冬瓜皮成分及抗氧化活性成分分析

王棟梁　王娜　王丹蕾等

摘要：研究了厚度對(duì)干冬瓜皮理化成分的影響，以及厚度和干燥處理對(duì)鮮、干冬瓜皮的活性成分含量及抗氧化能力的影響。結(jié)果表明，冬瓜皮中含有大量的蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素、粗纖維、葉綠素、黃酮、多酚等營(yíng)養(yǎng)與功能性物質(zhì)，具有一定的抗氧化能力。冬瓜皮厚度對(duì)上述基本指標(biāo)有不同程度的影響，干燥處理對(duì)黃酮、多酚含量及抗氧化活性影響也有所不同。

關(guān)鍵詞：冬瓜皮；理化成分；厚度；干燥；抗氧化能力

中圖分類(lèi)號(hào)： R284.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）11-0411-03

收稿日期：2014-11-03

基金項(xiàng)目：農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專(zhuān)項(xiàng)（編號(hào)：201303079）。

作者簡(jiǎn)介：王棟梁（1989—），女，河南鄭州人，碩士研究生，研究方向?yàn)楣δ芑钚猿煞盅芯颗c開(kāi)發(fā)。E-mail：wdliang2012@163.com

通信作者：范會(huì)平，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程、功能活性成分研究與開(kāi)發(fā)。E-mail：fanhuiping1972@hotmail.com。我國(guó)是蔬菜生產(chǎn)大國(guó)，農(nóng)業(yè)發(fā)展中蔬菜生產(chǎn)占據(jù)著獨(dú)特的地位和優(yōu)勢(shì)，但在蔬菜加工及流通過(guò)程中會(huì)有大量副產(chǎn)物的產(chǎn)生，不僅造成資源的極大浪費(fèi)，而且大大降低了產(chǎn)品的附加值，因此對(duì)蔬菜副產(chǎn)物的利用與研究具有重要意義[1-3]。

冬瓜，別稱(chēng)白瓜、寒瓜、枕瓜，屬葫蘆科植物，廣泛分布于亞洲的熱帶、亞熱帶及溫帶地區(qū)，產(chǎn)量較高，在中國(guó)主要產(chǎn)地分布在廣東、廣西、湖南、福建、江蘇、浙江、四川、湖北、安徽、河南、河北等省，種植面積在20萬(wàn)hm2以上，是我國(guó)夏秋季的常見(jiàn)蔬菜。冬瓜營(yíng)養(yǎng)豐富，主要營(yíng)養(yǎng)成分為蛋白質(zhì)、碳水化合物、維生素以及鉀、鈣、鐵等，含有除色氨酸外的8種人體必需氨基酸，谷氨酸和天門(mén)冬氨酸含量較高，還含有鳥(niǎo)氨酸和γ-氨基丁酸以及兒童特需的組氨酸[4]，能夠治療各種疾病，如胃腸道疾病、呼吸道疾病、糖尿病等[5]，由此可知，冬瓜具有一定的藥理保健作用及良好的加工性能[6]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，冬瓜皮具有降血糖、降血壓、護(hù)肝腎以及美容減肥和降脂的作用[7]。但在日常生活和食品工業(yè)冬瓜制品的加工過(guò)程中，冬瓜皮都被當(dāng)作廢料或飼料處理掉了，這不僅造成資源的極大浪費(fèi)，并且對(duì)環(huán)境也造成了污染。

由于冬瓜皮與冬瓜肉的營(yíng)養(yǎng)成分有著很大的不同，并且冬瓜皮中主要營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)于資源的綜合利用又有很重要的意義，本試驗(yàn)主要對(duì)冬瓜皮中的理化成分及所含的活性物質(zhì)進(jìn)行了研究和分析。

1材料與方法

1.1材料與試劑

黑皮冬瓜，采購(gòu)于河南省鄭州市陳寨蔬菜批發(fā)市場(chǎng)；沒(méi)食子酸，安徽合肥博美生物科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)；Folin-Ciocalteu試劑，安徽合肥博美生物科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)；蕓香苷標(biāo)準(zhǔn)品：北京維欣儀奧科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)；乙醇、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、三氯化鋁、碳酸鈉等所用試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2儀器與設(shè)備

T8新世紀(jì)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限公司）；2300自動(dòng)定氮分析儀（瑞典Foss公司）；MARS 6型微波消解儀（CEM公司）；SXL型馬弗爐（吳江市華宇焊割設(shè)備有限公司）；DHG-9143BS-Ⅲ型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司）；SPECTRO LMX06 ICP-OES光譜儀（德國(guó)斯派克分析儀器公司）。

1.3方法

將采購(gòu)來(lái)的新鮮冬瓜削皮，人工削成3種不同厚度的冬瓜皮，分別為1、2、4 mm，為薄、中厚、厚冬瓜皮樣品，裝入自封袋中在4 ℃恒溫箱中保存；將削好的冬瓜皮烘干、粉碎、過(guò)120目篩，即為冬瓜皮干樣。

1.4分析與測(cè)定

1.4.1營(yíng)養(yǎng)成分水分的測(cè)定采用常壓干燥失重法，具體步驟參照GB/T 5009.3—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，食品中水分的測(cè)定》?；曳譁y(cè)定采用重量法，具體步驟參照GB 5009.4—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，食品中灰分的測(cè)定》；蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用凱氏定氮法，具體步驟參照GB 5009.5—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；粗纖維含量測(cè)定采用中性洗滌劑法，具體步驟參照GB/T 5009.10—2003《植物類(lèi)食品中粗纖維的測(cè)定》。

1.4.2葉綠素含量葉綠素含量測(cè)定參照張麗華等的方法[8]。取出待測(cè)樣品剪碎準(zhǔn)確稱(chēng)取1 g左右樣品于研缽中，加80%丙酮25 mL研磨，然后將研磨后的樣品濾入50 mL 容量瓶中，將80%丙酮洗液并入50 mL容量瓶中且定容至刻度，測(cè)鮮樣葉綠素含量。另取一部分樣品在85 ℃烘干箱內(nèi)烘干，測(cè)定水分含量并且準(zhǔn)確稱(chēng)取烘干后的樣品0.5 g于20 mL 80%丙酮溶液中，在40 ℃水浴鍋中浸提5.5 h后過(guò)濾，濾液用于測(cè)定烘干樣品葉綠素含量。取葉綠體色素提取液在波長(zhǎng)663、645、652 nm下測(cè)定吸光度，以95%乙醇為空白對(duì)照。

1.4.3礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素含量的測(cè)定具體步驟參照朱艷霞等的方法[9]進(jìn)行。

1.4.4黃酮含量冬瓜皮黃酮粗提液的制備過(guò)程是分別將稱(chēng)取的冬瓜皮（干、鮮樣）5 g左右于1 000 mL回流瓶中，按照料液比為1 g ∶30 mL（鮮樣）和1 g ∶50 mL（干樣）加入70%乙醇，在75 ℃下水浴加熱輔助提取2 h，3層紗布過(guò)濾后，再將濾渣以同樣的方法水浴提取2 h，然后將2次提取液在錐形瓶中混合均勻，真空抽濾后，上清液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮，用60%乙醇定容于100 mL容量瓶中，制得冬瓜皮黃酮粗提液，作為待測(cè)液。黃酮含量的測(cè)定，具體步驟參照李光等的方法[10]進(jìn)行。

1.4.5多酚含量冬瓜皮多酚粗提液制備過(guò)程同冬瓜皮黃酮粗提液制備。具體步驟參照王倩倩等的方法[11]進(jìn)行測(cè)定。

1.4.6抗氧化能力抗氧化能力的檢測(cè)采用改進(jìn)的Fenton法，具體步驟參照艾志錄等的方法[12]進(jìn)行測(cè)定，所加試劑都擴(kuò)大2倍；DPPH檢測(cè)方法，具體步驟參照李孟婕等的方法[13]進(jìn)行測(cè)定；FRAP值的測(cè)定根據(jù)碧云天生物技術(shù)公司提供的試劑盒操作。3種方法均以0.5 mg/mL的維生素C作為參照物。

1.5統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)重復(fù)操作3次，平均值作為試驗(yàn)最終結(jié)果。采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”數(shù)據(jù)表示方法。

2結(jié)果與分析

2.1不同厚度冬瓜皮營(yíng)養(yǎng)成分比較

從表1可以看出，干冬瓜皮的水分含量隨著厚度的增加而降低，厚度從1 mm增加到2 mm，水分含量減少不顯著，從2 mm增加到4 mm，水分含量顯著減少，表明不同厚度的干冬瓜皮中水分含量有一定的差異。干冬瓜皮的灰分含量隨著厚度的增加沒(méi)有顯著差異，含量均為0.05%，表明厚度對(duì)干冬瓜皮的灰分含量基本無(wú)影響。不同厚度的干冬瓜皮中蛋白含量差異顯著，隨著冬瓜皮厚度的增加，蛋白含量呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢(shì)，這可能是因?yàn)楹穸葹?mm的冬瓜皮上有一定的冬瓜肉，對(duì)冬瓜皮的蛋白質(zhì)含量有一定的影響。干冬瓜皮的粗纖維含量隨著厚度的增加呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，處理間差異顯著，表明厚度對(duì)干冬瓜皮的粗纖維含量影響較大，可能是因隨著厚度的增加，冬瓜皮上含有的冬瓜肉的含量有所增加，影響到冬瓜皮的粗纖維含量。

2.2不同厚度冬瓜皮葉綠素含量

在波長(zhǎng)663、645、652 nm 處測(cè)定樣品的吸光度，根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算葉綠素含量結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可以看出，厚度對(duì)干冬瓜皮的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素都有一定的影響，隨著厚度的增加，葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素的含量呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，冬瓜皮1 mm與2 mm、2 mm與4 mm處理間葉綠素a、葉綠素b的含量均無(wú)顯著差異，但1 mm與4 mm處理間差異顯著；不同厚度干冬瓜皮的總?cè)~綠素含量隨著厚度的增加差異顯著，表明厚度對(duì)干冬瓜皮的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量影響較大?？赡苁且?yàn)殡S著厚度的增加，冬瓜皮上的冬瓜肉也隨著增多，由于冬瓜肉中的葉綠素含量較低，進(jìn)而導(dǎo)致冬瓜皮中葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素的含量降低。

2.3不同厚度冬瓜皮礦質(zhì)元素含量

不同厚度的干冬瓜皮中礦質(zhì)元素含量見(jiàn)表3。干冬瓜皮中含有B、Cu、Fe、Mn、Zn等微量元素，Na、P、Ca、K、Mg等常量元素，其中Fe在微量元素中含量較高，K在常量元素中含量較高。同時(shí)可以看出，不同厚度干冬瓜皮中Na、Ca、K的含量差異顯著，厚度對(duì)B、Mn、P、Mg含量也有一定的影響。與普通的常見(jiàn)食物相比較，干冬瓜皮中P、Na、Ca、K、Mg的含量極為豐富，是人體需要的鉀、鈣和多種微量元素的良好來(lái)源。

2.4不同厚度冬瓜皮黃酮、多酚含量

蕓香苷標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)及沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)分別見(jiàn)圖1、圖2，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)測(cè)得不同厚度的鮮、干冬瓜皮黃酮、多酚含量從表4可以看出，不同厚度的鮮冬瓜皮中黃酮含量高于干冬瓜皮，厚度對(duì)鮮冬瓜皮黃酮、多酚含量影響差異顯著，但對(duì)干冬瓜皮的影響差異不顯著。同時(shí)，厚度越厚，鮮冬瓜皮中黃酮和多酚的含量越高。本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)，冬瓜肉中含有大量的黃酮和多酚，并且含量要高于冬瓜皮，隨著冬瓜皮厚度的增加，冬瓜肉的含量增加，進(jìn)而造成厚度越大，鮮冬瓜皮中的黃酮和多酚含量增加。

不同厚度的鮮、干冬瓜皮抗氧化能力見(jiàn)表5。Fenton法和DPPH檢測(cè)方法中厚度對(duì)鮮冬瓜皮提取液的抗氧化能力有一定的影響，1 mm與2 mm處理間抗氧化能力差異顯著，2 mm 與4 mm處理間抗氧化能力差異不顯著，由于隨著冬瓜皮厚度的增加，冬瓜皮上會(huì)帶有少許冬瓜肉，冬瓜肉中水分含量較多，影響抗氧化活性成分的含量；Fenton法和DPPH檢測(cè)方法中厚度對(duì)干冬瓜皮提取液的抗氧化能力影響不顯著；FRAP值檢測(cè)方法中，厚度對(duì)鮮、干冬瓜皮提取液的抗氧化能力影響均不顯著。同一厚度的冬瓜皮，干冬瓜皮的抗氧化能力比鮮冬瓜皮的抗氧化能力要高。由于在干燥過(guò)程中，冬瓜皮中的水分揮發(fā)，所含的一些抗氧化活性物質(zhì)在這個(gè)過(guò)程中富集，使得干冬瓜皮的抗氧化能力升高。

2.6相關(guān)性分析

為了進(jìn)一步確定冬瓜皮的水分、黃酮、多酚含量與抗氧化能力之間的關(guān)系，對(duì)冬瓜皮的水分、黃酮、多酚含量與·OH清除率、 DPPH·清除率及FRAP值做相關(guān)性分析，分析結(jié)果見(jiàn)表6。從表6可以看出，水分、黃酮、多酚含量與·OH清除率、DPPH·清除率及FRAP值均極顯著相關(guān)，表明水分含量即冬瓜皮的鮮樣和干樣，黃酮、多酚含量均對(duì)抗氧化能力有很大的影響。因此，冬瓜皮的干燥處理、黃酮和多酚含量都可作為評(píng)價(jià)冬瓜皮抗氧化能力的一個(gè)非常重要的指標(biāo)。自由基清除率與黃酮、多酚含量呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性，表明黃酮和多酚是冬瓜皮中2種主要的抗氧化活性物質(zhì)。

此外，測(cè)定抗氧化能力的3種指標(biāo)間也呈現(xiàn)極顯著的相關(guān)性，可能與其相似的反應(yīng)機(jī)理有一定的關(guān)系。

3結(jié)論

厚度對(duì)干冬瓜皮的蛋白質(zhì)、粗纖維、葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素的含量均有顯著影響，對(duì)水分和灰分影響均不顯著。厚度對(duì)鮮冬瓜皮黃酮和多酚含量有顯著影響，對(duì)干冬瓜皮的黃酮和多酚含量影響不顯著。干燥處理對(duì)鮮、干冬瓜皮的黃酮和多酚含量均有顯著影響。

抗氧化性試驗(yàn)結(jié)果表明，鮮、干冬瓜皮均具有一定的抗氧化能力，厚度對(duì)其抗氧化能力無(wú)顯著影響，干燥處理對(duì)冬瓜皮的抗氧化性有較大影響。

隨著國(guó)家對(duì)蔬菜副產(chǎn)物綜合利用的重視以及對(duì)天然抗氧化劑的需求增加，本研究為冬瓜的副產(chǎn)物-冬瓜皮的綜合利用提供了參考，利用冬瓜皮提取黃酮、多酚類(lèi)物質(zhì)，不僅能變廢為寶，而且能夠有效減少環(huán)境污染，具有較高的研發(fā)價(jià)值和應(yīng)用前景。

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