不同地區(qū)黑加侖的成分分析與研究

陳寶宏，蔣彩云，蔣欣宇，李玉嘯

(江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 健康學(xué)院，江蘇 南京 211168)

黑加侖又名黑夏果、黑豆果、紫梅、黑穗醋栗[1-2]，是一種漿果植物。世界主產(chǎn)區(qū)是歐洲北部，我國新疆北部和東北地區(qū)廣泛種植[3-4]。在我國，黑加侖不僅可以加工制成果汁、果醬、果酒,還可以被當(dāng)作食品添加劑。在歐洲，果汁生產(chǎn)的重要原料之一就是黑加侖[5-6]。黑加侖含有糖類、有機(jī)酸、多種維生素、原花青素、活性礦物質(zhì)及特殊芳香物質(zhì)等，在飲料工業(yè)和醫(yī)藥行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，是釀酒、提取天然色素以及生產(chǎn)化妝品、藥品、食品的上等原料[7]。本研究采用常量營養(yǎng)素國標(biāo)方法、改進(jìn)的鹽酸-香草醛法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)對(duì)新疆阿勒泰、黑龍江伊春和大興安嶺以及內(nèi)蒙古額爾古納旗四個(gè)地區(qū)黑加侖的常量營養(yǎng)素、原花青素和金屬元素進(jìn)行測定，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，以期為黑加侖的深加工和精準(zhǔn)開發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐。

1 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)所用材料是產(chǎn)自新疆阿勒泰、黑龍江伊春和大興安嶺、內(nèi)蒙古額爾古納旗等四個(gè)地區(qū)的新鮮黑加侖。

1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

本實(shí)驗(yàn)所需試劑有：濃鹽酸,濃硝酸,堿性酒石酸銅甲液,堿性酒石酸銅乙液,1 g/L葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液,0.1 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液,1%酚酞指示劑溶液,1%香草醛甲醇溶液,鐵(Fe)、鉀(K)、硒(Se)和鉛(Pb)元素等標(biāo)準(zhǔn)溶液,鍺(Ge)、銦(In)、鉍(Bi)、鈧(Sc)等內(nèi)標(biāo)元素儲(chǔ)備液。以上試劑均為分析純及以上。水：GB/T 6682—2008規(guī)定的一級(jí)水及以上；原花青素標(biāo)準(zhǔn)品。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

本實(shí)驗(yàn)所需儀器和設(shè)備有：賽多利斯BSA224S電子天平、Agilent Cary 60紫外分光光度計(jì)、安捷倫電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 ICP-MS7700、MilLi-Q超純水系統(tǒng)、美國CEMMARS6微波消解儀、KH-5壓力消解罐、BHW-08B恒溫加熱器、FW-80高速粉碎機(jī)、DB-1控溫電熱板、KIRGEN微量離心管、GZX-GF-Ⅱ電熱恒溫干燥箱、SXF-6-13 高溫爐。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 樣品預(yù)處理

新鮮黑加侖真空干燥，粉碎，密閉保存待測定。

1.4.2 常量營養(yǎng)素測定

采用直接干燥法測定新鮮黑加侖和預(yù)處理過的樣品的水分含量[8]。分別采用直接灰化法[9]、直接滴定法[10]和指示劑法[11]測定預(yù)處理后的黑加侖樣品的灰分、還原糖和總酸度。

1.4.3 原花青素含量測定

準(zhǔn)確稱取1 g香草醛，加入8 mL濃鹽酸，用甲醇定容于200 mL容量瓶中，配制成系列濃度的甲醇溶液(即使用液)。分別取1 mL標(biāo)準(zhǔn)品使用液與5 mL顯色劑立即混勻，在30 ℃避光條件下反應(yīng)30 min。以甲醇為空白對(duì)照，于波長500 nm處測量吸光值，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，做回收率實(shí)驗(yàn)，同時(shí)測定樣品中原花青素含量[12]。

1.4.4 金屬元素測定

根據(jù)GB 5009.268—2016測定金屬元素[13]。從每種黑加侖預(yù)處理樣品中稱取0.2～0.5 g，放入已準(zhǔn)備好的微波消解內(nèi)罐中，再分別加入6 mL硝酸，消解30 min，取出冷卻，加蓋旋緊，置于微波消解儀中消解，具體消解條件見表1。冷卻后取出，緩慢打開罐蓋排氣，再于恒溫加熱器內(nèi)加熱消解約2 h，取出冷卻，用超純水沖洗內(nèi)蓋,一并轉(zhuǎn)移至離心管中，用超純水定容至25 mL，搖勻備用，同時(shí)做空白試驗(yàn)。

表1 消解儀參考條件

1.4.4.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

精密量取適量鐵、鉀、硒、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，用1%的硝酸將多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋?；旌蠘?biāo)準(zhǔn)元素溶液的鐵元素濃度依次為0、40、80、160、320 μg/mL，鉀元素濃度依次為0、2.5、5、7.5、10 μg/L，硒元素濃度依次為0、1、2、4、8 μg/mL，鉛元素濃度依次為0、1、2、4、8 μg/mL。空白溶液為1%硝酸。

1.4.4.2 內(nèi)標(biāo)溶液配制

取適量鍺、銦、鉍、銃混合內(nèi)標(biāo)溶液，用1%硝酸制成500 μg/L混合內(nèi)標(biāo)溶液。

1.4.4.3 樣品中金屬元素測定

ICP-MS調(diào)諧(主要參數(shù)見表2)通過后，依次對(duì)待測元素標(biāo)準(zhǔn)溶液、混合內(nèi)標(biāo)溶液、標(biāo)準(zhǔn)空白溶液、樣品空白溶液和樣品溶液進(jìn)行測定，分別將空白溶液和樣品溶液注入電感耦合等離子體質(zhì)譜儀中測定待測元素和內(nèi)標(biāo)元素的信號(hào)響應(yīng)值。

表2 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀主要參數(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 花青素標(biāo)準(zhǔn)曲線

精密稱取1 g香草醛、8 mL濃鹽酸，用甲醇定容于200 mL容量瓶中作為顯色劑。將原花青素標(biāo)準(zhǔn)品配制成0.00、0.08、0.16、0.24、0.32、0.40 mg/mL的甲醇溶液，分別移取1 mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液與5 mL顯色劑立即混勻，在 30 ℃避光條件下反應(yīng)30 min，以甲醇為空白對(duì)照，于波長500 nm 處測量吸光度A，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，得其線性回歸方程為y=1.2489x -0.0043，R2=0.9997，相關(guān)系數(shù)r=0.9996(加標(biāo)回收率為94.87%)。表明原花青素測定方法可行，其濃度為0.08～0.40 mg/mL時(shí)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，具體情況見圖1。同時(shí)測定樣品中原花青素含量。

圖1 原花青素標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 常量營養(yǎng)素和原花青素結(jié)果分析

對(duì)不同地區(qū)黑加侖果實(shí)的水分、灰分、還原糖及總酸常量營養(yǎng)素含量進(jìn)行測定，結(jié)果見表3。

表3 四地區(qū)黑加侖成分測定結(jié)果對(duì)比

結(jié)果顯示，不同地區(qū)新鮮黑加侖的水分含量差異較小。將四地區(qū)樣品預(yù)處理后，在水分含量相同的條件下對(duì)比測定結(jié)果。結(jié)果顯示：產(chǎn)自新疆阿勒泰的黑加侖灰分含量和還原糖含量最高、酸度最低，這與新疆地區(qū)光照時(shí)間長、晝夜溫差大有一定關(guān)系，這種黑加侖甜酸適宜，適合鮮食，可以在最大程度上保留其中的營養(yǎng)成分；產(chǎn)自黑龍江大興安嶺和內(nèi)蒙古額爾古納旗的黑加侖原花青素含量較高，適宜于開發(fā)保健食品、提取色素；產(chǎn)自黑龍江伊春的黑加侖原花青素含量最低。

2.3 金屬元素測定結(jié)果分析

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

依次測定待測元素和內(nèi)標(biāo)元素的信號(hào)響應(yīng)值，以待測元素的濃度為橫坐標(biāo)，以待測元素與所選內(nèi)標(biāo)元素響應(yīng)信號(hào)值的比值為縱坐標(biāo)，分別繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，具體情況見圖2—圖5。

圖2 鐵元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖3 鉀元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖4 硒元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖5 鉛元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3.2 金屬元素測定結(jié)果

利用ICP-MS儀器，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得到消解液中待測元素的濃度，測定黑加侖中鐵、鉀、硒和鉛元素的含量，比較新疆阿勒泰、黑龍江伊春和大興安嶺以及內(nèi)蒙古額爾古納旗四地區(qū)黑加侖中鐵、鉀、硒和鉛元素的含量，具體結(jié)果見表4。

表4 四地區(qū)黑加侖金屬元素測定結(jié)果 單位/(mg/kg)

由表4可知：在四個(gè)地區(qū)中，新疆阿勒泰的黑加侖鐵、鉀、硒元素含量最高;黑龍江伊春的黑加侖硒含量較高;黑龍江大興安嶺的黑加侖鉀含量較高;內(nèi)蒙古額爾古納旗的黑加侖鐵、鉀、硒三種金屬元素含量都處于中間水平，但鉛元素含量最高。這與不同地區(qū)土壤的金屬元素含量有一定關(guān)系。其中，鉛的含量與當(dāng)?shù)毓I(yè)及環(huán)境均有一定相關(guān)性。

3 結(jié)論

從實(shí)驗(yàn)測定的數(shù)據(jù)來看，不同地區(qū)黑加侖的營養(yǎng)元素含量存在一定差異，其原因可能是不同地區(qū)的氣候、土壤、水質(zhì)等不同。黑加侖喜歡在陽光充足、土壤肥沃濕潤、氣候涼爽的環(huán)境下生長，適宜在寒冷的地區(qū)栽培。伊春屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，春秋兩季時(shí)間短促，冷暖多變，升降溫快，四季分明[14]；大興安嶺屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同期[15]；阿勒泰屬溫帶大陸性氣候，晝夜溫差大，日照時(shí)間充足[16]。新疆阿勒泰的綜合條件比較適合種植黑加侖。該地種植的黑加侖糖分含量最高、酸度較低，適合鮮食，也可用于生產(chǎn)咀嚼片和果汁等對(duì)甜度要求較高的產(chǎn)品。大興安嶺的黑加侖甜度較低、酸度較高，適合生產(chǎn)果酒類產(chǎn)品。大興安嶺和額爾古納旗種植的黑加侖原花青素含量高，適合用于保健食品開發(fā)。本研究能為黑加侖的深加工和精準(zhǔn)開發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐，對(duì)黑加侖的綜合開發(fā)利用具有深遠(yuǎn)意義。