大野芋营养成分分析与重金属检测

刘宇婧，付为国，蔡哲平，龙春林，*

（1.江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室，江苏镇江212013；2.中央民族大学生命与环境科学学院，北京100081）

大野芋营养成分分析与重金属检测

刘宇婧1，付为国1，蔡哲平2，龙春林2，*

（1.江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室，江苏镇江212013；2.中央民族大学生命与环境科学学院，北京100081）

对我国西南部重要蔬菜资源大野芋的营养成分进行分析，并检测其重金属含量，为该资源的保护和合理开发利用提供依据。所有的营养成分和重金属检测方法均采用国际标准，检测3次，并取其平均值作为最后结果。结果表明：大野芋叶柄中膳食纤维含量高达43%，富含钾、钙、镁、磷等多种矿物质元素、且富含烟酸和维生素B6等多种维生素及谷氨酸等18种水解氨基酸，重金属含量符合国家标准。大野芋中营养和功能成分较为丰富，可以推荐大野芋作为糖尿病和高血压患者首选的富含膳食纤维的低糖蔬菜之一。

大野芋；蔬菜；营养成分；重金属；分析测定

大野芋（Colocasia gigantea Hook.f.）为天南星科（Araceae）芋属（Colocasia）多年生草本植物。大野芋的栽培和使用历史悠久，发挥着食用、药用及观赏价值［1］。尤其在我国南部和西南部的许多少数民族地区以及越南地区，大野芋是老百姓们普遍食用的蔬菜，人们喜食其嫩叶柄，用于制作品种繁多的美味佳肴［2-3］。而目前大野芋的营养成分研究仍是空白。

蔬菜营养分析是对蔬菜营养价值的综合分析，既包括蔬菜中营养成分的组成、种类和数量，还需考察蔬菜中有害成分的含量及其危害。

本研究对大野芋的营养成分进行分析，并检测其重金属含量，为大野芋的开发利用提供理论依据，并为人们科学地选购蔬菜、合理营养、保证膳食平衡提供指导性意见，以达到增强体质、预防疾病、增进健康的目的。

1　材料与方法

1.1材料与样品制备

2013年6月在贵州凯里菜市场和贵州剑河菜市场各购买大野芋叶柄一份，湖南怀化中方县老百姓菜园中采集大野芋叶柄一份，将一部分大野芋叶柄切成5 cm左右的小段后，在38℃的地面上晒干，通风保存用于试验；一部分大野芋叶柄直接送往公司测总水分和灰分。

1.2试验仪器

F-4500荧光分光光度计、CP80MX低温冷冻超速离心机：日本日立；AA-6650原子吸收分光光度计、LC-20AT高效液相色谱仪：日本岛津；DNP-300电热恒温培养箱：万顺仪器；KJ-M1700-8LX马弗炉：科佳电炉；OM-6A索氏提取器：欧蒙。

1.3方法

所有的营养成分检测3次，取平均值，检测方法见表1。

表1　大野芋营养成分和重金属检测项目及分析方法Table 1　The detected items of nutrients and heavy metals and their analytical methods

2　结果与讨论

本研究测定了大野芋叶柄中水分、灰分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维、矿物质、维生素、氨基酸和重金属的含量。检测结果显示，大野芋维生素C和维生素E的含量相对较低，膳食纤维、钾、钙、镁、磷、烟酸和维生素B6含量较高（见表2）。3个地区的铅与镉的含量均很低，符合最高允许标准（见表3）。

2.1基本营养成分

2.1.1水分和灰分

大野芋中水分含量很高，超过了95%；水分是影响大野芋嫩度、鲜度、味道和其他特性的重要成分，但又是导致其运输过程中容易腐烂的原因之一。可以考虑将其进行脱水处理，以满足人们对大野芋的需求。

表2　营养成分分析结果Table 2　The result of nutritional analysis

表3　蔬菜中铅、铬、镉最高允许限量标准与大野芋叶柄的检测含量Table 3 Maximum limits of Lead，Chromium，Cadmium in vegetables，and contents in Colocasia gigantea

本研究结果显示，大野芋中灰分含量为3.56g/100g；如果今后大野芋得到开发，这个数据可以作为评定大野芋成品或半成品是否卫生、有无污染的重要指标，如果灰分含量超过了正常范围，说明食品生产中使用了不合理的卫生标准［4］。

2.1.2膳食纤维

膳食纤维是健康饮食不可缺少的。膳食纤维在保持消化系统健康上扮演着重要的角色，摄取足够的膳食纤维也可以预防消化系统疾病、心血管疾病、癌症、糖尿病以及其它疾病［5-6］。世界粮农组织要求膳食纤维每日摄入量最低警戒线为25g（参考我国的SPLs），令人兴奋的是大野芋叶柄中富含膳食纤维，达到43 g/100 g（干重），也就是58 g干重大野芋便可以满足人体对膳食纤维的日需量（25 g/d）。在我们平时食用的蔬菜中，膳食纤维含量最高的是笋类，大于50%［7］，其次为干豆类食物，平均为36%［8］；可见，大野芋同比膳食纤维含量较高。

2.2矿物质种类及含量

蔬菜是人体必需的各种矿物质的主要来源之一，充分和合理食用含矿物质丰富的蔬菜，即可满足人体对矿物质的需求。在中国西南部，尤其是在少数民族地区，以及越南，大野芋被作为一种重要蔬菜，弄清其中矿质元素含量水平，可以为人们优化选用蔬菜、平衡营养需求提供科学依据。本研究工作测定了其中钾、磷、铁、锌、镁、铜、钙、钠的含量。结果显示，大野芋富含钾、钙、镁、磷，其中，钾的含量达到2.99×103mg/100 g，钙的含量达到2.1×103mg/100 g，镁的含量为958 mg/ 100 g，磷的含量为204 mg/100 g。大野芋中钾、钙的含量远高于其它蔬菜，钾的含量高于藤三七［9］、塘葛菜［9］和菜心［9］，钙的含量高于紫背菜［9］；钾对维持人体体液渗透压、酸碱平衡、心肌收缩等起重要作用，因此，高血压和冠心病患者及老年人可以科学地选择食用大野芋叶柄。

2.3维生素种类及含量

从表2可以看出，大野芋维生素C和维生素E的含量相对较低，需要从其它蔬菜和水果中补充，建议多食用红椒或黄椒、芥蓝、菜花、玉米、山药、菠菜等。表2显示，大野芋中含量充足的维生素有两种：烟酸2.79 mg/100 g，维生素B60.22 mg/100 g。

烟酸是结构最简单、理化性质最稳定的一种维生素，也是人体不可缺少的营养成分，它参与组织的氧化还原过程，具有促进细胞新陈代谢和扩张血管的功能，能促进人体和动物的生长发育。人体对烟酸的日需量为1.3 mg，本试验结果显示，每100 g大野芋中富含2.79 mg烟酸，即每日食用50 g干重大野芋叶柄即可满足人体对烟酸的需求。另外，在我们的调查中，了解到一些少数民族地区除了将大野芋的嫩叶柄作为最重要的蔬菜以外，还将其叶片和老叶柄作为饲料喂鸡和猪，经查阅资料，烟酸是猪、鸡等动物日粮中必需的，缺乏烟酸可引起糙皮病、癫皮病［10］，因此，部分地区将大野芋叶子作为饲料以改善肉质，这也验证了民间利用大野芋的合理性。

维生素B6的生理功能广泛，为人体内某些辅酶的组成成分，参与多种代谢反应，包括氨基酸代谢和女性雌激素代谢，是人体不可缺少的营养成分［11］，每日建议膳食参考摄入量标准为：成人1.1 mg～1.5 mg。大野芋叶柄中维生素B6含量为0.22 mg/100 g，含量虽丰富，但建议还需要从豆类和花生等中补充维生素B6。

2.4氨基酸种类及含量

从表2可以看出，大野芋作为一种蔬菜，蛋白质和氨基酸含量偏低，并不能将蔬菜作为人类蛋白质营养的主要来源。但是大野芋含有所有的18种水解氨基酸，总含量为4.95 g/100 g。大野芋中不同氨基酸含量从高到低依次为：谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、丙氨酸、甘氨酸、精氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、赖氨酸、苏氨酸、丝氨酸、异亮氨酸、组氨酸、色氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、半胱氨酸。根据FAO/WHO的理想模式，质量较好的氨基酸组成比例是必需氨基酸占总氨基酸的比值（EAA/TAA）为40%左右［12］，大野芋的氨基酸组成种类齐全，比例合理，为39.0%，符合FAO/WHO的理想推荐模式。大野芋所含的18种氨基酸中，谷氨酸含量最高，为0.67 g/100 g，占总氨基酸含量的13.5%，远远高于山蕗菜（2.467%）［13］，和菜豆中谷氨酸含量相当［14］。谷氨酸虽然不是人体必需的氨基酸，但它参与机体代谢，在体内转化为谷酰胺，而谷酰胺可作为脑组织的能量物质，维持大脑机能，促进脑细胞的呼吸；而且，美国一项研究发现，经常从蔬菜中摄取谷氨酸可以帮助人们降低血压［15］。本试验结果显示，大野芋中谷氨酸含量较高，因此，可以认为大野芋是一种良好的降血压蔬菜。

2.5重金属检测和评价

随着环境污染的日益加重，蔬菜产品也受到了不同程度的污染，其中重金属污染是影响蔬菜生长和人类健康的重要因素之一，并且由于外源重金属在体内不能被降解而消除，只能以一种形式转化成另一种形式，或由高浓度变成低浓度，最终外源重金属累积于蔬菜的根、茎、叶和果实中，并由食物传递进入人体，所以，对一种蔬菜进行评价时，必须对其重金属含量进行检测。本研究测定了大野芋叶柄中的铅、铬、镉的含量。检测结果显示，3个地区的铅与镉的含量均很低，符合最高允许标准（见表3）。贵州剑河菜市场、贵州凯里菜市场和湖南怀化中方县农户菜园收集的大野芋叶柄中的铬均为三价，含量分别为1.76 g/100 g、1.85 g/ 100 g和1.91 g/100 g，均值为1.82 g/100 g，由于这是在干重的情况下检测的结果，换算成鲜重后，铬的含量分别为0.63、0.66、0.68 g/kg，远远高于国家标准（0.5 mg/kg）［16］；作为重金属的铬，六价铬是对人体有害的，而三价的铬对人体是有益的，在糖和脂代谢中发挥特殊作用［17-18］。

大野芋中铬含量高的现象值得重视。其含量高可能与样品采集地的土壤有关，但究竟是因为采样不具代表性，还是因为大野芋本身具有强富集铬元素的能力，还需要进一步的研究。若有研究证明大野芋本身具有强富集铬元素的能力，加之大野芋主要依靠营养繁殖，可以大量培养、快速繁殖，可以考虑将其作为环保作物种植于铬污染严重的工厂边，修复被重金属铬污染的土壤。

3　结论

大野芋叶柄中膳食纤维含量高达43%，富含人体易缺少的铁、钾、钙、镁等矿物质元素以及18种水解氨基酸，表明大野芋叶柄是一种营养丰富、富含膳食纤维的保健食品，尤其是老年人和平时饮食油腻的人，非常适合长期食用大野芋。膳食纤维具有“清道夫”的美誉，可促进肠蠕动，并减慢人体对糖的吸收，控制肥胖［19］。因此，可以考虑将大野芋的叶柄经脱水处理后，制成膳食纤维添加到各种食品中。

大野芋中富含谷氨酸，谷氨酸含量占总氨基酸含量的比例高达13.5%，具有较高的研究和开发价值。

大野芋叶柄中富含烟酸，含量高达2.79 mg/100 g，因此，可以考虑有效利用人类不食用的大野芋老叶和老叶柄，将其加工成为饲料添加剂，为畜牧业提供了一种开发饲料的新思路。

大野芋叶柄中重金属元素铅与镉的含量均很低，符合国家标准。另一种重金属元素铬，在大野芋叶柄中表现为对人体有益的三价铬。所以，未检测到大野芋叶柄中重金属超标的现象。

综上所述，随着生活水平和环保意识的提高，人们要求蔬菜既符合绿色食品的标准，又具有独特的风味并对人体有良好的保健功能，大野芋作为一些少数民族地区日常食用的重要蔬菜，营养成分丰富，因此，来自少污染区域的大野芋将是百姓餐桌上十分值得推广的蔬菜，具有重要的开发价值。

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Analysis of Nutritive Components and Heavy Metals in Colocasia gigantea

LIU Yu-jing1，FU Wei-guo1，CAI Zhe-ping2，LONG Chun-lin2，*
（1.Key Laboratory of Modern Agricultural Equipment and Technology，Ministry of Education，Jiangsu University，Zhenjiang 212013，Jiangsu，China；2.College of Life and Environmental Sciences，Minzu University of China，Beijing 100081，China）

The aim of this study was to provide evidence for protecting and rational developing Colocasia gigantea by analyzing its nutritive elements and heavy metals.All nutritive elements and heavy metals were measured using international standards.The results were means of 3 tests.The results were shown as follows：the dietary fiber in the petiole of Colocasia gigantea was 43%.Its K，Ca，Mg，P and other inorganic elements，Vpp，VB6and other vitamins，and 18 kinds of amino acids，the heavy metal content met the corresponding national standard.The contents of nutritional and functional components of Colocasia gigantea were relatively abundant. Colocasia gigantea can be developed to be the low-sugar vegetable with rich in dietary fiber which is good for diabetes and hypertensive patients.

Colocasia gigantea；vegetable；nutrients；heavy metal；determination

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.21.027

江苏省青年自然科学基金（BK20150491）；江苏大学高级人才科研启动基金（14JDG150）

刘宇婧（1985—），女（满），助理研究员，博士，研究方向：民族植物学与植物资源学。

龙春林（1964—），男（汉），教授，博士，研究方向：民族植物学。

2015-12-29