李飛飛,于立芹,魏 悅, 范 毅,朱 杰,張海希
(1. 河南省生物技術(shù)開發(fā)中心,鄭州 450002; 2.河南科高中標(biāo)檢測技術(shù)有限公司,鄭州 450002; 3.安陽市亞麻薺種植工程研究中心, 河南 安陽 455000 )
亞麻薺[1-2](CamelinasativaL.)為一年生草本植物,是一種古老的油料作物,屬木蘭綱,五椏果亞綱,山柑目,十字花科,亞麻薺屬(Camelina)。亞麻薺具有抵抗-30℃低溫、抗旱性好、無病蟲害、耐沙性、耐土壤貧瘠、栽培簡單的優(yōu)點,為低投入環(huán)保型經(jīng)濟(jì)作物,尤其適合干旱、半干旱地區(qū)種植,可防風(fēng)固沙。
亞麻薺能利用的部分主要是種子,亞麻薺種子含油量38%~43%,主要用來榨油。亞麻薺油富含人體必需脂肪酸和多種天然活性成分,以及天然維生素E和神經(jīng)酸,可提高人體免疫力,預(yù)防心腦血管疾病、糖尿病、老年癡呆和癌癥等多種疾病的發(fā)生。亞麻薺種子在沙拉調(diào)料、涂抹醬和人造黃油中也有使用,在加拿大、德國、俄羅斯等國家已批準(zhǔn)可用于食品領(lǐng)域。亞麻薺種子是糧油、飼料、食品、醫(yī)藥、保健品、化妝品等行業(yè)產(chǎn)品的原料。目前,對亞麻薺種子營養(yǎng)成分進(jìn)行全面分析的研究較少。因此,本文系統(tǒng)研究不同地區(qū)的亞麻薺種子的營養(yǎng)及功能成分,為亞麻薺種子的進(jìn)一步加工利用提供理論依據(jù)。
1.1.1 原料與試劑
亞麻薺種子(采自河南湯陰、甘肅、青海,粉碎備用);正庚烷、無水硫酸鈉、無水碳酸鈉、丙酮、甲醇、氫氧化鈉、氯化鈉、鹽酸、亞硝酸鈉、硝酸鋁等,均為分析純;脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品GLC 37,購自美國Nu-Chek-Prep公司;沒食子酸、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品,購自中國藥品檢定所;氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,購自中國計量科學(xué)研究院;金屬元素標(biāo)準(zhǔn)品,購自中國計量科學(xué)研究院。
1.1.2 儀器與設(shè)備
ME204萬分之一天平,AUW220D十萬分之一天平,電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,SX2電阻爐,TU1810紫外分光光度計,Z-2300原子吸收分光光度計,島津GC-2010 Plus氣相色譜儀,島津LC-20AT液相色譜儀,K9840凱氏定氮儀,WX-4000微波消解儀,振蕩器,渦旋儀,電熱恒溫水浴箱,粉碎機(jī)。
1.2.1 基本營養(yǎng)成分測定
水分的測定: GB 5009.3—2016直接干燥法;灰分的測定: GB 5009.4—2016灼燒法;粗纖維的測定: GB/T 5009.10—2003;脂肪的測定: GB 5009.6—2016索氏抽提法;粗蛋白質(zhì)的測定:GB 5009.5—2016凱氏定氮法。
1.2.2 總多酚含量測定
根據(jù)文獻(xiàn)[3-4]方法,以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。稱取一定量粉碎的樣品,加入75 mL 60%丙酮水溶液,70℃下超聲提取3 h,過濾,溶液旋蒸至約10 mL,轉(zhuǎn)移至容量瓶中,定容至25 mL,再取樣液0.5 mL,分別加入1.0 mL福林酚、1.0 mL 10% NaCO3,用水定容至25 mL,30℃水浴30 min(避光),765 nm下測定吸光度。
1.2.3 總黃酮含量測定
根據(jù)文獻(xiàn)[5-6]方法,以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品,作標(biāo)準(zhǔn)曲線。稱取一定量樣品,加入無水乙醇,索氏回流提取24 h,過濾,減壓蒸餾除去多余醇液,然后用無水乙醇定容至50 mL,取1 mL上述亞麻薺種子樣液,加入1 mL 5%的亞硝酸鈉溶液搖勻,放置6 min,加入1 mL 10%的硝酸鋁溶液,搖勻,放置6 min,加入10 mL 4%的氫氧化鈉溶液,用無水乙醇稀釋至25 mL,在510 nm處測定吸光度。
1.2.4 脂肪酸含量測定[7-8]
根據(jù)GB 5009.168—2016測定并進(jìn)行調(diào)整,先進(jìn)行酸水解,然后脂肪抽提,在脂肪提取物中加入2%氫氧化鈉甲醇溶液8 mL,加熱至油滴消失,然后再加入7 mL 15%三氟化硼甲醇溶液,繼續(xù)加熱2 min,冷卻至室溫,加入10 mL正庚烷,振搖2 min,再加入5 mL飽和氯化鈉水溶液,靜置分層,吸取上層正庚烷溶液,加入無水硫酸鈉干燥,靜置5 min,取上層液,待檢測。
氣相色譜條件: FID檢測器; HP-FFAP毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm,Agilent);程序升溫為初始溫度100℃,保持10 min,以10℃/min升溫至180℃,保持6 min,然后以1℃/min升溫至200℃,保持20 min,以3℃/min升溫至230℃,保持10.5 min;分流比20∶1;進(jìn)樣口溫度270℃;檢測器溫度300℃;進(jìn)樣量1.0 μL;尾吹氣流量30 mL/min;空氣流量400 mL/min;氫氣流量40 mL/min。通過與脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品對照,采用面積歸一化法確定脂肪酸的相對含量。
1.2.5 氨基酸含量測定
氨基酸測定采用柱前衍生反相高效液相色譜法測定。稱取一定量樣品,沸水浴浸提1 h,抽濾,濾液定容至100 mL,取上述濾液0.5 mL于10 mL容量瓶中,加入0.5 mL 0.5 mol/L NaHCO3調(diào)pH到8.5,加入0.5 mL的1% 二硝基氟苯衍生化試劑,混勻后60℃水浴恒溫60 min,然后用0.1 mol/L KH2PO4溶液定容至10 mL,待檢測。
液相色譜條件: Phenomenex Gemini NX C18色譜柱(4.6 mm×250 mm, 5 μm);流動相A為0.05 mol/L乙酸鈉(pH 6.4,含0.1% N,N-二甲基甲酰胺),B為乙腈-水(體積比1∶1);流速1.0 mL/min;柱溫35℃;檢測波長360 nm;進(jìn)樣量10 μL;梯度洗脫為0~3 min(82%A),3~8 min(80%A~72%A),8~20 min(72%A~72%A),20~30 min(68%A),30~40 min(68%A),40~55 min(68%A~40%A),55~70 min(40%A~5%A)。
1.2.6 植物甾醇含量測定[9-10]
稱取適量樣品,加入40 mL 95%乙醇溶液、8 mL 50% KOH溶液,回流1 h使其完全皂化,冷卻至室溫,轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,分別加入80 mL乙醚溶液、80 mL 1 mol/L KOH溶液輕輕振搖,靜置分層,棄水層。有機(jī)相加入40 mL 0.5 mol/L KOH,輕輕振搖使其分層,棄去水層。用40 mL水萃取3次,待分層后棄去水相,乙醚層用無水硫酸鈉干燥,旋干,用3 mL正庚烷定容,待分析。
氣相色譜條件: FID檢測器; Rtx-5毛細(xì)管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);程序升溫為初始溫度180℃,保持1 min,以15℃/min升溫至280℃,保持25 min;進(jìn)樣口溫度270℃;檢測器溫度300℃;進(jìn)樣量1.0 μL;分流比5∶1;尾吹氣流量30 mL/min;空氣流量400 mL/min;氫氣流量40 mL/min。
1.2.7 金屬元素含量測定
金屬元素含量的測定參照GB/T 35871—2018及文獻(xiàn)[11-12]方法并做部分調(diào)整。稱取一定量的亞麻薺種子粉,然后進(jìn)行微波消解,用1%硝酸定容至25 mL,待測。
原子吸收條件:工作電流7.5 mA(鈣、錳、銅)、5.0 mA(鋅)、12.5 mA(鐵);波長324.7 nm(銅)、422.7 nm(鈣)、279.5 nm(錳)、213.9 nm(鋅)、248.3 nm(鐵);狹縫寬度1.3 nm(鈣、銅、鋅)、0.2 nm(鐵)、0.4 nm(錳);燃?xì)?乙炔)流量1 800 mL/min;空氣流量10 L/min;燃燒頭高度7.5 mm。
亞麻薺種子水分、灰分、粗纖維、粗脂肪、粗蛋白質(zhì)的含量見圖1。由圖1可知,亞麻薺種子富含粗纖維、脂肪和粗蛋白質(zhì),對人體的營養(yǎng)有一定的補充作用。比較發(fā)現(xiàn),甘肅和青海亞麻薺種子的脂肪、粗蛋白質(zhì)含量高于河南湯陰亞麻薺種子的。
圖1 亞麻薺種子的基本營養(yǎng)成分
沒食子酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為A=0.065 4C+0.017 8(r=0.999 5)。亞麻薺種子中含有多酚類物質(zhì),采用丙酮水溶液超聲提取,然后紫外檢測,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計算得出河南湯陰、青海和甘肅3個產(chǎn)地亞麻薺種子的總多酚含量分別為0.22%、0.21%和0.27%,甘肅亞麻薺種子總多酚含量高于河南湯陰和青海。多酚類化合物具有抗氧化、延緩衰老等多種生物活性。
黃酮類化合物具有擴(kuò)張冠狀血管、降低高血壓、抗菌消炎等作用,通過研究測得蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為A=0.057 04C+0.113 07(r=0.999 0)。根據(jù)曲線方程計算得出河南湯陰、青海和甘肅3個產(chǎn)地亞麻薺種子的總黃酮含量分別為3.0%、2.6%和2.2%。
亞麻薺種子中脂肪酸組成及相對含量見表1。由表1可知,3個不同產(chǎn)地的脂肪酸相對含量差異性不大,亞麻薺種子中不飽和脂肪酸占88.96%~90.50%,單不飽和脂肪酸占30.38%~34.73%,主要歸因于其富含油酸(10.86%~16.63%)、亞油酸(16.61%~19.01%)和α-亞麻酸(32.46%~37.20%),此外亞麻薺種子中還含有花生一烯酸、花生四烯酸、DHA、芥酸和神經(jīng)酸。
α-亞麻酸是人們必需的營養(yǎng)素之一,具有增強(qiáng)智力、提高記憶力、保護(hù)視力、改善睡眠的作用,花生四烯酸具有酯化膽固醇、增加血管彈性、降低血液黏度、調(diào)節(jié)血細(xì)胞功能、促進(jìn)嬰兒大腦發(fā)育等一系列生理活性,神經(jīng)酸是大腦發(fā)育、維持的必需營養(yǎng)物,對提高腦神經(jīng)的活性,防止腦神經(jīng)衰老有很大作用。
表1 亞麻薺種子中脂肪酸組成及相對含量
亞麻薺種子中氨基酸的組成及含量見表2。由表2可知,3個產(chǎn)地亞麻薺種子氨基酸組成相同,但含量略有差異,氨基酸中苯丙氨酸含量較高,甘氨酸、蘇氨酸和脯氨酸含量較低。河南湯陰、甘肅和青海亞麻薺種子氨基酸總量分別為0.720、0.847 g/100 g和0.984 g/100 g,3個產(chǎn)地的必需氨基酸占總氨基酸含量都在35%以上。
表2 亞麻薺種子中氨基酸組成及含量
注:*為必需氨基酸。
亞麻薺種子中植物甾醇含量見表3。
表3 亞麻薺種子中植物甾醇含量
由表3可知,亞麻薺種子中β-谷甾醇和菜油甾醇含量較高。豆甾醇、菜油甾醇和β-谷甾醇是主要的植物甾醇,具有廣泛的生理活性,已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品等相關(guān)領(lǐng)域。研究表明,植物甾醇的攝入可明顯降低人體血清中的低密度脂蛋白膽固醇的濃度,對人體健康有著積極的作用。
亞麻薺種子中鈣、鐵、錳、鋅、銅含量見表4。
表4 亞麻薺種子中金屬元素含量
由表4可知,亞麻薺種子中鈣和鐵的含量較高,分別為120.52~152.99 mg/kg和38.46~59.18 mg/kg,并含有少量的錳、鋅和銅。
本文對甘肅、青海和河南湯陰3個產(chǎn)地的亞麻薺種子營養(yǎng)成分含量進(jìn)行了測定與分析。結(jié)果表明,亞麻薺種子中脂肪和粗蛋白質(zhì)含量較高,且含有豐富的人體必需氨基酸、微量元素、植物甾醇及多種不飽和脂肪酸。因此,亞麻薺種子可以進(jìn)行深度開發(fā)與利用。一方面亞麻薺種子營養(yǎng)豐富,可以作為膳食補充劑,用于食品開發(fā);另一方面亞麻薺種子中含有總酚和總黃酮等抗氧化物質(zhì),可以用于保健品及日化用品中。