鼠麴草(Gnaphalium affine D.Don)为菊科鼠麴草属一年生药食兼用型草本植物,广泛分布于我国台湾、华中、华东、华南、华北、西北及西南各省区,是我国传统中草药,具有抗菌、抗氧化、平喘等生物活性,其茎叶既可做祛痰、镇咳以及非传染性溃疡药物,又兼有降血压的疗效[1-3]。现代研究证实,鼠麴草含有多种活性成分及人体所必需的物质,如黄酮类、氨基酸、多糖等[3-4]。通过对鼠麴草黄酮类、植物甾醇、三萜类和咖啡酸衍生物等化学成分研究,发现其在抗炎、黄嘌呤氧化酶抑制和肾保护等方面具有优良药理活性[3,5-9]。
鼠麴草是湘西民族传统特色食品“蒿菜粑粑”2种主要原料植物之一。用糯米和鼠麴草幼嫩茎叶加工制作的蒿菜粑粑(俗称“粉粑”)鲜美可口,深受人们喜爱,已有悠久的历史。此外,鼠麴草也可作为野菜食用和泡茶饮,还可以加工成包子、臭豆腐等食品[3,10-13],可见该植物确实具有较广阔的食用前景。为了揭示鼠麴草营养特性,本课题组曾于2015年对其幼嫩茎叶营养成分进行了初步测定[14],得到了相关数据,为该植物营养价值综合评价奠定了基础。但鉴于方法陈旧、测定指标不全等条件限制,研究深度受限,所以很有继续深入开展这项工作的必要。本研究以鼠麴草为材料,对其氨基酸、矿物质元素及其他营养成分进行全面测定与分析评价,并对其提取物进行体外抗氧化实验,探讨其抗氧化能力,以期为鼠麴草植物的进一步深入研究与应用提供科学依据。
实验用“蒿菜粑粑”原料鼠麴草样品(经吉首大学张代贵高级工程师鉴定为鼠麴草Gnaphalium affine D.Don),于2019年4月采自湖南省吉首市吉首大学砂子坳校区对面山及后山。将鲜鼠麴草洗净晾干后于50 ℃恒温干燥,粉碎,过30目筛,装袋备用。
PrimacsSN蛋白质分析仪,荷兰SKALAR分析仪器公司;S433D全自动氨基酸分析仪,德国Sykam公司;UPLC超高液相色谱仪,美国Waters公司;LC液相色谱仪,日本岛津公司;ICAP Q电感耦合等离子体质谱仪,美国Thermo Scientific公司;TTL-DC Ⅱ型氮吹仪,北京同泰科技发展有限公司;SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵,郑州长城科工贸有限公司。
1.2.1 常规理化指标测定
本研究选取以下指标进行测定:蛋白质、脂肪、氨基酸组成、矿物质元素及部分维生素等营养成分及多糖、总多酚、总黄酮等功能成分。由于脂肪酸主要存在于植物种子中,本研究所用材料为植物的幼嫩茎叶,故未测定脂肪酸组成。
1.2.1.1 营养成分测定
参照国家标准进行。蛋白质:GB 5009.5—2016;脂肪:GB 5009.6—2016;能量、碳水化合物:GB 28050—2011;水分、灰分:GB 5009.3—2016、GB 5009.4—2016;粗纤维、膳食纤维[总膳食纤维(total dietary fibre,TDF)、可溶性膳食纤维(soluble dieary fibre,SDF)及不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)]:GB/T 5009.10—2003、GB 5009.88—2014;氨基酸:GB 5009.124—2016,其中色氨酸参照GB/T 15400—2018、胱氨酸参照GB/T 15399—2018;矿物质元素:GB 5009.268—2016;维生素A、维生素D、维生素E:GB 5009.82—2016;维生素C:GB 5009.86—2016;维生素B1、维生素B2、维生素B3:GB 5009.84—2016、GB 5009.85—2016、GB 5009.89—2016。含量均以干重计。
1.2.1.2 粗多糖的测定
按照SN/T 4260—2015中的苯酚硫酸比色法。
1.2.1.3 总多酚含量测定
参考GB/T 8313—2018。
1.2.1.4 总黄酮含量测定
按照曲线方程y=0.016 6x-0.023 1,r2=0.998 7[15]。
1.2.2 提取物抗氧化活性测定
提取物的提取:向5 g鼠麴草粉加入100 mL石油醚,浸泡5 h,超声处理30 min,抽滤,所得滤渣于室温挥干。处理后的样品,用95%(体积分数,下同)乙醇以25∶1的液料比(按脱脂前的质量计),超声提取30 min,抽滤,减压浓缩,所得浸膏,即为鼠麴草乙醇提物,于室温保存,用于体外抗氧化实验。水提物的提取与醇提物基本一致,不同之处为将95%乙醇换成蒸馏水。
1.2.2.1 对DPPH自由基清除效果
参考王翔等[16]的方法。取一定量的DPPH,用95%乙醇溶解并配制成 0.058 mg/mL溶液。将样品与其他试剂的量均扩大1倍,在517 nm测定吸光度值。
1.2.2.2 对ABTS阳离子自由基清除效果
参考王翔等[16]的方法。将样品与其他试剂的量均扩大0.5倍,在731 nm波长下检测。
1.2.2.3 总还原能力测定
参考冯小雨等[17]的方法。
1.2.2.4 铁还原能力(ferric reducing ability of plasma,FRAP)的测定
参考XU等[18]的方法。将样品与其他试剂的量均扩大1倍,在599 nm测定。
1.2.2.5 β-胡萝卜素褪色实验
参考李臻等[19]的方法。6 mg β-胡萝卜素溶于1 mL氯仿,加入40 μL亚油酸,400 μL吐温80,充份混匀。旋转蒸发除去氯仿,立即加入10 mL蒸馏水,将溶液转移至250 mL容量瓶,用0.01 mol/L H2O2配成250 mL。取10 mL于试管,并加入1 mL样品溶液、阳性对照(维生素C 和2,6-二叔丁基对甲酚(butylated hydroxytoluene,BHT)(20 mg/L)、空白溶剂(正常对照组),混合均匀,置于50 ℃水浴中,每30 min于470 nm测定吸光度值,直至胡萝卜素相关色度百分比小于25%。计算过程如公式(1)所示:
β-胡萝卜素色度百分比/%
(1)
式中:Acontrol,空白组的吸光度;Atest,样品组的吸光度;t,反应时间,min。
1.2.2.6 硫氰酸铁(ferric thiocyanate,FTC)实验测定
参考张京芳等[20]的方法。
1.2.2.7 硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)实验测定
取FTC实验的反应液1 mL,加入2 mL 20%(体积分数)的三氯乙酸水溶液和2 mL 0.67%(体积分数)的TBA溶液,混匀后,置于沸水浴反应10 min。冷却后3 000 r/min离心20 min,取上清液于533 nm下测定吸光度值。样品的抗氧化活性是以FTC实验最后一天所测定的吸光度值来计算,即正常对照组的吸光度值达到最大值的第2天所测定的数值。
抑制脂质过氧化的百分率
(2)
式中:As,标准吸光度值;Ai,样品吸光度值。
1.2.3 营养成分评价
因鼠麴草“蒿菜粑粑”可作主食,故对其进行营养评价时,选择与“蒿菜粑粑”的另一主体原料糯米、山区常见杂粮玉米和土豆等农作物对比;且鼠麴草食用部位为鲜嫩茎叶,具有蔬菜的性质,故又选择与大白菜、菠菜、香菜3种常见蔬菜对比[21]。
1.2.3.1 氨基酸营养价值评价
参照张幸等[14]和姚清华等[22-23]的方法。
1.2.3.2 矿物质和维生素营养价值评价
参照陈保等[24]的计算方法。
1.2.4 数据处理
样品平行测定3次,结果以平均值±标准差的形式表示,使用Microsoft office Excel 2010统计软件、Origin Pro 9.1绘图软件进行数据处理与图表制作。
检测发现,鼠麴草能量为981.00 kJ/100g、蛋白质含量为12.21 g/100g、脂肪含量为1.31 g/100g、碳水化合物含量为24.20 g/100g、水分含量为9.67 g/100g、灰分含量为12.88 g/100g。
比较发现,鼠麴草蛋白质含量与灰分含量均高于上述6种作物;脂肪含量高于糯米、土豆、大白菜、菠菜,低于玉米、香菜;水分含量高于菠菜、香菜,低于大白菜、玉米、糯米、土豆;能量、碳水化合物均低于玉米、糯米、土豆和其他3种蔬菜。比张幸等[14]报道的蛋白质、灰分含量高,脂肪含量略低。因此,可以认为鼠麴草是一种高蛋白和脂肪、矿物质丰富、低能量、低碳水化合物的特色植物。
检测发现,鼠麴草粗纤维含量为27.53 g/100g,总膳食纤维(TDF)含量为46.80 g/100g,不溶性膳食纤维(IDF)含量为45.44 g/100g,可溶性膳食纤维(SDF)含量为0.20 g/100g,由此可见鼠麴草是一种总膳食纤维与不溶性膳食纤维含量丰富、低可溶性膳食纤维的植物。
对比发现,鼠麴草粗纤维含量介于张幸等[14]报道的范围内;TDF含量比玉米、糯米、土豆、大白菜、菠菜、香菜中高[21],且除高出糯米约50倍外,其他均高出约3倍或以上。由于常吃富含粗纤维的食物对高脂血症和心血管等疾病有较好的防治功能,且粗纤维食用量适当不会降低其他营养素的利用率;膳食纤维能够预防糖尿病及肥胖这2种同时出现的健康问题,降低糖胖症的发病风险[25-26],且TDF含量越高膳食纤维生理功能越佳,故可认为鼠麴草是比较理想的粗纤维和膳食纤维源植物,具有较好的功能价值。
2.2.1 氨基酸组成
如表1所示,鼠麴草氨基酸种类齐全,至少含有18种氨基酸,且氨基酸总量(total amino acid,TAA)为10.30 g/100g,其中谷氨酸含量最高,其次为天冬氨酸(部分可能由天冬酰胺水解产生),色氨酸与胱氨酸含量最低,这与王世宽等[27]的研究结果近似,说明鼠麴草确实为高谷氨酸和天冬氨酸含量资源植物。与大豆[21,28]相比,虽然鼠麴草蛋白质含量和氨基酸总量较大豆略低,但其氨基酸组成却与大豆基本类似。现代研究证实谷氨酸、天冬氨酸有促进体内蛋白合成、调节脑和神经代谢、提高自身免疫力等多种功能;精氨酸有利于胶原和纤维的增殖合成以及助于伤口愈合[22]。鼠麴草富含多种氨基酸,尤以谷氨酸、天冬氨酸更丰富,当是保健类食品和术后患者的优质膳食资源。
2.2.2 必需氨基酸
鼠麴草含有全部8种人体必需氨基酸及2种儿童必需氨基酸,必需氨基酸总量达3.63 g/100g,儿童氨基酸含量分别为0.48和0.62 g/100g;总必需氨基酸(total essential amino acids,TEAA)/TAA与TEAA/总非必需氨基酸(total nonessential amino acid,TNAA)比例分别为35.23%和54.40%(表1),与联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)/世界卫生组织(World Health Organization,WHO)标准值相接近(36.35%,57.11%)。一般认为,各类蛋白质氨基酸组成比例与FAO/WHO标准值相接近,所含必需氨基酸比例与人体必需氨基酸的比例越接近,便可认定这样的植物品质好、营养价值高。从氨基酸平衡角度来看,鼠麴草氨基酸组成模式与人体蛋白质氨基酸相接近;从必需氨基酸组成比例来看,尽管鼠麴草与大豆[21,28]的氨基酸组成比例略有不同,但是它们均有8种必需氨基酸及2种儿童必需氨基酸,且鼠麴草TEAA/TAA比例还高于大豆,故鼠麴草比大豆的更接近人体必需氨基酸的比例。因此推断,鼠麴草蛋白质具备开发成高生物价蛋白质的潜能。
表1 鼠麴草中氨基酸的含量(干重,n=3) 单位:g/100g
Table 1 Amino acids contents of Gnaphalium affine
(dry weigh, n=3)
氨基酸含量氨基酸含量天冬氨酸Asp1.35±0.01酪氨酸Tyr0.35±0.01苏氨酸Thr∗∗0.49±0.01苯丙氨酸Phe∗∗0.52±0.01丝氨酸Ser0.51±0.00组氨酸His∗0.48±0.01谷氨酸Glu1.38±0.02赖氨酸Lys∗∗0.56±0.02甘氨酸Gly0.54±0.01精氨酸Arg∗0.62±0.01丙氨酸Ala0.56±0.01脯氨酸Pro0.77±0.01缬氨酸Val∗∗0.55±0.01色氨酸Trp∗∗0.12±0.00蛋氨酸Met∗∗0.12±0.01胱氨酸Cys0.12±0.00异亮氨酸Ile∗∗0.45±0.01TAA10.30±0.17亮氨酸Leu∗∗0.81±0.01TEAA3.63±0.08
注:**表示必需氨基酸;*表示儿童必需氨基酸;TAA表示总氨基酸;TEAA表示总必需氨基酸
2.2.3 风味氨基酸
鼠麴草呈味氨基酸含量为4.45 g/100g,其中呈鲜味氨基酸(Glu和Asp)含量>呈甘味氨基酸(Gly和Ala)含量(2.73 g/100g>1.10 g/100g),酸味类氨基酸含量为2.73 g/100g,甜味类氨基酸含量为2.86 g/100g,苦味类氨基酸含量为3.68 g/100g(表2)。鼠麴草中风味氨基酸含量由高到低依次为呈味氨基酸>苦味类氨基酸>甜味类氨基酸>酸味类氨基酸。食物味道的鲜美程度首要由其蛋白质中呈味氨基酸的组成与含量决定[29],而鼠麴草呈味氨基酸丰富,其中呈鲜味氨基酸含量高于呈甘味氨基酸含量,故鼠麴草所具有的鲜味特征可增强其整体风味的鲜味感官,具有开发成调味产品原料的潜质。
表2 鼠麴草中风味氨基酸与不同结构氨基酸的含量(n=3)
Table 2 Contents of flavor amino acids and different structure
amino acids in Gnaphalium affine (dry weigh, n=3)8
氨基酸类别含量/[g·(100g)-1]占比/%甜味类氨基酸SWAA2.86±0.0327.78风味氨基酸 酸味类氨基酸SOAA2.73±0.0326.56苦味类氨基酸BIAA3.68±0.0735.70呈味氨基酸FAA4.45±0.0543.19含硫氨基酸SAA0.24±0.012.33不同结构氨基酸支链氨基酸BCAA1.82±0.0317.67芳香族氨基酸AAA0.87±0.028.42支芳比BC/A2.10
注:甜味类氨基酸包括Gly,Pro,Ser,Thr,Ala;酸味类氨基酸包括Asp,Glu;苦味类氨基酸包括Phe,Trp,Val,His,Arg,Ile,Leu,Met;呈味氨基酸包括Arg,Ala,Gly,Asp,Glu;含硫氨基酸包括Met,Cys;支链氨基酸包括Ile,Leu,Val;芳香族氨基酸包括Tyr,Phe
2.2.4 不同结构氨基酸
如表2所示,鼠麴草含硫氨基酸含量为0.24 g/100g,支链氨基酸含量为1.82 g/100g,芳香族氨基酸含量为0.87 g/100g。支芳比为2.10,与鸽肉、鸡肉及大东风螺、九孔鲍等多种名优水产肉类和大豆比值相近[22,30-31],比健康人和哺乳动物肝受伤(1.0~1.5)时的支芳比高[22]。现代研究证实高支、低芳氨基酸及混合物可起到保肝作用[32],加之有研究发现鼠麴草具有保肝作用[3-4],这从侧面证明可通过食用鼠麴草保护人体肝脏。此外,支链氨基酸能影响蛋白质的分解与合成,具有增强免疫力、调节代谢等生理作用;芳香族氨基酸是合成人体重要的神经递质、肾上腺素等激素的前体或原料,如果缺乏将影响脑代谢以及致使苯酮尿症等疾病的发生[22,33-34]。比较发现,本研究中鼠麴草支链氨基酸含量高于桑葚[35],芳香族氨基酸含量高于毛木耳[23],可见鼠麴草含有较高的支链氨基酸和芳香族氨基酸。说明鼠麴草植物不仅具有保肝功效,而且很可能具有影响蛋白质合成、分解及调节代谢的功效,这对人体健康十分有益。
2.2.5 氨基酸评分
通过表3、表4数据,依据食物蛋白质最低氨基酸分为该食物蛋白质得分原则,计算鼠麴草氨基酸评分为0.61,含硫氨基酸(Met+Cys)为第一限制性氨基酸。鼠麴草氨基酸比值系数分(score of ratio coefficient,SRC)值为80.90,表明鼠麴草蛋白质氨基酸组成与FAO/WHO规定(SRC=100)的相类似,具有较高的蛋白营养价值。此外,鼠麴草蛋白质还有较高的芳香族氨基酸含量[Phe+Tyr,氨基酸比值系数(ratio coefficient of amino acid,RC)达到1.27],因此可作为补充芳香族氨基酸的食物来源。对比发现,鼠麴草氨基酸评分和SRC值均比大豆高,第一限制性氨基酸与大豆无异[21,28]。可见,从氨基酸角度来言,鼠麴草也确是高营养价值的优质蛋白来源植物。
表3 鼠麴草氨基酸的评分
Table 3 Amino acid score in Gnaphalium affine
必需氨基酸鼠麴草中氨基酸含量/(mg·g-1 N)全鸡蛋蛋白评分规定值/(mg·g-1 N)FAO/WHO评分模式规定值/(mg·g-1 N)RAA/%RC/%异亮氨酸Ile23233125070.09104.54亮氨酸Leu41653444077.90116.19赖氨酸Lys28544134064.6396.39蛋氨酸+胱氨酸Met+Cys12338622031.8747.53苯丙氨酸+酪氨酸Phe+Tyr44456538078.58117.21苏氨酸Thr25129225085.96128.21色氨酸Trp621066058.4987.24缬氨酸Val28341131068.86102.70
注:RAA(ratio of amino acid)表示氨基酸比值;mg/g N表示每克氮中氨基酸的质量(样品氨基酸含量×62.5/样品蛋白质的含量)
表4 鼠麴草限制性氨基酸的组成
Table 4 Limiting amino acid compositon in Gnaphalium affine
异亮氨酸Ile亮氨酸Leu赖氨酸Lys 蛋氨酸+胱氨酸Met+Cys苯丙氨酸+酪氨酸Phe+Tyr苏氨酸Thr色氨酸Trp 缬氨酸ValSRCRAA0.93 0.95 0.84 0.56 1.17 1.00 1.03 0.91 80.90 RC1.01 1.03 0.91 0.61 1.27 1.08 1.12 0.99
如表5所示,鼠麴草含有25种矿物质元素,尤其富含K、Ca、Mg、Al、Fe、Mn、Zn等多种人体所需的矿物质元素,其中以K含量38 508.15 mg/kg为最高,其次依次为Ca、Mg、Al、Fe、Mn、Zn等,含量分别为9 213.5、2 605.24、1 190.07、1 134.42、265.84、110.59 mg/kg,以Hg重金属含量0.01 mg/kg为最低。此外,在国家限量标准(GB 2762—2017)中规定有毒重金属的限量值分别为Pb≤5.0 mg/kg、As≤0.5 mg/kg、Sn≤250 mg/kg、Hg≤0.1 mg/kg,鼠麴草中Pb、As、Sn和Hg按照国家限量标准的做法以湿基计其含量分别为1.68、0.46、0.01、0.01 mg/kg,均低于国家限量标准,符合食品安全要求。可见湘西“蒿菜粑粑”原料植物鼠麴草矿物质元素种类丰富多样,且安全基本无污染。
表5 鼠麴草中矿物质元素的含量(干重,n=3) 单位:mg/kg
Table 5 The content of mineral element of
Gnaphalium affine (dry weight, n=3)
元素名称含量元素名称含量Mg2 605.24±55.86Ni2.41±0.18Al1 190.07±58.13As0.51±0.00Fe1 134.42±60.22Mo0.14±0.00B32.37±0.55Sn0.01±0.01Ti29.98±2.64Cd3.68±0.09Mn265.84±12.92Sb0.05±0.00Zn110.59±3.74Hg0.01±0.00Sr 18.92±0.87Tl0.00Ba 98.49±5.66Pb1.86±0.07Cu14.62±0.56K38 508.15±864.15V1.82±0.08Ca9 213.56±323.26Cr3.94±0.26Na64.32±3.37Co0.71±0.02Se0.22±0.02
比较发现,Ca、K、Na、Mg、Fe、Zn、Se、Cu、Mn含量中,除Na含量低于3种蔬菜但高于玉米、糯米、土豆外,其他元素含量均高于6种作物,说明鼠麴草为高Ca、K、Na、Mg、Fe、Zn、Se、Cu、Mn含量的资源植物。根据《中国居民膳食营养素参考摄入量(2018版)》,成年人、成年男子、轻度活动量的常量元素Mg、K、Ca和Na推荐摄入量分别为330、2 000、800、1 500 mg/d。通过比较鼠麴草这几种元素的营养质量指数(index of nutritional quality, INQ)值与对应的推荐数值,可知鼠麴草常量元素中除Na的INQ值(0.04)<1外,其他常量元素均>1(INQ值大小依次为K=17.94、Ca=10.73、Mg=7.36),而INQ>1表示该营养素丰富,故鼠麴草能给人体提供充足的Mg、K和Ca等营养素。另外,在鼠麴草微量元素中,Fe、Mn和Zn等含量高于其他微量元素,且含有0.22 mg/kg的Se,高于富硒大米(Se≥0.15 mg/kg)和普通蔬菜(硒含量≤0.1 μg/g)[36]。人体必需的微量元素是人体生理过程所必需的激素、酶、维生素等的组成成分,也是人体组织器官的必要成分,具有多种生理功效。其中Fe可促进身体发育,有运载氧和营养物质等作用,若缺乏会引起一系列疾病。Mn参与三大营养素的新陈代谢和多种酶的组成,并影响酶的活性等,缺少Mn是导致骨质疏松的原因之一。Zn有促进儿童智力发育、增进食欲和改善免疫功能等作用。人体缺锌会使生长停滞,患贫血、糖尿病、食欲下降、伤口难愈合等疾病。Se对防癌抗癌、抗氧化和提高人体免疫力等有一定功效,缺少硒会引起心血管病、癌等[37]。可见Fe、Mn、Zn和Se 4种元素均对机体有重要的生理活性,故可认为鼠麴草很可能具有促进身体发育、防癌抗癌、抗氧化等功能价值。此外,鼠麴草K/Na、Zn/Cu、Zn/Fe值分别为598.70、7.56、0.10。鉴于通常K/Na值远超过1的食物为高K低Na型食物,可认为有一定心脏保护和治疗高血压等的功效[38];当Zn/Cu大于10及Zn/Fe大于1时,会引发拮抗作用[39],可认为鼠麴草不仅富含Mg、K和Ca等营养素,还属于有药用价值的高K低Na型食物,且Zn、Cu、Fe含量较佳。
如表6所示,鼠麴草含有维生素A、维生素E和维生素B2 3种维生素,含量分别为0.36、2.31、0.35 mg/100g,其中维生素E含量最为丰富,而维生素A、维生素B2 含量相差无几。与张幸等[14]报道的测定结果比较,脱水过的鼠麴草并未测出维生素C,但在鲜样中却有测出(维生素C含量为114.47~215.28 mg/100g),说明脱水处理会使鼠麴草中的维生素C发生严重损失,因此,新鲜鼠麴草应含有维生素A、维生素C、维生素E和维生素B2 4种维生素。
表6 鼠麴草中维生素的含量(干重,n=3) 单位:mg/kg
Table 6 The content of vitamins compositions in
Gnaphalium affine (dry weight, n=3)
维生素种类维生素A维生素C维生素D维生素E维生素B1维生素B2维生素B3含量0.36±0.110.000.002.31±0.050.000.35±0.000.00
根据《中国居民膳食营养素参考摄入量(2018版)》,成年人、成年男子、轻度活动量的维生素A、维生素C、维生素E和维生素B2推荐摄入量分别为800、100、14、1.4 mg/d。通过比较鼠麴草这几种维生素的INQ值与对应的推荐数值,可知鼠麴草除维生素A的INQ值(4.24×10-3)<1外,其他3种维生素均>1(INQ值大小依次为维生素C=10.66~20.06、维生素B2=2.33、维生素E=1.54),而INQ>1表示该营养素丰富,故鼠麴草能给人体提供充足的维生素C、维生素E和维生素B2等营养素。比较发现,鼠麴草的维生素B2含量高于玉米、糯米、土豆和其他3种蔬菜;维生素C含量高于玉米、糯米、土豆、菠菜和香菜,略低于大白菜;维生素E含量高于糯米、土豆、大白菜,低于玉米、菠菜和香菜;维生素A含量高于玉米、糯米、土豆和大白菜,低于菠菜和香菜。鉴于维生素B2能够预防机体的许多不适症状,维生素C、维生素E有抗氧化、抗衰老等药理作用功效[40],可以认为鼠麴草不但能为人体提供充足的维生素C、维生素E和维生素B2等营养素,更是很可能具有预防机体不适症状和抗氧化等功效,对人体有益。
粗多糖、总多酚和总黄酮是食品原料特色的重要体现,具有特定活性功能。其中,粗多糖广泛存在于真菌及植物中,具有多种保健功效,如抗氧化、抗肿瘤、降血糖与免疫调节等。多酚类物质被称为“第七类营养素”具有抗氧化、抗癌、抗衰老等多种活性[16],在医药、食品及化妆品等行业有宽广的市场前景。黄酮类化合物作为许多中药材的有效成分,具有多种生物活性。测定结果显示,鼠麴草中含有1.67 g/100g的粗多糖和4.20 g/100g的总多酚,总黄酮含量为8.13 g/100g。
2.6.1 对DPPH自由基清除效果
图1显示“蒿菜粑粑”原料植物鼠麴草醇提物和水提物均具有一定的DPPH自由基清除能力。
图1 鼠麴草对DPPH自由基的清除效果
Fig.1 Scavenging effect of Gnaphalium affine on DPPH free radicals
在10~120 mg/L质量浓度范围内,两者均对DPPH自由基的清除率呈上升趋势,在质量浓度为120 mg/L时,水提物达到最大清除率82.98%;在120~400 mg/L质量浓度范围内,醇提物对DPPH自由基的清除率继续呈上升趋势,在质量浓度为400 mg/L时,醇提物达到最大清除率92.99%。醇提物和水提物的半数抑制质量浓度(IC50)分别为56.53、50.65 mg/L,BHT和维生素C的最大清除率分别为84.37%、98.04%,IC50分别为15.62、6.89 mg/L。维生素C表现出最强的自由基清除能力,鼠麴草水提物与BHT对DPPH自由基的最大清除率基本接近,且醇提物的最大清除率大于BHT,而当浓度较高时,BHT表现出清除率下降的情况,这可能由于BHT浓度太高过饱和化,反而不利于清除。鼠麴草对DPPH自由基清除能力具有剂量依赖性,且通过IC50可知水提物的自由基清除能力略优于醇提物。
2.6.2 对ABTS阳离子自由基清除效果
由图2可知,鼠麴草醇提物和水提物均具有一定ABTS阳离子自由基清除能力,在10~400 mg/L质量浓度范围内,对ABTS阳离子自由基的清除率呈上升趋势,其中水提物在质量浓度为400 mg/L时,达到最大清除率99.85%;在400~800 mg/L的质量浓度范围内,醇提物对ABTS阳离子自由基的清除率继续呈上升趋势,在800 mg/L浓度时,达到最大清除率91.80%,醇提物和水提物的IC50分别为137.79、113.61 mg/L,而BHT和维生素C的最大清除率分别为99.11%、99.70%,IC50分别为76.42、13.82 mg/L,表明鼠麴草与BHT对ABTS阳离子自由基的最大清除率基本一致,鼠麴草提取物对ABTS阳离子自由基的清除能力略弱于BHT和维生素C。鼠麴草对ABTS阳离子自由基清除能力呈现剂量依赖性,且通过IC50可知水提物的清除能力略优于醇提物。
图2 鼠麴草对ABTS阳离子自由基的清除效果
Fig.2 Scavenging effect of Gnaphalium affine on ABTS+·
2.6.3 总还原能力实验效果
由图3可知,鼠麴草醇提物和水提物均具有一定总还原能力,在10~2 000 mg/L质量浓度范围内的吸光度值均呈上升趋势。同样浓度条件下,各物质吸光度值大小顺序为:维生素C>BHT>鼠麴草醇提物>鼠麴草水提物,说明各物质还原能力顺序为:维生素C>BHT>鼠麴草醇提物>鼠麴草水提物,可见鼠麴草提取物具有一定的总还原能力,但弱于BHT和维生素C。鼠麴草的总还原能力具备剂量依赖性,且醇提物优于水提物。
图3 鼠麴草的总还原能力
Fig.3 Total reduction ability of Gnaphalium affine
2.6.4 FRAP实验效果
由图4可知,鼠麴草醇提物和水提物在10~2 000 mg/L质量浓度范围内的吸光度值呈上升趋势,在同样浓度范围内,维生素C、BHT的铁还原能力也渐渐增强,四者的还原力与浓度有一定量效关系,其中维生素C的铁还原能力始终大于其他三者,在10~40 mg/L质量浓度范围内,BHT表现出了较弱的铁还原能力,低于鼠麴草醇提物和水提物的铁还原能力,其中醇提物铁还原能力弱于水提物,当质量浓度超过40 mg/L后,醇提物铁还原能力始终优于水提物。鼠麴草的铁还原能力有剂量依赖性,且醇提物优于水提物。
图4 鼠麴草的铁还原能力
Fig.4 Iron reduction ability of Gnaphalium affine
2.6.5 β-胡萝卜素褪色实验效果
由图5可知,在20 mg/L的浓度下,当β-胡萝卜素相对吸光度降至50%时,加入维生素C和BHT组所需的时间为51.43、85.19 min,加入鼠麴草醇提物和水提物组的时间分别为110.00、99.00 min。根据结果可知,鼠麴草提取物能够有效地延缓β-胡萝卜素褪色,且醇提物略优于水提物。
图5 鼠麴草对胡萝卜素褪色的影响
Fig.5 The inhibitory effect of Gnaphalium affine on
carotene fading
2.6.6 FTC实验效果
由图6可知,正常对照组的吸光度值随着时间延长而增加,并且在第5天达到最大值,BHT吸光度值随时间延长没有明显改变,说明BHT具有最佳的抑制脂质过氧化的能力。维生素C、鼠麴草醇提物和鼠麴草水提物吸光度值随时间的延长有一定程度的增加,但始终低于正常对照组水平,抑制脂质过氧化的能力大小顺序为:维生素C>鼠麴草水提物>鼠麴草醇提物,表明维生素C和鼠麴草均具有一定的抑制脂质过氧化能力,且水提物优于醇提物。
图6 鼠麴草对FTC实验的影响
Fig.6 FTC experimental determination of Gnaphalium affine
2.6.7 TBA实验效果
由图7可知,BHT、鼠麴草水提物、鼠麴草醇提物、维生素C均低于正常对照值,其抑制率分别为95.00%、89.94%、82.38%、27.33%,表明鼠麴草的抑制脂质过氧化能力强于维生素C,且水提物优于醇提物。
图7 鼠麴草对TBA实验的影响
Fig.7 TBA experimental determination of Gnaphalium affine
基本营养成分是人体必不可少的营养物质。湘西“蒿菜粑粑”原料植物鼠麴草蛋白质、灰分、脂肪、水分、TDF与IDF含量较高,其中蛋白质、灰分含量不仅高于常见3种蔬菜,而且高于“蒿菜粑粑”的主体原料糯米和山区常见杂粮玉米、土豆;脂肪含量也高于糯米、土豆、大白菜、菠菜。可见,鼠麴草与上述几种常见粮食作物和蔬菜一样,能够满足人体多方面的营养需求。
氨基酸含量是评价食品及其原料营养状况的重要指标,也是营养学家在配方优化设计时必需参考的数据,其组成及含量对人体健康十分重要。鼠麴草富含氨基酸,TEAA/TAA和TEAA/TNAA比例与FAO/WHO标准值相接近,其中必需氨基酸占氨基酸总含量的比例高于大豆。氨基酸中谷氨酸、天冬氨酸含量最高,呈鲜味氨基酸(Glu和Asp)含量高于甘味氨基酸(Gly和Ala)含量,且支芳比值大于健康人和哺乳动物肝受伤时的值。鼠麴草蛋白质氨基酸组成与FAO/WHO规定的相类似(氨基酸组成平衡性合理),且氨基酸评分和SRC值均比大豆高。另外,谷氨酸、天冬氨酸都是药用氨基酸,均有促进和改善人体代谢及肝脏功能修复等作用[41]。因此,鼠麴草是一种高营养价值植物蛋白来源的资源植物,对人体健康有益,具有成为优质食药两用资源的潜能等。
矿物质是组成人体组织及维持正常生理功能所必需的七大营养元素之一。鼠麴草矿质元素丰富,Ca、K、Mg、Fe、Zn、Se、Cu、Mn含量均高于玉米、糯米、土豆和其他3种蔬菜,其中Fe、Mn和Zn等微量元素与Mg、K、Ca等常量元素含量尤为丰富,可作为人体补充矿物质元素的重要来源。维生素则是生物体所需的微量营养成分,一般无法由生物体自行生产,需以饮食等方法获得。鼠麴草中维生素A、维生素C、维生素E和维生素B2含量高于糯米,其中维生素B2含量还高于其他5种作物,且维生素B2、维生素C、维生素E的含量尤为丰富,是人体补充维生素的优良来源。
鼠麴草提取物在一定浓度范围内,清除DPPH自由基、ABTS阳离子自由基效果及还原能力与质量浓度呈正相关。通过IC50可知水提物的DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力略优于醇提物,而在还原能力、延缓β-胡萝卜素褪色上醇提物却优于水提物。鼠麴草提取物也对脂质过氧化具有较好的抑制作用,且水提物优于醇提物。可见鼠麴草具备良好的抗氧化活性,且其水提物抗氧化活性胜于醇提物。
综上所述,湘西“蒿菜粑粑”原料植物鼠麴草营养丰富,具备抗氧化活性,尤其适合需要补充蛋白质、矿质元素和维生素等营养元素的人群食用,用其与糯米综合使用可以提高糯米品质和风味。糯米中的能量、碳水化合物、维生素B1、维生素B3高,而蛋白质、灰分、膳食纤维、维生素A、维生素C、维生素E和维生素B2等成分却不足,而鼠麴草的蛋白质、灰分、膳食纤维以及维生素含量较高,可能可以弥补糯米的不足,且鼠麴草具有抑菌[15]和抗氧化活性,故二者结合制作的“蒿菜粑粑”不仅口味鲜美、营养价值高,而且易于保存和防病。可见湘西民间利用鼠麴草制作“蒿菜粑粑”食用具有合理性,鼠麴草完全具有用作优质食药资源的潜能,值得进一步深入研究、推广和开发。
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