钱玺丞 杜晓静 曾泽 桂干北 郁建生
摘要 [目的]探究梵凈山野生榛子的主要营养及功效成分,揭示梵净山野生榛子的营养价值,为梵净山野生榛子的食用开发提供参考。[方法]采用食品安全国家标准中相关方法,测定脂肪、蛋白质、碳水化合物、淀粉、维生素、脂肪酸、氨基酸等成分含量。[结果]梵净山野生榛子脂肪含量较高,达57.40%;蛋白质含量次之,为21.50%;碳水化合物含量12.90%;4种脂肪酸中,不饱和脂肪酸含量最高,占脂肪酸总量的75.80%;8种元素中常量元素钾的含量最高,微量元素以锰的含量最高;维生素中B族维生素较丰富,VE含量最高为163 mg/kg;必需氨基酸占总氨基酸的24.49%,必需氨基酸/非必需氨基酸(NEAA)为0.32,低于FAO/WHO提出的参考值;药用氨基酸含量丰富,9种药用氨基酸合计16.22%,占氨基酸总量的74.68%;鲜味和甜味氨基酸含量占呈味氨基酸的62.06%,鲜味氨基酸中Glu的RCT值为1200,对风味的贡献度最大。[结论]梵净山野生榛子营养成分丰富,是一种优质的功能性药食两用植物资源,具有广阔的开发前景。
关键词 梵净山;榛子;营养成分;脂肪酸;氨基酸
中图分类号 TS201.4 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2024)04-0173-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.04.039
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Analysis of Nutritional Constituents of Wild Corylus heterophylla in Fanjingshan
QIAN Xi.cheng,DU Xiao.jing,ZENG Ze et al
(Tongren Polytechnic College/State Ethnic Affairs Commission Key Laboratory of Chinese Veterinary Medicine,Tongren,Guizhou 554300)
Abstract [Objective]In order to explore the main nutrition and functional components of Fanjingshan wild Corylus heterophylla,and to reveal the nutritional value of Fanjingshan wild hazelnut.[Method]The contents of fat,protein,carbohydrate,starch,vitamin,fatty acid,amino acid and other components were determined by the relevant methods in the national food safety standards.[Result]The fat content of Fanjingshan wild Corylus heterophylla was higher (57.40%),followed by protein content (21.50%) and carbohydrate content (12.90%);the content of unsaturated fatty acids was the highest,accounting for 75.80% of the total fatty acids;among the eight elements,the content of potassium was the highest,and the content of manganese was the highest;Vitamin B is rich,the highest content of VE is 163 mg/kg;the essential amino acids accounted for 24.49% of the total amino acids,and the essential amino acids/non.essential amino acids (NEAA) was 0.32,lower than the reference value proposed by FAO/WHO;the content of medicinal amino acids is rich,9 kinds of medicinal amino acids total 16.22%,accounting for 74.68% of the total amino acids;the content of umami and sweet amino acids accounted for 62.06% of the flavoured amino acids,and the RCT value of Glu in umami amino acids was 1 200,which contributed the most to the flavor.[Conclusion]The wild hazelnut in Fanjingshan is a kind of high quality functional medicinal and edible plant resources,which has a broad development prospect.
Key words Fanjingshan;Corylus heterophylla;Nutrient composition;Fatty acids;Amino acids
基金项目 西部地区创新能力建设项目(发改办高技〔2016〕2195号);贵州省教育厅高校科技创新团队(黔教技〔2023〕097号);铜仁市科技计划项目(铜市科研〔2021〕34号);武陵山民族药研发创新及综合利用技术人才团队(tzkpt〔2022〕188-09号)。
作者简介 钱玺丞(1990—),男,黑龙江牡丹江人,硕士,讲师,从事天然产物资源开发利用研究。*通信作者,男,硕士,教授,从事药用植物开发与利用研究。
收稿日期 2023-04-28
榛子(Corylus heterophylla)作为一种集营养、保健、食疗于一身的天然功能性食品,是国际畅销的名贵坚果,也是世界四大坚果中的“坚果之王”[1]。榛仁可生食、炒食,口味佳,是用于加工巧克力、糖果、糕点等的优质原料,榛仁还可榨油,品质极其优良,是高端木本膳食油。在我国,榛子从南到北有20多个省有分布,北达黑龙江省呼马县,南到云南省安宁县,西到西藏的聂拉木,东达吉林省的图们[2],其中我国东北和华北地区榛子栽培种植较为广泛,西南地区榛子栽培利用较少。贵州省有着丰富的榛属植物资源,主要分布在该省西部、西南部林区,主要包括黔西南、毕节和六盘水地区,有平榛和毛榛2种,这些榛树还处在自然生长状态,未得到合理开发利用[3]。武陵山脉主峰的梵净山地区位于贵州省东北部,地处湘、黔、渝三省交界处,地质结构复杂,土壤类型多样,其环境非常适合榛树生长,其中野生榛子种质资源丰富、利用率低,当地人并未认识到其营养价值和药用价值,它的经济价值尚未被发掘。
近年来,有少量关于贵州喀斯特山区野生榛子营养成分的报道,彭琴等[4-5]收集了贵州喀斯特山区(黔西南州兴仁县)野生榛子18个样品和东北铁岭3个野生榛子样品,采用食品安全国家标准中相关方法来检测营养成分,不同产地榛子的营养成分有一定差异,贵州野生榛子水分、碳水化合物、VA、VE含量高于东北铁岭榛子,能量、蛋白质、脂肪、灰分含量较铁岭榛子显著偏低。不同品种、同种品种不同地区的榛子营养成分存在差异。梵净山自然资源优势独特,野生榛子资源丰富。目前,有关梵净山地区野生榛子的研究尚未见相关报道,其营养成分组成及含量不详。鉴于此,笔者采用食品安全国家标准中相关方法,对梵净山野生榛子相关成分进行测定与分析,明确梵净山野生榛子果仁的营养成分构成和比例,有利于更深刻地认识梵净山野生榛子的价值,从而丰富贵州省野生榛子的研究,填补野生榛子营养成分研究空白,为梵净山野生榛子的资源开发和充分利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料 野生榛子,产自贵州省江口县,于2018年10月自然成熟后采集,将野生榛子晒干后去壳得到榛仁,密封,存放于-18 ℃低温冰箱中保存备用。
1.2 指标测定方法
1.2.1 基本营养成分测定。水分测定采用GB 5009.3—2016中的方法;灰分测定参照GB 5009.4—2016中的方法;脂肪含量根据GB 5009.6—2016的方法测定;蛋白质含量测定参考GB 5009.5—2016中的方法;淀粉采用GB 5009.9—2016的方法进行测定;碳水化合物测定采用GB/Z 21922—2008的方法。
1.2.2 脂肪酸测定。采用GB 5009.168—2016中的第一法进行测定。
1.2.3 矿物质元素测定。钙测定采用GB 5009.92—2016中的方法;铁测定采用GB 5009.90—2016中的方法;锌测定采用GB 5009.14—2017中的方法;镁测定采用GB 5009.241—2017中的方法;銅测定采用GB 5009.13—2017中的方法;锰测定采用GB 5009.242—2017中的方法;钾测定采用GB 5009.91—2017中的方法;磷测定采用GB 5009.87—2016中的方法。
1.2.4 维生素测定。维生素E测定采用GB 5009.82—2016中的方法;维生素B1测定采用GB 5009.84—2016中的方法;维生素B2测定采用GB 5009.85—2016中的方法;烟酸测定采用GB 5009.89—2016中的方法;泛酸测定采用GB 5009.210—2016中的方法;叶酸测定采用GB 5009.211—2014中的方法。
1.2.5 氨基酸测定。采用GB 5009.124—2016中的方法。
1.2.6 氨基酸营养评价。采用现行最新标准计算各参数,依据FAO/WHO/UNU发布的模型[6]进行比较,计算氨基酸评分,参考氨基酸比值系数法[7],计算氨基酸比值(RAA)和氨基酸比值系数(RC)。氨基酸风味评价采用味觉阈值比(RCT)[8]。
1.3 数据分析 试验数据采用SPSS 19.0和Excel软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 基本营养成分分析 榛子中脂肪是主要的营养物质,占到50%以上,蛋白质含量次之,淀粉是种仁重要的贮藏物质之一。梵净山野生榛子的基本营养成分:水分4.96%、灰分3.20%、脂肪57.40%、蛋白质21.50%、淀粉2.45%、碳水化合物12.90%。由此可见,梵净山野生榛子是一种高脂肪、高蛋白质、低碳水化合物的食用价值高的坚果食物和高级食用油原料,具有潜在的开发价值。
2.2 脂肪酸组成与含量分析 梵净山野生榛子中检测出4种脂肪酸:2种饱和脂肪酸(SFA)和2种不饱和脂肪酸(UFA)。其中,单不饱和脂肪酸油酸含量最高,占总脂肪酸(TFA)的75.8%;多不饱和脂肪酸亚油酸含量较高,占脂肪酸总量的16.4%。二者均为必需脂肪酸,在人体内可转化为亚麻酸,有构成机体组织细胞、合成前列腺素、参与脂肪代谢等生理功能,与视力、脑发育和行为发育有关,具有降低血脂、软化血管、降低血压、促进微循环的作用,在医药上可用于治疗高血脂和动脉硬化等症。饱和脂肪酸中棕榈酸含量高,为5.54%;硬脂酸含量最低,为2.26%。梵净山野生榛子的2种不饱和脂肪酸占总脂肪酸的92.2%,大于90%,营养价值较高,说明梵净山野生榛子是一种对人体有益的药食同源植物。
2.3 矿质元素含量分析 梵净山野生榛子中检测出8种矿物质元素,具体含量见表1。钙、镁、钾、磷4种常量元素的含量分别为424、307、586、446 mg/100 g;此外,梵净山野生榛子中测得的铁、锌、铜、锰4种微量元素中,锰的含量最高。梵净山野生榛子中富含人体必需的多种营养元素,钙、镁、钾有助于调整血压,预防心血管疾病和保护视力等,磷和钙都是骨骼牙齿的重要构成材料。当人体缺乏铁、铜、锌、锰时,会产生贫血、易疲劳等症。铁是骨髓制造红细胞的重要原料,铜和锰是人体内多种酶系统的重要组分,催化血红蛋白的合成,加快新陈代谢,锌是“生命元素”,能促进皮肤、骨骼、智力和性器官的正常发育,增强人体免疫力,维持人体正常食欲。因此,矿质元素是梵净山野生榛子具有药用价值的重要因素。
2.4 维生素含量分析 梵净山野生榛子含有丰富的维生素,包括VB族、VE以及胡萝卜素等多种重要的维生素。由表2可知,维生素E的含量最高,为163.000 mg/kg。维生素B1、B6对神经系统稳定和正常活动及糖代谢等功能起重要作用,能促进人体新陈代谢,增强人体免疫力,对食物的消化和吸收有很好的促进作用。烟酸、泛酸和叶酸与雌激素有关,烟酸是合成性激素不可或缺的物质,泛酸是天然的雌激素,长期服用叶酸可以促进雌激素的分泌。维生素E适用于治疗心脑血管疾病,可以提高精子活力,增进和改善男性生育功能,用于不孕症和习惯性流产的辅助治疗,还有抗氧化延缓机体衰老,促进皮肤新陈代谢,起到良好的美容护肤作用。
2.5 氨基酸组成与含量分析 由表3可知,梵净山野生榛子中检出16种氨基酸,包括7种人体必需氨基酸和9种非必需氨基酸(未检测到色氨酸和半胱氨酸),其中谷氨酸、精氨酸和天门冬氨酸含量最高,分别为6.00%、3.30%和2.30%,分别占氨基酸总量的27.62%、15.19%和10.59%。谷氨酸和天门冬氨酸属于鲜味氨基酸,能够赋予食品鲜味,同时,天门冬氨酸具有治疗慢性肝病、保护心脏等多项生理功能,谷氨酸与人体血氨的结合产物能清除代谢过程中产生的氨中毒。精氨酸是营养调节和免疫功能调节的条件性氨基酸,有改善心血管疾病、提高免疫力等作用。根据表4数据可以计算出梵净山野生榛子的EAA/TAA为24.49%,EAA/NEAA为32.44%,分别低于FAO/WHO模式标准中的40%和60%, MAA/TAA为74.68%。说明梵净山野生榛子既具有较好的呈味,也具有较高的药用价值。
2.6 氨基酸营养评价分析 蛋白质的营养成分主要取决于必需氨基酸的组成比例、种类和数量,营养价值评估方法主要依据氨基酸平衡模式谱。当前较新的模式表达谱是2007年世界卫生组织(WTO)、联合国粮农组织(FAO)、联合国大学(UNU)共同发布的模式谱[6]。将梵净山野生榛子中必需氨基酸组成比例与WHO/FAO/UNU(2007)推荐的模式谱标准值进行比较,结果见表5。由表5可知,除Lys、Met+Cys外,其他必需氨基酸的比例均高于WHO/FAO/UNU推荐的标准值和成人值。由氨基酸评分(AAS)可知,Lys、Met+Cys评分低于100%,其他必需氨基酸均超过模式谱的要求(>100%)。
参照氨基酸比值系数法[7]对梵净山野生榛子中氨基酸进行评价,发现除Lys、Val和Met+Cys的RC值小于1.00外,其他氨基酸的RC值均大于1.00,说明梵净山野生榛子蛋白质具有一定的营养价值。Met+Cys的RC值最小,说明Met+Cys为第一限制氨基酸,Lys为第二限制氨基酸。
氨基酸除了营养价值外,对食物的品质和口感也有重要作用,按味觉可以分为鲜味、甜味、苦味和芳香族氨基酸,氨基酸的风味评价指标主要为呈味氨基酸的含量和其对风味的贡献度(RCT)[8],表6为梵净山榛子呈味氨基酸含量和RCT值。呈味氨基酸總含量为217.2 mg/g,其中鲜味氨基酸总含量为87.4 mg/g,占呈味氨基酸总量的40.24%;苦味氨基酸次之,总含量占呈味氨基酸总量的30.20%;甜味氨基酸总含量为47.40 mg/g,占21.82%;芳香族氨基酸含量最低。所有呈味氨基酸的RCT值均大于1.00,鲜味氨基酸中Glu和Asp的RCT值分别为1200.00和766.70,表明梵净山野生榛子中鲜味主要来源于谷氨酸和天门冬氨酸;甜味氨基酸中His和Ala对甜味贡献较大;苦味氨基酸中Arg贡献显著;芳香族氨基酸中Phe对香味的贡献最大。结果表明,梵净山野生榛子中鲜味氨基酸含量较高,对风味的贡献度较大。
3 讨论
不同品种、同种品种不同地区的榛子营养成分存在一定差异,梵净山野生榛子中脂肪含量显著高于贵州喀斯特山区野生榛子的脂肪含量(48.8%~54.9%),与东北铁岭榛子脂肪含量(55.5%~57.8%)大致相当[5],这与普遍认为榛子中约含60%脂肪基本一致[9];梵净山榛子蛋白质含量显著高于贵州喀斯特山区野生榛子,彭琴等[5]得出喀斯特山区和东北铁岭野生榛子蛋白质含量分别为18.70%~20.70%和21.40%~22.30%,刘亚娜等[10]得出喀斯特山区和东北铁岭野生榛子蛋白质含量分别为16.57%~18.79%和16.49%,显著高于欧洲榛子蛋白质[11],品系间存在显著性差异。梵净山野生榛子淀粉含量明显高于欧洲榛、平榛和平欧杂种榛[12],碳水化合物含量低于喀斯特山区和东北铁岭野生榛子[5]。与王明清[13]报道榛子中检出6种脂肪酸,韩克杰等[14]报道榛子中检出8种脂肪酸的结果不同,但与李东浩等[15]报道榛子中检出4种脂肪酸的结果一致,可能是采用的检测方法不同所致。榛子中各种营养元素明显高于其他坚果[16],磷与钙、镁、钾元素之间的吸收积累有很好的相互促进作用,在植物中有一定的共生和组合作用[17],锰是影响榛子果实品质的重要元素[18],梵净山野生榛子中锰的含量高达12.7mg/100g,是土耳其榛子的4倍[19],钙、镁、磷含量均高于Kksal A I·等[20]研究的土耳其榛子含量。维生素E含量显著高于喀斯特山区与东北铁岭野生榛子[5],但低于土耳其榛子,其他维生素含量也较土耳其榛子含量低[19-20]。9种药用氨基酸总含量达16.22%,占氨基酸总量的74.68%,明显高于冬虫夏草、松茸[21-22]的药用氨基酸含量,说明其具有较好的药用价值。梵净山野生榛子含有16种氨基酸,必需氨基酸种类多含量少,EAA/TAA为24.49%,EAA/NEAA为32.44%,表现为营养价值不够均衡,谷类、豆类和肉蛋类的Lys、Met、Cys含量较为丰富,应考虑与这类食品进行合理膳食搭配以补充相应氨基酸。
4 结论
该研究采用现行国内外标准测定梵净山野生榛子多种营养成分并进行分析,结果表明:梵净山野生榛子含有丰富的脂肪、蛋白质、矿物质、维生素、脂肪酸和氨基酸,营养成分种类多样、功效较为全面。其中,脂肪含量最高,达57.4%;蛋白质含量次之,为21.5%。梵净山野生榛子含有丰富的矿物质元素,拥有钾、钙、镁、铁、锰、锌等多种人体所需的常量及微量元素,富含VB族、VE以及胡萝卜素等多种重要的维生素,VE的含量最高,达163 mg/kg。脂肪酸分析显示,梵净山野生榛子含有4种脂肪酸,不饱和脂肪酸油酸含量最高,占总脂肪酸的75.8%,总不饱和脂肪酸占总脂肪酸的92.2%;16种氨基酸风味分析显示,鲜味和甜味氨基酸含量占呈味氨基酸总量的62.06%。综上所述,梵净山野生榛子具有较高营养功效成分,药用价值高,有较大的开发利用潜力。
参考文献
[1]仝梦卓.榛子综合利用的研究[D].郑州:郑州大学,2014.
[2]李宁,苏淑钗,景淼,等.榛子的国内外研究概况[J].山东林业科技,2011,41(1):96-98.
[3]彭琴,符裕红,颜世龙,等.贵州喀斯特山区野生榛子资源概况调查及思考[J].安徽农业科学,2012,40(23):11723-11724.
[4]彭琴,符裕红,赵同贵,等.贵州喀斯特山区野生榛子营养成分含量研究[J].甘肃农业科技,2015(7):64-66.
[5]彭琴,符裕红,莫熙礼,等.贵州喀斯特山区野生榛子营养成分分析[J].福建农业学报,2016,31(2):145-150.
[6]FAO/WHO/UNU.Protein and amino acid requirements in human nutrition:Report of a joint WHO/FAO/UNU expert consultation[M].Geneva,Switzerland:World Health Organization,2007.
[7]朱圣陶,吴坤.蛋白质营养价值评价——氨基酸比值系数法[J].营养学报,1988,10(2):187-190.
[8]王齐,朱伟伟,苏丹,等.蒲桃中氨基酸组成与含量对其营养与风味的影响[J].食品科学,2012,33(16):204-207.
[9]AMARAL J S,CASAL S,CITOV I,et al.Characterization of several hazelnut (Corylus avellana L.) cultivars based in chemical,fatty acid and sterol composition[J].European food research and technology,2006,222:274-280.
[10]刘亚娜,杨小红,耿阳阳,等.不同野生榛子果实特性及营养成分分析[J].中国粮油学报,2021,36(1):117-122.
[11]郭永强,邢世岩,韩克杰,等.欧洲榛子种仁营养成分多性状联合选择[J].山东农业大学学报(自然科学版),2004,35(3):343-346.
[12]田文翰,梁丽松,王贵禧.不同品种榛子种仁营养成分含量分析[J].食品科学,2012,33(8):265-269.
[13]王明清.榛子油理化特性及脂肪酸组成分析[J].中国油脂,2003,28(8):69-70.
[14]韩克杰,邢世岩,王利,等.欧榛脂肪及脂肪酸成分分析及评价[J].中国粮油学报,2008,23(4):234-238.
[15]李东浩,方英玉.气相色谱-质谱法测定榛子中脂肪酸[J].延边大学医学学报,1997,20(1):16-18.
[16]党占涛,马晓霞.辽北地区榛子微量元素含量的测定[J].粮油食品科技,2012,20(3):24-25.
[17]张春晖,丁秋红,商翎,等.铁岭市东部山区野生经济植物榛子营养元素地球化学特征[J].地质与资源,2006,15(4):299-303.
[18]杨霞,朱佳敏,赵玉雪,等.贵州喀斯特山区野生华榛土壤、叶片和果实矿质元素的相关性及通径分析[J].中国农学通报,2022,38(11):7-14.
[19]ALASALVAR C,SHAHIDI F,LIYANAPATHIRANA C M,et al.Turkish Tombul hazelnut (Corylus avellana L.).1.Compositional characteristics[J].Journal of agricultural & food chemistry,2003,51(13):3790-3796.
[20]KKSAL A I·,ARTIK N,瘙塁IM EK A,et al.Nutrient composition of hazelnut (Corylus avellana L.) varieties cultivated in Turkey[J].Food chemistry,2006,99(3):509-515.
[21]嚴冬,杨鑫嵎.西藏不同产地冬虫夏草中氨基酸成分分析及其营养价值评价[J].中国农学通报,2014,30(3):281-284.
[22]刘刚,王辉,周本宏.松茸氨基酸含量的测定及营养评价[J].中国食用菌,2007,26(5):51-52.