部分紫色蔬菜中酚類物質(zhì) 及維生素C含量分析

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(1.青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院,青海西寧 810016; 2.江蘇省食品質(zhì)量安全重點(diǎn)實驗室,江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)研究所,江蘇南京 210014)

蔬菜在我國居民飲食中占據(jù)著重要的地位,現(xiàn)有大量流行病學(xué)研究顯示,蔬菜攝入量越多,多種疾病如糖尿病、肥胖、心血管病等發(fā)生風(fēng)險越低[1-2]。紫色蔬菜,如紫甘藍(lán)、紫薯、紫茄等,由于含有豐富的花青素及其他酚類成分而備受關(guān)注[3]?；ㄇ嗨厥且活愃苄蕴烊簧?也是紫色蔬菜中主要呈色物質(zhì),屬黃酮類化合物。花青素在果蔬中存在的種類多樣,其中矢車菊素、飛燕草素、天竺葵素、芍藥素、錦葵素、矮牽牛素最為常見,其在果蔬中分布概率分別約為50%、12%、12%、12%、7%和7%[4]?；ㄇ嗨赝ǔＥc糖類結(jié)合形成糖苷或被酸類酰化,以花色苷的形式存在于紫色植物中,已有多項研究證明其具有抗氧化、抗腫瘤、抗突變等多種生理活性功能[5-6]。

目前,圍繞蔬菜中花青素的研究較多,多集中在其生理活性功能、合成代謝途徑、調(diào)控基因表達(dá)等[5,7]。蔬菜中花青素含量分析研究也較多,對象主要為紫甘藍(lán)[8-9]、紫茄[10]以及紫薯[11],其他紫色蔬菜花青素分析研究寥寥無幾。此外,由于已有研究中大多針對一種蔬菜,各研究中采用的提取、純化、檢測方法各有不同,結(jié)果表述方式亦各有不同,很難形成對各種紫色蔬菜中花青素含量的統(tǒng)一認(rèn)識。且由中國疾病預(yù)防控制中心發(fā)布的《中國食物成分表》中尚無花青素含量相關(guān)信息。

本試驗以我國常見部分紫色蔬菜紫甘藍(lán)、紫背天葵、紅莧菜、紫薯、紫茄、紫洋蔥為樣品,研究其中以花青素為主的酚類物質(zhì)及維生素C含量差異,分析比較紫色蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)。以期明確各紫色蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)差異,為高營養(yǎng)品質(zhì)蔬菜品種推薦及消費(fèi)者飲食消費(fèi)選擇提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮紫甘藍(lán)(Brassicaoleraceavar.capitataf,rubra)、紫背天葵(BegoniafimbristipulaHance)、紅莧菜(Amaranthustricolor)、紫薯(IpomoeabatatasL.)、紫茄(Solanummelongena)、紫洋蔥(AlliumcepaL.) 均購自南京蔬菜市場,每種蔬菜采集樣品10個,取可食部分待測(由于紫茄花青素主要集中在皮,故而取2～3 mm茄皮與茄肉分開檢測);飛燕草素、矢車菊素、矮牽牛素、天竺葵素、芍藥素、錦葵素標(biāo)品,純度≥96% 上海寶曼生物科技有限公司;蘆丁、沒食子酸,純度≥98% 上海源葉生物科技有限公司;乙腈、甲酸(色譜純) 上海阿拉丁生化科技股份有限公司;無水乙醇、氯化鉀、醋酸鈉、鹽酸、亞硝酸鈉、福林酚等(分析純) 南京化學(xué)試劑股份有限公司。

Agilent 1260高效液相色譜(配有二極管陣列檢測器(DAD)) 美國Agilent公司;Alpha-1506紫外可見分光光度計 上海譜元公司;A11高速冷凍研磨機(jī) 德國IKA集團(tuán)。

1.2 實驗方法

1.2.2 花青素的測定 采用液相色譜法測定。采用外標(biāo)法定量。選取常見六種花青素標(biāo)品包括矢車菊素、飛燕草素、天竺葵素、芍藥素、錦葵素及矮牽牛素,配制0.2～100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液測定繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線;取花色苷提取液放入沸水浴中水解1 h,取出立即冷卻后過0.45 μm濾膜,待測。色譜柱為Agilent ZORBAX SB-C18柱(150 mm×4.6 mm,5.0 μm);流動相A為含1%甲酸的水,B為含1%甲酸的乙腈;進(jìn)樣量為20 μL;柱溫35 ℃;檢測波長為525 nm;流速0.8 mL/min;梯度洗脫程序為0～10 min,流動相A 92%～80%;10～20 min,流動相A 80%～20%;20～30 min,流動相A 20%～92%。

1.2.3 總花色苷的測定 按照pH示差法測定總花色苷,具體見Tong等[13]的方法。取花色苷提取液，分別用0.025 mol/L pH1.0的氯化鉀緩沖液和0.4 mol/L pH4.5的醋酸鈉緩沖液稀釋,避光平衡20 min后,紫外分光光度計525 nm和700 nm處測定吸光值,以矢車菊素-3-葡萄糖苷(Cy3G)為當(dāng)量進(jìn)行計算,樣品中總花色苷以mgCy3G/100 g樣品表示。

花色苷含量(mg/mL)=A×MW×DF/b

式(1)

式中,A=(Amax-A700)pH1.0-(Amax-A700)pH4.5,MW為矢車菊素-3-葡萄糖苷的相對分子質(zhì)量=449.2,DF為稀釋倍數(shù),b為摩爾吸光度=26900。

1.2.4 維生素C的測定 采用GB5009. 86-2016《食品中抗壞血酸的測定》中2,6-二氯靛酚滴定法測定維生素C含量。稱取樣品10 g,粉碎后加入10 g草酸溶液搗成勻漿。準(zhǔn)確稱取5 g勻漿樣品至50 mL容量瓶,稀釋至刻度后過濾。準(zhǔn)確吸取10 mL濾液,用標(biāo)定過的2,6-二氯靛酚溶液滴定至溶液呈粉紅色15 s不褪色為止。

T=(C×V)/(V1-V0)

式(2)

式中,T-2,6-二氯靛酚溶液的滴定度,即每毫升2,6-二氯靛酚溶液相當(dāng)于抗壞血酸的毫克數(shù),mg/mL;C-抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度,mg/mL;V-吸取抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL;V1-滴定抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積,mL;V0-滴定空白所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積,mL。

X=[(V-V0)×T×A]/m×100

我國在“一帶一路”建設(shè)過程中，應(yīng)認(rèn)清形勢，明確發(fā)展任務(wù)，集中力量推動“一帶一路”來華留學(xué)生教育[8]。基于我國高校在“一帶一路”來華留學(xué)生教育方面存在的上述問題，特提出如下發(fā)展對策與建議。

式(3)

式中,X-試樣中抗壞血酸含量,mg/100 g;V-滴定試樣所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積,mL;V0-滴定空白所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積,mL;T-2,6-二氯靛酚溶液的滴定度,即每毫升2,6-二氯靛酚溶液相當(dāng)于抗壞血酸的毫克數(shù) mg/mL;A-稀釋倍數(shù);m-試樣質(zhì)量,g。

1.2.5 總黃酮的測定 按照鋁離子顯色法測定,具體見梁穎等[14]的方法。新鮮蔬菜置于高速冷凍研磨機(jī)中,加入液氮研磨1 min,稱取5 g粉碎樣,加入15 mL乙醇水溶液(7∶3,V/V)振蕩提取10 min,提取兩次,合并提取液后10000 r/min離心2 min,上層即為提取液。取250 μL提取液加入150 μL 5%的NaNO2溶液,靜置6 min后再加入300 μL10%的氯化鋁,靜置5 min后再加入1.5 mL 1 mol/L的NaOH,蒸餾水定容體積至5.0 mL。靜置15 min后紫外分光光度計510 nm處測定吸光值,以蘆丁當(dāng)量(Rutin equivalents,RE)進(jìn)行計算,樣品中總黃酮含量以mg RE/100 g樣品來表示。標(biāo)準(zhǔn)方程為y=0.0109x+0.0011(R2=0.9991),其中,x-總黃酮濃度(μg/mL);y-吸光度。

1.2.6 總酚的測定 按照福林酚比色法測定,具體見李藝等[15]的方法。蔬菜樣品提取同1.2.4。取1 mL提取液加入6 mL蒸餾水,再加入0.5 mL 1.0 mol/L福林酚試劑,漩渦振蕩,避光放置3 min后加1.5 mL 20%碳酸鈉溶液,定容,混勻后室溫放置2 h,紫外分光光度計765 nm下測定吸光值,以沒食子酸當(dāng)量(Galic acid equivalents,GAE)進(jìn)行計算,樣品中總酚含量以 mg GAE/100 g 樣品來表示。標(biāo)準(zhǔn)方程為y=0.1283x+0.0226(R2=0.9991),其中,x-總酚濃度(μg/mL);y-吸光度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,數(shù)據(jù)均為三次重復(fù)實驗的均值±標(biāo)準(zhǔn)方差,并進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 花青素標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

圖1為花青素標(biāo)準(zhǔn)品的液相圖譜,其中橫坐標(biāo)為出峰時間(min),縱坐標(biāo)為峰度(mAu),出峰依次為飛燕草素、矢車菊素、矮牽牛素、天竺葵素、芍藥素以及錦葵素。表1為花青素的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程,其中y為峰面積,x為標(biāo)樣濃度(μg/mL),R2≥0.999,檢出限≤0.06 μg/mL,定量限≤0.21 μg/mL。

表1 花青素標(biāo)準(zhǔn)曲線方程Table 1 Standard curve equation of anthocyanidins

圖1 花青素標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖Fig.1 Chromatogram of anthocyanin standards注:1.飛燕草素;2.矢車菊素;3.矮牽牛素; 4.天竺葵素;5.芍藥素;6.錦葵素。

2.2 紫色蔬菜中花青素組成及含量

由表2可以看出,紫色蔬菜中僅有飛燕草素、矢車菊素和芍藥素三種花青素檢出,而矮牽牛素、天竺葵素以及錦葵素均未檢出。紫甘藍(lán)、紫背天葵及紫洋蔥中僅檢出矢車菊素,含量分別為44.52、2.86、2.93 mg/100 g,紫甘藍(lán)中矢車菊素含量顯著高于紫背天葵和紫洋蔥(p<0.05);紫茄皮中僅檢出飛燕草素,且含量較高,為38.72 mg/100 g;紫薯中檢出有芍藥素及少量矢車菊素,含量分別為5.10及0.64 mg/100 g。紅莧菜及紫茄肉中均未有目標(biāo)花青素檢出。

表2 紫色蔬菜中花青素組成及含量Table 2 The composition and contents of anthocyanidin in purple vegetables

已有多項研究均顯示紫甘藍(lán)中僅含有矢車菊素[16-17],紫茄中僅含有飛燕草素[18-20],Gras等[21]和Truong等[22]研究中均顯示紫薯中芍藥素含量較高,矢車菊素含量較低,這與本文研究結(jié)果趨勢一致。目前僅Shimizu等[23]報道紫背天葵中含有矢車菊素,可為本文佐證。紫洋蔥花青素的研究報道很少,僅有Fossen等[24]和劉玉芹等[25]發(fā)現(xiàn)紫洋蔥中的花色苷主要為矢車菊素以及少量芍藥素,本文紫洋蔥中未檢出芍藥素,極有可能是樣品品種不同所致。紅莧菜尚未有研究報道其花青素組成及含量,而本文紅莧菜中未有常見六種花青素檢出,紅莧菜中花青素含量低可能為主要原因,也有可能其所含的甜菜堿對檢測影響所致,具體情況如何還需后續(xù)進(jìn)一步研究。

總花色苷含量在紫甘藍(lán)中最高,為98.01 mg Cy3G/100 g,其次為紫茄皮,為60.78 mg Cy3G/100 g,紫薯、紫洋蔥以及紫背天葵含量較低且紫薯與其二者之間差異不顯著(p>0.05)?？偦ㄉ蘸口厔菖c花青素基本相同。

2.3 紫色蔬菜中VC含量

圖2為各紫色蔬菜中VC含量。由圖2可以看出,紫甘藍(lán)中VC含量最高,為22.52 mg/100 g,顯著高于其他紫色蔬菜(p<0.05),其次為紅莧菜、紫洋蔥,含量分別為4.56和2.76 mg/100 g且差異不顯著(p>0.05),紫薯含量為1.51 mg/100 g,紫背天葵和紫茄皮、紫茄肉VC含量均較低,小于1 mg/100 g,紫茄皮中VC含量為0.25 mg/100 g,紫茄肉VC含量為0.09 mg/100 g,是紫茄肉的2倍以上。

圖2 紫色蔬菜中VC含量Fig.2 The contents of VC in purple vegetables 注:不同字母表示紫色蔬菜間VC含量差異顯著(p<0.05)。

《中國食物成分表》中顯示甘藍(lán)、莧菜、豆薯、洋蔥及紫茄中VC含量分別為40、30、13、8及7 mg/100 g,整體較本文研究結(jié)果高,可能是檢測方法及蔬菜品種不同所致。《中國食物成分表》中VC含量檢測采用熒光檢測法,可檢測還原型及脫氫型VC;本實驗采用2,6-二氯靛酚滴定法,主要檢測還原型VC。蔬菜中VC主要以具有生物活性的還原型VC形式存在,同時也有小部分脫氫型VC,故而《中國食物成分表》中VC含量較高。同時,蔬菜品種眾多,同種蔬菜各品種間存在的差異也會影響結(jié)果的一致性。《中國食物成分表》中各種蔬菜VC含量高低差異趨勢與本文基本相同,皆為甘藍(lán)中VC含量最高,其次為莧菜,洋蔥及紫薯居中,紫茄含量較低。

2.4 紫色蔬菜中總黃酮含量

圖3為紫色蔬菜中總黃酮含量。由圖3可以看出,紫茄皮、紫甘藍(lán)及紅莧菜中總黃酮含量均較高,分別為119.48、111.75及99.19 mg RE/100 g且差異不顯著(p>0.05),其次為紫背天葵、紫洋蔥和紫茄肉,紫薯中總黃酮含量最低,為38.37 mg RE/100 g,顯著低于其他紫色蔬菜(除紫茄肉及紫洋蔥)(p<0.05)。花青素是黃酮中重要的一類物質(zhì)。紫甘藍(lán)和紫茄皮中總黃酮量最高,分別為111.75、119.48 mg RE/100 g,其花青素含量亦是最高,為44.52及38.72 mg/100 g,說明花青素為紫甘藍(lán)和紫茄皮中主要黃酮成分。

圖3 紫色蔬菜中總黃酮含量Fig.3 The contents of total flavonoids in purple vegetables 注:不同字母表示紫色蔬菜間總黃酮含量差異顯著(p<0.05)。

《中國食物成分表》中未有黃酮類營養(yǎng)成分檢測的數(shù)據(jù),已有文獻(xiàn)中蔬菜總黃酮的測定以一種目標(biāo)蔬菜為主。Maria等[26]研究發(fā)現(xiàn)紫甘藍(lán)中總黃酮含量在38.6～41.4 mg槲皮素/100 g fw,Umma等[27]報道紅莧菜中總黃酮含量為12.60 mg RE/100 g dw,程愛青等[28]研究結(jié)果中顯示洋蔥中總黃酮含量為10.62 mg槲皮素/100 g fw,周佳等[29]發(fā)現(xiàn)洋蔥中總黃酮含量為39 mg RE/100 g fw。由文獻(xiàn)分析可知,不同文獻(xiàn)中結(jié)果表述多不同,包括干重、濕重差異,當(dāng)量物質(zhì)差異等,不宜直接比較各種蔬菜總黃酮含量差異。其中周佳[29]對紫洋蔥中總黃酮與總酚的研究結(jié)果與本研究結(jié)果相近,均表明總酚含量大于總黃酮,可佐證本文結(jié)果準(zhǔn)確性。

2.5 紫色蔬菜中總酚含量

由圖4可以看出,紫洋蔥中總酚含量為96.55 mg GAE/100 g,顯著高于其他紫色蔬菜(p<0.05),其次為紫甘藍(lán)、紫茄皮,含量分別為83.22、75.98 mg GAE/100 g，且紫甘藍(lán)和紫茄皮的差異不顯著(p>0.05),紅莧菜、紫薯、紫背天葵及紫茄肉中總酚含量較低。

圖4 紫色蔬菜中總酚含量Fig.4 The contents of total phenolics in purple vegetables 注:不同字母表示紫色蔬菜間總酚含量差異顯著(p<0.05)。

《中國食物成分表》中未有酚類營養(yǎng)成分檢測的數(shù)據(jù)。Mia等[30]檢測了新加坡多種蔬菜中總酚含量,發(fā)現(xiàn)各蔬菜中甚至是同種蔬菜中不同品種其總酚含量差異非常大,其中紫甘藍(lán)中總酚含量為 186 mg GAE/100 g,本文紫甘藍(lán)總酚含量低于Mia的報道,極有可能是品種差異所致;Bilal等[31]對26種紫茄品種中總酚含量進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)其含量范圍在61.5～138.9 mg GAE/100 g。

3 結(jié)論

紫色蔬菜中花青素組成和含量以及其他營養(yǎng)成分均具有較大差異?；ㄇ嗨刂酗w燕草素、矢車菊素和芍藥素在紫色蔬菜中有檢出,其中紫甘藍(lán)、紫背天葵、紫洋蔥中均檢出矢車菊素,紫甘藍(lán)顯著最高,為44.52 mg/100 g(p<0.05),紫茄皮中有飛燕草素檢出,紫薯中同時檢出有芍藥素及少量矢車菊素,紅莧菜及紫茄肉中未有目標(biāo)花青素檢出,總花色苷趨勢與花青素基本相同。紫甘藍(lán)中VC含量顯著最高,為22.52 mg/100 g(p<0.05),其次為紅莧菜、紫洋蔥和紫薯;紫茄皮、紫甘藍(lán)及紅莧菜中總黃酮含量均較高;而紫洋蔥中總酚酸含量顯著最高,為96.55 mg GAE/100 g(p<0.05),其次為紫甘藍(lán),紫茄皮。綜合分析,紫甘藍(lán)在目標(biāo)紫色蔬菜中營養(yǎng)品質(zhì)最高,而紫洋蔥總酚酸含量最高,紅莧菜VC及總黃酮含量較高;紫茄、紫背天葵和紫薯各營養(yǎng)成分含量不突出。紫色蔬菜中花青素組成和含量以及其他營養(yǎng)成分特點(diǎn)可作為特定人群蔬菜消費(fèi)的選擇依據(jù),同時亦可為居民營養(yǎng)物質(zhì)飲食攝入評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。