梅干菜相对鲜芥菜功能性物质及抗氧化活性提升研究

张静怡，那立欣，曲春波，李 佳，苗 萌，孙志栋，陈山乔

（1.上海健康医学院健康与公共卫生学院，上海 201318；2.上海健康医学院医学技术学院，上海 201318；3.宁波市农业科学研究院农产品加工研究所，浙江 宁波 315040）

梅干菜以芥菜为原料，芥菜一般除了鲜食以外，大部分作为酸菜、泡菜和干菜的主要原料[1]。其制作的梅干菜味道醇美、咸香适度、香气浓郁。梅干菜中矿质元素和谷氨酸等含量较为丰富，其含有的钾、钙、镁、磷等元素对机体的代谢、血压、骨骼具有重要生理作用。同时，梅干菜富含多种活性物质，比较鲜芥菜，营养流失不显著，具有抗氧化及预防慢性疾病的作用[2]。为丰富人们日常饮食的多样性，充分利用梅干菜的功能特点及保健价值，开发鉴定梅干菜及相关方便食品具有重要意义。

梅干菜耐储存，是存放时间较长的一种食物。从20世纪80年代伊始，我国蔬菜产业发展势态迅猛，特别是出口蔬菜方面。截至20世纪90年代末期，我国蔬菜出口量约占国内总产量的2%。梅干菜具备的丰富营养及其鲜美醇厚的味道，能够应用在配料、汤料及馅料中。在出口的蔬菜种类中，以芥菜等为原料的腌渍蔬菜出口占比较大。基于此，浙江省建立了专供出口日本的生产基地。

21世纪以来，全国各地特色及效益农业蓬勃发展，梅干菜产业进一步发展，产品与国际接轨，其产业的发展在全国蔬菜产业发展中占据越来越重要的地位。芥菜复种指数高，一年四季均可种植。现阶段，地方农业已经投入到将小作坊式的梅干菜家庭加工发展为梅干菜工业化生产体系中，从而促进部分农产品加工的工业化发展。随着生活水平的提高，食品安全问题越来越受到消费者的重视，食品的安全性是消费者选择的重要参考标准。同时，降低亚硝酸盐含量，提高梅干菜质量成为重要努力方向。在国外，早期学者发现了芥菜中的矿物质及相关影响，Mounicou S等人[3]研究了芥菜中硒和汞的定位和形态特征。近年来，学者越来越关注芥菜及相关发酵过程的变化及所带来的营养价值。

Sharma A等人[4]研究了芥菜中的挥发性成分，发现芥菜具有多种的生物活性成分，可作为天然抗氧化剂和多种药用资源。Park S Y等人[5]研究了不同发酵时期芥菜叶泡菜提取物酚类化合物及抗氧化活性的变化。

筛选6个不同批次的传统梅干菜为代表性原料，根据梅干菜的品质特性，通过对梅干菜原料进行营养成分分析和抗氧化活性研究，并与鲜芥菜进行了对比，旨在确定梅干菜产品的功能性营养价值，为制定消费者食用指导提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

所用梅干菜原料来自于宁波新紫云堂水产食品有限公司，梅干菜原料和试验用芥菜为“雪里蕻”。

盐酸、冰乙酸、氢氧化钠、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢二钾、三水合磷酸二氢钾等（分析纯），国药集团化学试剂有限公司提供；三乙胺、甲醇、环己烷、乙醚、正己烷、无水乙醇（色谱纯），国药集团化学试剂有限公司提供；乙腈（色谱纯），美国Sigma公司提供；蛋白胨、琼脂、酵母提取物，北京陆桥技术股份有限公司提供。

将干燥的梅干菜和鲜芥菜粉碎备用。精确称取梅干菜20 g置于500 mL圆底烧瓶中，按料液比1∶4（g∶mL）加入水或无水乙醇作为提取溶剂，于70℃下进行浸提，回流1 h，过滤，保留滤液，滤渣进行第2次提取，过滤后合并滤液，供检测备用。

梅特勒LE204E型万分之一分析天平，Perkin-Elmer NexION 1000型等离子质谱仪，赛默飞TRACE 1310型气相色谱仪，色谱柱：CP-Sil 88，100 m×0.25 mm×0.20 μm，UV-6000型紫外分光光度计，上海精密产品；HWT-10C型恒温水浴振荡器、MLS-830L型高压灭菌锅，日本PHCbi（原三洋）产品；雷磁PHS-3C型pH计。

1.2 试验方法

1.2.1 形态学及膳食纤维含量检验

利用扫描电镜观察梅干菜的形态结构，将单层梅干菜叶部位和茎秆部位进行取材，喷金后在扫描电镜下进行观察。

样品经沉淀、抽滤后，用丙酮和乙醇洗涤，之后干燥称量。计算残渣中对应的蛋白质、灰分和试剂空白含量，除去该含量后计算出样品中总膳食纤维含量。

1.2.2 营养成分检测方法

（1）β-胡萝卜素的测定。β-胡萝卜素对照GB 5009.83—2016进行检测。通过β-胡萝卜素标准溶液配制，之后进行预处理和皂化，收集样品的萃取液进行色谱测定并计算。

（2）叶黄素的测定。梅干菜和鲜芥菜中的叶黄素含量对照B 5009.248—2016的方法进行检测。涡旋振荡提取浓缩，以0.1%BHT乙醇溶液定容至10 mL，过0.45 μm滤膜，液相色谱测定。

（3） 维C的测定。对照GB 5009.86—2016荧光法检测梅干菜和鲜芥菜维C的含量。样品液氧化处理得到试样氧化液和标准氧化液。空白液加5 mL硼酸-乙酸钠溶液，“试样液”和“标准液”中各加5 mL的500 g/L乙酸钠溶液。绘制标准曲线，于激发波长338 nm，发射波长420 nm处测定荧光强度。计算样品溶液中L(+)-抗坏血酸总量。

（4） 维E的测定。对照GB 5009.82—2016反相高效液相色谱法对梅干菜和鲜芥菜中的维E含量进行检测。配制标准溶液。样品处理后经过皂化、提取、洗涤和浓缩。样品溶液使用高效液相色谱仪进行分析，计算数值。

（5）维B1的测定。梅干菜和鲜芥菜中维B1含量采用分光光度法进行测定。样品经过提取后取上清液，于波长704 nm处测定吸光度。

（6）维B2的测定。梅干菜和鲜芥菜维生素B2对照GB 5009.85—2016高效液相色谱法进行检测。样品恒温水解，调节pH值至6.0～6.5，酶解后定容过滤，样品滤液经过反相色谱柱分离，高效液相色谱荧光检测器检测。

（7）泛酸的检测。梅干菜和鲜芥菜中泛酸的含量对照GB 5009.210—2016进行检测。将植物乳杆菌液接种在有样液的培养基中进行培养并测定透光率。根据透光率与泛酸含量的标准曲线计算得到样品的泛酸量。

（8）维B6的测定。梅干菜和鲜芥菜中维生素B6的含量对照GB 5009.154—2016进行检测。样品前处理后经C18色谱柱分离，于激发波长293 nm，发射波长395 nm的高效液相色谱-荧光检测器中进行测试，检测样品中的维B6的含量。

（9）叶酸的测定。梅干菜和鲜芥菜中叶酸的含量对照GB 5009.211—2014进行检测。样品进行前处理后，培养接种一段时间后于波长540 nm处测定透光率，测定样品中的叶酸含量。

（10）镁和磷的含量测定。采用分光光度法检测梅干菜和鲜芥菜中镁和磷的含量。测定镁含量时，分别设置空白管、标准管和测定管。空白管为双蒸水、标准管为1.5 mmol/L镁标准溶液。双蒸水调零后在540nm处测定吸光度。测定样品中磷的含量时，样品经过沉淀剂沉淀后取上清液，分别设置测定管、标准管、空白管，标准管为0.5 mol/L磷标准液，空白管为去离子水。于波长660 nm处，去离子水调零后测定吸光度。

（11） 硒和锌的含量测定。对照采用GB5009.268—2016电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）检测硒和锌的含量。样品进行消解后，使用电感耦合等离子体质谱仪定量测定。

1.2.3 抗氧化性测试

（1） 总黄酮含量检测。分别取5 mL梅干菜和鲜芥菜提取液置于100 mL瓶中，加无水乙醇溶液30 mL浸提1 h，浸提液过滤置于50 mL的容量瓶定容。与芦丁标准品准备液进行比较，于波长420 nm处测定吸光度，测定得到样液中总黄酮的含量。

（2） 总抗氧化性（DPPH法）。通过DPPH溶液吸光度的变化对清除自由基的能力大小进行评价。组织质量与提取液体积以1∶5的比例进行匀浆后，于4℃条件下以转速10 000 r/min离心10 min，取上清液，应用分光光度计于波长515 nm处进行比色测定，得到吸光度的OD值，以公式（1）计算得到梅干菜的总抗氧化能力。

（3）总抗氧化性（FRAP法）。用总抗氧化能力检测试剂盒（FRAP法）检测样品的总抗氧化能力，在96孔板内先加入180 μL FRAP工作液，再加入5 μL样品或各浓度Trolox标准溶液，轻轻混匀，于37℃下孵育3～5 min，再于波长593 nm处测定A，根据标准曲线计算出样品的总抗氧化能力，结果用微摩尔Trolox当量（Trolox equivalent，TE） 每克样品干质量表示为μmol TE/g。

（4）多酚氧化酶的检测。组织质量与提取液体积以1∶5的比例进行匀浆，于4℃条件下以转速8 000 r/min离心10 min，取上清液，调节分光光度计于波长525 nm处进行比色测定，得到吸光度OD的值。

每分钟每1 mL样品提取液在每1 mL反应体系中使525 nm处吸光度变化0.01为一个酶活力单位。

以公式（2） 计算多酚氧化酶活性：

1.3 数据分析

采用SPSS统计对数据进行分析处理，试验数据用平行样本平均数±标准差（X±S） 表示。数据进行t检验分析，以p＜0.05为差异显著，p＜0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 形态学及膳食纤维含量检验

在扫描电镜下，梅干菜呈现繁杂的枝叶结构特征，在表面散落有发亮的矿物元素，有束状层叠状结构。可见梅干菜成品保持了原材料的组织纤维结构，维持了膳食纤维的保存，可以辅助肠胃消化，有益健康。

梅干菜的SEM图见图1。

图1 梅干菜的SEM图

经膳食纤维含量检测，鲜芥菜膳食纤维含量平均为10.76 g/100 g，梅干菜膳食纤维含量平均值为15.58 g/100 g。梅干菜膳食纤维含量与鲜芥菜相比，差异显著（p＜0.05）。与鲜芥菜相比，梅干菜膳食纤维含量较高，是膳食纤维的良好来源。

梅干菜及鲜芥菜的营养成分含量见表1。

表1 梅干菜及鲜芥菜的营养成分含量

2.2 维生素含量的评价

试验结果显示，梅干菜中β-胡萝卜素含量为204.09 μg/100 g，而经检测鲜芥菜中维A平均值为2 639.48 μg/100 g。该研究涉及的梅干菜中叶黄素平均含量为303.86 μg/100 g，鲜芥菜中叶黄素平均含量为335.24 μg/100 g。梅干菜维E平均含量为1.29 mg a-TE/100 g，与鲜芥菜（0.7 mg a-TE/100 g） 相比，差异极显著（p＜0.01）。梅干菜中检测到的水溶性维生素有维C和多种B族维生素。食用100 g梅干菜平均可获得1.92 mg的维C，梅干菜维C的含量较新鲜芥菜68.08 mg/100 g相比下降较多。梅干菜中维B1含量为0.47 mg/100 g，维B2为0.12 mg/100 g，泛酸0.30 mg/100 g，维B6为0.47 mg/100 g，叶酸为6.40 μg/100 g。与新鲜芥菜相比，维B1和维B6含量增长较多，差异极显著（p＜0.01），梅干菜中叶酸含量与新鲜芥菜相比，差异显著（p＜0.05）。梅干菜与鲜芥菜相比，除泛酸的含量有一定幅度的下降外，其他B族维生素均有所增长，维B2和泛酸含量差异不显著 （p＞0.05）。

2.3 矿物质含量的评价

梅干菜及鲜芥菜的矿物质含量见表2。

表2 梅干菜及鲜芥菜的矿物质含量/mg·kg-1

矿物质是构成人体组织和维持正常生理功能必需各种元素的总称，是人体必需的七大营养素之一。采用分光光度法检测梅干菜中镁和磷的含量，采用GB 5009.268—2016（第一法） 检测硒和锌的含量。由表2可知，梅干菜锌的含量为7.15 mg/kg，硒未检出。经过换算，镁含量的平均值为198.87 mg/kg，磷的含量平均值为253.00 mg/kg。鲜芥菜的镁、磷和锌的试验结果平均值为236.50，425.51，7.44 mg/kg。梅干菜样品与鲜芥菜样品比较，镁、磷和锌的含量差异不显著 （p＞0.05）。

2.4 抗氧化活性和相关物质含量

梅干菜及鲜芥菜的抗氧化活性见表3。

表3 梅干菜及鲜芥菜的抗氧化活性

由表3可知，梅干菜的总黄酮平均含量为0.18%，鲜芥菜为0.13%。与鲜芥菜相比，梅干菜的总黄酮百分比差异极显著（p＜0.01）。说明食用一定量的梅干菜对机体具有生理保健功效。

试验结果表明，水浸提梅干菜浸提液的DPPH自由基淬灭活性为87.14%。以抗氧化剂维C DPPH自由基淬灭活性（95.56%）作为对照进行对比，梅干菜浸提液的抗氧化能力较强，趋于标准抗氧化剂的抗氧化能力。与鲜芥菜相比，梅干菜的DPPH自由基淬灭活性差异极显著（p＜0.01）。试验经过计算，梅干菜的FRAP法检测得到的抗氧化活性为27.76 μmol TE/g，鲜芥菜为26.77 μmol TE/g。计算得到梅干菜浸提液的PPO活性为0.46 U/mL，鲜芥菜为0.47 U/mL，二者相差不大。

3 结论

梅干菜的膳食纤维含量较高，一般在雪菜等腌渍类菜中膳食纤维含量在7%～14%[6]试验样品梅干菜的膳食纤维比例可达样品质量的15.58%，且纤维结构保持良好，具备吸附葡萄糖和脂肪的能力以维持血糖血脂的平衡，是膳食纤维的良好来源。Stewart M L等人[7]发现在饮食中增加膳食纤维的量对机体便秘等症状有缓解作用。Cheng W等人[8]发现添加膳食纤维可以在一定程度上改善小鼠肠道菌群的多样性。梅干菜中的膳食纤维含量为进一步研究发酵菜类及其产品对机体肠道的有益作用提供了有效依据。

与新鲜芥菜相比，梅干菜样品中缺少了维A，而β-胡萝卜素含量较高，可以作为维A的良好来源，在机体需要时转换为维A。梅干菜维C的含量较新鲜芥菜相比下降较多[9]，可能是由于梅干菜经过特殊加工并经过了热烘干，随着贮存时间增加，加工过程导致的损伤及光、热和氧化反应使得水溶性维生素流失，对芥菜中的维C造成损失，维C含量自然下降[10-12]。与金伟林等人[13-14]的研究对比发现，新鲜芥菜中含有维A、维C、维E、维B1和维B2等营养成分，与试验结果一致。与同样可以作为发酵菜原料的荠菜相比，梅干菜维B1含量为荠菜的10倍，其他维B族含量略高[15]。β-胡萝卜素、维E和维C可以共同增强机体的清除自由基能力[16]。同时，梅干菜中含有的叶黄素同样具有抗氧化作用，可以抑制氧自由基的活性，阻止氧自由基对正常机体细胞的破坏。这些维生素成分与其他具有抗氧化活性的物质一起在机体内产生协同抗氧化作用。

根据《中国居民膳食营养素参考摄入量 第5部分：水溶性维生素》维C的RNI（推荐摄入量） 为100 mg/d。日常饮食中还需要从其他新鲜蔬菜水果中摄取足够的维C，以满足人体需求。维B1和维B2的RNI为1.4 mg/d（男性）、1.2 mg/d（女性），维B6的RNI为1.4 mg/d。作为人体代谢的重要参与者，食用100 g梅干菜即可从中获得维B1和维B6每日摄入量的1/3，其他B族维生素需要从其他食物中获得必要补充。

试验结果发现，在发酵过程中梅干菜的各种矿物质含量均有所下降，可能是由于发酵过程中，盐溶液使内外细胞渗透压变化，导致芥菜中的矿物质元素转移。乔倩等人[17]的研究发现，梅干菜中含有多种维生素、氨基酸及锌、镁、钾等7种人体所必需营养素，与该研究结果一致。根据《中国居民膳食营养素参考摄入量 第2部分：常量元素》和《中国居民膳食营养素参考摄入量 第3部分：微量元素》，成年人对于镁的RNI是330 mg/d，磷RNI是720 mg/d，锌RNI是7.5 mg/d（女性）、12.5 mg/d（男性）。基于梅干菜的矿物质含量及人群食用习惯，膳食营养建议要在饮食上注重合理搭配，可根据人体年龄和身体差异情况，适量地从新鲜蔬菜中补充矿物质。

自由基的产生与机体功能障碍及机体疾病的发生发展关系密切[18]。由此可见，探讨食物对机体自由基的清除作用很有意义。腌制发酵和后续日晒加工后的梅干菜，在酶促氧化等反应的影响下，部分多酚遭受损失。多酚含量会影响DPPH自由基淬灭活性的大小[19]。抗氧化活性可能为多种成分协同作用的结果DPPH自由基淬灭活性可以代表总抗氧化能力[20]。总黄酮含量是梅干菜中的主要抗氧化物质，可能是由于梅干菜添加了一定食盐，从而抑制了多酚氧化酶的活性，使芥菜中的黄酮类物质避免损失。Huang H等人[21]研究表明，使用FRAP和DPPH方法得到的结果相关性较高。FRAP和DPPH是基于电子转移的方法检测，两者可以协同检测样品中的总抗氧化能力。检测植物果蔬中有无PPO及PPO的含量，可以反映果蔬加工、茶叶品质和组织培养等信息。张冬梅等人[22]试验发现，发酵过程中的蔬菜抗氧化能力有变化，而发酵完成后的抗氧化性降低不明显，发酵对蔬菜抗氧化性的保存十分有利。同时，Park S Y等人[5]研究了不同发酵期芥菜腌制菜的抗氧化活性，发现2个月发酵期的腌制菜对（DPPH） 自由基和2,2-偶氮-双二铵盐（ABTS）自由基的清除能力最强。与所用梅干菜样品干制发酵的检测时间基本一致，为进一步研究梅干菜贮存时间与抗氧化活性的关系提供了依据。Sharma A等人[4]研究了芥菜中的挥发性成分，发现芥菜具有多种的生物活性成分，可作为天然抗氧化剂和多种药用资源。由芥菜为原料的梅干菜及其产品具有抗氧化活性良好的特点，含有天然抗氧化剂，可辅助预防疾病的发生。

该研究中的样品梅干菜中含有矿物质元素镁、磷、锌，含有β-胡萝卜素、叶黄素、维C、维E、维B1、维B2、维B6泛酸和叶酸，具有较强的抗氧化能力，其中DPPH自由基淬灭活性为87.14%，FRAP活性为27.76 μmol TE/g，PPO活性为0.46 U/mL。维生素和矿物质是机体六大营养素的重要组成部分，虽然在机体内的含量很少，却对人体正常新陈代谢有至关重要的作用。通过研究日常食用的梅干菜成品纤维结构、梅干菜中营养物质含量和抗氧化活性，为梅干菜资源的深度开发利用提供参考。关于植物抗氧化能力的研究甚多，但基于不同植物及其所包含的具有抗氧化性的元素，其抗氧化能力的结果不尽相同。可能是因为植物中含有维生素、酶类和其他活性物质作用的结果，也可能是多种酶类和几种物质的相互协同作用。梅干菜表现出的抗氧化活性作用是由哪种或几种活性物质的作用关系，仍有待进一步确定。