新疆12種干果的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及抗氧化分析

蒲云峰 丁 甜 鐘建軍 王文駿 葉興乾，3 劉東紅 ，3*

（1浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院 杭州 310058

2塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 新疆阿拉爾 843300

3浙江大學(xué)馥莉食品研究院 杭州 310058）

干果可看作是水果的濃縮形式，是水果經(jīng)自然晾曬或干燥設(shè)備人工脫水加工成的產(chǎn)品[1]。它是一種重要的健康食品，深受消費(fèi)者青睞，其生產(chǎn)和消費(fèi)歷史，可追溯到4 000多年前的美索不達(dá)米亞時(shí)期。干果富含碳水化合物、膳食纖維、礦物元素、植物化學(xué)素等成分，并且脂肪含量低，具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[2-3]。有大量研究表明，與新鮮水果一樣，經(jīng)常食用干果可降低心血管疾病、肥胖、癌癥、糖尿病等慢性疾病的發(fā)病幾率[4，5]。然而，有學(xué)者提出干果是水果的濃縮產(chǎn)品，攝取干果可能會(huì)導(dǎo)致能量攝取過量。2015年美國(guó)農(nóng)業(yè)部（USDA）膳食指南咨詢委員會(huì)（DGAC）的科學(xué)報(bào)告中也提及干果可能導(dǎo)致能量攝取過剩的問題。營(yíng)養(yǎng)學(xué)家提出每天攝取1份或1/4杯干果（約40 g），既彌補(bǔ)每天水果攝取不足，也不會(huì)引起能量攝取過剩[2]。在我國(guó)，流傳已久的諺語：‘一日三棗，長(zhǎng)生不老’，如果以駿棗計(jì)，3顆駿棗的重量正好40 g左右。雖然一些文獻(xiàn)提出每日干果的推薦攝取量，但對(duì)于消費(fèi)者，每日干果推薦攝取量仍屬模糊的概念。主要存在兩方面原因：一是，干果種類和品種繁多，不同干果的能量密度和營(yíng)養(yǎng)成分存在差異，即使攝取相同質(zhì)量的干果，獲取的能量及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也存在差異；二是，國(guó)內(nèi)干果多以大包裝和散裝的形式銷售，消費(fèi)者難以判斷和控制干果攝取量。

氧化脅迫被認(rèn)為是許多慢性疾病的主要誘因之一，然而由于食物中存在著大量的天然抗氧活性物質(zhì)，因此，篩選高抗氧化活性的食品和天然物質(zhì)一直是近年來抗氧化研究的熱點(diǎn)之一[6]。為了比較不同食品和物質(zhì)間抗氧化能力的比較，1μmol水溶性維生素E當(dāng)量（Trolox equation）的抗氧化能力被定義為1單位ORAC，據(jù)此USDA推薦為了滿足每天健康需求應(yīng)攝取3 000～5 000單位ORAC[7]。2007年，USDA建立了ORAC食品數(shù)據(jù)庫，2010發(fā)布了第2版ORAC食品數(shù)據(jù)庫，對(duì)消費(fèi)者合理膳食具有很好的指導(dǎo)意義。

新疆具有獨(dú)特的地理環(huán)境和氣候條件，擁有豐富、優(yōu)質(zhì)的水果資源，是我國(guó)主要的干果產(chǎn)區(qū)。據(jù)2018年《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)，新疆紅棗、葡萄和杏產(chǎn)量分別為347.0，270.6，93.3萬t，其中大部分被用于干果加工。新疆的干果種類和品種與國(guó)外均存在較大差異，比如國(guó)外主要的干果分別是葡萄干、椰棗、西梅干、杏干、無花果[1]，而新疆主要的干果是葡萄干、紅棗、杏干、無花果。新疆的葡萄干以綠葡萄干為主，國(guó)外無花果以紫色無花果為主，說明有必要開展新疆干果的品質(zhì)及抗氧化活性分析，掌握不同干果的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及抗氧化能力。本文選取新疆常見的12種干果，對(duì)其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及抗氧化活性進(jìn)行分析比較，以期獲得新疆干果的品質(zhì)數(shù)據(jù)，為新疆干果消費(fèi)和加工提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

12種新疆干果樣品，包括7種葡萄干品種：紅香妃、綠香妃、黃提、玫瑰香、大綠珍珠、小綠珍珠、黑加侖；2種無花果：小無花果干、大無花果干；2種紅棗：特級(jí)灰棗、特級(jí)駿棗；以及1種杏干：吊干杏。每個(gè)樣品約500 g，切塊（灰棗、駿棗和吊干杏需去核后再切塊），經(jīng)液氮處理后迅速粉碎，然后裝袋置于-20℃?zhèn)溆谩?/p>

沒食子酸、 蘆丁、6-羥基-2，5，7，8-四甲基色烷-2-羧酸 （Trolox）、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、2，4，6-三吡啶基三嗪 （TPTZ）、2，2-聯(lián)氮-二 （3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（ABTS）、偶氮二異丁脒鹽酸鹽（AAPH）、熒光素，阿拉丁試劑（上海）有限公司；葡萄糖、果糖、蔗糖、草酸、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸等，上海源葉生物技術(shù)有限公司；2N Folin-Ciocalteu試劑，上海荔達(dá)生物科技有限公司。

UV-2550分光光度計(jì)，日本島津；LC-20A液相色譜，日本島津；SPD-M20A檢測(cè)器、RID20A檢測(cè)器，日本島津；1510酶標(biāo)儀、374酶標(biāo)儀，美國(guó)Thermo Fisher；HE53水分分析儀，上海梅特勒-托利多。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 果糖、葡萄糖和蔗糖[8]稱取5 g樣品，用蒸餾水定容100 mL，然后在室溫下超聲萃取30 min，3 000 r/min 離心 15 min，取上清液過 0.22 μm針式濾頭，備用。

色譜條件：色譜柱 Platisil NH2（250 mm×4.6 mm，i.d.）柱，天津迪馬；柱溫30℃，進(jìn)樣量 10 μL，流速 1 mL/min，流動(dòng)相：V乙腈∶V水=75∶25。

1.2.2 有機(jī)酸[9]稱取5g樣品，用0.05 mol/L鹽酸溶液定容100 mL，然后在室溫下超聲萃取30 min，3 000 r/min 離心 15 min，取上清液過 0.22 μm針式濾頭，備用。

色譜條件：色譜柱 Spursil C18（250 mm×4.6 mm，i.d.）柱，天津迪馬；柱溫 30 ℃，進(jìn)樣量 10 μL，流速 0.5 mL/min，流動(dòng)相：V甲醇∶V0.01mol/LKH2PO4（pH=2.5）=4∶96，檢測(cè)波長(zhǎng) 210 nm。

1.2.3 總黃酮 參照Wang的方法略作修改[10]。4 g樣品用體積分?jǐn)?shù)80%的乙醇定容100 mL，在室溫下超聲萃取30 min，3 000 r/min離心15 min，取上清液備用。

5.0 mL黃酮提取液中加0.5 mL 5%NaNO2，混勻后靜止 6 min，加 0.5 mL 10%Al（NO3）3，混勻后靜止6 min，然后加4 mL 4%NaOH，混勻后靜止20 min，最后在502 nm處測(cè)定吸光值，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，結(jié)果以mg RE/g DW表示。

1.2.4 總酚 采用Foline-Ciocalteu比色法測(cè)定[11]。10 mL 80%乙醇中加0.2 mL 1.2.3節(jié)的樣液，再加0.3 mL Folin-Ciocalteu試劑，混勻放置5 min，加 1 mL 15%Na2CO3，混勻后室溫避光反應(yīng)2 h，在 746 nm 處測(cè)定吸光值。以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品，結(jié)果以mg GAE/g DW表示。

1.2.5 抗氧化活性 DPPH參考Tian[11]的方法并稍作修改。 20 μL樣液加在 96孔微孔板中，加入稀釋到適宜濃度的DPPH溶液，300 r/min震蕩放置30 min，用酶標(biāo)儀在517 nm處掃描吸光值。用trolox作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，結(jié)果以μmol TE/g DW表示。

ABTS參考Fang[12]的方法并稍作修改。2 mL 2.6 mmol/L過硫酸鉀與 2 mL 7.4 mmol/L ABTS+·混合均勻后，室溫避光放置 16 h，然后用無水乙醇稀釋，使其在734 nm處的吸光值達(dá)到0.70±0.02。取80%乙醇稀釋的樣液 20 μL于96孔板，加 200 μL ABTS+·，300 r/min 震蕩放置 10 min，然后在734 nm處掃描吸光值，用trolox作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，結(jié)果以μmol TE/g DW表示。

FARP參考Fang[12]的方法并稍作修改。0.3 mol/L乙酸鈉緩沖液、20 mmol/L FeCl3和 10 mmol/L TPTZ按照體積比10∶1∶1的比例混合均勻，即FARP試劑使用液。取80%乙醇稀釋的樣液20 μL 至 96 孔板，加 200 μL FRAP，300 r/min震蕩放置10 min，然后在593 nm處掃描吸光值。用trolox作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，結(jié)果以μmol TE/g DW表示。

ORAC參考Zulueta[13]的方法并稍作修改。取80%乙醇稀釋的樣液20 μL至96孔板，加20 μL適宜濃度的熒光素溶液，300 r/min震蕩5 min，加200 μL適宜濃度的AAPH 溶液?jiǎn)?dòng)反應(yīng)。熒光激發(fā)波長(zhǎng)485 nm，發(fā)射波長(zhǎng)538 nm，每2 min測(cè)定1次熒光強(qiáng)度。用trolox作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，結(jié)果以μmol TE/g DW表示。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS20.0進(jìn)行方差分析，Unscramble 10.1進(jìn)行PCA分析。所有試驗(yàn)均重復(fù)3次，結(jié)果表示為 x±SD，采用Duncan’s 多重比較（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分

水分是干果的重要理化指標(biāo)之一，許多標(biāo)準(zhǔn)中都明確規(guī)定干果產(chǎn)品中水分含量范圍，如GB16325-2005中明確規(guī)定葡萄干、桂圓、荔枝和柿餅的水分要求 （葡萄干≤20%，桂圓≤25%，荔枝≤25%，柿餅≤35%），GB/T5835-2009中規(guī)定干制紅棗的水分要求（干制小紅棗≤28%，干制大紅棗≤25%）。美國(guó)農(nóng)業(yè)部（USDA）國(guó)家營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)庫中，葡萄干、椰棗、無花果和杏干的水分含量分別為 15.43%，20.53%，30.05%和 30.89%[14]。而在新疆12種干果中，除駿棗（23.11%）和灰棗 （19.37%）含水量較高外，其余10種干果樣品水分含量均低于14%，遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)和USDA數(shù)據(jù)庫中的干果水分含量。從貯藏角度看，水分含量越低，越有利于干果品質(zhì)保藏，且降低貯藏成本。然而一味追求過低的水分，往往會(huì)硬度增加，口感下降，從而降低消費(fèi)者的接受性。

圖1 新疆12種干果的水分含量Fig.1 The moisture contents of twelve kinds of dried fruits in Xinjiang

2.2 果糖、葡萄糖及蔗糖

果糖、葡萄糖和蔗糖是干果的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是影響干果品質(zhì)和風(fēng)味的重要因素。葡萄干含糖量最高，也被認(rèn)為是能量密度最高的干果，其主要糖類是果糖和葡萄糖[15]，也有報(bào)道其含有少量蔗糖[16]。在此次分析的7種葡萄干中未檢測(cè)到蔗糖，與文獻(xiàn)結(jié)果基本一致?；覘?、駿棗和大無花果的總糖僅次于葡萄干，并且它們都含有蔗糖，灰棗和駿棗的蔗糖占總糖50%以上。小無花果和吊干杏總糖含量顯著低于其它干果樣品（P＜0.01）。從以上結(jié)果來看，新疆干果的總糖含量存在顯著差異，最高可達(dá)826.71 mg/g DW （黃提），而最低的僅含388.67 mg/g DW（吊干杏），兩者含量相差1倍多。從食品能量密度看，攝取相同質(zhì)量的葡萄干、紅棗、無花果、吊干杏，意味著能量攝入存在較大差異。筆者認(rèn)為參考目前的每日干果推薦攝取量（40 g），結(jié)合每種干果具體營(yíng)養(yǎng)成分，針對(duì)每類干果指定一個(gè)每日推薦攝取量。對(duì)干果采用每日推薦攝取量進(jìn)行包裝，可能是未來新疆干果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。

表1 新疆12種干果中果糖、葡萄糖及蔗糖含量（mg/g DW）Table1 Fructose，glucose and sucrose contents of twelve kinds of dried fruits in Xinjiang （mg/g DW）

2.3 有機(jī)酸

有機(jī)酸是干果的主要成分之一，它決定干果的特殊味道，其組成和含量是干果風(fēng)味的重要組成因子。分析干果有機(jī)酸對(duì)了解干果品質(zhì)具有重要意義。7種葡萄干含有酒石酸和蘋果酸，以及少量檸檬酸，未檢測(cè)到草酸，其中酒石酸含量最高，8.47～14.34 mg/g DW，這與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[24]。雖然葡萄干總酸含量高，但其總糖含量也高，最終形成其酸甜適口的風(fēng)味，贏得廣大消費(fèi)者的青睞。吊干杏含有較高的檸檬酸和蘋果酸，并且其總酸也較高，而吊干杏總糖含量低，這也可能是吊干杏難以獲得消費(fèi)者青睞的又一原因。在新疆地區(qū)，杏干除了用于直接食用外，少數(shù)民族還保留著以杏干為食材制作一些傳統(tǒng)美食的習(xí)慣，如制作抓飯、糕點(diǎn)和杏干酸湯等，這也可能是為什么杏干能在新疆干果中占據(jù)重要地位的原因。大無花果和小無花果有機(jī)酸含量均較低，而小無花果總酸含量比大無花果高（P＜0.05）?；覘椇万E棗中均含有草酸、酒石酸、蘋果酸和檸檬酸，而駿棗總酸是灰棗總酸的2倍，其總糖還低于灰棗，這可能是消費(fèi)者認(rèn)為灰棗口感優(yōu)于駿棗的原因。文獻(xiàn)報(bào)道紅棗中除草酸、酒石酸、蘋果酸和檸檬酸外，還有奎寧酸[9]、琥珀酸和富馬酸[17]。在此次樣品中未檢測(cè)到后面3種酸，可能是由于這3種酸在駿棗和灰棗中含量低。

2.4 總黃酮、總酚及抗氧化能力

酚類物質(zhì)廣泛分布于植物組織中，是具有防御功能的次生代謝物質(zhì)，能夠有效清除自由基。類黃酮和酚酸屬于酚類物質(zhì)，廣泛分布于植物組織中，它們也是干果的主要酚類物質(zhì)，常以總黃酮和總酚表示干果中生物功能成分含量多少。Williamson等[18]分析了3種葡萄干，其總酚和總黃酮分別為2.51～4.84 mg GAE/g和0.92～1.47 mg RE/g。 在USDA數(shù)據(jù)庫中，葡萄干、無花果、杏干和椰棗的總酚含量分別為0～10.65 mg GAE/g，9.6 mg GAE/g，2.48 mg GAE/g 和 5.72～6.61 mg GAE/g[1]。 Meng等[19]分析新疆 9種葡萄干，其總酚和總黃酮分別為 3.17～6.78 mg GAE/g和 1.06～5.22 mg CE/g。Wojdy?o等[20]從紅棗中鑒別出25種黃酮類化合物，總酚含量14.42～34.32 mg GAE/g。Suk-Hyun Choi等[21]分析了5個(gè)紅棗品種，總酚含量1.13～4.62 g GE/100 g。

DPPH、ABTS（TEAC）、ORAC、FARP 和CuPRAC是文獻(xiàn)報(bào)道最多的體外抗氧化測(cè)定方法。由于ORAC測(cè)定結(jié)果不僅反映物質(zhì)抗氧化的程度，而且反映抗氧化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程，被認(rèn)為是理想的抗氧化分析方法[7]。Kelebek等[22]分析了5種葡萄干的抗氧化能力，其ABTS、DPPH、FRAP和 O-RAC 分 別 為 22.69～63.66 μmol TE/g、5.07～40.47 μmol TE/g、7.00～17.69 μmol TE/g 和 40.74～77.41 μmol TE/g。USDA數(shù)據(jù)庫中，葡萄干、無花果、杏干和椰棗的總抗氧化能力（ORAC）分別為30.37～104.50 μmol TE/g，33.83 μmol TE/g，32.34 μmol TE/g 和 23.87～38.95 μmol TE/g[1]。 Meng 等[19]分析新疆 9種葡萄干，其DPPH清除能力為4.14～11.18 μmol TE/g。 Wojdy?o 等[20]分析了西班牙紅棗的 ABTS和 FARP，分別為 2.38～4.74 μmol TE/g和 1.77～3.48 μmol TE/g。Suk-Hyun Choi等[21]分析了5個(gè)韓國(guó)紅棗品種，F(xiàn)ARP為3.2～13.2 mol Fe2+/100 g，DPPH 清除效果 IC50為 115.6～343.8 μg/mL。

表2 新疆12種干果中有機(jī)酸含量（mg/g DW）Table2 Organic acid contents of twelve kinds of dried fruits in Xinjiang （mg/g DW）

表3 新疆12種干果中總黃酮、總酚及抗氧化能力Table3 Total flavonoids，total phenolic compounds and antioxidant ability of twelve kinds of dried fruits

12種干果中，黃提、黑加侖和吊干杏中黃酮含量高，而駿棗和灰棗中總酚含量高，黑加侖和吊干杏具有較強(qiáng)的抗氧化能力，其ORAC分別為74.21，67.82和76.16 μmol TE/g，其次是綠香妃和小無花果，而駿棗和灰棗的ORAC抗氧化能力相對(duì)較低，其ABTS抗氧化能力高，這說明多酚含量高與ABTS自由基清除能力密切相關(guān)。紅香妃的抗氧化能力顯著低于其它6種葡萄干（P＜0.05），可能與其加工工藝有關(guān)，導(dǎo)致大量生物活性物質(zhì)損失或破壞，而黑加侖具有很強(qiáng)的抗氧化活性，這可能與其含有大量花色苷有關(guān)。

2.5 相關(guān)分析

在多樣本和多指標(biāo)數(shù)據(jù)處理時(shí)，為了簡(jiǎn)化和便于數(shù)據(jù)比較，常采用主成分分析。其中相關(guān)分析是一種離散性變量的主成分分析，常用于數(shù)據(jù)的圖解表示，可根據(jù)數(shù)據(jù)點(diǎn)間的距離對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行直觀比較[23]。為了更好地了解新疆干果間的差異，以12種干果為X，以糖、酸、總酚、黃酮和抗氧化活性等16個(gè)指標(biāo)為Y，進(jìn)行主成分相關(guān)分析。提取2個(gè)主成分因子，PC-1和PC-2分別解釋80%和18%的方差變異，并以PC-1和PC-2繪制相關(guān)載荷圖（圖2）。由圖2可以看出樣品及指標(biāo)間的關(guān)系。7種葡萄干樣品的數(shù)據(jù)點(diǎn)較集中，并且距離酒石酸、蘋果酸、果糖、葡萄糖、總糖、總酸、總黃酮等指標(biāo)較近，說明葡萄干中這些指標(biāo)比其它干果高，葡萄干距離FARP、ORAC、DPPH等指標(biāo)較近，也說明葡萄干抗氧化活性強(qiáng)。吊干杏距離檸檬酸、蘋果酸、總酸等指標(biāo)近，而距離果糖、葡萄糖、蔗糖等指標(biāo)遠(yuǎn)，說明其含酸量高，糖含量低。駿棗和灰棗距離總酚、蔗糖、ABTS等指標(biāo)近，也反映其富含蔗糖和多酚，具有較強(qiáng)的清除ABTS自由基能力。雖然大無花果距離總酸、總黃酮、FARP、ORAC、DPPH等指標(biāo)近，似乎大無花果應(yīng)含有較高的總酸、總黃酮，并且具有較好的抗氧活性，然而恰恰相反，真實(shí)數(shù)據(jù)中大無花果這幾項(xiàng)指標(biāo)均較低，可能是由于無花果中含有較高的果糖、葡萄糖、總糖，在多指標(biāo)權(quán)重分析時(shí)，這3個(gè)指標(biāo)掩蓋了其它指標(biāo)的真實(shí)效應(yīng)。

圖2 新疆12種干果的相關(guān)載荷圖Fig.2 Correlation loading plots of twelve dried fruits in Xinjiang

3 結(jié)論

通過研究發(fā)現(xiàn)，新疆干果種類和品種間均存在顯著差異 （P＜0.05），12種干果水分 10.39%～23.11%，總糖388.67～826.71 mg/g DW，總酸6.56～19.01 mg/g DW（以有機(jī)酸計(jì)），總黃酮0.39～3.04 mg RE/g，總酚 0.56～0.73 mg GAE/g，DPPH 自由基清除能力 2.65～9.75 μmol TE/g，ABTS自由基清除 能 力 8.22～51.82 μmol TE/g，鐵 還 原 能 力（FARP）5.01～40.52 μmol TE/g，總抗氧化能力（ORAC）32.36～76.16 μmol TE/g。 其中在營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面，7種葡萄干的果糖、葡萄糖、總糖、酒石酸、總酸、總黃酮含量高，駿棗和灰棗中蔗糖、總酚含量高，吊干杏中蘋果酸、檸檬酸含量高；在抗氧能力方面，黃提、黑加侖、吊干杏和小無花果的DPPH、FARP和ORAC高，而駿棗和灰棗的ABTS高。

此外，對(duì)12種干果及15個(gè)指標(biāo)采用主成分分析，獲得2個(gè)PC組分的相關(guān)荷載圖，該圖基本解釋大部分干果及品質(zhì)間的關(guān)系，可以了解不同干果的品質(zhì)和抗氧化能力。本研究只分析了最常見的12種干果，然而新疆干果種類和品種繁多，許多特有和小品種干果還有待研究。