大理白族特色食品资源刺菱角营养成分分析*

罗建学 杨桂秀 谭文高 万长江*

（大理农林职业技术学院，云南大理 671003）

刺菱角主产于大理洱海等高原淡水湖泊，其叶边有锯齿，叶柄中部较两端肥大，花小色白，果实外皮坚硬并生有嫩刺。刺菱角作为大理白族特色食品资源，具有悠久的食用历史，可生食或煮熟后食用。目前，对刺菱角营养品质的研究鲜见报道，限制了这一民族特色食品资源的开发，因此对刺菱角食用价值方面的研究显得极为迫切。本文通过研究大理刺菱角的常规营养成分、维生素、氨基酸、脂肪酸和矿物元素等，全面了解刺菱角的营养品质，为刺菱角的精深开发提供理论基础和科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

刺菱角采自云南大理洱海，分别从洱海海东镇文笔、挖色、康廊及上关镇江尾等地进行采集，这4个地方是洱海刺菱角的主要生长地，每份样品采用四分法进行取样。

TRACE GC UL TRA-DSQ气相色谱-质谱联用仪，美国热电公司；S433D型氨基酸自动分析仪，德国Sykam公司；Agilent 7500型电感耦合等离子质谱仪，美国Agilent Technologies有限公司；LC20A高效液相色谱仪，日本岛津公司；722型可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；DHC-9070型电热恒温鼓风干燥箱，上海申贤恒温设备厂；BS110S型分析天平，北京赛多利斯天平有限公司；MDS-2002A型微波消解仪，上海新仪微波化学科技有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 常规营养成分的测定

水分含量：采用GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》直接干燥法进行测定；蛋白质含量：采用GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法进行测定；灰分含量：采用GB 5009.4—2016《食品中灰分的测定》进行总灰分的测定；总糖含量（以蔗糖计）：采用GB 5009.8—2016《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》高效液相色谱法进行测定；总酸含量：根据GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》酸碱滴定法进行测定；总黄酮含量：根据SN/T 4592—2016《出口食品中总黄酮的测定》进行测定；膳食纤维含量：根据GB 5009.88—2014《食品中膳食纤维的测定》进行总膳食纤维的测定；淀粉含量：根据GB 5009.9—2016《食品中淀粉的测定》酶水解法进行测定。

1.2.2 维生素的测定

维生素A、D、E测定：参照GB 5009.82—2016《食品中维生素A、D、E的测定》高效液相色谱法进行测定；维生素B1测定：参照GB 5009.84—2016《食品中维生素B1的测定》高效液相色谱法进行测定；维生素B2测定：参照GB 5009.85—2016《食品中维生素B2的测定》高效液相色谱法进行测定；维生素B6测定：参照GB 5009.154—2016《食品中维生素B6的测定》高效液相色谱法进行测定；维生素C测定：参照GB 5009.86—2016《食品中抗坏血酸的测定》高效液相色谱法进行测定。

1.2.3 氨基酸、脂肪酸、矿物元素的测定

氨基酸参照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》氨基酸自动分析仪进行测定；脂肪酸参照GB 5009.168—2016《食品中脂肪酸的测定》内标法进行测定；矿物元素参照GB 5009.268—2016《食品中多元素的测定》电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES） 进行测定。

1.2.4 刺菱角中氨基酸评价计算方法

采用氨基酸评价方法（RAA、RC、SRC） 计算，同时将被测必需氨基酸组成与参考蛋白质氨基酸模式进行比较。E/T=必需氨基酸含量/氨基酸总量；E/N=必需氨基酸含量/非必需氨基酸含量；RAA=待评蛋白质中某氨基酸的含量/FAO模式中相应氨基酸的含量；RC=待评蛋白质中某氨基酸的RAA/各种氨基酸RAA的平均值；SRC=100-SRD×100（其中RAA：氨基酸比值，RC：氨基酸比值系数，SRD：RC的相对标准偏差）。

1.3 数据分析

试验数据采用SPSS19.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 刺菱角中主要营养成分

对刺菱角中常规营养成分进行了测定，结果如表1所示。

表1 刺菱角常规营养成分含量 单位：%

由表1可知，刺菱角中含有粗蛋白、粗脂肪、膳食纤维及淀粉等营养成分，其中淀粉含量较高，是紫色马铃薯（14.44%）的2.07倍，可作为淀粉生产的原料。

2.2 刺菱角中矿物元素含量

对刺菱角中常量元素、微量元素进行测定，结果见下页表2。

由表2可知，刺菱角中共检测出9种矿物元素，常量元素有P、Mg、Ca、Na、K等，微量元素有 Zn、Fe、Mn、Cu等。其中 P（1 200 mg/kg）、K（3 790 mg/kg）元素含量较高。适当的摄入磷有助于人的牙齿和骨骼健康，而钾在预防高血压和心脑血管等疾病中起到作用。医学研究表明，摄取足够的钙可预防骨质疏松和直肠癌，并且钙在心血管疾病的病因中起到作用。镁具有调节神经和肌肉的功能，有助于防治中风、冠心病和糖尿病。刺菱角中铜含量（0.644 mg/kg） 高于山竹（0.409 mg/kg） ,铜可以参与体内氧化还原过程，能促进正常黑色素的形成和维护毛发正常结构、保护机体细胞免受超氧阴离子自由基的损伤等重要作用。刺菱角中锌（4.59 mg/kg） 是桃子 （0.693 mg/kg） 的 6.6倍，锌是构成人体中许多酶的重要组分，并参与多种器官的构成，尤其对人的智力和身体的生长发育有更为显著和重要的影响。锰是多种酶活性中心的组成成分，他具有促进生长发育、保证内分泌功能正常、参与人体骨骼造血、促进细胞内脂肪氧化等多种生物学功能。

表2 刺菱角中矿物元素含量

刺菱角中重金属含量的测定结果见表3。

表3 刺菱角中重金属的含量

由表3可知，刺菱角中重金属元素砷、汞、铅、铬远低于国家标准限量。刺菱角生长于洱海中，属于野生自然资源，尚无人工引植，由于洱海保护，其周围生长环境不会受到工业废水、废气、废渣的污染，重金属等污染可得到有效控制。因此刺菱角可以作为一种天然、无公害的优质绿色食品原料。

2.3 刺菱角中氨基酸组成及含量

刺菱角中氨基酸组成及含量测定结果见表4。

表4 刺菱角中氨基酸组成及含量

由表4可知，刺菱角中含有16种常见的氨基酸，包括6种人体必需氨基酸和2种儿童必需氨基酸（组氨酸、精氨酸）。其中氨基酸含量较高的是谷氨酸（0.776%）、精氨酸（0.569%），谷氨酸具有调节酸碱平衡的作用，精氨酸是儿童必需的氨基酸。

根据FAO/WHO食物蛋白消化吸收和利用特点，得出食物蛋白氨基酸组成比例的推荐标准，即必需氨基酸总量占氨基酸总量的40%，必需氨基酸总量占非必需氨基酸总量的60%。SRC值越接近1表示越接近理想氨基酸模式。根据此项标准，刺菱角中必需氨基酸占总氨基酸的比例为19.973%，必需氨基酸占非必需氨基酸的比例为24.957%，SRC为62.387%，远低于此理想模式。刺菱角中必需氨基酸与WHO/FAO模式谱比较结果见表5。

表5 刺菱角中必需氨基酸与WHO/FAO模式谱比较

WHO/FAO于1973年提出了氨基酸模式谱理论，并以此为指导对各类食品中氨基酸进行评价，如果某食物所含必需氨基酸接近或符合氨基酸模式要求，则表明食物中蛋白质组成与人体更接近，该食品对人体的营养价值也就越高。由表5可知，刺菱角中只有苏氨酸（4.43%）接近氨基酸模式谱参考值，其他必需氨基酸均低于氨基酸模式谱参考值。根据氨基酸比值系数法，甲硫氨酸为刺菱角的第一限制性氨基酸，因其SRC值最低。

2.4 刺菱角中脂肪酸组成及含量

刺菱角脂肪酸组成气相色谱见图1，刺菱角脂肪酸组成及含量见表6。

图1 刺菱角脂肪酸组成气相色谱

由图1、表6可知，刺菱角中各组分在检测条件下分离效果较好，共分离出5种脂肪酸，其中饱和脂肪酸2种，分别为棕榈酸、硬脂酸，含量共占20.34%。棕榈酸可以降低血清胆固醇，具有保护胰岛素的作用。硬脂酸可以通过降低肠道对胆固醇的吸收间接减轻血液和肝脏中胆固醇的代谢负担。不饱和脂肪酸3种，分别为油酸、亚油酸、a-亚麻酸，含量共占79.66%。油酸是除了供给人体所需的大量热能外，还能调整人体血浆中高、低密度脂蛋白胆固醇的浓度比例。亚油酸的含量（52.6%）是花生的4倍，亚油酸具有相当广泛的生理作用，用于治疗心血管系统疾病，降低血脂。a-亚麻酸具有抗动脉粥样硬化、预防心脑血管疾病及减肥、降血脂等生理功能。

表6 刺菱角脂肪酸组成及含量

2.5 刺菱角中维生素组成及含量

图2、图3、图4为部分维生素测定的液相色谱图。

图2 维生素B1高效液相色谱

图3 维生素C高效液相色谱

图4 维生素E高效液相色谱

表7 刺菱角中维生素含量

由表7可知，共检测出了3种维生素，分别为维生素B1、C、E。维生素B1高于云南特有的谷类及制品，是软稻米（0.04 mg/100g） 的3.75倍，对脚气病的预防与治疗有重要作用。维生素C含量与梨（3.6 mg/100g）的接近。维生素E是很强的抗氧化剂，在体内保护细胞免受自由基损害。而维生素A、B2、D未检出，可能是因为刺菱角中含量过低的缘故。

3 结论

刺菱角中淀粉含量为29.85%，属于高淀粉类食品资源；刺菱角中共检测出9种矿物元素，其中P、K元素含量较高分别为1 200 mg/kg和3 790 mg/kg；含有丰富的维生素，维生素B1高达0.15 mg/100g；氨基酸种类齐全，含有多种脂肪酸，亚麻酸含量可达52.6%，营养价值较高。基于其营养特性，可围绕高淀粉及亚麻酸等开发刺菱角系列绿色产品，对弘扬白族特色食品具有重要的意义。