采收成熟度對甘藍(lán)營養(yǎng)成分的影響

雷琳，闞茗銘，葉發(fā)銀，趙國華,2*

1(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715) 2(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400175)

采收成熟度對甘藍(lán)營養(yǎng)成分的影響

雷琳1，闞茗銘1，葉發(fā)銀1，趙國華1,2*

1(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715) 2(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶，400175)

為了明確不同采收成熟度甘藍(lán)中營養(yǎng)成分的變化規(guī)律，針對5種采收成熟度甘藍(lán)，對其粗蛋白、粗脂肪、可溶性總糖、VB1和VB2、VC、葉綠素、總類胡蘿卜素、多酚類、黃酮類、礦物質(zhì)和氨基酸的含量和組成的進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，隨著成熟度的提高，粗蛋白含量不斷降低，而粗脂肪、可溶性總糖的含量不斷提升。甘藍(lán)中VB2的含量逐漸降低；VB1、VC、葉綠素a、葉綠素b、總類胡蘿卜素、總酚及總黃酮含量則先增加后降低；常量元素K、Na、Ca、Mg含量呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢，而微量元素Fe、Cu、Mn、Cr和有害金屬元素Pb、Hg、As含量均在第Ⅳ成熟度達(dá)到最高；必需氨基酸和非必需氨基酸含量均逐漸降低。第Ⅱ成熟度的甘藍(lán)綜合營養(yǎng)值(comprehensive nutritive value，CNV)最高為77，第V成熟度的甘藍(lán)CNV最低為60。

甘藍(lán)；成熟度；綜合營養(yǎng)值；氨基酸；維生素；礦物質(zhì)

甘藍(lán)(BrassicaoleraceaL.), 是十字花科蕓薹屬的一類蔬菜，富含多種營養(yǎng)素。不同的品種、成熟度、生長環(huán)境和貯存條件等對甘藍(lán)的營養(yǎng)成分有很大的影響。前期研究表明，成熟度對甘藍(lán)苗總酚、VC及甘藍(lán)膳食纖維含量影響顯著[1-3]，但有關(guān)不同成熟度的甘藍(lán)其他營養(yǎng)成分變化的研究鮮見報(bào)道。蔬菜的成熟度分為生理成熟度，消費(fèi)成熟度和采收成熟度。蔬菜的消費(fèi)成熟度更受零售商和消費(fèi)者關(guān)注，主要根據(jù)蔬菜的品質(zhì)轉(zhuǎn)變來衡量；而采收成熟度更受種植者和蔬菜加工商關(guān)注，主要根據(jù)蔬菜的大小、形狀、顏色和硬度來衡量[4]。本研究選用“京豐一號”春甘藍(lán)，為2014年4月21日～5月15日，每隔5 d采1次樣，以不同采收期代表甘藍(lán)不同成熟度。本研究對不同成熟度甘藍(lán)大小、顏色、粗蛋白、粗脂肪、可溶性總糖、VB1和VB2、VC、葉綠素、總類胡蘿卜素、多酚類、黃酮類、礦物質(zhì)和氨基酸的組成進(jìn)行了詳細(xì)的研究，以期揭示不同成熟度甘藍(lán)營養(yǎng)物質(zhì)的變化趨勢。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

甘藍(lán)(京豐一號)，采自重慶北碚歇馬鎮(zhèn)。甘藍(lán)播種期為2013年10月20日，定植期為2013年12月2日，成熟期為2014年4月21日～5月15日。隨機(jī)采樣時間為7∶00～8∶00 am，以不同采收期代表甘藍(lán)不同成熟度：第Ⅰ成熟度，采摘于2014年4月21日，甘藍(lán)單重為0.45 kg左右; (2)第Ⅱ成熟度，采摘于2014年4月27日，甘藍(lán)單重為0.70 kg左右; (3)第Ⅲ成熟度，采摘于2014年5月3日，甘藍(lán)單重為1.05 kg左右; (4)第Ⅳ成熟度，采摘于2014年5月9日，甘藍(lán)單重為1.30 kg左右; (5)第Ⅴ成熟度，采摘于2014年5月15日, 甘藍(lán)單重為1.55 kg左右(圖1)[3]。樣品采摘后即用液氮冷凍，真空冷凍干燥后，粉碎過30目篩，置于裝有除氧劑的干燥器中，室溫下避光保存。

葡萄糖標(biāo)品, 美國Sigma 公司；蘆丁標(biāo)品, 成都普瑞法科技開發(fā)有限公司；氨基酸標(biāo)品(No. AAS18-1 Ml), 美國Sigma公司；沒食子酸標(biāo)品, 天津一方科技有限公司；其他試劑均為優(yōu)級純，購自天津科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

SX-4-10馬弗爐, 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；BS-223S 電子天平, 德國塞多利斯公司；JP-500B型高速粉碎機(jī), 浙江久品商貿(mào)有限公司；HWS-26恒溫水浴鍋, 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司; RE-5296旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器, 上海亞榮生化儀器廠；722可見分光光度計(jì), 北京金科利達(dá)電子科技有限公司；LC-20A高效液相色譜儀(紫外/熒光檢測器), 日本島津公司；5810型臺式高速離心機(jī), 德國Eppendorf公司；KjelFlex K-360全自動凱氏定氮儀, 瑞士Büchi公司；DHG-9140恒溫鼓風(fēng)干燥箱, 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；1100B原子吸收光譜儀, 德國Perkin Elmer公司；ALPHA1-4 LSC冷凍干燥機(jī), 河南兄弟儀器設(shè)備有限公司；全自動氨基酸分析儀, 日本日立公司L8900。

圖1 不同成熟度甘藍(lán)[3]Fig.1 Images of Brassica oleracea L. at different maturity stages [3]

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 基本營養(yǎng)成分的測定

粗灰分測定：采用干灰化法，將樣品置于550 ℃馬弗爐，并灼燒到質(zhì)量恒定；粗蛋白質(zhì)測定：全自動凱氏定氮儀定氮；粗脂肪含量測定：索氏抽提法，參照AOAC方法[5]。可溶性總糖測定：蒽酮比色法，參照LLOBERA等[6]的方法。

1.3.2 維生素的測定

VB1和VB2測定：高效液相色譜法；VC測定：2,6-二氯酚靛酚滴定法，參照AOAC方法[5]。

1.3.3 葉綠素和類胡蘿卜素的測定

參照LICHTENTHALER等的方法[7]，在4 ℃避光條件下，樣品用丙酮浸泡12 h萃取后，6 000×g下離心5 min，取上清液分別于波長661.6、644.8和470.0 nm處測定吸光值A(chǔ)661.6、A644.8和A470.0。葉綠素a、葉綠素b和總類胡蘿卜素的濃度按照以下公式計(jì)算：

葉綠素a/[mg·(100 mL)-1]=11.24A661.6-2.04A644.8

(1)

葉綠素b/[mg·(100 mL)-1]=20.13A644.8-4.19A661.6

(2)

總類胡蘿卜素/[mg·(100 mL)-1]=

(3)

1.3.4 多酚含量的測定

參照OKARTER[8]和NUNTILA等方法[9]，分別提取樣品中的游離多酚和結(jié)合多酚，參照CHU等方法[10]，在10 mL試管中，加入200 μL的沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液或適當(dāng)稀釋后的多酚樣品提取液，再用0.8 mL的蒸餾水稀釋，隨后加入200 μL福林酚試劑，混合均勻。放置6 min后，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%Na2CO3溶液2 mL，最后用蒸餾水定容至5 mL。室溫下反應(yīng)90 min后，在760 nm波長，測定混合液吸光值。以沒食子酸溶液濃度(mg/L)為橫坐標(biāo)(x)，吸光值為縱坐標(biāo)(y)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。沒食子酸線性回歸方程為：y=0.027 6x+0.081 4，R2=0.999 2，在0～10 mg/L線性關(guān)系良好。

1.3.5 總黃酮含量的測定

參照陳克克等[11]的方法，提取樣品中的黃酮，于510 nm波長處測定吸光值。以蘆丁溶液濃度(μg/mL)為橫坐標(biāo)(x)，吸光值為縱坐標(biāo)(y)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。蘆丁線性回歸方程為：y=0.002x+0.000 7，R2= 0.994 7，在0～150 μg/mL線性關(guān)系良好。

1.3.6 礦物質(zhì)元素的測定

K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn和Mn測定：原子吸收光譜法；Hg、As、Cr和Pb測定：電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法；P測定：比色法，具體操作參考AOAC方法[5]。

1.3.7 氨基酸的測定及其評分

參照LI等方法[12]，提取樣品中的氨基酸。一個樣品的分析周期為53 min，氨基酸分析儀有2個流路和2根柱：(1)分離柱(4.6 mm × 60 mm)，洗脫液流經(jīng)此柱，流速為0.40 mL/min，柱溫為70 ℃，柱壓為11.627 MPa；(2)反應(yīng)柱(4.6 mm × 60 mm)，茚三酮緩沖液流經(jīng)此柱，流速為0.35 mL/min，柱溫為135 ℃，柱壓為1.078 MPa。采用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析。

根據(jù)FAO/WHO1973年建議的氨基酸評分標(biāo)準(zhǔn)模式[13]，按(4)公式計(jì)算必需氨基酸評分(amino acids score, AAS):

(4)

式中：aa為樣品中1g蛋白質(zhì)必需氨基酸含量(mg)；AA(FAO/WHO)為FAO/WHO評分標(biāo)準(zhǔn)模式中1g蛋白質(zhì)同種氨基酸含量(mg)。

1.3.8 甘藍(lán)綜合營養(yǎng)值

參照葛曉光等[14]的方法，采用綜合營養(yǎng)值(comprehensive nutritive value, CNV)對不同成熟度甘藍(lán)進(jìn)行評價，即對100 g甘藍(lán)(干重，dry weight, DW)按公式(5)計(jì)算出各種主要營養(yǎng)素量的綜合值(無單位的表達(dá)量) 。CNV能較穩(wěn)定的表達(dá)蔬菜主要營養(yǎng)產(chǎn)出，數(shù)值越大，營養(yǎng)價值越高；數(shù)值越小，營養(yǎng)價值越低。

(5)

式中：Ca為100 g樣品中鈣含量，F(xiàn)e為100 g樣品中鐵含量，纖維含量數(shù)據(jù)來源于本實(shí)驗(yàn)室前期研究[3]。

1.4數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次重復(fù)測定，結(jié)果以(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)表示，顯著性差異用多重比較法中的標(biāo)記字母法表示，用SPSS 19.0.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，顯著性水平為plt;0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1成熟度對甘藍(lán)基本營養(yǎng)成分的影響

“京豐一號”甘藍(lán)葉球呈扁圓形，隨成熟度增加，甘藍(lán)球逐漸增大，葉片顏色由淡綠色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫G黃色，后期再轉(zhuǎn)變?yōu)榈G色(圖1)。隨著成熟度的提高，甘藍(lán)粗灰分含量無顯著變化，粗蛋白含量不斷降低，而粗脂肪的含量不斷提升(表1)。研究表明[15]，油菜型甘藍(lán)脂肪積累與蛋白質(zhì)合成呈負(fù)相關(guān)，在生長過程中甘藍(lán)蛋白質(zhì)會轉(zhuǎn)化成粗脂肪，因此隨成熟度增加，粗蛋白含量降低而粗脂肪含量提升?？扇苄钥偺呛吭诘冖蟪墒於乳_始明顯增加，且隨著生長的繼續(xù)其含量趨于穩(wěn)定[16](表1)。

表1 成熟度對甘藍(lán)的營養(yǎng)素及功能成分含量的影響

注：表1中同行不同小寫字母代表不同成熟度甘藍(lán)各成分含量的差異顯著，p﹤0.05。表2、表3同。

2.2成熟度對甘藍(lán)功能成分的影響

由表1可知，隨著成熟度增加，甘藍(lán)中VB2的含量逐漸降低；而VC、VB1、葉綠素、總類胡蘿卜素、總酚和總黃酮含量均呈現(xiàn)先增加后降低趨勢。馬超等[17]發(fā)現(xiàn)，甘藍(lán)葉球葉綠素和類胡蘿卜素含量相關(guān)系數(shù)達(dá)到極顯著水平，不同葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量由外向內(nèi)均不斷減小。這說明不同成熟度甘藍(lán)葉綠素和類胡蘿卜含量也存在一定的相關(guān)性。CATALANO等[18]發(fā)現(xiàn)，成熟度使大白菜中總酚含量增加了2倍。本文甘藍(lán)VC含量(30.28～68.17 mg/100g DW)低于方孟瑋等[19]測定的4種結(jié)球甘藍(lán)VC含量(22.69～ 607.40 mg/100g DW)，而類胡蘿卜素含量與其他同屬蔬菜相差不大，均小于10 mg/100g DW[20]。甘藍(lán)總多酚的含量(114.98～218.69 mg/g DW)高于JAISWAL等[21]測定的4種十字花科蔬菜總多酚含量(18.4～33.5 mg/g DW)，而總黃酮含量(1.55～2.32mg/g DW)則低于JAISWAL等[21]測定的蔬菜總黃酮含量(8.8～21.7mg/g DW)。這些差異可能與十字花科蔬菜品種、種植環(huán)境和采摘時期有關(guān)。

2.3成熟度對甘藍(lán)中礦物質(zhì)含量的影響

由表2可知，K是甘藍(lán)中最豐富的礦物質(zhì)，其次是非金屬礦物質(zhì)P元素。隨著成熟度的增加，常量元素K、Na、Ca、Mg含量呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢；P的含量受成熟度的影響很小，穩(wěn)定在220 mg/100g DW左右；而微量元素(Fe、Cu、Mn和Cr)和有害金屬元素(Pb、Hg和As)的含量均在第Ⅳ成熟度達(dá)到最高。研究表明，食物中的礦物質(zhì)元素與其生長的土壤環(huán)境、肥料的使用狀況以及作物的遺傳特性密切相關(guān)[22-23]。不同成熟度的甘藍(lán)根系對水分吸收速率的不同，生理代謝速率會有所不同，這都會影響甘藍(lán)中礦物質(zhì)的含量[24]。

表2 成熟度對甘藍(lán)中礦物質(zhì)元素含量的影響

2.4成熟度對甘藍(lán)氨基酸含量及其評分的影響

由表3可知，不同成熟度甘藍(lán)中共檢測出17種氨基酸，除色氨酸外，人體所需的必需氨基酸全部被檢測出。隨著甘藍(lán)的成熟，總必需氨基酸和總非必需氨基的含量逐漸減少，這與粗蛋白質(zhì)測定結(jié)果相吻合。FAO/WHO的理想模式認(rèn)為，當(dāng)食物必需氨基酸/總氨基酸比值約為40%，其蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值較好[25]。甘藍(lán)在第Ⅰ成熟度時必需氨基酸占總氨基酸的比值約為32.67%(表3)，最接近FAO/WHO的理想模式。

表3 成熟度對甘藍(lán)氨基酸組成的影響

AAS是目前普遍應(yīng)用的一種評價食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的方法，能反映蛋白質(zhì)構(gòu)成和利用率的關(guān)系，被測食物蛋白中必需氨基酸與參考蛋白質(zhì)中的必需氨基酸比值最低者，為限制氨基酸。由于限制氨基酸的存在，食物蛋白質(zhì)的利用受到限制。根據(jù)樣品粗蛋白(g/100 g DW)及各必需氨基酸含量(mg/g DW)，將表3中的必需氨基酸含量轉(zhuǎn)換成mg/g蛋白質(zhì)的形式，并和FAO/WHO提出的氨基酸評分標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行對比，分析不同成熟度甘藍(lán)的AAS，結(jié)果見表4。隨著成熟度增加，甘藍(lán)中AAS逐漸降低，其中賴氨酸AAS最高，而蛋氨酸+胱氨酸AAS最低，為限制性氨基酸。因此，食用甘藍(lán)時，要注意補(bǔ)充蛋氨酸、胱氨酸及色氨酸含量較高的食物。

表4 不同成熟度甘藍(lán)的必需氨基酸評分及綜合營養(yǎng)值

2.5成熟度對甘藍(lán)CNV的影響

甘藍(lán)富含礦物質(zhì)、維生素和膳食纖維等營養(yǎng)成分。對不同成熟度甘藍(lán)做綜合營養(yǎng)評價，可對甘藍(lán)的質(zhì)量控制與合理采收提供參考依據(jù)。由表4可知，不同成熟度甘藍(lán)的CNV呈現(xiàn)先增加和降低的趨勢，第Ⅱ成熟度甘藍(lán)CNV最高為77，營養(yǎng)價值最高；在成熟度中后期，甘藍(lán)CNV逐漸下降，營養(yǎng)價值逐漸變低，在第Ⅴ成熟度CNV最低。

3 結(jié)論

甘藍(lán)的粗蛋白、粗脂肪、可溶性總糖、VB1和VB2、VC、葉綠素、類胡蘿卜素、多酚類、黃酮類、礦物質(zhì)和氨基酸的含量和組成，在甘藍(lán)成熟過程中發(fā)生顯著變化。隨著成熟度的提高，粗蛋白、必需氨基酸和非必需氨基酸含量均逐漸降低，而粗脂肪、可溶性總糖的含量逐漸增加；VB1、VC、葉綠素a、葉綠素b、總類胡蘿卜素、總酚及總黃酮含量先增加后降低，而K、Na、Ca、Mg含量則先降低后增加。第Ⅱ成熟度甘藍(lán)的綜合營養(yǎng)值最高，品質(zhì)最好，適用于鮮食；第Ⅴ成熟度甘藍(lán)球型最大，球葉顏色鮮艷，適用于脫水和冷凍蔬菜加工。

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Effectsofthematurityoncabbagenutients

LEI Lin1, KAN Ming-ming1, YE Fa-yin1, ZHAO Guo-hua1,2*

1(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China) 2(Chongqing Engineering Research Centre of Regional Foods, Chongqing 400715, China)

Cabbages are playing a vital role in providing minerals, vitamins, antioxidants, and essential amino acids for human diet. However, the data of the effect of maturity on these nutrients in cabbages is not available. Therefore, the present study was to examine the compositions of crude protein, crude fat, total soluble sugar, vitamin B1, B2, and C, chlorophylls, total carotenoids, polyphenols, and total flavonoids in cabbages collected at different maturity stages (I-V). As the cabbage turned from tender to mature, the contents of crude protein were decreased while crude fat and total soluble sugar were increased. Meanwhile, the contents of vitamin B2declined while the contents of vitamin B1, vitamin C, chlorophyll a, chlorophyll b, total carotenoids, total polyphenols and total flavonoids were increased at first and then decreased; K, Na, Ca, and Mg decreased at first and then increased; the contents of Fe、Cu、Mn、Cr、Pb、Hg and As reached the highest levels at stage Ⅳ. During the ripening stage, the contents of both essential and non-essential amino acids decreased. The highest comprehensive nutritive value (CNV) was 77 at maturity stage Ⅱ, whereas the lowest CNV was 60 at maturity stage V.

cabbage; maturity stage; comprehensive nutritive value; amino acids; vitamins; minerals

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014046

副教授(趙國華教授為通訊作者,E-mail：zhaoguohua1971@163.com)。

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助(2016YFD0400204-2)；西南大學(xué)博士基金資助(SWU116039); 重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心能力提升項(xiàng)目(cstc2014pt-gc8001)

2017-02-13，改回日期：2017-05-05