红肉与白肉火龙果常规营养成分及抗氧化活性比较分析

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(贵阳学院食品与制药工程学院,贵州贵阳 550005)

火龙果(Pitaya)又名红龙果、青龙果、情人果等,属仙人掌科[1],主要有红肉、白肉和黄肉品种[2]。火龙果含有丰富的糖、有机酸、蛋白质、氨基酸、维生素、矿质元素及膳食纤维[3];果种仁中脂肪含量最高,其次是蛋白质,并且氨基酸种类齐全[4]。还具有类黄酮、植物甾醇等多种功能性物质,对排毒解毒、降血糖、预防高血压、高尿酸、预防便秘和结肠癌等方面有着良好的保健功效[1,5-6]。火龙果属于热带水果,在广东、福建等地均有大面积种植;但近几年贵州省火龙果的种植面积逐渐增加,2013年,“罗甸火龙果”获国家质检总局地理标志保护产品,成为全国火龙果地理标志保护产品。尽管国内外对火龙果的研究报道较多,但大多数研究集中在火龙果的栽培、贮藏保鲜技术与色素提取等方面[1,6],针对罗甸产红肉火龙果中部分功效组分及其抗氧化活性的相关研究较为少见。邢晋宁等[7]报道贵州安顺红龙果的必需氨基酸与白龙果相比,其营养价值更高,营养更均衡。李涛等[2]报道广东产红肉火龙果的可溶性固形物含量显著高于白肉火龙果,可滴定酸蛋白质、VC和膳食纤维两者差异不显著。因此,本文对贵州罗甸种植基地的红肉火龙果与市售白肉火龙果常规营养物质的含量进行测定,并分析部分抗氧化物质及对活性进行评价,以期为贵州火龙果的精深加工和综合开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

白肉火龙果 2017年9月购于贵阳市农贸超市;红肉火龙果 2017年9月取自贵州罗甸种植基地;两种鲜果均选取色泽均一、无病虫害和表皮无破损的果实;福林酚 分析纯,上海金穗生物科技有限公司;水杨酸、铁氰化钾、三氯化铁、焦性没食子酸 分析纯,天津市致远化学试剂有限公司;亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、氯化钾、醋酸钠、硫酸铜、抗坏血酸、氯化钾、邻苯二甲酸氢钾、乙醇、硫酸钾、冰醋酸 分析纯,国药集团化学试剂有限公司。

AUW120D电子分析天平 日本岛津公司;SHA-B数显水浴恒温振荡器 常州澳华仪器有限公司;UV-2550紫外分光光度计 日本岛津公司;TGL-16离心机 长沙平凡仪器仪表有限公司;雷磁PHS-3C pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司;SOX406脂肪测定仪 济南海能股份有限公司;AS3120A超声波清洗器 天津奥特赛恩斯仪器有限公司;SHB-III循环水真空泵 上海亚荣生化仪器厂;XRY-1A数显氧弹热量计 上海隆拓仪器设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 常规营养物质的测定 总酸按照GB/T 12456-2008进行测定。总糖采用蒽酮比色法测定。脂肪采用GB 5009.6-2003索氏提取法。蛋白质按照GB 5009.5-2010凯氏定氮法分析试样中蛋白质的含量。灰分采用GB 5009.4-2010灼烧称重法。氨基酸态氮的测定按照GB/T 5009.39-2003氨基酸态氮甲醛值法测定。水分含量采用GB 5009.3-2010直接干燥测定。

1.2.2 活性成分的测定 黄酮采用硝酸铝-亚硝酸钠比色法测定总黄酮含量[8]。多酚含量参考福林酚法测定[8-10]。采用钼蓝比色法测定样品中还原型维生素C含量[11]。色价的测定取样品提取液[12]稀释2.5倍,摇匀后于536 nm处测量其吸光值,根据公式计算色价的含量:色价=(A×2.5)/W。式中:A表示测量的吸光值,2.5表示溶液稀释倍数,W表示干样质量(g)。

1.2.3 抗氧化活性分析 称取5 g火龙果果肉样品于离心管中,加入70%乙醇溶液超声提取30 min,抽滤,将滤液转移到100 mL容量瓶中,用70%乙醇溶液定容,待用。

对食用油脂的抗氧化性,分别取1 mL红、白火龙果提取液、0.2 mg/mL VC分别加入到50 g新鲜熬制的温热猪油中,用力搅拌混匀,以不添加任何抗氧化作用物质的油脂作为空白对照,将所有样品放入(65±1) ℃恒温干燥箱中保存,并定时搅拌、通入空气。每隔3 d取样并交换其在恒温干燥箱中的位置,按照GB/T 5538-2005测定油脂的过氧化值(POV)。

还原能力的测定,采用普鲁士蓝法[13]和铁离子还原能力(FRAP)法[14]。

清除羟自由基(·OH)活性,采用水杨酸法测定[15]。DPPH自由基和ABTS自由基的清除能力,采用比色法测定[14,16-17]。

1.3 数据统计与分析

数据用平均值±标准差表示。用SPSS 17.0进行统计分析和方差分析,以p<0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 红肉与白肉火龙果常规营养成分比较分析

由表1可知,市售白肉火龙果与贵州罗甸红肉火龙果果肉中常规营养成分存在一定差异。糖、酸作为果实品质中重要的构成性状之一,也是影响果实风味品质的重要因素。本试验中,红肉火龙果的可滴定酸显著高于白肉火龙果(p<0.05),并且其总糖含量也较高(p<0.05),故红肉火龙果的口味更浓郁、酸甜可口,这对开发加工产品的风味与品质起着重要作用;据报道,火龙果中除了葡萄糖和果糖外,还含具有清除肠道毒素、预防癌症、增加免疫力作用的低聚糖[6]。通过测定样品中总含氮量,发现红肉火龙果中粗蛋白的含量显著高于白肉火龙果(p<0.05),且高于苹果的粗蛋白含量(0.2 g/100 g)[18];氨基酸态氮的含量却显著低于白肉火龙果(p<0.05),而其氨基酸模式却优于白肉火龙果[7];红肉火龙果粗脂肪含量为(2.28±0.04) g/100 g,显著高于白肉火龙果(p<0.05),还高于苹果、梨等水果的脂肪含量[18-20],据报道红肉火龙果中所含脂肪酸主要是亚油酸、油酸和棕榈酸[21];这可能是果肉中所含油脂较为丰富的原因,表明火龙果加工的副产物可进行籽油等产品的开发。能量也显著高于白肉火龙果(p<0.05),这正与前述红肉火龙果中粗蛋白、粗脂肪含量较高相符。无机盐具有调节人体新陈代谢,促进机体健康的作用,白肉火龙果的果肉中总灰分比红肉火龙果果肉高(p>0.05),而产于贵州喀斯特山地罗甸的火龙果所含矿质元素,如钾、钙、镁、磷的含量却较丰富[22]。红肉与白肉火龙果的水分含量差异不显著(p>0.05)。通过常规营养物质的分析，说明贵州罗甸产红肉火龙果的营养价值较高,营养更均衡。

表1 红肉、白肉火龙果常规营养物质的含量Table 1 Nutritional components contents in Red Pitaya and White Pitaya

2.2 红肉与白肉火龙果部分活性成分比较分析

对红肉和白肉火龙果中VC、多酚、黄酮和色价等具有抗氧化作用的物质进行测定，结果如图1所示，红肉火龙果中黄酮((24.9±2.3) mg/100 g)、多酚((83.8±4.9) mg/100 g)和VC含量((119.5±5.8) mg/100 g)均显著高于白肉火龙果(p<0.05)，说明贵州罗甸产的红肉火龙果多酚化合物较为丰富，长期食用红肉火龙果可能对冠心病、肿瘤、衰老和骨质疏松的预防具有一定的作用[23-24]。而VC可参与体内的氧化还原反应，发挥多种生理功能，如抗氧化、促进铁的吸收等[11]，红肉火龙果的VC还高于蓝莓、桑葚、苹果等[8,11]。并且，白肉火龙果的色价也显著低于红肉火龙果(p<0.05)。色价反映着样品中的植物色素含量，据报道火龙果中色素主要为甜菜苷类化合物，具有抗炎症、提高身体免疫力等功能[25-26]，可广泛应用于饮料、糖果等食品工业。表明火龙果，尤其是贵州罗甸产红肉火龙果有益于人体健康，是一种具有开发价值的保健型水果，不仅可将其中的植物色素作为天然食品添加剂使用，还可最大限度地发挥生物活性功效，如多酚、黄酮等。

图1 红肉与白肉火龙果主要活性成分Fig.1 Active components contents in Red Pitaya and White Pitaya注:图中不同小写字母表示差异显著(p<0.05),图3、图4同。

2.3 红肉与白肉火龙果抗氧化活性的比较分析

由于正常生理活动或氧化压力的过剩,人体内会不断产生活性氧自由基,过剩的自由基将引起一系列的生物学反应,导致细胞损伤,引起癌症和衰老等疾病[13,24,27-28]。富含多酚、抗坏血酸的果蔬具有天然抗氧化作用,而其抗氧化机理可能是阻断脂质过氧化链式反应、增强氧化酶活性等,抗氧化活性的评价方法不同,其目的也不同[28]。因此不能用一种评价方法所得的结果去概括其他评价方法的结果,而应尽量选择多种抗氧化评价方法,较全面、客观的评价该化合物的抗氧化能力。

2.3.1 对食用油脂(猪油)的抗氧化性比较分析 由图2可知,随着储藏时间的增加,油脂的过氧化值逐渐增大,贮藏6 d后,各实验组的过氧化值(POV)均显著低于空白对照组(p<0.05);贮藏第9 d时,空白对照组的过氧化值已经超出了GB/T 5009137-2003的规定(POV≥10 mmol/kg),而各试验组的POV依然符合国标规定;贮藏后期,红肉火龙果对油脂的抗氧化性优于白肉火龙果,其POV值均高于VC阳性对照组(p<0.05)。说明红肉、白肉火龙果对油脂都具有一定的抗氧化作用,能够延缓油脂的酸败。

图2 红肉和白肉火龙果的抗油脂氧化性Fig.2 Anti-lipid peroxidation activity of Red Pitaya and White Pitaya

2.3.2 还原能力的比较分析 通过VC绘制标准曲线得到(y=728.93x+0.0286,R2=0.9941),以微克水溶性抗坏血酸当量每百毫升提取液计(μg VC/100 mL),红、白火龙果果肉对高价铁还原能力如图3(a)所示:红肉火龙果对高价铁还原能力为44.86±2.78 μg，显著高于白肉火龙果(p<0.05)。由图3(b)可见,红、白肉火龙果均具有一定还原能力,但白肉火龙果的还原能力较低(p<0.05)。而0.02 mg/mL VC的还原能力与红肉火龙果的差异不显著(p>0.05)。表明两种火龙果和VC提供的电子不仅能够将Fe3+还原为Fe2+,而且还能与自由基形成惰性化合物,避免了自氧化链式反应。

大量研究表明,果蔬中起抗氧化作用的活性物质除了抗坏血酸以外,更主要地来源于酚类物质,同时,植物色素还可增强抗坏血酸的功效,间接提高果蔬的抗氧化能力[24-26]。通过对白、红肉火龙果的抗氧化活性进行分析,红肉火龙果对自由基清除率、还原能力及油脂抗氧化均高于白肉火龙果,这可能与罗甸产红肉火龙果具有较高的抗坏血酸、总酚和色价有关。

2.3.3 对自由基清除能力的比较分析 由图4可见,红肉火龙果对羟基自由基的清除能力为86.87%±1.54%,高于白肉火龙果(p<0.05)和湖南衡南地区的枣[29],而低于黑加仑果渣提取物[30]。常用清除DPPH自由基的能力来衡量果蔬等物质的抗氧化能力[14,17,31]。红肉火龙果对DPPH自由基的清除能力显著高于白肉火龙果(p<0.05),说明红肉火龙果的抗氧化作用更强,并优于北高丛蓝莓、荸荠皮提取物等[32-33]。红、白肉火龙果对ABTS自由基的清除率均优于秦冠、红盖露、黄元帅等苹果籽多酚[10]及广西罗城毛葡萄等[9],其中红肉火龙果总抗氧化能力显著高于白肉火龙果(p<0.05)。

由图4所示,红肉火龙果对自由基的清除能力均较高,水果的抗氧化作用主要取决于所含的酚类物质[23-24],这可能由于本试验中红肉火龙果中多酚的含量和色价较高,故其表现出较强的自由基清除能力。

图4 红肉和白肉火龙果对自由基的抑制作用Fig.4 The free radical scavenging activity of Red Pitaya and White Pitaya

3 结论

我国火龙果资源丰富且分布广,本研究以贵州罗甸产区的红肉火龙果为材料,通过分析果肉中的常规营养物质,得出红肉火龙果比市售白肉火龙果含有更高的蛋白质、脂肪、能量和糖、酸。在对其抗氧化物质及其活性进行评价时,发现红肉火龙果中含有的酚类、抗坏血酸和色价也较高,他们对促进红肉火龙果的功效具有积极作用,并且罗甸产红肉火龙果对自由基清除能力、还原能力及油脂的抗氧化作用也较强,说明它可作为加工高抗氧化活性食品的潜在资源,具有良好的应用潜力和开发前景,也为促进贵州喀斯特山地火龙果的综合利用提供了基础数据,但对不同品种火龙果中活性物质及其抗氧化活性之间的关系还有待进一步研究。