加工方式对葛仙米营养成分的影响

梅 邢，汪 琼，田 瑞，程 超*

(1.湖北民族学院 生物科学与技术学院，湖北 恩施，445000；2.湖北民族学院 化学与环境工程学院，湖北 恩施，445000；3.风湿性疾病发生与干预湖北省重点实验室，湖北 恩施，445000)

加工方式对葛仙米营养成分的影响

梅 邢1，汪 琼2，田 瑞3，程 超1*

(1.湖北民族学院 生物科学与技术学院，湖北 恩施，445000；2.湖北民族学院 化学与环境工程学院，湖北 恩施，445000；3.风湿性疾病发生与干预湖北省重点实验室，湖北 恩施，445000)

以葛仙米为原料，重点研究电磁炉、微波炉、高压锅三种处理方式对葛仙米营养成分的影响.结果表明经过三种不同方式处理后，常规成分水分、灰分、脂肪、酸度、总蛋白、总糖和还原糖含量均减少，微波、电磁炉和高压锅三种加工方式处理的葛仙米中必需氨基酸保留率高，分别达到90.91%、91.22%和97.31%，但是加工方式会改变葛仙米单糖组成，经过处理后原样中的甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖消失，产生了半乳糖醛酸.

葛仙米； 营养成分； 加工方式

葛仙米(NostocsphaeroidsKüting)为拟球状念珠藻，属蓝藻纲念珠藻科，附生于水田中.作为一种高蛋白，高营养的物质，其营养成分的分析早有研究[1-3].《药性考》记载：“(葛仙米)消神解热，痰火能疗，且久服延年.”《全国中草药汇编》记载：葛仙米性寒、味淡，可以清热、收敛、益气、明目和能治疗夜盲症、脱肛以及外用可治疗烧伤、烫伤等疾病[4-5]，《本草纲目》赞葛仙米为“肥绝佳食”.

大多数食品经过加热烹调后才能食用，不同的烹调加工方式由于其加热途径不同，对食品的营养及风味影响较大，目前关于这方面的研究主要集中在食用菌、粮食制品、水产品、肉制品等方面[6-9].葛仙米由于其丰富的食疗价值从而得到了极大的推广，产品主要有干制品、汤品等，其中以它作为原料制作汤品在酒店烹饪中已比较普遍，同时关于烹调加工对葛仙米营养成分的影响未见报道.因此本文主要采用目前较普遍使用的三种加工方式对葛仙米进行处理，研究不同处理组中葛仙米营养成分的变化，以期为葛仙米的工业化生产及餐饮服务提供基础参考.

1 材料与方法

1.1试验材料

葛仙米：购于湖北恩施享买乐超市，粉碎密封保存备用.

1.2试验试剂

石油醚,邻苯二甲酸氢钾,氢氧化钠，酚酞，硫酸铜，硫酸钾，硼酸，盐酸，硫酸，甲基红，溴甲酚绿，无水葡萄糖，苯酚，无水乙醇，三氯甲烷，PMP，葡糖糖醛酸，半乳糖醛酸，以上试剂均为分析纯， 国药集团化学试剂有限公司；三氟乙酸 (HPLC 99.5%)，Xiya Reagent公司；葡萄糖，岩藻糖，美国sigma公司；半乳糖，甘露糖，鼠李糖， 阿拉伯糖，德国Dr.Ehrenstorfer公司.

1.3试验仪器

GZX-9140 MBE电热鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司；SX-8-10型箱式电阻炉控制箱，天津市泰斯特仪器有限公司；SIF-06A 脂肪测定仪，浙江托普仪器有限公司；UDK159全自动凯式定氮仪，意大利VELP；DL-5-B 低速大容量离心机，上海安亭科学仪器厂；TU-1901 双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；P680 ALPG高效液相色谱仪，日本戴安.

1.4试验方法

1.4.1 不同加工方式葛仙米样品的制备 称取2.00 g葛仙米加100 mL水于电磁炉上加热，先用大火煮沸，再小火熬制30 min冷却后过滤去除固形物，冷冻干燥即得电磁炉处理的葛仙米样品.

称取2.00 g葛仙米加100 mL水封口于高压锅中在115℃加热15 min，冷却后过滤去除固形物，冷冻干燥即得高压锅处理的葛仙米样品.

称取2.00 g葛仙米加100 mL水于微波炉中加热，在功率704 W下加热5 min，注意防止暴沸，冷却后过滤去除固形物，冷冻干燥即得微波炉处理的葛仙米样品.

1.4.2 常规成分测定 水分含量的测定、灰分含量测定、粗脂肪含量测定、酸度测定见参考文献[10]，总蛋白含量测定：凯式定氮法[11].

1.4.3 氨基酸含量测定 GB/T18246-2000[12]，由国家饲料质量监督检验中心检测.

1.4.4 总糖测定：苯酚硫酸法[13]分别配制葡萄糖质量浓度为20～100 μg/mL的标准溶液，加入1 mL 9%苯酚溶液，在加入5 mL浓硫酸，摇匀，室温放置30 min，测定485 nm波长吸光度值.以葡糖糖含量(μg)为横坐标，A485为纵坐标，绘制标准曲线，拟合得葡萄糖标准曲线为y=0.007 5x+0.016 2，R2=0.997 8.

样品中总糖的提取与测定：准确称取0.1 g原样和三种不同处理的葛仙米样品，加入5 mL蒸馏水，用塑料薄膜封口，在沸水浴中分别提取2次，每次30 min，纱布过滤，收集滤液于25 mL容量瓶中，定容.取10 mL提取液加蒸馏水定容至50 mL，吸取0.5 mL已稀释的提取液于试管中，加入1.5 mL蒸馏水，按照标准曲线的方法进行总糖含量测定.

1.4.5 还原糖含量测定 斐林试剂滴定法[10].称取1 g葛仙米原样，10 g三种处理的葛仙米样品，加水溶解，50℃下加热20 min，过滤定容至50 mL.其中，取葛仙米原样样液1 mL定容至50 mL，三种处理的葛仙米样品1 mL定容至250 mL，按照斐林试剂滴定法测定还原糖含量.

式中：V0:斐林试剂标定值(mL)；V:样品糖液测定值(mL)；n:稀释倍数；w:样品质量(g).

1.4.6 葛仙米多糖的单糖组成分析

1.4.6.1 葛仙米多糖的提取 取原样和不同加工处理后的葛仙米样品，料水比为1∶50，90 ℃水浴提取4 h，4 000 r/min离心15 min，取上清液浓缩后加无水乙醇使乙醇浓度达60%，醇沉24 h，4 000 r/min离心15 min，收集沉淀，真空冷冻干燥得葛仙米粗多糖，保存备用.

1.4.6.2 标准单糖的衍生化及标准曲线的绘制 配制浓度为20 mmol/L的八种单糖(甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、岩藻糖)混合标准溶液，再分别稀释成摩尔浓度为1、2、3、4、5 mmol/L的梯度混合标准液.分别取50 μL不同摩尔浓度梯度的混合标准溶液，各加50 μL 0.6 mol/L的NaOH溶液，置于5 mL具塞试管中，混匀；再加100 μL 0.5 mol/L的PMP甲醇溶液，漩涡混匀，在70 ℃的烘箱中避光反应100 min，取出避光放置10 min冷却至室温，加100 μL 0.3 mol/L的盐酸中和，加水至2 mL，再加等体积的氯仿，振摇，静置，弃去氯仿相，如此萃取3次.将水相用0.45 μm微孔膜过滤后供HPLC分析[14-15].

1.4.6.3 葛仙米多糖的水解及衍生化 称取0.05 g干燥后葛仙米多糖，定容至10 mL.吸取50 μL多糖样液于安瓿瓶中，再加入100 μL的4 mol/L三氟乙酸，然后充氮气封管.在115 ℃烘箱中水解4 h，取出冷却后，用移液枪转移样液至5 mL离心管，加100 μL甲醇冲洗转移至离心管，后加200 μL甲醇继续吹干(重复两次).取吹干的离心管，加入50 μL超纯水、50 μL 0.6 mol/L NaOH、100 μL 0.5 mol/L PMP，摇匀，于70 ℃水浴锅中水浴80 min.取出避光放置10 min冷却至室温，然后按照1.4.6.2方法进行中和、萃取、过膜，进行HPLC分析.

1.4.6.4 HPLC分析条件 色谱条件：ZORBAX Eclipse C18色谱柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流动相： A液：0.1 mol/L的pH 6.7磷酸钾盐缓冲液，B液：乙腈，梯度洗脱0～25 min，A-B体积比83.2∶16.8，25～36 min；柱温：30 ℃；检测波长：250 nm；流速：1 mL/min；进样体积：20 μL[14-15].

2 结果与分析

2.1葛仙米常规成分含量测定

灰分是标示食品中矿物质总量的一项指标，与水分、脂肪、蛋白质一起为食品中的五大营养素，决定了食物的品质，此外酸度对食品口感和化学成分的变化会产生一定影响，因此了解加工方式对这些常规营养成分或基本营养成分的影响，对选择合适的加工方法具有重要意义.具体结果见表1.

表1 加工方式对葛仙米中常规营养成分含量的影响

由表1可知，葛仙米经过加工处理后，常规成分如水、灰分、脂肪、酸度和总蛋白含量均有不同程度的下降，尤其是总蛋白含量下降幅度非常大.可能是基于两方面的原因：一是在不同加工方式的葛仙米样品制备过程中进行了过滤操作，有些葛仙米片状物被滤出，从而导致常规营养成分均有所下降；二是在不同加工处理中，蛋白质和糖类物质等发生了化学反应生成了其它成分，通过表3的总糖和还原糖含量变化也可看出.

2.2加工方式对葛仙米氨基酸含量的影响

蛋白质是以氨基酸为基本单位的生物大分子，衡量蛋白质营养价值的高低与优劣，通常是以所含氨基酸特别是人体必需氨基酸的种类和含量为依据[16],具体氨基酸检测结果见表2.

从表2可看出，在检测的氨基酸中，不同加工方式导致葛仙米中氨基酸总量和必须氨基酸总量均会有所下降.可能是由于一部分氨基酸在热处理过程发生Strecker降解或Maillard褐变反应[17]；另外也可能是因为热处理造成氨基酸结构残基变化[18-19],但是具体的变化机理尚需进一步探索.电磁炉和微波炉热处理导致葛仙米中氨基酸和必需氨基酸总量保留率为91.7%、89.0%、91.2%、90.9%，相对高压锅处理组而言，氨基酸总量和必需氨基酸总量保存率为原样的96.9%和97.3%.因此高压锅处理的葛仙米较其它两种方式能更好的保留葛仙米的氨基酸.

表2 加工方式对葛仙米的氨基酸含量的影响

续表2

氨基酸种类不同处理方式的氨基酸含量/%原样高压锅处理电磁炉处理微波炉处理甘氨酸1．491．461．421．35丙氨酸1．761．741．701．56缬氨酸∗1．751．711．571．58蛋氨酸∗0．250．190．180．19异亮氨酸∗1．511．381．241．30亮氨酸∗1．711．681．571．56酪氨酸0．640．640．620．22苯丙氨酸∗1．341．351．291．26赖氨酸∗0．970．940．860．86组氨酸0．350．340．280．35精氨酸1．681．651．511．53脯氨酸0．850．740．700．66必需氨基酸总量9．689．428．838．80必需氨基酸保留率/%97．3191．2290．91氨基酸总量23．7323．0021．7621．11氨基酸保留率/%96．9291．7088．96

注：*：人体必需氨基酸，氨基酸保留率(%)=不同加工处理的葛仙米氨基酸含量/葛仙米原样含量×100，以下多糖和还原糖保留率与此相同.

2.3加工方式对葛仙米总糖、还原糖和单糖组成的影响

2.3.1 加工方式对葛仙米总糖和还原糖含量的影响 葛仙米中富含多糖类物质，糖类和蛋白质类物质在加工过程中非常容易发生化学反应，从而对葛仙米加工产品的风味和色泽产生影响，加工方式对葛仙米总糖和还原糖含量的影响见表3.

表3 加工方式对葛仙米中总糖和还原糖含量的影响

由表3可看出，高压锅处理的葛仙米总糖保留率达到97.26%，可能是因为在高压作用下，葛仙米细胞壁容易被破坏，从而使糖类物质释放出来；但高压锅处理组的还原糖含量却大幅下降，保留率仅仅有12.07%，可能由于还原糖的降解与美拉德反应受加工方式的影响不同[20].

2.3.2 加工方式对葛仙米单糖组成的影响 葛仙米单糖组成复杂，加工过程降解、构型转换、参与化学反应的速度和程度不同，因此本部分重点测定了不同加工方式葛仙米单糖组成变化，结果见图3.图3 A混标色谱图中，1～8号色谱峰分别对应甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、岩藻糖.

A混标，B电磁炉，C高压锅，D微波炉图3 三种不同样品及混标的HPLC分析图谱Fig.3 Three different samples and mixed mark HPLC analysis

葛仙米单糖组成比较复杂，根据前期研究，目前能明确的葛仙米单糖为甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖，其物质的量比甘露糖∶葡萄糖醛酸∶葡萄糖∶半乳糖∶阿拉伯糖为1∶1.12∶3.24∶1.72∶1.21[15].单糖的具体的组成可通过保留时间确定[21]，根据3种样品的HPLC色谱峰的保留时间和混标的HPLC色谱对比分析，得到3种样品的HPLC分析结果，见表4.

表4 三种样品的HPLC分析结果

根据表4可以看出，经过加工处理后，原样中的甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖未检测出来，加工处理后的样品中检测出了半乳糖醛酸，尤其是在电磁炉处理组出现了原样中尚在验证的单糖——鼠李糖，原样含量较高的单糖是葡萄萄糖醛酸，而加工处理后主体单糖为半乳糖，葡萄糖和半乳糖为差向异构体，是不是加工处理过程中导致葡萄糖转变为半乳糖尚有待于进一步验证.

3 结论

葛仙米经过电磁炉、微波炉、高压锅3种方式加工处理后，其常规成分水分、灰分、脂肪、酸度、总蛋白、总糖和还原糖含量均发生不同程度的减少，主要原因可能是因为3种处理方式均不能使葛仙米全部处于融溶状态，因此制样过程中会产生微量损失；其次最主要原因是在3种加工方式中，均使一些成分如蛋白质、氨基酸、糖类物质发生降解或其他的化学反应，从而使其含量降低.微波、电磁炉和高压锅3种加工方式处理的葛仙米中必需氨基酸保留率高，分别达到90.91%、91.22%和97.31%，但是加工方式会改变葛仙米单糖组成，经过处理后原样中的甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖消失，产生了半乳糖醛酸，实验主要采用了HPLC进行单糖组成测定，主要依据是根据HPLC分析软件按照标准品的保留时间确定每种样品的单糖组成，因此一些保留时间比较接近的单糖尚需通过HPLC-MS等进行进一步验证.

[1] 谭学儒.葛仙米简介[J].中国食物与营养,1998(5): 45.

[2] 程超,莫开菊,汪兴平.葛仙米生长及繁殖条件的探讨[J].湖北民族学院学报,2003,21(4):4-6.

[3] 汪兴平,程超,周志,等.野生葛仙米营养成分分析及评价[J].食品科学,2002,23(8): 288-290.

[4] 胡鸿钧,李尧英,魏印心,等.中国淡水藻类[M].上海:上海科学技术出版社,1980: 49-57.

[5] 全国中草药汇编编写组.全国中草药汇编[M].北京：人民卫生出版社，1983.

[6] 刘春泉，卓成龙，李大婧，等. 速冻加工过程中慈姑挥发性风味成分分析[J].食品科学，2015,36(2):137-141.

[7] 赵阿丹，胡志全，刘友明，等. 米茶焙炒挥发性气味的形成与特征研究[J]. 中国粮油学报，2016，31(3)：1-6.

[8] 荣建华，熊诗，张亮子,等. 基于电子鼻和SPME-GC-MS联用分析脆肉鲩鱼肉的挥发性风味成分[J]. 食品科学，2015,36(10)：124-128.

[9] 李冬生，李阳，汪超，等.不同加工方式的武昌鱼鱼肉中挥发性成分分析[J].食品工业科技，2014，35(23)：49-53.

[10] 陈晓平.食品理化检验[M].北京:中国计量出版社,2008.29-120.

[11] 韩雅珊.食品化学实验指导[M]. 北京: 北京农业出版社,1992：71-75.

[12] GB/T18246-2000.饲料中氨基酸的测定[S].北京：国家质量技术监督管理局，2000.

[13] 江念，陈根洪，郑小江，等. 正交法优化乌蔹莓多糖提取工艺研究[J]. 湖北民族学院学报(自然科学版)，2015,33(3)：334-336,360.

[14] 朱照武，庄洋，向春林，等.单糖柱前PMP衍生HPLC测定方法探讨[J].湖北民族学院学报(自然科学版)，2015,33(3)：337-341.

[15] 莫开菊，赵娜，朱照武，等.葛仙米多糖的单糖组成分析[J].食品科学，2015，36(18)：89-92.

[16] 汪兴平,谢笔钧，莫开菊，等.野生与室内培养的葛仙米营养成分比较分析研究[J].食品科学,2005,26(6):238-241.

[17] 李琴. 双孢蘑菇汤特征风味物质的鉴定及熬制过程中风味物质释放规律研究[D].无锡：江南大学，2011：46-48.

[18] 彭祺，边威，王佳丽，等.不同加工工艺对临安山核桃营养成分的影响[J].食品工业科技，2013,34(20)：173-175,189.

[19] 龚婷，赵思明，熊善柏，等. 蒸煮工艺对米饭蛋白质及氨基酸的影响[J]. 中国粮油学报，2008，23(4)：16-17.

[20] 吕广英，丁玉琴，孔进喜，等.加工方式对鱼骨汤营养和风味的影响[J].华中农业大学学报，2013,32(2)：123-127.

[21] 卞科，刘孝沾. 甘薯中可溶性糖的HPLC法测定及其在加工中的变化研究[J]. 河南工业大学学报(自然科学版)，2012,33(1)：1-5.

责任编辑：高山

EffectofProcessingMethodsonTheNutritionalComponentsofNostocsphaeroidesKüting

MEI Xing1,WANG Qiong2,TIAN Rui3,CHENG Chao1*

(1.College of Biological Science and Technology,Hubei University for Nationalities,Enshi 44500,China; 2.School of Chemistry amp; Environmental Engineering,Hubei University for Nationalities,Enshi 44500,China; 3. Hubei Provincial Key Laboratory of Occurrence and Intervention of Rhumatic Diseases,Enshi 44500,China)

Taking theNostocsphaeroidesKüting as raw material,this paper studied the effect of using induction cooker,microwave oven and pressure cooker on its nutritional components.The results were as follows:The contents of conventional composition such as water,fatty acids,acids,total protein,total and reducing sugar all decreased after theNostocsphaeroidesKüting was cooked by three processing methods,but the retention rate of essential amino acids were higher,and the retention rate was 90.91%,91.22% and 97.31% respectively afterNostocsphaeroidesKüting was cooked bythe three methods. However,the processing methods changed the monosaccharide composition of polysaccharide fromNostocsphaeroidesKützing,and the manose,glucurionic acid and glucose disappeared,while the galactolic acid appeared afterNostocsphaeroidesKützing was cooked by the three processing methods.

NostocsphaeroidesKüting;nutrients;processing methods.

2017-07-26.

湖北省自然科学基金(2014CFB611).

梅邢(1994-)，男，硕士生，主要从事林特食品加工与开发的研究；*

：程超(1976-)，女，博士,教授，主要从事食品化学及资源开发的研究.

1008-8423(2017)04-0374-05

10.13501/j.cnki.42-1569/n.2017.12.004

TS201.2

A