黃蓓蓓
三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品園林學(xué)院(三門峽 472000)
棗作為我國傳統(tǒng)的五果之一,已有超過4 000年的種植歷史。大棗作為經(jīng)濟(jì)作物已經(jīng)廣泛種植于亞洲,非洲,歐洲和歐洲的溫暖地區(qū)。棗中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),如糖、有機酸、維生素、多種礦物質(zhì),以及植物化學(xué)物質(zhì),包括環(huán)磷酸腺苷、生物堿、皂苷、多酚、多糖,具有很高的生物活性[1-3]?!侗静菥V目》中記載:“大棗氣味甘平,安中養(yǎng)脾氣、平胃氣、通九竅、助十二經(jīng),補少氣,久服輕身延年?!蓖瑫r,在《本草綱目》中還記載一種民間處方,通過飲用棗湯可以緩解煩躁和失眠的癥狀。此外,中國藥典也將大棗列為一種重要的草藥,用于治療疲勞、貧血、失眠和其他健康問題[4-5]。近年來,大量相關(guān)研究表明,大棗中含有多種生理活性物質(zhì),如大棗多糖、黃酮類、皂苷類、三萜類、生物堿類、環(huán)磷酸腺苷(cAMP)、環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)等,具有很高的藥用價值,如抗腫瘤,抗氧化,輔助記憶調(diào)節(jié),保肝和鎮(zhèn)靜等作用[6]。氨基丁酸是一種非蛋白質(zhì)氨基酸,廣泛分布于從微生物到脊椎動物和植物的物種中。它被認(rèn)為是脊椎動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的主要抑制性神經(jīng)遞質(zhì),在維持心理健康方面起著極其關(guān)鍵的作用。此外,它還發(fā)揮一系列生理功能,包括降低血壓、改善記憶力、抑制癌細(xì)胞增殖、增強免疫力、減少失眠等[7-9]。氨基丁酸的這些功能與棗類制保健食品所描述的功效非常相似。為了更好地了解大棗的功效,通過試驗手段測定呂梁木棗和交城駿棗中氨基丁酸含量,并研究采摘時機、干燥和貯藏處理對大紅棗中氨基丁酸的影響。試驗結(jié)果有助于進(jìn)一步了解大棗的功能特性,也有利于培育大棗品種,優(yōu)化收獲時間,制定加工和貯藏策略。
γ-氨基丁酸;甲醇(HPLC級);鄰苯二甲醛;β-巰基乙醇;四硼酸鈉;抗壞血酸;甲酸。
大紅棗均采自山西當(dāng)?shù)毓麍@。所有樣品(每個品種約3 kg)的采摘均遵循形貌完整,外觀完整和形態(tài)相似的原則。采集樣品隨機分成3份,存放在密封袋中,在室溫條件下立即轉(zhuǎn)移至實驗室。樣品經(jīng)自來水清洗后,制成厚度0.3 mm切片,冷凍干燥后研磨成粉末。
為研究采摘時機,干燥和存儲方式對大紅棗中氨基丁酸的影響,準(zhǔn)備五類樣品進(jìn)行交叉對照試驗,具體設(shè)計為:A,鮮棗果實(2018年10月6日采摘);B,鮮棗果實(2018年11月6日采摘),C,B樣品在55 ℃熱空氣環(huán)境下干燥24 h;D,C樣品密封帶包裝,室溫下保存6個月;E,C樣品密封袋包裝,室溫下保存12個月。將所有樣品除去谷粒后冷凍干燥并研磨成粉末備用。
室溫下,對棗果樣品進(jìn)行超聲提取處理(提取時間不短于30 min),在3 000 r/min下對提取物進(jìn)行離心處理(處理時間不短于15 min),將得到的上清液在4 ℃條件下保存?zhèn)溆茫ù娣艜r間不能超過72 h)。將150 mg鄰苯二甲醛,3 mL甲醇,27 mL 0.1 mol/L四硼酸鈉(pH 9.5),500 μLβ-巰基乙醇和30 mg抗壞血酸攪拌混合制備衍生化試劑。將650 μL樣品與等體積衍生化試劑混合,混合10 s后過濾并注入高效液相色譜儀。
試驗的高效液相色譜測試選取LC-30AD高效液相色譜系統(tǒng),包括LC-30AD四元梯度泵、SIL-30AC自動進(jìn)樣器、CTO-20AC柱溫箱、SPD-20A紫外檢測器(日本島津);Empower色譜工作站;Mettler ME235S型電子天平(瑞士Mettler Toledo公司);TTL-lOB(北京同泰聯(lián)科技公司)。
流動相A為甲醇,流動性B為0.05%甲酸作為洗脫溶劑,流速設(shè)定值為0.5 mL/min,注射量10 μL。梯度程序如表1所示。
表1 梯度洗脫程序
如圖1所示,氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖和棗果樣品色譜圖具有很高的相似度。此外,氨基丁酸的色譜峰在棗果樣品色譜圖中表現(xiàn)為第二高峰。因此,可以定性認(rèn)為棗中確實含有一定量氨基丁酸。
圖1 氨基丁酸標(biāo)樣和大紅棗樣品的高效液相色譜圖
圖2 新鮮交城駿棗和呂梁木棗的氨基丁酸含量
從圖2中可以定量看到2種新鮮棗的氨基丁酸含量。測試結(jié)果表明2種棗類之間氨基丁酸濃度存在一定差異(p<0.05)。交城駿棗新鮮棗果中的氨基丁酸含量352.42 μg/g DW,而呂梁木棗新鮮棗果中氨基丁酸的含量280.31 μg/g DW,而這種氨基丁酸含量的差異,主要是由于2種棗果中氨基丁酸轉(zhuǎn)移酶的含量不同而造成。研究表明,每天消耗總量為26.4 mg的氨基丁酸時,有助于改善睡眠,每天口服10~70 mg氨基丁酸的食物,可有效降低血壓[10-11]。因此長期堅持食用大紅棗對人體存在積極影響。
由圖3和表2可以看出,不同條件下棗果中氨基丁酸濃度,發(fā)現(xiàn)采摘時機、干燥和貯藏處理對氨基丁酸含量有顯著影響。數(shù)據(jù)顯示,相比于10月份采摘的交城駿棗,11月份采摘的交城駿棗氨基丁酸濃度升高近1倍。
圖3 交城駿棗和呂梁木棗在不同處理條件下的氨基丁酸含量
表2 不同條件下棗果樣品中氨基丁酸含量 μg/g DW
一般來說,植物組織中的氨基丁酸含量非常低,范圍從3.12~624 μg/g DW,但在研究表明,植物暴露于多種生物和非生物脅迫后會出現(xiàn)大而快速的增加(<1 000倍)。資料顯示,在機械或冷刺激的作用下,大豆葉片中的氨基丁酸濃度在5 min內(nèi)由1 μmol/g增至2 μmol/g DW。預(yù)冷處理后,龍眼中的氨基丁酸濃度增加89%。枇杷果實在1 ℃下儲存35 d時,其氨基丁酸含量幾乎翻倍,這是因為,在冷壓力作用下,氨基丁酸抗氧化酶活性升高,從而保持較高的ATP含量和能量電荷,保護(hù)細(xì)胞膜免受冷害,進(jìn)而誘導(dǎo)果實表現(xiàn)出耐冷性[12]。此外,有研究表明,外部環(huán)境壓力是通過兩種不同的機制增加氨基丁酸積累。引起代謝或機械破壞的應(yīng)激導(dǎo)致細(xì)胞溶質(zhì)酸化,并誘導(dǎo)谷氨酸脫羧酶和氨基丁酸合成的酸性pH依賴性活化。壓力包括冷、熱、鹽、溫或瞬時環(huán)境因素,使細(xì)胞中Ca2+增加。細(xì)胞溶質(zhì)中的Ca2+的增加刺激鈣調(diào)蛋白依賴性谷氨酸脫羧酶活性和氨基丁酸的合成。11月初,恰巧是山西的深秋,夜間溫度通常低于0 ℃。這意味著棗果在收獲前自然經(jīng)歷一段寒冷的壓力。這些結(jié)果表明,氨基丁酸含量可能由于冷應(yīng)力而積累增多。由圖3和表2可以看出,干燥和儲存處理對棗中氨基丁酸的含量有顯著負(fù)面影響。與新鮮駿棗和木棗(B)相比,干棗果(C)中氨基丁酸含量分別降低12.6%和10.8%。與駿棗和木棗干棗果實(C)相比,氨基丁酸含量均有顯著降低,分別降低49.18%和46.55%(D,儲存6個月)和77.44%和79.43%(E,儲存12個月)。這些結(jié)果表明,干燥棗果實的氨基丁酸含量在一定環(huán)境溫度下儲存期間衰減十分明顯,這與之前文獻(xiàn)中得出的結(jié)論是一致的。因此,應(yīng)開發(fā)適當(dāng)貯藏技術(shù),以減少干棗果實中氨基丁酸和其他生物活性成分的損失。
試驗證實大紅棗中確實含有一定量氨基丁酸。由于環(huán)境冷壓作用,新鮮大棗中氨基丁酸濃度會有所升高,而干燥和貯存處理均會對棗中氨基丁酸含量造成負(fù)面影響。為進(jìn)一步開發(fā)棗類的經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)對收獲時間和開發(fā)加工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化,以便在干燥和儲存期間盡可能多地保留棗中氨基丁酸。