西蘭花全資源營(yíng)養(yǎng)成分分布特征及評(píng)價(jià)

姚夢(mèng)園，潘少香，張青青，譚夢(mèng)男，崔艷平，閆新煥*

（1.中華全國(guó)供銷合作總社濟(jì)南果品研究所，山東濟(jì)南 250220；2.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250100）

西蘭花營(yíng)養(yǎng)豐富，富含多酚、黃酮、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)，具有良好的抗氧化效果[1-2]。有研究表明，西蘭花中含有硫代葡萄糖苷及其酶解產(chǎn)物，具有防癌、抗癌等功效[3-5]。據(jù)估計(jì)，2014 年中國(guó)已有超過(guò)2.7 萬(wàn)hm2的土地用于種植西蘭花，每年生產(chǎn)超過(guò)100 萬(wàn)t 西蘭花[6]。我國(guó)西蘭花種植面積廣，產(chǎn)量高，但在種植、加工和銷售過(guò)程由于人為或非人為的各種原因（腐爛、莖球發(fā)育不全、病蟲害受損等）被丟棄，導(dǎo)致每年產(chǎn)生大量的西蘭花廢棄物，這些廢棄物一部分被作為畜禽類的飼料加以利用，其余絕大多數(shù)都被浪費(fèi)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。其中每年產(chǎn)生超過(guò)30 萬(wàn)t 的廢棄莖葉，廢棄莖葉含水率基本在90%以上，極易腐爛，直接丟棄將直接造成嚴(yán)重的環(huán)境污染[6-7]。近幾年，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始研究通過(guò)飼料化轉(zhuǎn)化利用或深加工制備高附加值產(chǎn)物等來(lái)提高西蘭花廢棄莖葉的利用率。楊光等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在青貯飼料的生產(chǎn)中，以前使用的全玉米部分被花椰菜莖和葉所取代，其粗蛋白是青貯玉米的3 倍，干物質(zhì)含量也比玉米高。錢仲倉(cāng)等[9]研究發(fā)現(xiàn)，西蘭花青貯飼料蛋白質(zhì)、干物質(zhì)含量豐富且可以降低飼料成本。

目前對(duì)西蘭花不同部位營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的研究已有報(bào)道，Campas-baypoli 等[10]對(duì)西蘭花花球和葉中的蛋白質(zhì)、粗纖維、氨基酸等進(jìn)行了測(cè)試分析；Drabinska 等[11]對(duì)西蘭花莖葉中總酚含量進(jìn)行了測(cè)試分析。但目前針對(duì)西蘭花可食用部分與西蘭花廢棄物的綜合性、全面的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)對(duì)西蘭花可食部分花球以及主要西蘭花廢棄物莖葉中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析，明確西蘭花各部位營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的差異及特征，以期為西蘭花廢棄物的綜合利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

西蘭花品種為‘綠峰’，購(gòu)于山東省濟(jì)南市章丘區(qū)東方冷庫(kù)（諾貝爾城店）。

乙酸鋅、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、硫酸鉀，分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；亞鐵氰化鉀，分析純，天津市廣成化學(xué)試劑有限公司；硫酸銅、亞甲藍(lán)、硼酸、福林酚、碳酸鈉，分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；鹽酸、硫酸，分析純，煙臺(tái)遠(yuǎn)東精細(xì)化工有限公司；葡萄糖，分析純，天津致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；乙醇、甲醇、苯，分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；沒(méi)食子酸，分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；聚酰胺粉，分析純，浙江省臺(tái)州市路橋四甲生化塑料廠；硝酸，色譜純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；高氯酸，優(yōu)級(jí)純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；氬氣、氦氣，純度≥99.999%，安丘市恒安氣體廠；甲基紅，分析純，天津市恒興化工化學(xué)試劑制造有限公司；溴甲酚綠，分析純，中國(guó)醫(yī)藥公司北京采購(gòu)供應(yīng)站。

1.1.2 儀器與設(shè)備

MS304S 型電子天平，南北儀器有限公司；DHG-9202-00 型電熱恒溫干燥箱，金壇市榮華儀器制造有限公司；LD-1 型電子萬(wàn)用爐，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；ASX-560 型自動(dòng)進(jìn)樣器，美國(guó)Teledyne；TSX1200 型箱式電阻爐、TU-1810 型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，西尼特（北京）電爐有限公司；RH basic 1 型磁力攪拌器，德國(guó)IKA 公司；SH220F 型石墨消解儀，北京普利泰科儀器有限公司；K1100 型全自動(dòng)凱氏定氮儀，海能未來(lái)技術(shù)集團(tuán)股份有限公司；SHZ-88A 型水浴恒溫振蕩器，蘇州培英實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；MPW-352 型離心機(jī)，廣州高實(shí)生物技術(shù)有限公司；KQ-500E 型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；HH-6 型數(shù)顯恒溫水浴鍋，國(guó)華（常州）儀器制造有限公司；DigestLinc-ST60D 型石墨消解儀，北京普利泰科儀器有限公司；iCAP RQ 型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，賽默飛世爾科技公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備

取新鮮的西蘭花全株，用瓷器刀具分為花球、莖、葉三個(gè)部位，將這三個(gè)部位分別放入打漿機(jī)中打成均勻的漿狀，放入冰箱冷藏備用。

1.2.2 營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定

（1）水分

依照GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》[12]，采用直接干燥法進(jìn)行測(cè)定。

（2）灰分

依照GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》[13]進(jìn)行測(cè)定。

（3）還原糖

依照GB 5009.7—2016《食品中還原糖的測(cè)定》[14]，采用直接滴定法進(jìn)行測(cè)定。

（4）蛋白質(zhì)

依照GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[15]，采用凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定。

（5）多酚

準(zhǔn)確稱取西蘭花三個(gè)部位的樣品各5.00 g 于離心管中（每個(gè)部位做一個(gè)平行），加入5.0 mL 無(wú)水乙醇，在水浴恒溫振蕩器中振蕩30 min，然后在5 000 r/min 的條件下離心20 min，收集上清液。殘余物質(zhì)重復(fù)上述步驟，繼續(xù)用無(wú)水乙醇提取兩次，將上清液放在4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

取1.0 mL 上清液放在10 mL 容量瓶中，添加1.0 mL、10%的福林酚溶液和2.0 mL、7.5%的碳酸鈉溶液，用純水定容，室溫避光存放1 h，在760 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度值，通過(guò)沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線（y=59.369x-0.006 4，R2=0.999 1）計(jì)算多酚的含量，結(jié)果以mg/g 計(jì)。

（6）黃酮

準(zhǔn)確稱取西蘭花三個(gè)部位的樣品各6.00 g 于25 mL容量瓶中（每個(gè)部位做一個(gè)平行），用無(wú)水乙醇定容至刻度線，超聲20 min，過(guò)濾，收集上清液。準(zhǔn)備6 個(gè)編號(hào)的平皿，稱取1.0 g聚酰胺粉于平皿上，分別移取上清液5.0 mL，水浴洗去乙醇，將平皿中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到層析柱中（層析柱底層放棉絮），用20 mL 苯液洗脫，棄掉苯液，用甲醇洗脫黃酮至25mL容量瓶中，甲醇定容，于360nm下測(cè)定吸光度，結(jié)果通過(guò)蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線（y=0.029 8x+0.002 1，R2=0.999 5）進(jìn)行計(jì)算，表示為mg/g。

（7）礦物質(zhì)

依照GB 5009.268—2016《食品中多元素的測(cè)定》[16]，對(duì)西蘭花的花球、莖、葉中的元素采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法進(jìn)行測(cè)定。

稱取0.80～1.00 g 樣品（同時(shí)做平行），加入8.0 mL硝酸和1.0 mL 高氯酸，放入石墨消化裝置進(jìn)行消化和酸化，純水定容至25.0 mL 后通過(guò)自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣，隨后通過(guò)電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定多元素的離子強(qiáng)度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出各元素含量。各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)表1。

表1 各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線Table 1 Standard curves of each element

（8）營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)（Index of Nutrition Quality，INQ）

采用INQ 值對(duì)西蘭花三個(gè)不同部位的鈣、鎂、鉀、鈉、鐵、鋅、銅礦物質(zhì)元素進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)，具體計(jì)算公式見(jiàn)式（1）。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 25.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 西蘭花各部位營(yíng)養(yǎng)成分分析

對(duì)西蘭花花球、莖、葉中水分、灰分、還原糖、蛋白質(zhì)、多酚、黃酮等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)試并進(jìn)行差異化分析，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2 可知，西蘭花花球、莖、葉水分含量差異顯著（P＜0.05），其中莖中水分含量最高，為92.6 g/100 g。西蘭花莖、葉中灰分含量顯著高于花球中灰分含量（P＜0.05），其中莖中含量最高，為11.28%。Drabinska 等[11]研究表明，西蘭花葉中灰分含量最高，為14.67%；花球中灰分含量最低，為7.87%（干基），與本試驗(yàn)結(jié)果存在差異，可能是由于西蘭花品種不同、產(chǎn)地不同以及在生長(zhǎng)過(guò)程中的處理方式不同所致。西蘭花不同部位均含有豐富的還原糖、蛋白質(zhì)等基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)成分以及多酚、黃酮等功能成分，但營(yíng)養(yǎng)成分的含量存在一定的差異。西蘭花花球中干基蛋白質(zhì)含量42.48 g/100 g、干基黃酮含量3.35 mg/kg，顯著（P＜0.05）高于莖葉中含量；西蘭花莖中還原糖和多酚含量較高，分別為23.10 g/100 g 和3.48 mg/g，顯著高于西蘭花花球和葉中含量。西蘭花廢棄莖葉中蛋白質(zhì)、多酚以及黃酮類物質(zhì)含量豐富，可作為動(dòng)植物飼料，防治心腦血管疾病、糖尿病、胃癌等，具有很高的利用價(jià)值。

表2 西蘭花各部位營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比Table 2 Comparison of nutrients in different parts of broccoli

2.2 西蘭花各部位礦物質(zhì)含量分析

2.2.1 西蘭花各部位礦物質(zhì)含量對(duì)比

利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀對(duì)西蘭花不同部位的礦質(zhì)元素進(jìn)行測(cè)試分析，礦質(zhì)元素含量如表3 所示。由表可知，各部位的礦質(zhì)元素含量均存在顯著差異。鈣、鎂、鐵、鉀、鈉、鋁、鋅、銅、錳9 種礦物質(zhì)中，除去鉀和鐵外，其余各元素在西蘭花葉中含量最高，且三個(gè)部位的元素含量差異顯著，葉中鈣的含量約是花球的10 倍，鎂、鈉、鋁、錳的含量是花球的4 倍左右，葉中銅的含量是莖的2 倍多，鋅的含量更是達(dá)到了3.15 倍。有研究指出，西蘭花中鈣含量為1 487 μg/g，鎂含量為790 μg/g，與本試驗(yàn)結(jié)果相較偏低，另外，錳、鋅、鐵含量均低于本試驗(yàn)的研究結(jié)果[17-18]，究其原因可能是由于種植的土壤不同，此批次的西蘭花種植土壤可能含有較多的礦物質(zhì)。礦質(zhì)元素分析結(jié)果表明，西蘭花廢棄的莖葉中礦質(zhì)元素含量豐富，具有很高的利用價(jià)值。

表3 西蘭花各部位礦物質(zhì)含量對(duì)比Table 3 Comparison of mineral content in different parts of broccoli單位：mg/kg

2.2.2 西蘭花各部位礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量指數(shù)（Index of Nutrition Quality，INQ）法是國(guó)際上膳食評(píng)價(jià)時(shí)對(duì)食物中的各營(yíng)養(yǎng)素對(duì)人體需要的滿足程度的判定，以及該食物對(duì)人體提供的熱能來(lái)衡量該種食物的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量[19]；本試驗(yàn)采用INQ 法對(duì)西蘭花三個(gè)不同部位的鈣、鎂、鉀、鈉、鐵、鋅、銅礦物質(zhì)元素進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)。應(yīng)用這種方法可以確定，當(dāng)一種食物滿足機(jī)體的熱量需求時(shí)，該食物中的一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是否也能滿足機(jī)體的需求[19]。INQ＜1，說(shuō)明該類營(yíng)養(yǎng)素含量低于推薦供給量，長(zhǎng)期食用，可能引發(fā)這一類營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入不足的危害；INQ＞1，表明該營(yíng)養(yǎng)素含量高于或等于推薦供給量，并且說(shuō)明其營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量好；INQ＞2，表明某種食物可作為該類營(yíng)養(yǎng)素的良好來(lái)源[19]。各營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量見(jiàn)表4。西蘭花各部位礦物質(zhì)INQ 值見(jiàn)表5。由表5 可知，除莖中鋅元素、花球中鈉元素外，西蘭花三個(gè)部位的各營(yíng)養(yǎng)元素的INQ 值均大于2，表明西蘭花是鈣、鎂、鉀、鈉、鐵、鋅、銅等礦質(zhì)元素的良好來(lái)源。綜合來(lái)看，除了鉀，其余各營(yíng)養(yǎng)素的INQ 值在葉中最高，莖中鉀的INQ 值最高，由此可見(jiàn)，食用西蘭花的莖葉得到的元素營(yíng)養(yǎng)素要比食用西蘭花球高。因此，西蘭花莖葉營(yíng)養(yǎng)素價(jià)值高于西蘭花球，研究結(jié)果為促進(jìn)西蘭花廢棄莖葉的開(kāi)發(fā)利用提供了數(shù)據(jù)支持。

表4 各營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量Table 4 Reference intakes of each nutrient

表5 西蘭花不同部位礦物質(zhì)元素的INQ 值Table 5 INQ values of mineral elements in different parts of broccoli

3 結(jié)論與展望

本研究針對(duì)西蘭花可食部分花球以及主要西蘭花廢棄物莖葉中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定分析。結(jié)果表明，西蘭花的廢棄莖葉中含有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。相較于花球，莖葉中多酚、黃酮物質(zhì)含量均較高，莖中還原糖含量豐富，莖葉中蛋白含量雖然低于花球中蛋白含量，但干基蛋白含量仍然在20%以上，對(duì)于畜禽類來(lái)說(shuō)也可以作為一種優(yōu)質(zhì)蛋白的來(lái)源。從礦物質(zhì)方面來(lái)看，大多數(shù)常見(jiàn)的礦物質(zhì)在葉中具有較高含量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于西蘭花花球，可以作為良好礦物質(zhì)來(lái)源。另外，西蘭花莖葉含有的某些礦物質(zhì)與其余的蔬菜相比還要多，比如西蘭花的莖含鐵量可以與菠菜媲美，鈣的含量也比它多。綜上所述，廢棄的西蘭花莖、葉具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，具有良好的開(kāi)發(fā)利用前景。

本文對(duì)于西蘭花不同部位所含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分析測(cè)定略有局限，但也證明了在西蘭花廢棄莖葉同樣具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是蛋白質(zhì)、黃酮、多酚、礦質(zhì)元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的優(yōu)質(zhì)來(lái)源。因此，可以對(duì)西蘭花三個(gè)部位所含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行更加全面綜合的分析測(cè)定，比如膳食纖維、硫代葡萄糖苷及其酶解產(chǎn)物等，以期能夠在醫(yī)療、膳食等領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。另外，有研究表明，西蘭花葉片可以進(jìn)行甲醛清除[20]，未來(lái)可以在此方面進(jìn)行相關(guān)的研究，更好地實(shí)現(xiàn)西蘭花廢棄莖葉的綜合利用，減少環(huán)境污染，減少資源浪費(fèi)。