大麥草中微量元素的測(cè)定及微量元素營(yíng)養(yǎng)分析

惠秋沙 李天磊

大麥草(Barley Plants)即大麥青苗，《本草綱目》中記載:麥苗，辛、寒、無(wú)毒，搗爛絞汁，飲之，消酒毒暴熱，酒疸黃目;煮汁濾服，解蠱毒;藏器，除煩悶，解時(shí)疾狂熱，退胸隔熱，利小腸;做食，甚益顏色。近代的研究表明，麥苗中含有大量對(duì)生命肌體活動(dòng)有益的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)常食用麥苗制品可增強(qiáng)人體免疫能力，防病抗病，抗衰老［1］。本實(shí)驗(yàn)從微量元素的角度進(jìn)一步探索了大麥草營(yíng)養(yǎng)保健的化學(xué)元素基礎(chǔ)并為大麥草營(yíng)養(yǎng)保健品的深度研究和綜合利用提供了新的科學(xué)依據(jù)，并從微量元素營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度探討八種微量元素對(duì)人體的營(yíng)養(yǎng)作用進(jìn)一步證明大麥草是非常合適的功能保健食品。

1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1 儀器設(shè)備 WFX-1D型原子吸收分光光度計(jì);400型電沙浴;FA1104型電子分析天平;SX4-10型馬弗爐;電爐;研缽。

1.2 材料及試劑 硝酸、高氯酸為優(yōu)級(jí)純;Fe、K、Cu、Mg、Ca、Mn、Zn、Se標(biāo)準(zhǔn)溶液為光譜純基準(zhǔn)試劑;大麥草壓片(系華堂科技開(kāi)發(fā)有限公司出品委托黑龍江地王藥業(yè)股份有限公司加工)。

2 樣品前處理

2.1 樣品處理 將廠家提供的大麥草壓片取適量在研缽中研成細(xì)粉，備用。

2.2 消化

2.2.1 干法 精密稱取處理好的大麥草細(xì)粉0.1948 g，分別放入坩堝中在通風(fēng)櫥內(nèi)置電爐上炭化，再置于馬弗爐中500℃高溫灰化，用0.4%稀硝酸定容10 ml。

2.2.2 濕法 精密稱取處理好的大麥草細(xì)粉0.2585 g，放入錐形瓶中，加入少量混酸(硝酸:高氯酸=10:0.3)，置電沙浴上消化，用去離子水定容至10 ml。

2.2.3 空白實(shí)驗(yàn) 與上述各步完全相同，干法、濕法分別做平行空白實(shí)驗(yàn)。

3 含量測(cè)定

3.1 設(shè)備條件，見(jiàn)表1。

表1 各微量元素的測(cè)定條件

3.2 制備標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.2.1 鐵標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定，見(jiàn)表2。

表2 鐵標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定數(shù)據(jù)

鐵的標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.2.2 鉀標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定，見(jiàn)表3。

表3 鉀標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定數(shù)據(jù)

鉀的標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.2.3 銅標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定，見(jiàn)表4。

表4 銅標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定數(shù)據(jù)

銅的標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性方程

3.2.4 鎂標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定，見(jiàn)表5。

表5 鎂標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定數(shù)據(jù)

鎂的標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性方程

3.2.5 鈣標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定，見(jiàn)表6。

表6 鈣標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定數(shù)據(jù)

鈣的標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性方程

3.2.6 錳標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定，見(jiàn)表7。

表7 錳標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定數(shù)據(jù)

錳的標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性方程

3.2.7 鋅標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定，見(jiàn)表8。

表8 鋅標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定數(shù)據(jù)

鋅的標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性方程

3.2.8 硒標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定，見(jiàn)表9。

表9 硒標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定數(shù)據(jù)

硒的標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性方程

3.3 樣品測(cè)定 Fe:按國(guó)標(biāo)法GB/T5009.90-2003食品中鐵的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定;K:按國(guó)標(biāo)法 GB/T5009.91-2003食品中鉀的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定;Cu:按國(guó)標(biāo)法 GB/T5009.90-2003食品中鉀的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定;Mg:按國(guó)標(biāo)法GB/T5009.90-2003食品中鉀的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定;Ca:按國(guó)標(biāo)法 GB/T5009.92-2003食品中鉀的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定;Mn:按國(guó)標(biāo)法GB/T5009.90-2003食品中鉀的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定;Zn:按國(guó)標(biāo)法GB/T5009.14-2003食品中鉀的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定;Se:按國(guó)標(biāo)法GB/T5009.93-2003食品中鉀的測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。

在3.1條件下測(cè)定吸收度，扣除空白植，由標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算出每千克樣品中的微量元素含量(mg/kg)，見(jiàn)表10。

表10 大麥草微量元素的含量(mg/100 g)

4 回收率的測(cè)定

為了驗(yàn)證上述結(jié)果的可靠性，對(duì)以上8種元素進(jìn)行回收實(shí)驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表11。

表11 八種微量元素含量回收率測(cè)定數(shù)據(jù)

通過(guò)回收率的測(cè)定說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方法的穩(wěn)定性。

5 微量元素營(yíng)養(yǎng)學(xué)分析

5.1 微量元素的主要生理功能 微量元素多數(shù)是酶的活性中心或酶的激動(dòng)劑，酶在體內(nèi)具有獨(dú)特的催化作用，能加速體內(nèi)的生化反應(yīng)和促進(jìn)體內(nèi)的代謝。

運(yùn)輸載體，人體99%的宏量元素通過(guò)微量元素運(yùn)送到全身各個(gè)細(xì)胞。

激素的組成部分，例如甲狀腺分泌甲狀腺激素，碘是甲狀腺激素的組分。

參與核酸代謝，如礬、錳、鉻、鐵、鈷、鎳、銅、鋅等微量元素都能影響核酸的合成和代謝。

5.2 微量元素的共同特點(diǎn) 含量低，生理功能大，具有雙側(cè)閾濃度的特點(diǎn)，即每種微量元素在人體內(nèi)都一個(gè)安全和適宜的攝入范圍，只有在此范圍內(nèi)，通過(guò)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡的作用，使組織濃度和功能維持在最佳狀態(tài)，一旦超過(guò)安全和適宜范圍，就具有潛在毒性，具有擴(kuò)大功能的能力。

專(zhuān)一性和特效性，其在體內(nèi)存在的化學(xué)形式有:金屬酶，金屬蛋白質(zhì)，金屬激活酶，形成離子對(duì)或鹽的形式等。

人體所需的微量元素必須由外界獲得。

5.3 八種微量元素的生理功能和營(yíng)養(yǎng)作用 鈣(Ca):鈣是人體必需的常量元素，約占人體總重量的1.5% ～2%。鈣以羥基林灰石［3Ca3(PO4).Ca(OH)2］的形式構(gòu)成骨骼和牙齒，它是血液凝結(jié)，心臟和肌肉的收縮和弛緩、神經(jīng)興奮與傳遞，細(xì)胞膜通透性的維持，多種酶的激活及體內(nèi)酸堿成平衡等不可缺少的物質(zhì)。人體長(zhǎng)期缺鈣就會(huì)導(dǎo)致骨骼、牙齒發(fā)育不良，血液不正常，甲狀腺機(jī)能減退，我國(guó)目前食物中鈣的攝取量普遍偏低，缺鈣已成為全球性危害人類(lèi)健康的營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題，不僅嬰幼兒明顯缺鈣，婦女與老人的缺鈣也是比較嚴(yán)重。

鐵(Fe):鐵是人體營(yíng)養(yǎng)極為重要的必需微量元素，成人含量約4.5 g，73%存在于血紅蛋白中，3.3%存在于肌紅蛋白中，鐵蛋白和血鐵黃素中貯存有6.3%，體內(nèi)鐵都與蛋白質(zhì)結(jié)合，無(wú)游離狀態(tài)。紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白是由一種叫卟啉的物質(zhì)與鐵構(gòu)成血紅素，血紅素再于珠蛋白結(jié)合成血紅蛋白，因此鐵是血紅蛋白合成的重要原料之一。若某些原因使機(jī)體對(duì)鐵的需要量增加，而攝入量不足丟失過(guò)多，可以造成缺鐵，就會(huì)影響紅細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白的合成，從而引起缺鐵性的貧血。

鋅(Zn):鋅存在于人體所有組織中，具有多種生理功能和營(yíng)養(yǎng)作用，成人體內(nèi)含鋅約1.4～2.3 g，主要分布在肝臟、肌肉、骨骼和皮膚中，通常皮膚、頭發(fā)指甲中的鋅水平可以反映營(yíng)養(yǎng)狀況。在抗衰老及毛發(fā)美化方面起著重要作用，有人認(rèn)為鋅低是免疫低下的表現(xiàn)。鋅是人體中很多金屬酶的組成成分或酶激活劑，在組織呼吸和物質(zhì)代謝中起重要作用，鋅與DNA和RNA，蛋白質(zhì)的生物合成密切相關(guān)，能促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育，并能加速創(chuàng)傷組織的愈合。鋅不但影響味覺(jué)和食欲，還與性機(jī)能有關(guān)，鋅參與胰島素合成及功能，并影響促腎上腺及皮質(zhì)激素，鋅還具有能使細(xì)胞膜或機(jī)體膜穩(wěn)定化的重要作用，鋅與心血管疾病和癌腫都有一定關(guān)系。

硒(Se):硒是目前研究最活躍的一種人體必需微量元素，成人體內(nèi)含硒14～21 mg，多分布于指甲、頭發(fā)、腎臟和肝臟［14-15］。硒和生物活性形式為含硒酶和蛋白(GPx等)，硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物(SOD)活性中心的必需成分，SOD可破壞機(jī)體正常代謝過(guò)程中形成的有害過(guò)氧化物，保護(hù)細(xì)胞膜，能清除體內(nèi)自由基具有抗衰老的功能。硒能促進(jìn)淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體，提高肺泡中谷胱甘肽過(guò)氧物酶的活性，促進(jìn)吞噬細(xì)胞功能，硒缺乏時(shí)體液免疫功能下降，降低細(xì)胞免疫功能和吞噬細(xì)胞殺菌功能，硒能使血中免疫球蛋白水平增高，增強(qiáng)人體免疫系統(tǒng)功能。我國(guó)目前食物中硒供給量一般不足。

銅(Cu):人體各器官均含有銅，以肝、腦、心、腎較多，肝是銅貯存的倉(cāng)庫(kù)，可以調(diào)節(jié)血中銅量，成人體內(nèi)含銅總量約為80 μg。銅是人體許多金屬酶的組成成分，它們都是氧化酶，在生物氧化過(guò)程和代謝過(guò)程中有重要作用。銅能促進(jìn)鐵的吸收，缺銅時(shí)血紅蛋白合成減少，可以導(dǎo)致貧血。每日膳食中銅的安全和適宜攝入量對(duì)成人為2～3 mg，銅的攝入過(guò)多，也同樣會(huì)引起中毒，如肝豆?fàn)詈俗冃浴?/p>

鉀(K):細(xì)胞內(nèi)液中主要的陽(yáng)離子，維持體內(nèi)的水平衡，滲透壓及酸堿平衡。增強(qiáng)肌肉興奮性，維持心跳規(guī)律，參與蛋白質(zhì)，糖類(lèi)和熱能代謝。對(duì)心血管系統(tǒng)的作用，主要是參與細(xì)胞膜靜息電位的形成，傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)，維持細(xì)胞內(nèi)滲透壓，維持神經(jīng)肌肉的興奮性，參與細(xì)胞的能量代謝。

鎂(Mg):細(xì)胞內(nèi)液中重要的陽(yáng)離子，激活體內(nèi)多種酶，維持核酸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，抑制神經(jīng)的興奮性，參與體內(nèi)蛋白質(zhì)合成，肌肉收縮和體溫調(diào)節(jié)作用。Mg對(duì)人體心血管系統(tǒng)的作用是參與酶和能量的代謝，抑制房室傳導(dǎo)，降低心肌興奮性。

錳(Mn):錳鹽難溶，不易吸收，是活化硫酸軟骨素合成酶系統(tǒng)，促進(jìn)生長(zhǎng)和正常的成骨作用，缺乏時(shí)生長(zhǎng)遲緩，生殖機(jī)能受阻，錳還參與造血過(guò)程，各種貧血患者血錳量多有降低。錳對(duì)心血管亦是有益的元素，能促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)脂肪的氧化作用，降低肝臟內(nèi)脂肪的含量。

6 討論

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知大麥草中含量最多的微量元素主要是K(4975.34 mg/100 g)、Ca(868.79 mg/100 g)、Mg(584.65 mg/100 g)，其次是 Fe(2.922 mg/100 g)、Se(2.64 mg/100 g)、Zn(2.053 mg/100 g)，最少量的為 Cu(0.7195 mg/100 g)、Mn(0.5175 mg/100 g)。根據(jù)微量元素雙側(cè)閥濃度的特點(diǎn)和科學(xué)安全適宜的攝入范圍［2-4］，大麥草中八種微量元素根據(jù)微量元素在人體的最適濃度范圍剛好呈一種遞推關(guān)系，對(duì)于人體需求量很大的微量元素鈣(Ca)、鉀(K)在大麥草中含量很大并其含量在人體安全攝入范圍內(nèi)，含量特別少的銅(Cu)、錳(Mn)，人體的本身攝入量本就不能太大，如果過(guò)大會(huì)造成毒副作用的出現(xiàn)，而這兩種元素的含量也是很合理的［5，6］。硒是一種高活性的微量元素，人們都在試圖努力開(kāi)發(fā)富硒食品，在大麥草中測(cè)到的含量是比較高的，而高硒飲食人群患癌的幾率遠(yuǎn)小于缺硒少硒人群。對(duì)于鈣、硒、鋅的含量對(duì)中國(guó)人群有特別的營(yíng)養(yǎng)學(xué)意義，人類(lèi)的缺鈣現(xiàn)象比較普遍，而中國(guó)人的缺鈣現(xiàn)象尤其嚴(yán)重，而硒是抗癌主要微量元素，鋅稱之為生命元素［7-13］。

本實(shí)驗(yàn)研究為大麥草的利用開(kāi)發(fā)提供了一定的理論參考，特別是從無(wú)機(jī)元素營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度更進(jìn)一步證明了大麥草的作用元素基礎(chǔ)。相信隨著功能保健食品的發(fā)展，在麥草的研究回全面的探討。

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