黃秋葵營養(yǎng)成分與活性成分分析

張巧月 ， 郭玉超 ， 紀(jì)宏宸 ， 毛厚霖 ， 谷丹丹 ， 茆廣華 ， 趙婷 ， 仰榴青

1.江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013；

2.江蘇大學(xué)環(huán)境與安全工程學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212013

自由基是人體生命活動中各種生化反應(yīng)的中間產(chǎn)物，自由基蓄積會通過攻擊細(xì)胞膜誘發(fā)自由基連鎖反應(yīng)引起組織細(xì)胞、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞器、DNA 及RNA 等廣泛損傷，繼而增加非遺傳性肥胖、糖尿病及心血管疾病的患病風(fēng)險，并促進(jìn)相關(guān)遺傳性疾病的發(fā)展。大量研究證實(shí)，蔬菜中的一些活性成分可有效預(yù)防慢性疾病的患病風(fēng)險［1］。

黃秋葵（Ablmoschus esculentus Medicus）隸屬于錦葵科秋葵屬，是一種藥食同源的蔬菜，原產(chǎn)于非洲地區(qū)，目前主要種植于我國南部和北部地區(qū)，是世界上最耐熱耐旱的蔬菜品種之一［2］。黃秋葵營養(yǎng)豐富，具有抗疲勞、抗氧化和調(diào)節(jié)免疫功能等多種生物活性，歐美地區(qū)把它列入21 世紀(jì)最佳綠色食品名錄之中，也被譽(yù)為“奧運(yùn)蔬菜”［3］。先前已有研究對不同品種黃秋葵及黃秋葵不同部位的基本營養(yǎng)成分進(jìn)行了比較分析，但關(guān)于其主要營養(yǎng)成分和活性成分的系統(tǒng)研究報道較少。因此，本文以黃秋葵為研究對象，全面系統(tǒng)分析了黃秋葵的營養(yǎng)和活性成分，以期為其精深加工及功能食品資源研究與開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃秋葵購自江蘇省鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)世業(yè)洲，經(jīng)江蘇大學(xué)藥學(xué)院鄒艷敏老師鑒定為Abelmoschus moschatus Medicus，凍干備用。濃硫酸、濃鹽酸、硝酸、高氯酸、亞硝酸鈉、苯酚、無水乙醇和考馬斯亮藍(lán)等試劑均為分析純，購自上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BS124S 型分析天平購自北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；SHZ-D（Ⅲ）循環(huán)水式真空泵購自鞏義市予華儀器有限公司；RE-52 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀購自上海亞榮生化儀器廠；不銹鋼電熱板購自江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；GC-MS 聯(lián)用儀購自美國Agilent 公司；S-433D 全自動氨基酸分析儀購自德國賽卡姆公司；TU1800 紫外-可見分光光度計購自北京普析通用分析儀器廠；高速離心機(jī)購自賽特湘儀離心儀器有限公司；電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀VISTA-MPX購自美國瓦里安公司。

1.3 含量測定

1.3.1基本營養(yǎng)成分測定 水分測定參考《GB 5009.3-2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》；灰分測定參考《GB 5009.4-2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中灰分的測定》；總糖測定參考《GB 15672-2009食用菌中總糖含量的測定》；粗纖維測定參考《GB 5009.10-2003 植物類食品中粗纖維的測定》；蛋白測定參考馬斯亮藍(lán)法［4］；氨基酸組成測定參考《GB 5009.124-2016食品中氨基酸的測定》；粗脂肪測定參考《GB 5009.6-2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》。

1.3.2脂肪酸組成測定[5]參考《GB 5009.6-2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》制備脂肪樣品。取200 μL脂肪樣品，加入0.2 mol·L-1氫氧化鉀甲醇溶液5 mL，65 ℃水浴搖床反應(yīng)2～3 h，加入2 mL 正己烷，保持微沸1 min，取出冷卻至室溫，振搖，加蒸餾水1 mL，靜置，吸取上清液，加無水硫酸鈉干燥后過濾膜，待氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（gas chromatography-mass spectrometer， GC-MS）分析。選用BD-5MS 毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），氦氣作為載氣，流速1 mL·min-1，進(jìn)樣體積為0.5 μL，不分流，入口溫度230 ℃，溶劑延遲3 min。程序升溫過程如下：初始溫度100 ℃，保持1 min，以20 ℃·min-1增至205 ℃，以2 ℃·min-1增至209 ℃，以1 ℃·min-1增至213 ℃，以12 ℃·min-1增至220 ℃，以20 ℃·min-1增至280 ℃。

1.3.3礦物質(zhì)元素測定[6]稱取樣品粉末0.2 g 放入凱氏瓶中，加入混合酸（VHNO3∶VHClO4=4∶1）5 mL，過夜消解12 h，同時做不加樣品的空白對照。然后置于電熱板上加熱消煮。待劇烈反應(yīng)后，繼續(xù)煮沸至溶液變?yōu)樽厣珪r，中斷加熱，冷卻后滴加2 mL HNO3，再煮沸。及時補(bǔ)加混酸溶液，當(dāng)溶液變?yōu)榍辶翢o色并伴有白煙時，繼續(xù)加熱至剩余體積為2 mL左右，冷卻，用含0.05% HCl的酸水轉(zhuǎn)移到25 mL 容量瓶中定容，以進(jìn)行鉀（K）、鈉（Na）、磷（P）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）、鋅（Zn）、銅（Cu）、錳（Mn）元素含量的測定。消解液加入10 mL 6 mol·L-1HCl 還原，置于沸水浴中10 min，然后再用酸水定容至25 mL 容量瓶，進(jìn)行硒（Se）、砷（As）元素測定。

1.3.4多糖含量測定[7]多糖含量測定按照苯酚-硫酸法。以葡萄糖（glucose， Glu）濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，回歸方程為Y=0.667 4X+0.347 5（R2=0.995 4，X介于60～160 μg·mL-1），含量按mg Glu·100 g-1FW計。

1.3.5總多酚含量測定[8]總多酚含量測定采用Folin-Ciocalteu 法。以沒食子酸（gallic acid，GAC）濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，回歸方程為Y=0.028 3X+0.039 9（R2=0.995 4，X 介于10～50 μg·mL-1），含量按mg GAC·100 g-1FW計。

1.3.6總黃酮含量測定[9]總黃酮含量測定采用NaNO2-Al（NO3）3比色法。以蘆?。╮utin，Ru）濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，回歸方程為Y=8.205 5X-0.0147（R2=0.999 8，X介于12～96 μg·mL-1），含量按mg Ru·100 g-1FW計。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用IBM SPSS Statistics 26 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。每個樣品進(jìn)行了3次平行試驗(yàn)。各組試驗(yàn)數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營養(yǎng)成分分析

黃秋葵的基本營養(yǎng)成分分析結(jié)果由表1 可知，黃秋葵水分含量高達(dá)90.4%，與文獻(xiàn)報道基本一致，水分含量高是秋葵儲存時間短的主要原因［10］?；曳趾繛?.93%，灰分含量是控制秋葵加工產(chǎn)品質(zhì)量的重要依據(jù)。黃秋葵中總糖含量豐富，為8 578.21 mg·100 g-1FW，可為維持人體正常生理活動提供能量。粗纖維含量豐富，為2 431.54 mg·100 g-1FW，與胡蘿卜中粗纖維含量為1.3 g·100 g-1FW［11］相比，黃秋葵中的粗纖維含量更高，粗纖維具有多種健康益處［12］。粗脂肪含量為110.84 mg·100 g-1FW，而胡蘿卜的粗脂肪含量為0.2 g·100 g-1FW［11］，相比之下，黃秋葵的粗脂肪含量更低，可見，黃秋葵是一種低脂蔬菜，有助于減少心血管疾病的發(fā)生［13］。

2.2 氨基酸分析

黃秋葵中的氨基酸組成及各種氨基酸含量見表2。結(jié)果表明黃秋葵含有15 種氨基酸，其中必需氨基酸含量豐富，占總氨基酸的26.8%。黃秋葵鮮味氨基酸谷氨酸和天冬氨酸含量分別為1.93和0.88 mg·100 g-1DW，2 種鮮味氨基酸的含量均高于其他氨基酸，占總氨基酸的50.1%。從氨基酸含量組成來看，其配比合理，易于人體吸收。

2.3 脂肪酸組成分析

黃秋葵脂肪酸的GC-MS總離子流圖如圖1所示。共檢測出16 種脂肪酸（表3），其中不飽和脂肪酸含量豐富，主要是油酸、亞油酸和亞麻酸，占總脂肪酸含量的48.95%；飽和脂肪酸以棕櫚酸為主，占總脂肪酸含量的36.76%。

圖1 黃秋葵油脂的GC-MS總離子流圖Fig. 1 Total ion chromatogram of okra oil by GC-MS

表3 黃秋葵的脂肪酸組成Table 3 Fatty acid composition of okra

2.4 礦物質(zhì)元素分析

黃秋葵粉中礦物質(zhì)元素的含量見表4。黃秋葵中鉀含量最高，達(dá)到1 309.21 mg·100 g-1DW，說明黃秋葵是一種很好的補(bǔ)鉀食物。其次為鈣、鎂和磷元素，含量分別為512.11、451.24 和409.20 mg·100 g-1DW。黃秋葵中鈉含量較低，為63.78 mg·100 g-1DW，鉀/鈉比值達(dá)到20.53，相對較高，是一種營養(yǎng)學(xué)上提倡的高鉀/鈉比蔬菜。此外，黃秋葵中含有錳、鋅、鐵和銅等微量元素，未檢測到硒和砷元素。由此可見，黃秋葵中富含人體所必需的多種營養(yǎng)元素，經(jīng)常食用有益健康。

表4 黃秋葵粉中礦物質(zhì)元素的含量Table 4 Content of mineral elements in okra powder

2.5 活性成分含量分析

黃秋葵中活性成分主要為多糖、酚和黃酮，其多糖、總酚、總黃酮的含量分別為2 362.52、131.30和74.96 mg·100 g-1FW?？傮w上看，黃秋葵中多糖含量豐富，總酚和總黃酮含量次之。黃秋葵中的糖類以果膠為主，它是粘液的主要組成部分和重要營養(yǎng)成分，決定了其特殊風(fēng)味［14］。多酚和黃酮也是黃秋葵重要的活性成分，使黃秋葵具有抗菌、抗病毒、抗炎等多種生物活性。

3 討論

本文對黃秋葵的營養(yǎng)成分和活性成分進(jìn)行了系統(tǒng)研究，營養(yǎng)成分分析結(jié)果表明，黃秋葵富含總糖（8 578.12 mg·100 g-1FW）、粗纖維（2 433.57 mg·100 g-1FW）、蛋白（386.32 mg·100 g-1FW）及人體必需氨基酸，與《中國食物成分表》中常見蔬菜的含量相近［11］。粗脂肪含量較低，為110.87 mg·100 g-1FW，這與Romdhane 等［12］測定的黃秋葵中粗脂肪含量相近，且粗脂肪以不飽和脂肪油酸、亞油酸和亞麻酸為主，占總脂肪酸含量的48.95%。已有研究通過GC 對黃秋葵和紅秋葵種子中脂肪酸的化學(xué)成分及含量進(jìn)行分析和鑒定［14］，結(jié)果表明黃秋葵種子中棕櫚酸（29.46%）和亞油酸（50.12%）含量豐富，紅秋葵種子中以棕櫚酸（29.84%）和亞油酸（50.05%）為主。由此可見，秋葵不同品種和不同部位脂肪酸組成基本相似，具有較高的營養(yǎng)價值與藥用功效。黃秋葵含有豐富的礦物質(zhì)，其中鉀和鈣含量較高，達(dá)到1 309.21 mg·100 g-1DW 和512.11 mg·100 g-1DW，是一種高鉀/鈉比蔬菜。

黃秋葵中含有多種活性成分，其中多糖含量為2 362.90 mg·100 g-1FW，研究表明多糖可以通過多種途徑抑制淀粉消化，包括抑制淀粉酶活性，改變淀粉凝膠結(jié)構(gòu)，影響淀粉的糊化，并與淀粉以及淀粉水解產(chǎn)物相互作用［15］。多糖可以降低慢性疾病的患病風(fēng)險，具有廣泛的研究價值和應(yīng)用前景，值得深度研究和開發(fā)。此外，黃秋葵中的總酚和總黃酮含量分別為65.64 和12.01 mg·100 g-1FW。研究發(fā)現(xiàn)，酚類化合物具有優(yōu)異的抗氧化活性，可有效防御機(jī)體的氧化應(yīng)激，降低細(xì)胞和組織的氧化損傷［12］；黃酮類化合物可以抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性［16］，從而有效地降低α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性，降低餐后血糖水平，這為2型糖尿病的輔助治療提供了可能性。因此，后續(xù)在酚類化合物和黃酮類化合物的應(yīng)用方面值得進(jìn)行更深入的研究。綜上所述，黃秋葵營養(yǎng)價值豐富，在食品、保健品等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，值得進(jìn)一步深入研究和開發(fā)。