青藏高原地區(qū)四種野生茶藨子漿果營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性成分分析

孫晴，徐文華，周華坤

1(中國(guó)科學(xué)院西北高原生物研究所, 青海省寒區(qū)恢復(fù)生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧，810008) 2(中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京，100049)

茶藨子屬(RibesL.)植物在我國(guó)有59種30變種[1]，該屬植物在青藏高原地區(qū)有大量野生資源，且還未開發(fā)利用。糖茶藨子(Ribeshimalense)，果實(shí)球形，直徑約6～7 mm，紫紅色，無(wú)毛，種子數(shù)枚；生長(zhǎng)在海拔1 200～4 000 m的山谷、河邊灌叢、針葉林中，分布在我國(guó)陜西、寧夏、青海、西藏等地區(qū)[1-2]。青藏茶藨(Ribesqingzangense)，果實(shí)球形，直徑約3.5～4.8 mm，黃綠色，無(wú)毛；產(chǎn)于青海省互助、班瑪，長(zhǎng)在海拔2 600～3 700 m的林下、河谷[2]。門源茶藨(Ribesmenyuanense)，果實(shí)橢圓形，長(zhǎng)約1.2～1.9 cm，寬約4.5～7 mm，黑紫色，有粗腺毛，生于海拔2 800 m的山麓[2]。長(zhǎng)刺茶藨(Ribesalpestre)，果實(shí)卵圓形，直徑約10～12 mm，紫紅色，有腺毛；生于海拔2 700～4 000 m處的陽(yáng)坡疏林下灌叢中、河岸邊，在我國(guó)主要分布在青海、四川、西藏等地區(qū)[1-2]。這4種生長(zhǎng)在青海省的茶藨子，其花果期均為5～9月。

目前對(duì)茶藨子屬植物的研究多集中在(東北茶藨子、黑茶藨子、穗醋栗、香茶藨子等)資源開發(fā)[3]、繁育栽培[4]、化學(xué)成分[5]、藥理活性[6]、基因表達(dá)[7]等方面，這為研究青海茶藨子及研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。隨著對(duì)該屬植物的不斷深入研究，對(duì)分布在青海的糖茶藨、青藏茶藨、門源茶藨、長(zhǎng)刺茶藨的營(yíng)養(yǎng)成分、食用價(jià)值和藥用價(jià)值鮮有報(bào)道。本文以青藏高原地區(qū)野生的4種青海茶藨子為對(duì)象，分別從常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分(水分、粗纖維、脂肪、蛋白質(zhì))、多糖、維生素、礦物質(zhì)、氨基酸等方面進(jìn)行了含量測(cè)定，從營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度，較全面地闡述糖茶藨、青藏茶藨、門源茶藨、長(zhǎng)刺茶藨的使用價(jià)值。同時(shí)茶藨子果實(shí)作為青海省未開發(fā)的重點(diǎn)野生漿果資源品種，研究其營(yíng)養(yǎng)成分不僅為該屬植物功能性產(chǎn)品的開發(fā)提供支持，也為青海茶藨子資源品種選育工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.2 試劑

D-無(wú)水葡萄糖、蘆丁(標(biāo)品質(zhì)量濃度0.209 4 mg/mL)、兒茶素(標(biāo)品質(zhì)量濃度0.805 mg/mL)、礦物質(zhì)元素混合溶液標(biāo)品[批號(hào)GBW(E)081531，50 μg/mL]、鉛[批號(hào)GBW(E)080129，50 ng/mL]、鎘[批號(hào)GBW(E)080119，5 ng/mL]、鉻[批號(hào)GBW08614，20 ng/mL]、汞[批號(hào)GBW(E)083186，10 μg/mL]、總砷批號(hào)GBW08611，100 ng/mL)、17種AA混標(biāo)[批號(hào)GBW(E)100062]、VB1(批號(hào)CDCTCT7455000，0.496 mg/mL)、VB2(批號(hào)100 369-201103，108.2 μg/mL)、L(+)抗環(huán)血酸(批號(hào)70611，0.556 mg/mL)、異抗環(huán)血酸(批號(hào)70154，0.556 mg/mL)、VA(批號(hào)CA17923820)、α-VE(批號(hào)71031)、γ-VE[批號(hào)CDAB-47785(1)]、δ-VE(批號(hào)CDAB-477-85)。

1.3 儀器與設(shè)備

101-1型電熱鼓風(fēng)干燥箱，北京科偉儀器有限公司；梅特勒-托多利MS205DU精密電子天平，瑞士Mettler Toledo公司；Varian Cary 300 Bio型紫外分光光度計(jì)，Varian公司；SZC-C脂肪測(cè)定儀、SLQ-6纖維測(cè)定儀，上海纖檢儀器有限公司；HH-4恒溫水浴鍋，國(guó)華電器有限公司；TM-0912P馬弗爐，北京盈安美誠(chéng)科學(xué)儀器有限公司；AA240Z原子吸收石墨爐、OES-725型電感耦合等離子體光譜儀，美國(guó)Agilent公司；AFS-933型原子熒光光度計(jì)，北京吉天儀器有限公司；PHS-3C型pH計(jì)，上海精科雷磁；KQ-100E型超聲波清洗器，昆山超聲儀器科技公司。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 樣品處理

將新鮮的糖茶藨、青藏茶藨、門源茶藨、長(zhǎng)刺茶藨漿果分別用榨汁機(jī)打漿，然后進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)。

1.4.2 試驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)對(duì)新鮮的糖茶藨、青藏茶藨、門源茶藨、長(zhǎng)刺茶藨果實(shí)中的營(yíng)養(yǎng)成分(水分、蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、總糖、維生素、礦物質(zhì)元素、氨基酸等)和生物活性成分(總黃酮、多酚、多糖、原花青素、花青素)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)對(duì)象及所用方法如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)方法匯總Table 1 Summary of experimental methods

2 結(jié)果與分析

2.1 茶藨子果實(shí)一般營(yíng)養(yǎng)成分

對(duì)青海的糖茶藨、青藏茶藨、門源茶藨、長(zhǎng)刺茶藨4種茶藨子果實(shí)進(jìn)行水分、總糖、蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維等營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定，結(jié)果見表2。4種茶藨子的含水量在78.3%～81.4%，平均(79.73±1.51)%；總糖含量在4.10%～6.10%，平均(5.23±0.94)%；總酸含量在3.04～55.81 g/kg，平均(30.81±27.43)g/kg；糖酸比分別為5.14、20.07、0.86、0.76；蛋白質(zhì)含量在1.88%～2.28%，平均(2.12±0.18)%；脂肪含量在1.40%～2.20%，平均(1.83±0.39)%；粗纖維含量在1.40%～7.4%，平均(4.05±3.06)%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

表2 青海省4種茶藨子果實(shí)的一般營(yíng)養(yǎng)成分的檢測(cè)結(jié)果Table 2 The results of determination of general nutrient components of four kinds of ribes fruits in Qinghai province

2.2 茶藨子果實(shí)的生物活性成分

對(duì)青海的糖茶藨、青藏茶藨、門源茶藨、長(zhǎng)刺茶藨4種茶藨子果實(shí)進(jìn)行總黃酮、多酚、多糖、花青素、原花青素等活性成分含量的測(cè)定，結(jié)果見表3。4種茶藨子的總黃酮含量0.077 2%～0.3%，平均(0.18±0.11)%；多酚含量0.083 1%～0.5%，平均(0.22±0.20)%；多糖含量0.27%～6.1%，平均(3.34±3.09)%；花青素含量0.037 6%～0.141%，平均(0.09±0.07)%，且門源茶藨子和長(zhǎng)刺茶藨子未檢測(cè)出；原花青素含量0.0295%～0.72%，平均(0.27±0.33)%(均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

例如，在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)“圓”這部分知識(shí)時(shí)，我便按照班級(jí)學(xué)生的層級(jí)進(jìn)行了分組，并為學(xué)生明確了合作學(xué)習(xí)過(guò)程中所應(yīng)當(dāng)遵守的準(zhǔn)則，從而確保了合作學(xué)習(xí)的有效性。長(zhǎng)此以往，學(xué)生會(huì)逐漸養(yǎng)成互動(dòng)學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，在組內(nèi)能夠分工明確，各自為小組合作做出自己的貢獻(xiàn)。

表3 四種野生茶藨子果實(shí)的活性成分 單位：%

2.3 茶藨子果實(shí)的維生素

對(duì)糖茶藨、青藏茶藨、門源茶藨、長(zhǎng)刺茶藨果實(shí)進(jìn)行VB、VC、VE含量測(cè)定，結(jié)果如表4所示。糖茶藨和青藏茶藨中含量維生素較高，分別為64.4和52.0 mg/100g，門源茶藨和長(zhǎng)刺茶藨的VC低于0.4 mg/100g；VB1含量0.005～0.029 mg/100g，平均(0.02±0.01)mg/100g；VB2含量0.033～0.048 mg/100g，平均(0.04±0.01)mg/100g；α-生育酚含量0.201～2.66 mg/100g，平均(1.53±1.28)mg/100g；γ-生育酚含量0.048～0.99 mg/100g，平均(0.52±0.52)mg/100g；糖茶藨和青藏茶藨因含量低于檢測(cè)限，因此其果實(shí)中未檢測(cè)出δ-生育酚，而門源茶藨和長(zhǎng)刺茶藨的δ-生育酚含量均低于0.04 mg/100g。

表4 茶藨子果實(shí)的維生素含量測(cè)定 單位：mg/100g

2.4 茶藨子果實(shí)的礦物質(zhì)

對(duì)青海地區(qū)的糖茶藨、青藏茶藨、門源茶藨、長(zhǎng)刺茶藨果實(shí)進(jìn)行礦物質(zhì)含量測(cè)定，結(jié)果如表5所示。4種茶藨子果實(shí)中礦物質(zhì)含量最高的均為鉀、鈣、鎂，具體情況如下：鉀含量213～328 mg/100g，平均(271.50±64.14)mg/100g；鈣含量57.20～80.80 mg/100g，平均(70.58±10.04)mg/100g；鎂含量15.30～18.70 mg/100g，平均(17.15±1.66)mg/100g；鐵含量0.60～0.91 mg/100g，平均(0.72±0.13)mg/100g；鋅含量0.21～0.54 mg/100g，平均(0.31±0.15)mg/100g；錳含量0.15～0.53 mg/100g，平均(0.31±0.16)mg/100g；銅含量0.07～2.78 mg/100g，平均(1.00±1.26)mg/100g。

表5 茶藨子果實(shí)礦物質(zhì)含量檢測(cè)結(jié)果 單位：mg/100g

2.5 茶藨子果實(shí)中的重金屬

對(duì)生長(zhǎng)在青海的野生的糖茶藨、青藏茶藨、門源茶藨、長(zhǎng)刺茶藨果實(shí)進(jìn)行重金屬含量測(cè)定，結(jié)果如表6所示。4種茶藨子果實(shí)中重金屬含量最高的均為鉛、鉻，具體分別為總汞含量在0.000 8～0.012 mg/kg，平均(0.006 0±0.005 8)mg/kg；總砷含量0.000 5～0.006 1 mg/kg，平均(0.002 5±0.002 5)mg/kg；鉛含量0.016～0.57 mg/kg，平均(0.256 3±0.282 4)mg/kg；鎘含量0.002～0.004 4 mg/kg，平均(0.002 2±0.001 5)mg/kg；鉻含量0.026～0.29 mg/kg，平均(0.149 0±0.140 7)mg/kg。

表6 茶藨子果實(shí)重金屬含量檢測(cè)結(jié)果 單位：mg/kg

2.6 茶藨子果實(shí)中的氨基酸

對(duì)茶藨子屬的糖茶藨、青藏茶藨、門源茶藨、長(zhǎng)刺茶藨果實(shí)進(jìn)行氨基酸含量的測(cè)定，結(jié)果給出17/16種氨基酸的含量，如表7所示。4種茶藨子果實(shí)中氨基酸含量最高的分別為天冬氨酸(0.22 g/100g)、谷氨酸(0.46 g/100g)。其中茶藨子的總氨基酸含量分別是2.03、2.46、1.77、1.80 g/100g，平均含量(2.01±0.32)g/100g；必需氨基酸的平均含量0.77 g/100g，占總氨基酸的37.83%；非必需氨基酸的平均含量1.24 g/100g，占氨基酸總量的62.17%。

表7 青海4種茶藨子果實(shí)氨基酸含量測(cè)定Table 7 Determination of amino acid content of four kinds of ribes fruits in Qinghai

3 討論與結(jié)論

3.1 營(yíng)養(yǎng)成分分析

由表2可知，糖茶藨和青藏茶藨果實(shí)的水分、總糖、粗纖維較高于門源茶藨和長(zhǎng)刺茶藨，但前者的總酸含量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于后者。水分不僅影響果實(shí)的鮮度、嫩度、硬度和口感，果實(shí)的腐敗變質(zhì)、運(yùn)輸、保鮮期也受其影響[8-9]。糖茶藨、青藏茶藨、門源茶藨、長(zhǎng)刺茶藨的糖酸比分別為5.14、20.17、0.86、0.78，即青藏茶藨純甜，糖茶藨酸甜適度，門源茶藨和長(zhǎng)刺茶藨有明顯酸味[10]。茶藨子中的6種維生素，糖茶藨和青藏茶藨以VC和α-生育酚為主，且VC高于野生清水河枸杞[11]、野生毛葉/小果薔薇果實(shí)及是日常食用水果(蘋果、西瓜、柑橘、香蕉)的3～16倍[8]，其可被開發(fā)成富含VC的日常食用水果[12]；而門源茶藨和長(zhǎng)刺茶藨以α-生育酚和γ-生育酚為主，生育酚中α型的活性最強(qiáng)，可作為抗氧化劑和營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。由表5可知，茶藨子中的7種礦物質(zhì)元素，以常量元素鉀、鈣、鎂為主，且礦物質(zhì)是生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素，對(duì)酶的合成，促進(jìn)新陳代謝、提高免疫等方面發(fā)揮重要作用[13-14]，若長(zhǎng)期缺乏不僅會(huì)影響其他元素的吸收，也會(huì)導(dǎo)致軟骨病、貧血、生長(zhǎng)停滯等疾病的發(fā)生[15]。考慮果實(shí)安全性的問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行了5種重金屬含量的檢測(cè)，根據(jù)GB 2762—2017 食品中污染物限量(漿果Pb≤0.2 mg/kg，新鮮水果Cd≤0.05 mg/kg，但水果中的總汞、總砷、鉻限量未明確列出，可以參考蔬菜中的總汞≤0.01 mg/kg，總砷≤0.5 mg/kg，Cr≤0.5 mg/kg)和國(guó)家無(wú)公害食品水果蔬菜對(duì)重金屬的安全限量(Pb≤0.5 mg/kg，Hg、Cd≤0.05 mg/kg，As≤0.10 mg/kg)可知[8,16]，門源茶藨子、長(zhǎng)刺茶藨重金屬含量均完全符合這2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的限量要求，即可安全食用；而糖茶藨和青藏茶藨質(zhì)量安全不完全符合這2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，因糖茶藨中的鉛含量0.57 mg/kg皆超出兩者安全限量范圍，青藏茶藨鉛含量0.42 mg/kg不符合GB 2762—2017要求，同一時(shí)間同一采樣地，糖茶藨和青藏茶藨的鉛含量明顯遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于門源茶藨子和長(zhǎng)刺茶藨子，且藏醫(yī)民常用糖茶藨的果實(shí)藥用和生吃，因此應(yīng)重新采樣檢測(cè)這兩種果實(shí)中的鉛含量。茶藨子中氨基酸種類齊全、含量豐富，其中鮮味氨基酸(天冬氨酸和谷氨酸)含量相對(duì)較高，與氯化鈉反應(yīng)后生成的氨基酸鈉鹽，是食物中的鮮味物質(zhì)[17-19]。谷氨酸具有提高記憶力和參與機(jī)體解毒的作用，天冬氨酸可以保護(hù)牙齒和延緩骨骼的損壞[20]。

3.2 生物活性成分分析

糖茶藨和青藏茶藨果實(shí)中的總黃酮、多酚、多糖、花青素、原花青素的含量均高于門源茶藨子和長(zhǎng)刺茶藨子。多酚和黃酮都具有強(qiáng)抗氧化[21-23]、降血糖、抗腫瘤的作用[24]。除多酚、黃酮外，多糖、花青素、原花青素也具抗氧化能力[25-27]。因多糖水溶性較好，且在降血糖時(shí)安全無(wú)副作用，已作為開發(fā)降血糖藥物及其保健品的熱點(diǎn)物質(zhì)[28]。因此茶藨子不僅可以作為天然抗氧劑的來(lái)源，其降血糖活性成分(黃酮、多酚、多糖)[29]，具有開發(fā)成降血糖藥的潛力。因此，需要進(jìn)一步篩選活性單體的化學(xué)結(jié)構(gòu)并驗(yàn)證現(xiàn)代藥理作用，以明確果實(shí)藥用的有效成分的結(jié)構(gòu)類型、有效劑量、功效及作用機(jī)制。

3.3 茶藨子野生資源開發(fā)的價(jià)值

很少有學(xué)者對(duì)青海茶藨子屬植物的果實(shí)進(jìn)行系統(tǒng)且全面的營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究。本文主要通過(guò)對(duì)4種茶藨子果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分含量的檢測(cè)分析，闡明了4種茶藨子果實(shí)營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成和內(nèi)涵，有利于進(jìn)一步理解茶藨子的藥用功效以及為進(jìn)軍食品領(lǐng)域、研發(fā)新食品奠定理論基礎(chǔ)和提供豐富的原材料；茶藨子的食用營(yíng)養(yǎng)價(jià)值對(duì)提升當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、大健康戰(zhàn)略[30]意義非凡。

3.4 結(jié)論

3.4.1 茶藨子營(yíng)養(yǎng)成分大體上呈現(xiàn)低脂肪、高VC、VE、高鉀等特征

從檢測(cè)結(jié)果上來(lái)看，茶藨子果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分含量總體上呈現(xiàn)低脂肪、高VC和VE、高鉀等特點(diǎn)。水果的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要取決于維生素的含量，茶藨子果實(shí)若作為日常水果食用，其糖茶藨和青藏茶藨漿果富含大量的VC和適度的糖酸比，且果實(shí)中豐富的必需氨基酸、微量元素，都能滿足人體所需的營(yíng)養(yǎng)，有潛力成為新時(shí)代的新型綠色水果。

3.4.2 茶藨子果實(shí)具有研發(fā)新食品的潛在優(yōu)勢(shì)

第一，茶藨子低脂且含較高粗纖維含量，符合時(shí)下的減肥潮流，為瘦身餐配料提供來(lái)源。第二，茶藨子高鉀的特點(diǎn)，有助于調(diào)節(jié)體內(nèi)滲透壓和酸堿平衡，有助于保持神經(jīng)健康、血壓正常、保護(hù)心臟和預(yù)防中風(fēng)。第三，水溶性VC大量存在于糖茶藨和青藏茶藨果實(shí)中，脂溶性VE之一的α-生育酚在門源茶藨和長(zhǎng)刺茶藨果實(shí)含量最豐富。因此茶藨子可作為維生素補(bǔ)充劑和天然抗氧化劑的來(lái)源。第四，茶藨子氨基酸種類齊全且含量豐富，必需氨基酸含量37.83%，可作為優(yōu)質(zhì)蛋白源。

3.4.3 茶藨子果實(shí)作為功能性產(chǎn)品/藥用的前景

茶藨子果實(shí)檢測(cè)到的幾種生物活性物質(zhì)(總黃酮、多酚、多糖、花青素)，具有良好的體內(nèi)外藥理作用，如抗氧化、抗菌、抗腫瘤、提高免疫、治療心血管疾病等功效。因此，分離活性單體和天然抗氧化、天然色素資源的深度開發(fā)利用，有利于篩選具有特定功能的有效成分和研究茶藨子植物體內(nèi)活性成分的積累及作用機(jī)制。

本文對(duì)不同茶藨子品種的果實(shí)進(jìn)行了一般營(yíng)養(yǎng)成分、維生素、礦質(zhì)元素、氨基酸、生物活性成分含量的全面分析與比較，為制定地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、篩選新型觀賞、藥食兼用優(yōu)質(zhì)品種資源、篩選制成特定功能的藥品和食品，為豐富的茶藨子植物野生資源的開發(fā)利用提供了依據(jù)。