文冠果种仁营养物质和脂肪酸组成与氨基酸的评价

陆 昕 李显玉 杨素芝 冯昭辉 芦 特 阿拉坦图雅 关 岛 白玉茹 乌志颜

(东北林业大学1，哈尔滨 150040)(国家林业草原文冠果工程技术研究中心2，赤峰 024000)(赤峰市林业科学研究院3，赤峰 024000)(赤峰市林业和草原局4，赤峰 024000)

文冠果(XanthocerasSorbifoliumBunge)属于无患子科文冠果属，是我国特有的珍稀木本油料树种和乡土树种[1-3]，也是我国北方山区绿化、退耕还林、防风固沙的首选生态经济树种[4]，具有巨大的开发和利用潜力[5]。文冠果在我国北方分布广泛，自然分布在内蒙古、山西、陕西、山东、河北等地。其根系发达、保水力强，耐干旱、严寒、贫瘠，具有在荒山、荒地、沙化等不良条件下生长的能力，同时具有结实早、收益快、产量高、盛果期长，含油率高和综合利用价值大等特点[6-8]。由于其极端环境的良好适应力，而被广泛应用于水土保持。此外，文冠果是我国重要的木本油料作物[9-11]，其籽粒含油量高(55%～65%)，不饱和脂肪酸含量丰富(85%～93%)。文冠果种仁富含脂肪和蛋白质，脂肪酸构成中不饱和脂肪酸质量分数在90%以上，且饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的比值接近食用油脂肪酸合理配比[12]。充分开发利用木本油料树种，对于保障国家粮油安全具有重要的现实意义[13,14]。国家从能源发展的战略角度出发，将培育和发展林业生物质能源列入国家林业发展规划，林业生物质能源树种面临巨大的发展机遇。文冠果的开发利用价值正逐渐受到国内外学者的关注[15,16]。

为了深入、系统地对文冠果种仁的综合品质及食用价值进行分析，本研究对文冠果种仁的营养物质、脂肪酸组成、活性成分、矿物质元素和氨基酸组成和含量进行测定，评价了文冠果种仁的营养特点，为文冠果种仁开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

文冠果分别采自内蒙古赤峰、山东潍坊、陕西富县、宁夏吴忠、内蒙古阿拉善和新疆石河子。将采集的文冠果种子经脱壳得到文冠果种仁。

1.2 测定方法

根据GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》测定总脂肪含量；根据GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》测定总蛋白含量；根据GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》测定灰分含量；根据GB 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》测定粗纤维含量；根据GB/Z 21922—2008《食品营养成分基本术语》测定碳水化合物含量；根据GB 5009.82—2016《食品安全国家标准 食品中维生素A、D、E的测定》测定维生素的含量；根据GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》测定微量元素含量；根据GB 5009.168—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》测定脂肪酸含量；根据GB/T 25223—2010《动植物油脂 甾醇组成和甾醇总量》测定甾醇含量；根据NY/T 57—1987《谷物籽粒色氨酸测定法》测定色氨酸含量，根据GB 5009.124—2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》测定氨基酸含量。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel软件对数据进行处理。

1.4 氨基酸评价方法

参照文献计算氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系数(RCAA)、氨基酸比值系数分(SRCAA)，将6个产地的文冠果种仁氨基酸组成与FAO/WHO的人体必需氨基酸标准模式进行比对，综合评价其氨基酸的营养价值[17]。

2 结果与分析

2.1 文冠果营养物质分析

由表1可知，文冠果种仁中含有丰富的营养物质，包括蛋白质、脂肪、粗纤维、维生素、碳水化合物等。其中脂肪的质量分数最高，平均为56.2%。其次为蛋白质，质量分数为25.9%；灰分含量可以反映文冠果种仁中矿物质的含量，文冠果种仁中灰分质量分数为2.4%，说明其含有丰富的矿质元素和微量元素。

将文冠果种仁中的营养物质与大豆[18]、花生[19]进行比较，结果见图1。与大豆和花生相比，文冠果种仁中粗脂肪、粗纤维的含量最高。其中，粗脂肪含量分别是大豆和花生的3.28、1.17倍；粗纤维含量分别是大豆和花生的1.91倍和1.75倍。

图1 不同油料植物营养物质含量

文冠果种仁中含有丰富的磷(P)、钙(Ca)、钾(K)、镁(Mg)等矿物质元素和钠(Na)、铜(Cu)等微量元素(表2)。其中钾元素的含量最高，为7 026.67 mg/kg，其次为磷元素，含量为6 003.3 mg/kg；镁和钙元素的含量也较高，分别为1 913.33、672.0 mg/kg。对于不同地区文冠果种仁，磷元素和镁元素含量最高的地区均为内蒙古阿拉善，分别为6 280.0、2 060.0 mg/kg；钙元素和钠含量最高的是山东潍坊，分别为803.0、9.6 mg/kg；钾元素最高的地区是陕西富县，为7 820.0 mg/kg，铜元素含量最高的地区是新疆石河子，为8.3 mg/kg。

与大豆和花生相比[20-23](图2)，文冠果种仁中的磷、钙、钾等矿物元素低于大豆但高于花生，分别是花生2.94、1.68、2.30倍，镁元素分别是大豆和花生的1.52、1.20倍。对于其他微量元素，文冠果种仁中钠元素的含量远高于花生，是花生的3.53倍。

表1 文冠果种仁营养物质含量

表2 文冠果种仁矿物元素含量

图2 不同油料植物矿物质元素含量

2.2 文冠果脂肪酸组成和含量

由图3结果可知，文冠果种仁中共包含有13种脂肪酸，分别为棕榈酸(C16∶0)、棕榈烯酸(C16∶1)、硬脂酸(C18∶0)、油酸(C18∶1n9c)、亚油酸(C18∶2n6c)、α-亚麻酸(C18∶3n3)、花生酸(C20∶0)、顺-11-二十碳烯酸C20∶1、11，14-二十碳烯酸(顺,顺-二十碳二烯酸，C20∶2)、二十二碳酸C22∶0、13-二十二碳烯酸(顺-13-二十二碳一烯酸，C22∶1n9)、二十四酸(C24∶0)、二十四碳烯酸(顺-15-二十四碳一烯酸，C24∶1)。

其中，油酸的质量分数约为41.23%，容易被人体吸收，可以降低人体血脂、抑制低密度脂蛋白升高[24]。亚油酸质量分数约为30.37%，是人体必需脂肪酸，可以降低胆固醇、预防动脉粥样硬化。二者是文冠果种仁脂肪酸最主要的组成部分。亚油酸和油酸含量高的文冠果种仁有益于人体健康。对于特殊的功能性脂肪酸，文冠果种仁中所含的神经酸质量分数约为3.27%，这与文献报道的含量(1.4%～4.6%)相符[12,25]。神经酸是大脑神经纤维和神经细胞的核心天然成分，具有修复大脑神经信息传递通道的功效，对预防和治疗脑神经衰弱和阿尔茨海默症有独特作用[26]。

文冠果种仁中不饱和脂肪酸质量分数约为91.47%。不饱和脂肪酸具较好的生理活性作用，能保证细胞的正常生理功能，可降低血液中胆固醇、甘油三酯和血液黏稠度，改善血液微循环，提高脑细胞活性，增强记忆力和思维能力[27]。

图3 文冠果种仁脂肪酸组成及含量

2.3 文冠果活性成分分析

由表3可知，文冠果种仁中维生素C和维生素E含量较高。在人体中，维生素C是高效抗氧化剂，用来减轻抗坏血酸过氧化物酶基底的氧化应力。同时，还有许多重要的生物合成过程中也需要维生素C参与作用。文冠果种仁中维生素C含量为10.7mg/100 g，可以为人体补充所必需的营养物质。维生素E是一种脂溶性维生素，是人体正常所需要的基本营养素，其水解产物为生育酚，是最主要的抗氧化剂之一。同时，维生素E可抑制眼睛晶状体内的过氧化脂反应，使末梢血管扩张，改善血液循环，预防近视眼发生和发展，文冠果种仁中维生素E含量为10.9 mg/100 g，二者均高于大豆和花生。

文冠果种仁中含有多酚、黄酮、甾醇等活性物质。多酚含量为约1 484.17 mg/kg，具有较好的抗氧化性。黄酮的含量为878.33 mg/kg，具有降血脂、降胆固醇、抗菌、抗炎症等功效[28]。甾醇总量为745.50 mg/kg，

表3 文冠果种仁维生素含量

其主要成分为谷甾醇(752.9 mg/kg)、Δ7-豆甾烯醇(549.7 mg/kg)、Δ7-燕麦甾烯醇(148.4 mg/kg)，三者含量约占甾醇总量的83.1%。对于不同产地文冠果种仁(图4)，总多酚含量最高的为山东潍坊，含量为1 655 mg/kg，总黄酮最高的是宁夏吴忠，含量为1 090 mg/kg，总甾醇最高的为陕西富县，含量为2 018 mg/kg。

图4 文冠果种仁活性成分含量

2.4 文冠果氨基酸组成分析与评价

2.4.1 文冠果种仁氨基酸组成及含量测定

文冠果种仁中氨基酸组成和含量结果见表4。文冠果种仁中包含有赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、丝氨酸、胱氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等17种氨基酸，总质量分数为24.27%。包含除色氨酸以外的其余8种人体必需氨基酸，总质量分数为8.44%，占总氨基酸含量的34.77%。含量最高的是亮氨酸，质量分数为1.84%，其次为缬氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、组氨酸、蛋氨酸。

表4 文冠果种仁氨基酸组成和含量

对于不同产地的文冠果种仁，人体必需氨基酸的含量是不同的(图5)。内蒙古赤峰、山东潍坊、陕西富县、宁夏吴忠、内蒙古阿拉善、新疆石河子等地区样品质量分数分别为8.94%、8.54%、8.41%、8.46%、7.44%、8.83%。其中含量最高的为内蒙古赤峰，含量最低的为内蒙古阿拉善。

图5 不同产地文冠果必需氨基酸含量

2.4.2 文冠果种仁中必需氨基酸组成的评价

根据文冠果种仁各氨基酸含量，可计算得到每种氨基酸的质量分数。将计算结果与WHO/FAO提出的评价蛋白质营养价值的必需氨基酸标准模式进行对照分析(表5)。结果可知，人体必需氨基酸中，占总氨基酸比例较高的是亮氨酸(7.6%)与缬氨酸(5.9%)。通过氨基酸比值可知，文冠果种仁中亮氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和组氨酸的含量要高于标准模式，其中组氨酸的含量为标准模式的1.25倍，在所有必需氨基酸中最高；赖氨酸、蛋氨酸+胱氨酸和苏氨酸的含量略低于且接近标准模式。

表5 文冠果种仁氨基酸评分

基于WHO/FAO氨基酸平衡理论，结合WHO/FAO的必需氨基酸标准模式数据，计算文冠果种仁各种必需氨基酸占总氨基酸的比值RAA、、氨基酸比值系数RC和比值系数分SRC(表5)。结果表明文冠果种仁氨基酸比值系数分约为77.55分，较为接近100分，表明文冠果种仁营养价值相对较高。

3 结论

对不同产地文冠果种仁的营养物质、脂肪酸、活性成分、氨基酸等组成与含量进行了测定，结果表明文冠果种仁是高含油量原料，其粗脂肪的质量分数约为56.2%，营养物质丰富，蛋白质和粗纤维含量较高。文冠果种仁含有丰富的P、Ca、K、Mg、Na、Cu等多种微量元素。文冠果种仁中脂肪酸种类较丰富，共有13种，不饱和脂肪酸约为91.74%。同时，文冠果种仁中还含有维生素C、维生素E、多酚、黄酮、甾醇等活性物质。对文冠果种仁中氨基酸组成进行分析，其含有17种氨基酸，总质量分数为24.27%，其中8种人体必需氨基酸的总质量分数为8.44%。其必需氨基酸的构成比例基本符合WHO/FAO的标准，其氨基酸的比值系数评分为77.55。文冠果种仁营养物质、活性物质丰富，所含人体必需氨基酸的种类齐全，并且含有功能性脂肪酸-神经酸，是有利于人体健康的优质食品原料。