薄采颖,陈幸良,周永红,胡立红
(1.中国林业科学研究院 林产化学工业研究所;江苏省生物质能源与材料重点实验室;国家林业和草原局林产化学工程重点实验室;林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心;江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,江苏 南京 210042;2.中国林学会,北京 100091)
湖南通道侗族自治县灰双纹螟-粤蛇葡萄(Herculiaglaucinalis-Ampelopsiscantoniensis)虫茶(简称粤蛇葡萄虫茶)、灰双纹螟-藤茶(H.glaucinalis-A.grossedentata)虫茶(简称藤茶虫茶)、化香夜蛾-化香树(Hydrillodesrepugnalis-PlatycaryastrobilaceaSieb.et Zucc)虫茶(简称化香虫茶)、灰双纹螟-鱼腥草(H.glaucinalis-HouttuyniacordataThunb.)虫茶(简称鱼腥草虫茶),由中国林学会提供。氨基酸混合溶液标准物质(16001/GBW(E)100062),中国计量科学研究院;Buffer L-8500-PH-Kit缓冲液,日本三菱化学有限公司;茚三酮溶液,日本和光纯药工业株式会社;类黄酮试剂盒(A142-1-1)、总酚检测试剂盒(A143-1-1),南京建成生物工程研究所。5-磺基水杨酸,分析纯;石油醚、浓硫酸、盐酸,优级纯。
Thermo 354型酶标仪、96孔酶标板,美国热电公司;L8900全自动氨基酸分析仪,日本日立公司;OPTIMA7000电感耦合等离子体发射光谱仪,美国PE公司;电动移液器,艾本德公司;ALLEGRA 25R高速台式离心机,贝克曼库尔特商贸(中国)有限公司;KQ500超声波清洗器,昆山超声仪器有限公司;EZ-2 Elite浓缩仪,英国Genevac公司;TL-650Y超声波细胞破碎仪,江苏天翎仪器有限公司。
1.2.1多酚提取及测定 称取10.00 g虫茶置于烧杯内,以70%乙醇为溶剂,30 ℃、液料比30∶1(mL∶g,下同)的条件下,超声波提取30 min,重复提取3次,提取液离心过滤合并后,测定多酚含量。参照植物总酚检测试剂盒说明书,将2 000 μmol/L标准品用60%乙醇稀释成1 000、500、250和125 μmol/L,按操作表标准管及空白管进行实验,于760 nm波长下测定吸光度值,以对照品浓度为纵坐标,以吸光度为横坐标,绘制标准曲线,回归方程为y=49.384 2x+2 651.594 7(R2=0.99)。在碱性条件下,酚类化合物将钨钼酸还原,产生在760 nm处有特征吸收峰的蓝色化合物,测定吸光度值,即可计算样品中的多酚含量。
1.2.2黄酮类化合物的提取及测定 提取方法同1.2.1节,参照植物类黄酮检测试剂盒说明书,将1 g/L 标准液用60%乙醇稀释成0.1、0.08、0.06、0.04和0.02 g/L,按操作表标准管及空白管进行实验,于502 nm处测定吸光度值,以吸光度为纵坐标,对照品质量浓度为横坐标,绘制标准曲线,回归方程为y=2.2114x+7.619×10-4(R2=0.99)。在碱性亚硝酸盐溶液中,类黄酮与铝离子形成在502 nm处有特征吸收峰的红色络合物,测定吸光度值,即可计算样品中的总黄酮含量。
1.2.3总糖的提取及测定 称取100 mg的虫茶粉末置于试管中,加入20~30 mL蒸馏水置沸水浴中提取20 min,然后滤入100 mL容量瓶中,定容至100 mL,测定总糖含量。按照蒽酮法测定总糖含量,用移液管加入提取液0.5 mL和1.5 mL蒸馏水,再加蒽酮-乙酸乙酯试剂0.5 mL,充分摇匀后,沿试管管壁缓缓加入5 mL浓硫酸,摇匀,立即放入沸水浴中保温1 min,取出放置于试管架上,冷却后摇匀,以空白作参比,于630 nm波长下,测其吸光度。以吸光度为纵坐标,以糖含量为横坐标,绘制标准曲线,回归方程为y=0.006 8x+0.049 7(R2=0.99),根据标准曲线计算样品中的总糖含量。
1.2.4蛋白质的提取及测定 蛋白质的提取及测定参照行业标准SN/T 3926—2014《出口乳、蛋、豆类食品中蛋白质含量的测定》,采用考马斯亮蓝法测定。以吸光度为纵坐标、标准蛋白质质量浓度为横坐标绘制标准曲线。回归方程为y=6.928 1x+0.048 4(R2=0.99),标准蛋白质质量浓度为0.006~0.084 g/L,根据标准曲线计算样品中的蛋白质含量。
1.2.5粗纤维的测定 称取2.30 g虫茶粉末置于锥形瓶中,加入200 mL煮沸的1.25%硫酸溶液,加热使微沸,保持体积恒定,维持30 min,每隔5 min摇动锥形瓶1次,以充分混合瓶内的物质。取下锥形瓶,立即用布氏漏斗过滤,滤渣用沸水洗涤至洗液不显酸性。用200 mL煮沸的1.25%氢氧化钾溶液将滤渣洗入原锥形瓶内,加热微沸30 min,取下锥形瓶,立即以布氏漏斗过滤,以沸水洗涤2~3次,移入干燥称质量的砂芯坩埚中,抽滤,用热水充分洗涤后抽干,再依次用乙醇和乙醚洗涤1次。将试样在105 ℃烘箱中烘干后称质量,重复操作,直至质量恒定。
1.2.6粗脂肪的测定 以石油醚为溶剂,借助索氏抽提器进行循环抽提,样品包在抽提前后的质量差即为样品的粗脂肪含量。
1.2.7氨基酸质量分数测定 参照国家标准GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》,采用氨基酸自动分析仪测定。
1.2.8氨基酸评分 根据FAO/WHO(1973年)建议的必需氨基酸评分标准模式和鸡蛋蛋白质的氨基酸评价标准模式,按以下方法计算氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)[11-12]:AAS=样品中每克蛋白中氨基酸含量/FAO评分标准中同种氨基酸含量,CS=样品中每克蛋白中氨基酸含量/鸡蛋蛋白中每克同种氨基酸含量。
1.2.9矿物元素分析 虫茶先在硝酸-过氧化氢-氢氟酸混合液中进行消解,然后使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)进行矿物元素分析。
4种虫茶的多酚、总黄酮、总糖、蛋白质、粗纤维和粗脂肪等基本营养成分见表1。从表1可以看出:4种虫茶在基本营养成分上存在一定的差异,含多酚为17.17~255.64 μmol/g,其中粤蛇葡萄虫茶中含有丰富的多酚和总黄酮,其含多酚为255.64 μmol/g,分别为藤茶虫茶、化香虫茶和鱼腥草虫茶的14.89、1.96 和1.63倍;其含总黄酮为27.18 mg/g,分别为藤茶虫茶、化香虫茶和鱼腥草虫茶的11.05、2.29和1.49倍。4种虫茶含总糖为0.64%~2.52%,其中,鱼腥草虫茶的总糖含量最高,粤蛇葡萄虫茶的总糖含量最低。4种虫茶含蛋白质为0.68%~1.27%,其中,鱼腥草虫茶的蛋白质含量最高,藤茶虫茶的蛋白质含量最低。4种虫茶含粗纤维为13.50%~18.34%,含粗脂肪为0.17%~9.85%。
表1 4种虫茶的基本营养成分含量
2.2.1成分分析 由表2可知,4种虫茶中含有常见的17种氨基酸,其中必需氨基酸7种(由于色氨酸在酸水解过程中被破坏,因此未检测出色氨酸)。
表2 4种虫茶氨基酸含量分析
4种虫茶氨基酸总量在70.16~81.46 mg/g,其中化香虫茶氨基酸总量最高,鱼腥草虫茶的氨基酸总量最低。但是均高于文献报道的三叶虫茶(13.88 mg/g)[13]、紫白虫茶(61.57 mg/g)[14]、灰青虫茶(13.23 mg/g)[15]。氨基酸的组成和含量是评价一种膳食蛋白营养价值的重要依据。按照FAO和WHO的理想模式,质量较好的蛋白质,其必需氨基酸占总氨基酸的比值(EAA/TAA)在40%左右,必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(EAA/NEAA)在60%以上[16]。化香虫茶的EAA/TAA为37.65%,接近FAO和WHO理想模式的要求,高于粤蛇虫茶(35.34%)、藤茶虫茶(36.66%)和鱼腥草虫茶(37.17%);化香虫茶的EAA/NEAA为60.39%,符合FAO和WHO理想模式的要求,高于粤蛇虫茶(54.66%)、藤茶虫茶(57.87%)和鱼腥草虫茶(59.17%)。
2.2.2质量评价 根据测得的氨基酸质量分数与1973年FAO模式的质量分数加以比较,分析4种虫茶的AAS和CS,结果见表3。由表3可知,4种虫茶的氨基酸组成不太平衡,氨基酸评分最低的赖氨酸(Lys)为第一限制性氨基酸,在进行虫茶开发时可以加入一定量的赖氨酸,以优化其氨基酸结构,从而提高其营养质量。
表3 4种虫茶的氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)1)
4种虫茶的矿物元素含量结果见表4。由表4可知,4种虫茶都含有丰富的人体所需的Ca、P、Mg、K和Mn等矿物元素。对比4种虫茶矿物元素含量可知,鱼腥草虫茶的含K量为21.91 mg/g,达到其他3种虫茶的1.7倍左右。鱼腥草虫茶含Mg量也高于其他3种虫茶,为3.93 mg/g。藤茶虫茶含Ca量最高,分别为粤蛇葡萄虫茶、化香虫茶和鱼腥草虫茶的3.08、1.76和2.70倍。
表4 4种虫茶的矿物元素含量
从营养学角度出发,Ca是牙齿和骨骼的重要成分,能够形成与维持骨骼和牙齿的结构,还具有维持神经与肌肉活动、促进体内某些酶的活性,参与体内重要的生命活动等功能,Ca缺乏会引起骨骼病变;P在机体的能量代谢中具有重要作用,同时P是组成遗传物质核酸的基本成分之一,也参与体内酸碱平衡的调节和能量的代谢;Mg是一种增强记忆力的元素,具有保护心脏、参与酶促反应和神经肌肉传递等作用。Mn 是正常机体必需的微量元素之一,Mn缺乏会影响生殖能力,也会导致骨和软骨的形成不正常使后代先天性畸形;Mn缺乏也会引起神经衰弱综合症从而影响智力的发育,同时还将导致胰岛素合成和分泌的降低影响糖代谢[18-19]。此外,藤茶虫茶和鱼腥草虫茶中含有微量的Se元素,Se是人体内必需的微量元素,在体内可与Pb结合成金硒蛋白复合物并使之排出体外,从而降低体内血铅水平[20]。从上述分析可知,4种虫茶是补充人体矿物元素的理想饮品,具有较好的开发价值和利用前景。
3.1粤蛇葡萄虫茶、藤茶虫茶、化香虫茶和鱼腥草虫茶等4种虫茶都含有多酚、总黄酮、总糖、蛋白质、粗纤维和粗脂肪等多种营养成分,粤蛇葡萄虫茶含多酚为255.64 μmol/g,分别为藤茶虫茶、化香虫茶和鱼腥草虫茶的14.89、1.96和1.63倍;其含总黄酮为27.18 mg/g,分别为藤茶虫茶、化香虫茶和鱼腥草虫茶的11.05、2.29和1.49倍。4种虫茶含总糖为0.64%~2.52%,含蛋白质为0.68%~1.27%,含粗纤维为13.50%~18.34%,含粗脂肪为0.17%~9.85%。
3.24种虫茶中含有17种氨基酸,氨基酸总量为70.16~81.46 mg/g,其中化香虫茶氨基酸总量最高为81.46 mg/g,鱼腥草虫茶的氨基酸总量最低,为70.16 mg/g。化香虫茶的必需氨基酸占总氨基酸的比例为37.65%,高于其他3种虫茶,接近FAO和WHO理想模式的要求,必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为60.39%,符合FAO和WHO理想模式的要求。
3.34种虫茶都含有丰富的人体所需的Ca、P、Mg、K和Mn等矿物元素。鱼腥草虫茶含K和Mg分别为21.91和3.93 mg/g,高于其他虫茶。藤茶虫茶Ca含量最高,分别为粤蛇葡萄虫茶、化香虫茶和鱼腥草虫茶3.08、1.76和2.70倍。此外,藤茶虫茶和鱼腥草虫茶中含有人体内必需的微量元素Se。