輻照處理對浙貝母成熟鱗莖理化成分的影響

吳秋麗，沈曉霞，江晴兒，江建銘，王忠華*

(1.浙江萬里學(xué)院 生物技術(shù)研究所，浙江　寧波　315100；2.浙江省中藥研究所，浙江　杭州　310023)

浙貝母又稱大貝母、象貝母，是百合科貝母屬多年生草本植物，是我國5大類貝母中主要的珍貴藥材。主要分布于浙江、江蘇等省，在浙江寧波地區(qū)有大批種植[1]。中醫(yī)認(rèn)為浙貝母苦、寒，主要以鱗莖入藥，具止咳化痰，清熱散結(jié)等作用，主治痰多、咽喉腫痛、十二指腸潰瘍、支氣管炎、肺熱咳嗽、乳腺炎、甲狀腺腫大、痛癤腫毒等[2-3]。

輻照技術(shù)能利用放射性元素的輻射來改變物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致食品中某些成分發(fā)生微量的變化。其主要原理是利用射線對食品進(jìn)行輻照，使食品中的微生物產(chǎn)生各種反應(yīng)，抑制細(xì)胞新陳代謝，或者使細(xì)胞死亡，從而達(dá)到消毒滅菌、延長食品貯藏時間、減少損失的目的[4]。其主要的輻照來源有3種：①鈷-60，銫-137產(chǎn)生的γ射線；②5Mev以下的X射線；③電子加速器產(chǎn)生的10Mev以下的電子束。其中鈷-60的γ射線與電子束應(yīng)用最廣。目前人們已在糧食作物[5-6]、豆科植物[6-7]、水果[8-9]、蔬菜[10]、飼料[11]和水產(chǎn)動物[12]中進(jìn)行輻照加工研究。

因?yàn)檎阖惸各[莖較難干燥，儲存時間長時容易引起發(fā)霉變質(zhì)，所以在采集后應(yīng)進(jìn)行合理的產(chǎn)地加工，以便于儲藏以及運(yùn)往非原產(chǎn)地。浙貝母鱗莖原產(chǎn)地加工中長期以來有硫磺熏蒸的過程，達(dá)到漂白、增艷、防蟲的目的，但其二氧化硫殘留問題會對人體健康產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。因此開展浙貝母新型加工技術(shù)的研究顯得尤為重要。而輻照技術(shù)有殺蟲殺菌、減少腐爛和損失、降低果蔬呼吸強(qiáng)度、延長保藏時間、降解有毒有害物質(zhì)的作用，并且通過對輻照劑量的調(diào)節(jié)，可以起到不同程度的殺菌作用。所以理論上輻照技術(shù)可以代替硫磺熏蒸，達(dá)到殺菌防蟲、延長儲藏時間的目的。本文通過測定浙貝母成熟鱗莖主要理化成分的變化來研究不同劑量輻照處理對浙貝母成熟鱗莖的影響，以期為開發(fā)浙貝母新型原產(chǎn)地加工技術(shù)提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

1　材料和方法

1.1 材料

本實(shí)驗(yàn)中所用的狹葉、寬葉和新梅園浙貝母成熟鱗莖均取自寧波市鄞州區(qū)章水鎮(zhèn)浙貝母種植基地，取樣時間為2016年5月8日，經(jīng)浙江省中藥研究所沈曉霞教授級高工鑒定為真實(shí)浙貝母。

1.2 樣品預(yù)處理

對上述實(shí)驗(yàn)材料在浙江省農(nóng)科院輻照中心進(jìn)行輻照處理，輻照源為137Cs的γ射線，輻照劑量分別為500 Gy、1000 Gy、2000 Gy、4000 Gy，劑量率為10 Gy·min-1，每個輻照劑量處理取20顆鱗莖(每顆25 g)。輻照完成后，對浙貝母樣品進(jìn)行清洗與切片，在烘箱中40 ℃烘干后，用萬能粉碎機(jī)碾磨過100目篩后，備用。

1.3 微生物限度測定

參照中國藥典的方法檢查浙貝母輻照前后的細(xì)菌活菌總數(shù)、霉菌和酵母菌活菌總數(shù)[13]。以輻照第2 d進(jìn)行試驗(yàn)，取供試品10 g，加pH 7.0的NaCl 蛋白胨緩沖液100 mL，勻漿2 min，即得1：10 的稀釋液，按10倍遞增稀釋，得1∶102，1∶103 稀釋液，備檢。分別取3個稀釋級供試液1.0 mL，置直徑9 cm的平皿中，再注入熔化并冷卻至45～50 ℃的營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基和玫瑰紅鈉瓊脂培養(yǎng)基各約15 mL，轉(zhuǎn)動平皿使充分混勻，待凝固后，倒置，置32 ℃和25 ℃恒溫箱內(nèi)分別培養(yǎng)72、120 h計算菌落數(shù)。每稀釋級作3 個平皿。

1.4 主要理化成分測定

采用蒽酮法[14]測定經(jīng)不同輻照劑量處理浙貝母成熟鱗莖中的可溶性糖含量；采用考馬斯亮藍(lán)G-250法[15]測定蛋白質(zhì)含量；采用紫外分光光度法測定浙貝母成熟鱗莖中的生物堿含量[16]；采用茚三酮柱后衍生法測定氨基酸含量[17]；采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)測定礦物質(zhì)含量[18]。每個處理重復(fù)三次。

2　結(jié)果與分析

2.1 微生物限度情況

由表1可見，經(jīng)0.5、1、2、4 kGy輻照后浙貝母中細(xì)菌、霉菌和酵母菌活菌數(shù)均小于10，表明經(jīng)過>0.5 kGy的輻照，藥材就能達(dá)到衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)要求。由此表明，高于500 Gy劑量的輻射處理對浙貝母具有很好的滅菌效果。

表1　不同輻照劑量對浙貝母滅菌效果的影響

2.2 不同輻照劑量對浙貝母成熟鱗莖可溶性糖的影響

本文對經(jīng)不同輻照劑量處理浙貝母成熟鱗莖中的可溶性糖含量進(jìn)行了測定，結(jié)果如表2所示。由表2可見，隨著輻照劑量的增加，無論是狹葉種、寬葉種還是新梅園種，浙貝母成熟鱗莖中可溶性糖含量均出現(xiàn)先上升后下降的現(xiàn)象，其中1000 Gy處理時含量達(dá)到最高值。這可能與低劑量輻射處理可促進(jìn)生物體內(nèi)糖分代謝有關(guān)。但經(jīng)方差分析，上述差異均未達(dá)到顯著水平。由此表明，輻射處理不會影響浙貝母可溶性總糖含量的變化。

表2　不同輻照劑量對浙貝母成熟鱗莖可溶性糖含量的影響　mg·g-1

2.3 不同輻照劑量對浙貝母成熟鱗莖蛋白質(zhì)含量的影響

本文對經(jīng)不同輻照劑量處理浙貝母成熟鱗莖中的蛋白質(zhì)含量進(jìn)行了測定，結(jié)果如表3所示。由表3可見，隨著輻照劑量的增加，無論是狹葉種、寬葉種還是新梅園種，浙貝母成熟鱗莖中蛋白質(zhì)含量均出現(xiàn)先上升后下降的現(xiàn)象，其中1000 Gy處理時含量達(dá)到最高值。這可能與低劑量輻射處理可促進(jìn)生物體內(nèi)氮代謝有關(guān)。但經(jīng)方差分析，上述差異均未達(dá)到顯著水平。由此表明，輻射處理不會影響浙貝母蛋白質(zhì)含量的變化。

表3　不同輻照劑量對浙貝母成熟鱗莖蛋白質(zhì)含量的影響　mg·g-1

2.4 不同輻照劑量對浙貝母成熟鱗莖生物堿含量的影響

本文對經(jīng)不同輻照劑量處理浙貝母成熟鱗莖中的生物堿含量進(jìn)行了測定，結(jié)果如表4所示。由表4可見，隨著輻照劑量的增加，無論是狹葉種、寬葉種還是新梅園種，浙貝母成熟鱗莖中可溶性糖含量均出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，這可能與輻射處理會影響生物體內(nèi)生物堿代謝有關(guān)。但經(jīng)方差分析，上述差異均未達(dá)到顯著水平。由此表明，輻射處理不會影響浙貝母成熟鱗莖生物堿含量的變化。

表4　不同輻照劑量對浙貝母成熟鱗莖生物堿含量的影響　(%)

2.5 不同輻照劑量對浙貝母成熟鱗莖氨基酸含量的影響

2.5.1 必需氨基酸與WHO/FAO模式譜比較聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)曾推薦必須氨基酸模式的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)指出：食物蛋白質(zhì)的氨基酸組成比例雖然不盡相同，但其營養(yǎng)價值的優(yōu)劣主要取決于所含必需氨基酸的種類、數(shù)量和組成比例[19]。

本試驗(yàn)測定了經(jīng)不同劑量輻射處理狹葉浙貝母成熟鱗莖中各種必需氨基酸占總氨基酸的含量，結(jié)果見表5。由表5可知，隨著輻照劑量的增加，浙貝母成熟鱗莖中各種必需氨基酸含量均出現(xiàn)先上升后下降的現(xiàn)象。當(dāng)輻照劑量為1000Gy時，各種必需氨基酸占總氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較大，其中亮氨酸所占的百分比高于WHO/FAO推薦值。這可能與低劑量輻射處理會促進(jìn)生物體內(nèi)氨基酸代謝有關(guān)。但經(jīng)方差分析，上述差異均未達(dá)到顯著水平。由此表明，輻射處理不會影響浙貝母成熟鱗莖必需氨基酸含量的變化。

表5　不同輻射劑量對浙貝母鱗莖氨基酸含量的影響

2.5.2 營養(yǎng)價值評價食物中各種必需氨基酸的組成比例是評價食物營養(yǎng)價值的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用氨基酸比值系數(shù)法以WHO/FAO氨基酸參考模式為評價標(biāo)準(zhǔn)對必需氨基酸的組成進(jìn)行評價。經(jīng)不同劑量輻射處理狹葉浙貝母成熟鱗莖中各種必須氨基酸的氨基酸比值(RAA)和氨基酸比值系數(shù)(RC)見表6。

由表6可知，不同輻照劑量處理的狹葉浙貝母成熟鱗莖的RAA和RC數(shù)值相差不大，這說明輻射處理不會影響成熟鱗莖中的營養(yǎng)價值。

表6　不同輻射劑量對浙貝母鱗莖各種必需氨基酸RAA、RC相對含量的影響

2.6不同輻照劑量對浙貝母成熟鱗莖礦物質(zhì)含量的影響

本文對不同輻照劑量加工的浙貝母成熟鱗莖微量元素含量進(jìn)行了測定，結(jié)果見表7。由表7可見，當(dāng)輻照劑量為500 Gy時，浙貝母鱗莖的K、P、Zn、Se、Cu元素含量最高。當(dāng)輻照劑量為1000 Gy時，浙貝母鱗莖的Ca、Fe、Mn、Mg元素含量最高。但經(jīng)方差分析，上述差異均未達(dá)到顯著水平。由此表明，輻射處理不會影響浙貝母成熟鱗莖中微量元素含量的變化。

表7　不同輻射劑量對浙貝母鱗莖的微量元素含量的影響

3　討論

3.1 不同輻照劑量對浙貝母成熟鱗莖可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的影響

經(jīng)低劑量輻照加工后，狹葉、寬葉和新梅園三種浙貝母的可溶性糖均有所增加，這可能是因?yàn)檩椪盏臍⒕鷼⑾x作用使原有的菌、蟲對鱗莖中糖的消耗減少，或者降低了鱗莖的細(xì)胞呼吸作用，減少了糖的消耗。

食品蛋白質(zhì)受輻照會發(fā)生諸如脫氨、脫羥、交聯(lián)、降解、巰基氧化等一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)[19]。狹葉浙貝母的蛋白質(zhì)含量增加，這可能是因?yàn)檩椪帐沟鞍踪|(zhì)在其它位置形成了新鍵，形成了新的蛋白質(zhì)。寬葉和新梅園兩種浙貝母的蛋白質(zhì)含量減少，可能是因?yàn)檩椪帐沟鞍踪|(zhì)的末端氨基酸脫氨基和脫羧基，或者使蛋白質(zhì)的肽鏈斷裂，導(dǎo)致蛋白質(zhì)含量降低。

3.2 不同輻照劑量對浙貝母成熟鱗莖生物堿、氨基酸及礦物質(zhì)含量的影響

輻照加工后，狹葉、寬葉、新梅園三種浙貝母的生物堿含量均降低，可知輻照加工可能會減損浙貝母的治療功效。這可能是因?yàn)檩椪掌茐牧苏阖惸钢猩飰A的結(jié)構(gòu)，使生物堿分子發(fā)生分解，轉(zhuǎn)化成了其他物質(zhì)。

當(dāng)輻照劑量為1000 Gy時，浙貝母中各種必需氨基酸占總氨基酸的含量較大，由此說明1000 Gy的輻照劑量可能會提高浙貝母中必需氨基酸的含量，這可能的原因是輻照加速了蛋白質(zhì)氫鍵、二硫鍵的斷裂，使其分解出部分氨基酸。不同輻照劑量加工的浙貝母成熟鱗莖的RAA和RC數(shù)值較好而且相差不大，說明輻照加工對浙貝母成熟鱗莖的營養(yǎng)價值影響不大。陳云堂等[20]采用0、1、3、5、7 kGy不同劑量的電子束輻照黨參，結(jié)果表明3 kGy電子束輻照加工不會影響黨參的藥效成分和主要營養(yǎng)成分含量。鐘海洛等[21]選用7種有代表性的川產(chǎn)道地中藥材(川貝、川芎、黑附片、白芷、鉤藤、益母草和黃柏)進(jìn)行輻照處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上述七種中藥材經(jīng)8 000 Gy輻照后，其主要有效成分與對照相比，無顯著性變化。劉瓊英等[22]應(yīng)用類似的技術(shù)處理邊條紅參、當(dāng)歸和檳榔等21種中藥材。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以3.7～20.6 kGy劑量輻照邊條紅參、當(dāng)歸頭和檳榔，其主要有效成分人參總皂甙、人參單體皂甙RgI，當(dāng)歸揮發(fā)油以及榔檳生物堿的百分含量均無明顯變化。本試驗(yàn)取得的結(jié)果與上述研究者的結(jié)果基本一致。

不同劑量的輻照加工使浙貝母鱗莖中礦物質(zhì)含量有所增加或者減少，可能的原因有①輻照加工使浙貝母鱗莖中帶有微量元素的分子斷裂，釋放出微量元素，使測得的微量元素含量增加。②部分樣品儲藏過程中受潮，使所測得的微量元素含量不準(zhǔn)確，出現(xiàn)含量參差不齊的現(xiàn)象。③可能是儀器誤差，使測得的數(shù)據(jù)有所偏離。

4　結(jié)論

本研究表明輻照加工后，狹葉浙貝母的可溶性糖和蛋白質(zhì)含量均增加，寬葉和新梅園兩種浙貝母的可溶性糖含量增加，蛋白質(zhì)含量卻減少，三個品種浙貝母的生物堿含量均降低，各種必需氨基酸占總氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，礦物質(zhì)含量也有所增加，但上述差異均未達(dá)顯著水平。由此可見，輻照加工對浙貝母成熟鱗莖的理化成分不會造成明顯影響，因此可在浙貝母原產(chǎn)地加工中加以應(yīng)用。同時，影響中藥材加工品質(zhì)的影響因素也眾多，主要包括藥材的成熟度、藥材水分含量和化學(xué)成分、加工溫度及加工輔助材料等，也值得進(jìn)一步研究與探討。

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