酸的含量及其与WHO/FAO模式谱的比较

2.3 矿质元素含量分析比较

干态青岛大花花和叶中的矿质元素含量测定结果以及与膳食营养素参考摄入量(DRIs)[27]的比较如表4所示。由表4可以看出,花和叶中均含有人体所需的钾、钙、镁、磷、钠、铁、锰、锌、铜等9种矿质元素。花中常量元素的分布规律为钾>钙>镁>磷>钠,叶中常量元素的分布规律为钙>钾>镁>磷>钠,叶中具有非常高的含钙量,含量为3.12%;花和叶中钾的含量分别为钠含量的147.5倍和84.8倍,具有典型的高钾低钠特征。高钾低钠则可调节人体内渗透压平衡,有利于高血压病的预防。

据研究报道,在自然界存在的90种元素中,已被确认与人体健康和生命有关的必需元素有18种,按其在体内的含量不同分为大量元素和微量元素两大类[28]。每种元素都有其特殊的生理生化功能,对维持人体的新陈代谢起着不同的决定性作用。其中,钙和磷对促进大脑发育和骨骼的生长发挥重要作用;钾参与多种物质代谢和能量代谢,适合甲亢患者和对钾需求量大的人群。大量元素中的镁以及微量元素中的铁、锌、锰、铜等则参与多种酶的组成和激活[29],对提高人体免疫力具有直接或间接的作用[30-31]。表4显示,青岛大花花和叶中矿质元素均较为丰富,有益人体健康,可望作为矿质元素的补充来源。

表4 干态青岛大花和叶中的矿质元素含量

3 结论

通过对新疆产青岛大花花和叶营养成分进行测定表明,花和叶营养成分丰富,其中花和叶中蛋白质含量分别为16.9%和18.1%,粗纤维含量分别为14.8%和12.7%,总糖含量分别为3.26%和5.44%;花和叶中均含有17种氨基酸,种类齐全,氨基酸总量分别为7.75%和9.65%,其中必需氨基酸占各自氨基酸总量的34.32%和43.94%,药效氨基酸占各自氨基酸总量的68.26%和63.52%,是干态青岛大花花和叶所含氨基酸共同的一大特征,且花和叶的氨基酸配比也较为合理,表明供试样品均具有较高的保健价值;花和叶中均含有人体所需的钾、钙、镁、磷、钠、铁、锰、锌、铜等9种矿质元素。花中常量元素的分布规律为钾>钙>镁>磷>钠,叶中常量元素的分布规律为钙>钾>镁>磷>钠,花和叶中钾的含量分别为钠含量的147.5倍和84.8倍,具有典型的高钾低钠特征,有益于人的身体健康,可望成为矿质元素的补充来源。

新疆产干态青岛大花花和叶均具有较高的营养价值和保健价值,且叶的总体营养品质略优于花,表明作为干态青岛大花加工废弃物的叶具有良好的开发利用前景,值得进一步深入系统地开展不同产地、不同品种商品啤酒花和叶的相关评价研究。

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