涼薯(Pachyrrhizus erosus L.)塊莖的營養(yǎng)品質(zhì)分析

蘇雪嬌，張秀娟，常維娜，黎曉瑩，孫麗平

(昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院食品工程研究中心，云南昆明650500)

涼薯(Pachyrizus erosus L.)又名豆薯、沙葛等，是豆科豆薯屬中能形成塊根的栽培種，一年生或多年生草質(zhì)藤本植物?？墒巢糠譃槠鋲K莖，皮為淡黃色，果肉白嫩多汁，生食或熟食。涼薯原產(chǎn)于熱帶美洲，目前在我國西南地區(qū)廣泛栽培，是一種高產(chǎn)作物，畝產(chǎn)可達數(shù)千斤甚至萬斤以上。涼薯塊莖不耐貯藏，極易腐爛變質(zhì)，現(xiàn)階段對其深加工遠遠不足，即使農(nóng)民豐產(chǎn)，經(jīng)濟不一定增收［1］。本文測定了云南產(chǎn)涼薯塊莖的基本營養(yǎng)成分，研究了其酚類物質(zhì)的含量、組成和抗氧化活性，對其營養(yǎng)品質(zhì)進行分析，以期為涼薯的綜合開發(fā)和高值化利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

采集云南當(dāng)日出產(chǎn)的新鮮涼薯，清洗，去皮，切片，一部分直接用于維生素C(VC)和B族維生素(B1、B2、B3和 B6)含量的測定，一部分 60℃ 鼓風(fēng)烘干，粉碎，過40目篩，備用。

甲醇、乙腈，色譜級;VC、B 族維生素(B1、B2、B3和 B6)、大豆卵磷脂、2，6－二叔丁基－4－甲基苯酚(BHT)、三吡啶三嗪(TPTZ)、1，1－diphenyl－2－picrylhydrazyl radicals(DPPH·)、沒食子酸、蘆丁、綠原酸、原兒茶酸、山萘酸、槲皮素、水楊酸、苯甲酸、香草酸、木犀草素、咖啡酸、兒茶素、丁香酸、對香豆酸、鞣花酸、肉桂酸和阿魏酸，標(biāo)準(zhǔn)品級;其它為試劑為分析純。

Agilent1200高效液相色譜儀 美國Agilent公司;TU1901型雙光束紫外可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;78－1型磁力攪拌器 深圳市國華儀器廠;LXJ－IIB型離心機 上海安亭科學(xué)儀器廠;SB－5200DTD超聲波清洗器 寧波新芝生物有限公司，等。

1.2 實驗方法

1.2.1 基本營養(yǎng)成分的測定 粗灰分(GB/T 5009.4－2010)，粗蛋白(GB/T 5009.5－2003)，粗脂肪(GB/T 14772－2008)，水溶性總糖(蒽酮比色法)，淀粉含量(GB/T 5009.9－2008)，結(jié)果表達為%DW;

VC含量(GB/T 6195－1986)，B 族維生素(B1、B2、B3和 B6)含量(高效液相色譜法［2］)，結(jié)果表達為mg·100g－1FW。

1.2.2 多酚含量的提取和測定

1.2.2.1 多酚的微波輔助提取和總量的測定［3］準(zhǔn)確稱取1g樣品，按1∶20料液比，加入體積分數(shù)為65%的乙醇水溶液，480W輸出功率下微波處理45s，過濾，將濾液定容至50mL，制備多酚提取液。采用Folin－Ciocalteu法測定樣品中多酚含量，含量表達為mg·g－1DW。

1.2.2.2 多酚組成的測定 將多酚提取液進行0.45μm微孔過濾，濾液進行酚類物質(zhì)組成分析。色譜條件:Agilent1200高效液相色譜儀，配備自動進樣器和二級陣列檢測器;Agilent C18色譜柱(250mm×4.6mm i.d.，5μm);流動相:A 甲醇，B0.3%磷酸溶液;梯度洗脫:0～70min，A從0%～100%，100%A保持10min;流速:1.0mL·min－1;柱溫:25℃;檢測波長:280nm。不同濃度的沒食子酸、蘆丁、綠原酸、原兒茶酸、山萘酸、槲皮素、水楊酸、苯甲酸、香草酸、木犀草素、咖啡酸、兒茶素、丁香酸、對香豆酸、鞣花酸、肉桂酸和阿魏酸建立標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，出峰時間定性，峰面積定量，分析樣品中多酚類物質(zhì)的組成及含量。

1.2.3 多酚提取物抗氧化活性測定

1.2.3.1 還原能力的測定 采用FRAP法測定涼薯多酚提取物的還原能力［4］。

FRAP工作液的制備:300mmol·L－1醋酸鹽緩沖液(3.1g的乙酸鈉+16mL冰乙酸，用蒸餾水定容到1000mL，pH3.6)，10mmol·L－1的 TPTZ 的 40mmol·L－1鹽酸溶液，20 mmol·L－1的 FeCl3溶液，用時以 10∶1∶1 的體積比混合，并37℃預(yù)熱備用。

取0.15mL稀釋為一定濃度梯度的多酚提取液，加入4.5mL預(yù)熱至37℃的FRAP工作液，搖勻后，37℃水浴反應(yīng)10min，于593nm處測定反應(yīng)液吸光值，以蒸餾水代替樣品作為空白。以VC作為陽性對照，以0.5mmol·L－1FeSO4在593nm 處的吸光值為參考標(biāo)準(zhǔn)，多酚提取物的還原能力以達到同樣吸光值所對應(yīng)的多酚濃度(μg·mL－1)來表示(EC50值)。

1.2.3.2 清除DPPH自由基能力測定 取0.4mL稀釋為一定濃度梯度的多酚提取液，加入2mL 0.1mmol·L－1DPPH甲醇溶液，混勻，暗處放置30min并不斷震蕩，在517nm處測其吸光值。以蒸餾水代替樣品作為空白。以VC作為陽性對照。清除率計算公式為:清除率(%)=［1－A樣/A對照］×100，IC50值表示清除率為50%時多酚的濃度(μg·mL－1)。

1.2.3.3 抑制脂質(zhì)體過氧化能力的測定 取1mL稀釋為一定濃度梯度的多酚提取液，依次加入1mL脂質(zhì)體磷酸鹽緩沖液分散系，1mL 40μm·L－1三氯化鐵溶液，1mL 400μm·L－1L－抗壞血酸，混勻，避光 37℃水浴60min，再加入2mL三氯乙酸－硫代巴比妥酸－鹽酸混合液，沸水浴反應(yīng) 15min，立即冷卻，5000r·min－1離心 10min，取上清液在 532nm 下測定吸光值。1mL蒸餾水代替樣品+1mL磷酸鹽緩沖溶液代替脂質(zhì)體分散體系為空白，以BHT作為陽性對照。抑制率計算公式為:抑制率(%)=［1－A樣/A對照］×100，IC50值表示抑制率為50%時多酚的濃度(μg·mL－1)。

1.2.3.4 清除羥自由基能力的測定 取1mL稀釋為一定濃度梯度的多酚提取液，依次加入0.3mL 8mmol·L－1的 FeSO4，0.25mL 20mmol·L－1的 H2O2，1mL 3mmol·L－1水楊酸，混勻，37℃ 水浴 30min，取出，冷卻，加入0.45mL 的蒸餾水，混勻，2000r·min－1離心 10min，取上清液于510nm測吸光度。以蒸餾水代替樣品作為空白。以VC作為陽性對照。清除率計算公式為:清除率(%)=［1－A樣/A對照］×100，IC50值表示清除率為50%時多酚的濃度(μg·mL－1)。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法 每個實驗至少三次重復(fù)，測定結(jié)果表達為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。使用Microsoft Office Excel 2003進行數(shù)據(jù)處理、畫圖及回歸分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 涼薯基本營養(yǎng)成分及其含量

由表1可知，云南產(chǎn)新鮮涼薯中未檢測到脂肪，含有豐富的水溶性總糖和淀粉，含量分別為55.53%DW和35.16%DW。有關(guān)研究表明，涼薯塊莖富含淀粉，且其性質(zhì)與谷物淀粉相似，可以作為新的淀粉資源［5－6］;涼薯水溶性碳水化合物中可溶性膳食纖維含量高，可用于改善攪拌型酸奶的感官品質(zhì)，同時增強其生理功能活性［7－8］，因此涼薯塊莖淀粉和膳食纖維具有工業(yè)開發(fā)和應(yīng)用的潛能。其次，涼薯塊莖中VC的含量為11.55mg·100g－1FW，高于雪蓮果塊莖［9］中的 VC含量，與山藥［10］相當(dāng)，低于蓮藕、胡蘿卜［11］等常見根莖蔬菜中VC含量。涼薯塊莖中檢測到一定量的B族維生素，其中B3(煙酸)和B6(吡哆素)含量較高，分別為0.166、0.207mg·100g－1FW，與 Noman 等的研究一致［12］。

表1 云南產(chǎn)涼薯塊莖中基本營養(yǎng)成分及其含量Table 1 The contents of nutritional components in the tuber of Pachyrrhizus erosus L.from Yunnan province

2.2 涼薯多酚含量及其組成

由表2可知，云南產(chǎn)涼薯塊莖中的多酚含量為2.06mg·g－1DW。未見其它有關(guān)涼薯塊莖中多酚含量的報道，不便比較。供試涼薯中總酚含量低于紫山藥［13］和蓮藕［14］中多酚含量，與黃肉甘薯［15］和雪蓮［16］相當(dāng)。植物中多酚含量受到種質(zhì)、遺傳等內(nèi)因及氣候、土壤、栽培管理等外因影響而不同。

表2 涼薯塊莖中的酚酸組成Table 2 The composition of the polyphenolics in the tuber of Pachyrrhizus erosus L.

供試涼薯多酚提取物中多酚組成及含量分析結(jié)果顯示(表2):共檢出16種標(biāo)準(zhǔn)品中的7種，其中沒食子酸、香草酸、咖啡酸和蘆丁為主要成分，含量分別為0.55、0.27、0.12 和0.15mg·g－1DW。

2.3 涼薯酚類提取物的抗氧化活性

多酚類物質(zhì)具有活潑的多羥基結(jié)構(gòu)，從而具有較強供電子能力，使其成為有效的抗氧化活性成分，但多酚提取物抗氧化能力的強弱與其多酚組成及其配比有關(guān)。由圖1可以看出，供試的云南產(chǎn)涼薯塊莖多酚提取物表現(xiàn)出很強的抗氧化活性，且其抗氧化能力與多酚濃度線性正相關(guān)，其在還原能力的EC50值為 1.33μg·mL－1，DPPH 自由基清除能力、羥自由基清除能力和抑制脂質(zhì)體過氧化能力的IC50分別為 4.15、7.70 和 17.00μg·mL－1。其中羥自由基清除能力和抑制脂質(zhì)體過氧化能力分別高于陽性對照VC和 BHT。與黃肉甘薯［15］和蓮藕［17］多酚類提取物的抗氧化活性相比，本研究中涼薯塊莖多酚表現(xiàn)了更強的抗氧化作用。

圖1 涼薯塊莖中多酚的抗氧化活性Fig.1 The antioxidant activities of the polyphenolics in the tuber of Pachyrrhizus erosus L.

3 結(jié)論

3.1 云南產(chǎn)涼薯塊莖中含有豐富的水溶性總糖和淀粉;VC的含量為 11.55mg·100g－1FW;檢測到一定量的B族維生素，其中B3(煙酸)和B6(吡哆素)含量較高，分別為 0.166、0.207mg·100g－1FW。表明涼薯是一種營養(yǎng)價值較高、具有工業(yè)化開發(fā)和應(yīng)用的食用資源。

3.2 云南產(chǎn)涼薯塊莖中含有一定量的多酚類物質(zhì)，其含量為2.06mg·g－1DW。HPLC法檢出其多酚提取物中7種酚類物質(zhì)，其中沒食子酸、香草酸、咖啡酸和蘆丁為主要成分，含量分別為0.55、0.27、0.12和0.15mg·g－1DW。

3.3 供試涼薯塊莖多酚提取物表現(xiàn)出很強的抗氧化活性，且其抗氧化能力與多酚濃度線性正相關(guān)，其在還原能力的 EC50值為 1.33μg·mL－1，DPPH 自由基清除能力、羥自由基清除能力和抑制脂質(zhì)體過氧化能力的 IC50分別為 4.15、7.70 和 17.00μg·mL－1，可以成為其深加工產(chǎn)品保健功能特性的物質(zhì)基礎(chǔ)。

［1］鄭兵福，李彥坡，蔣立文.涼薯加工產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀［J］.農(nóng)產(chǎn)食品科技，2010(4):52－54.

［2］Vi?as P，López－Erroz C，Balsalobre N，et al.Reversed－phase liquid chromatography on an amide stationary phase for the determination of the B group vitamins in baby foods［J］.Journal of Chromatography A，2003，1007:77－84.

［3］孫麗平，張會林，楊美智子，等.云南水晶石榴果皮多酚中多酚組成及抗氧化活性分析［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，38(1):58－61.

［4］王畢妮，樊明濤，曹煒，等.烹飪方式對紅棗多酚抗氧化活性的影響［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2011，37(11):130－133.

［5］Mélo EA，Stamford TLM，Silva MPC，et al.Functional properties ofyam bean(Pachyrhizuserosus)starch［J］.Bioresource Technology，2003，89:103－106.

［6］Martínez－Bustos F，López－Soto M，San Martín－Martínez E，et al.Effects of high energy milling on some functional properties of jicama starch(Pachyrrhizus erosus L.Urban)and cassava starch(Manihot esculenta Crantz)［J］.Journal of Food Engineering，2007，78:1212－1220.

［7］Amaya－ Llano SL，Martínez－ Alegría AL，Zazueta－ Moralesc JJ，et al.Acid thinned jicama and maize starches as fat substitute in stirred yogurt［J］.LWT，2008，41:1274－1281.

［8］Ramirez－Santiago C，Ramos－Solis L，Lobato－Calleros C，et al.Enrichment of stirred yogurt with soluble dietary fiber from Pachyrhizus erosus L.Urban:Effect on syneresis，microstructure and rheological properties［J］.Journal of Food Engineering，2010，101:229－235.

［9］陳俊芳，張慧，付湘晉，等.陽明山高山雪蓮果塊根營養(yǎng)成分分析［J］.湖南林業(yè)科技，2012，39(1):64－66.

［10］周新勇，宋曙輝，王文琪，等.紫參薯及其同屬植物鐵桿山藥中營養(yǎng)成分分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科技，2010，38(35):20005－20007.

［11］何士敏，秦家順，何秀麗，等.速凍貯藏和保鮮蔬菜營養(yǎng)成分比較［J］.食品研究與開發(fā)，2010，31(10):201－205.

［12］Noman ASM，Hoque MA，Haque MM，et al.Nutritional and anti－ nutritional components in Pachyrhizus erosus L.tuber［J］.Food Chemistry，2007，102:1112－1118.

［13］于東，林躍偉，陳桂星，等.紫山藥營養(yǎng)成分分析研究［J］.營養(yǎng)學(xué)報，2010，32(2):190－192.

［14］李愛珍，邵秀芝，嚴奉偉.蓮藕中多酚類物質(zhì)的提取工藝研究［J］.中國食品添加劑，2009(5):80－83.

［15］師超，卞科.黃肉甘薯多酚類提取物的抗氧化活性研究［J］.河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2011，32(2):16－20.

［16］石晉，欒雨時，趙寧.雪蓮果塊莖中綠原酸及總酚酸的含量測定［J］.中藥材，2009，32(2):230－232.

［17］嚴守雷，王清章，彭光華.蓮藕多酚抗氧化作用研究［J］.中國糧油學(xué)報，2005，20(4):77－81.