(国家林业和草原局刺梨工程技术研究中心(贵州大学),贵州贵阳,550025)
摘要为了探究刺梨果渣的营养保健成分含量,评价刺梨果渣的利用价值,以‘贵农5号’刺梨果渣为材料,检测刺梨果渣中的主要营养成分和部分保健成分含量，并与苹果渣、蓝莓果渣、沙棘果渣、猕猴桃果渣、菠萝果渣、柑橘果渣和甘蔗渣进行比较,分析刺梨果渣的利用价值。试验发现刺梨果渣中富含总酚、VC、VE、磷、钙、铁、锌、膳食纤维、粗纤维和氨基酸。其中，总酚含量是菠萝果渣的4.4倍,苹果渣的3.7倍；VC含量是菠萝果渣的23.8倍,沙棘果渣的20.7倍；VE含量为沙棘果渣的3.8倍,苹果渣的1.2倍；磷的含量为菠萝果渣的272.5倍,苹果渣的21.8倍；钙的含量是菠萝果渣的96.7倍,苹果渣的14.7倍；铁的含量是菠萝果渣的4.1倍,蓝莓果渣的2.7倍；锌的含量是蓝莓果渣的12.0倍,柑橘果渣的2.6倍。刺梨果渣含有十分丰富的营养成分和保健成分,具有极高的利用价值和开发前景。
关键词刺梨果渣；‘贵农5号’；营养成分；利用价值
刺梨(RosaroxburghiiTratt)为蔷薇科蔷薇属植物,多分布于我国西南地区。刺梨在贵州省的种植规模达230万亩,据2019年国家林业和草原局刺梨工程技术研究中心(贵州大学)调查,贵州省平均亩产刺梨鲜果达189.5kg。据贵州省工业和信息化厅统计,2019年贵州省刺梨鲜果年产量达6.6万t,贵州省内刺梨的规模化产品加工企业已达40余家,每年共需采收4.4万t刺梨鲜果进行榨汁加工。压榨刺梨的出汁率约为65%,贵州省年均可产生1.5万t刺梨果渣。大量的刺梨果渣被加工企业榨汁后直接丢弃,没有得到高效利用。刺梨果渣堆放时不仅容易发生腐烂,产生有害物质污染土壤和空气,还对土地造成了空间浪费。因此,探究刺梨果渣的营养保健成分及其利用价值,能为更好地利用刺梨果渣提供重要依据,有效缓解刺梨果渣的浪费,对增加刺梨加工副产物的附加值，促进刺梨产业的可持续发展具有重要意义。
先前已有了一些对刺梨果渣利用的研究。梁欣妍等[1]发现过300目的刺梨果渣能够有效降低小鼠的胆固醇、甘油三酯和高密度脂蛋白,过60目和300目的刺梨果渣都能提高小鼠组织中的抗氧化能力。刺梨果渣可作为原料发酵制备刺梨果醋饮料,这不仅降低了生产成本,生产出的刺梨果醋还具有软化血管、降血压等功效[2-3]。将刺梨果渣代替部分的麸皮做填充料能开发出具有刺梨风味的食醋,该方法不但能降低麸皮的用量,还能增加食醋的风味[4]。刺梨果渣还能作为培养基培养平菇,为平菇提供充足的氮源，促进平菇生长发育的同时,降低平菇的生产成本[5]。刺梨果渣的可溶性和不可溶性膳食纤维对猪油、胆酸钠和葡萄糖有很强的吸附能力,能有效降低机体中胆固醇的含量,还能减少脂肪和亚硝酸盐的吸收[6]。刺梨果渣具有降低小鼠血脂的功效,挤压超微粉碎处理的刺梨果渣效果更佳[7]。刺梨果渣还可用于制作软糖,外观和口感都较好[8]。以上研究均表明刺梨果渣具有一定的可利用性和开发前景,但截止目前还没有对刺梨果渣中的营养保健成分含量和利用价值评价有较详细的报道。
本研究以‘贵农5号’刺梨果渣为材料,测定刺梨果渣中各营养成分的含量,与其他果渣进行比较,分析并评价刺梨果渣的利用价值,为刺梨果渣的利用提供重要依据。
实验材料为‘贵农5号’刺梨果渣,2019年9月收集于刺梨榨汁加工企业；水解氨基酸标品、游离氨基酸标品和试剂,德国曼默博尔公司北京分理处；营养元素标准品,国家有色金属及电子材料分析中心；高峰淀粉酶、蛋白酶、糖化酶、福林肖卡试剂,北京Solarbio公司；乙醇、乙腈、甲醇、维生素标品、单糖标品等,上海源叶生物科技有限公司。其中乙腈和甲醇为色谱纯,其余试剂为分析纯。
D-37520冷冻离心机,ThermoFisher；SKD-200凯氏定氮仪、FT350/FT355纤维素分析仪,FOSS;TCPE-9820电感耦合等离子发射光谱仪、LC-15C;液相色谱仪,日本岛津公司；UV-1100分光光度计，美谱达;A300全自动氨基酸分析仪等，德国曼默博尔。
1.3.1样品处理
将收集到的刺梨果渣于80℃烘干至恒重,去除种子后进行粉碎,过40目筛,密封,于4℃冰箱中冷藏保存。测定磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌和硼这9种元素含量时,样品处理参照GB5009.268—2016，采用硝酸与高氯酸(10∶1体积比)处理的湿式消解法。测定膳食纤维的单糖组分及含量时,参照GB5009.88—2014的酶解法得到总膳食纤维残渣,并参照NY/T2016—2011采用酸提取法处理样品。测定游离氨基酸的含量时,样品处理参照GB/T30987—2014,称取适量样品沸水冲泡10min后过滤。测定蛋白质氨基酸的含量时,样品处理参照GB5009.124—2016,称取适量样品加入6mol/L的盐酸于110℃水解24h后过滤脱酸。
1.3.2测定方法
将刺梨果渣中的营养成分含量与苹果渣、蓝莓果渣、沙棘果渣、猕猴桃果渣、菠萝果渣、柑橘果渣和甘蔗渣进行对比,评价刺梨果渣的利用价值。
根据FAO/WHO[18]提出的蛋白质评价方法,计算实验材料的必需氨基酸(essentialaminoacids,EAA)与非必需氨基酸(non-essentialaminoacids,NEAA)的比值,EAA与总氨基酸(totalaminoacids,TAA)的比值,当EAA/NEAA为60%,EAA/TAA为40%时,试验材料是优质的蛋白质。
用Excel2003版进行数据的统计和整理。
刺梨果渣中的主要营养成分和部分功效成分含量如表1所示,其中粗纤维和可溶性糖的含量最高,分别达到了40.67和11.43g/100gDW。刺梨果渣中富含淀粉和粗蛋白,含量分别为10.04和6.38g/100gDW。可滴定酸的含量较高,为2.46g/100gDW。粗脂肪和还原糖的含量最低,分别为1.40和1.27g/100gDW。刺梨果渣中的功效成分含量丰富,总酚和总黄酮的含量分别为2838.36和273.11mg/100gDW。
表1刺梨果渣中主要营养成分和部分功效成分的含量Table1Mainnutrientsandpartofhealth-carecompositioncontentintheRosaroxburghiipomace
成分可溶性总糖/[g·(100gDW)-1]还原糖/[g·(100gDW)-1]可滴定酸/[g·(100gDW)-1]粗蛋白/[g·(100gDW)-1]粗脂肪/[g·(100gDW)-1]粗纤维/[g·(100gDW)-1]淀粉/[g·(100gDW)-1]总酚/[mg·(100gDW)-1]总黄酮/[mg·(100gDW)-1]含量11.43±0.151.27±0.042.46±0.066.38±0.051.40±0.0840.67±1.3910.04±0.272838.36±48.43273.11±4.97
刺梨果渣中的膳食纤维含量十分丰富。如表2所示,刺梨果渣中的总膳食纤维含量达到了60.40g/100gDW,其中可溶性膳食纤维有5.21g/100gDW,不溶性膳食纤维有56.08g/100gDW,不溶性膳食纤维为主要成分,含量占总膳食纤维的92.85%。刺梨果渣中中性洗涤纤维含量为37.01g/100gDW,酸性洗涤纤维的含量为25.88g/100gDW。膳食纤维的组分中,纤维素的含量最高,为20.74g/100gDW,占总膳食纤维的34.34%；其次为半纤维素,含量为11.10g/100gDW,占总膳食纤维的18.38%；木质素的含量最低,只有5.06g/100gDW,占总膳食纤维的8.38%。刺梨果渣膳食纤维中的总果胶为7.52g/100gDW,其中绝大多数为水不溶性的原果胶,含量为6.09g/100gDW,水溶性果胶含量较少,为2.20g/100gDW。
表2刺梨果渣中膳食纤维的组分及含量单位：g/100gDW
Table2DietaryfibercomponentandcontentinthepomaceofR.roxburghii
成分总膳食纤维可溶性膳食纤维不溶性膳食纤维中性洗涤纤维酸性洗涤纤维纤维素半纤维素木质素总果胶原果胶水溶性果胶含量60.40±0.745.21±0.1156.08±0.3337.01±0.3825.88±0.5220.74±0.7411.10±0.805.06±0.187.52±0.286.09±0.432.20±0.03
如表3所示,刺梨果渣的膳食纤维中含有甘露糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖和岩藻糖9种单糖,总含量为15.34g/100gDW。其中,半乳糖和半乳糖醛酸是含量最多的单糖,分别为3.75和2.46g/100gDW,分别占总单糖含量的24.45%和16.04%。含量最少的单糖是葡萄糖醛酸和岩藻糖,分别为0.37和0.24g/100gDW,分别占总单糖含量的2.41%和1.56%。9种单糖在刺梨果渣膳食纤维中含量的排序为半乳糖>半乳糖醛酸>葡萄糖>阿拉伯糖>鼠李糖>木糖>甘露糖>葡萄糖醛酸>岩藻糖。
表3刺梨果渣的膳食纤维中单糖的组分及含量单位：g/100gDW
Table3ComponentandcontentofmonosaccharideindietaryfiberinthepomaceofR.roxburghii
成分甘露糖葡萄糖醛酸半乳糖醛酸鼠李糖葡萄糖半乳糖木糖阿拉伯糖岩藻糖含量1.06±0.090.37±0.012.46±0.081.72±0.032.29±0.153.75±0.111.70±0.011.73±0.020.24±0.00
实验发现刺梨果渣含有极丰富的维生素。刺梨果渣中VC、VE、VB1、VB2和VB12的含量如表4所示,含量最多的是VC,达到了366.02mg/100gDW,其次是VE,含量为6.54mg/100gDW,VB1和VB2的含量最少,分别为0.03和0.02mg/100gDW,刺梨果渣中还含有VB12,含量为0.06mg/100gDW。
刺梨果渣中富含营养元素。如表5所示,刺梨果渣中含量最高的大量元素为磷和氮,分别为1.09和1.02g/100gDW；其次是钾和钙,含量分别为0.90和0.87g/100gDW；含量最低的大量元素是镁,含量
为0.18g/100gDW。刺梨果渣中铁和锰是含量最高的微量元素,分别达到了148.68和137.37mg/kgDW；其次为硼和铜,含量分别为31.14和29.96mg/kgDW；含量最低的是锌,为23.70mg/kgDW。刺梨果渣营养元素的含量从高到低排序为磷>氮>钾>钙>镁>铁>锰>硼>铜>锌。
表4刺梨果渣中的维生素含量单位：mg/100gDW
Table4VitamincontentinthepomaceofR.roxburghii
成分VCVEVB1VB2VB12含量366.02±14.866.54±0.050.02±0.000.03±0.000.06±0.00
表5刺梨果渣中营养元素的含量Table5ContentofnutrientelementinthepomaceofR.roxburghii
氮/[g·(100gDW)-1]磷/[g·(100gDW)-1]钾/[g·(100gDW)-1]钙/[g·(100gDW)-1]镁/[g·(100gDW)-1]铁/(mg·kg-1DW)锰/(mg·kg-1DW)铜/(mg·kg-1DW)锌/(mg·kg-1DW)硼/(mg·kg-1DW)1.02±0.011.09±0.020.90±0.000.87±0.030.18±0.01148.68±9.86137.37±2.1729.96±1.2023.70±0.6131.14±1.28
如表6所示,刺梨果渣中的蛋白质氨基酸有18种,含量共有5.71g/100gDW,未检测到天冬酰胺。其中脯氨酸和谷氨酸的含量最高,分别达到了0.82和0.75g/100gDW；其次为天冬氨酸和异亮氨酸,含量分别为0.54和0.43g/100gDW；组氨酸和色氨酸的含量最低,分别为0.13和0.02g/100gDW。刺梨果渣中含有9种蛋白质必需氨基酸和2种半必需氨基酸,必需氨基酸的含量为2.26g/100gDW,分别是苏氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸,赖氨酸和组氨酸,其中组氨酸为婴儿必需氨基酸。2种半必需氨基酸是半胱氨酸和酪氨酸。
表6刺梨果渣中游离氨基酸和蛋白质氨基酸的组分与含量Table6CompositionandcontentoffreeaminoacidandproteinaminoacidinthepomaceofR.roxburghii
氨基酸组分蛋白质氨基酸/[g·(100gDW)-1]游离氨基酸/[mg·(100gDW)-1]天冬氨酸Asp0.54±0.0212.33±0.58苏氨酸Thr*0.14±0.015.93±0.12丝氨酸Ser0.19±0.015.00±0.00天冬酰胺Asn-22.33±1.15谷氨酸Glu0.75±0.0129.67±1.53甘氨酸Gly0.22±0.00-丙氨酸Ala0.31±0.025.10±0.36半胱氨酸(Cys)20.36±0.01-缬氨酸Val*0.36±0.0115.40±0.85甲硫氨酸Met*0.16±0.011.90±0.14异亮氨酸Ile*0.43±0.007.27±0.46亮氨酸Leu*0.36±0.014.20±0.20酪氨酸Tyr0.30±0.021.93±0.12苯丙氨酸Phe*0.29±0.021.35±0.09组氨酸His*0.13±0.0013.00±0.00色氨酸Trp*0.02±0.003.47±0.15赖氨酸Lys*0.38±0.0113.33±3.21精氨酸Arg0.14±0.0075.50±0.71脯氨酸Pro0.82±0.0132.00±1.41EAA含量2.26±0.0465.85±2.38TAA含量5.71±0.30243.28±11.49
注：*表示人体必需氨基酸(EAA),其中组氨酸为婴儿必需氨基酸。
刺梨果渣中检测到了17种游离氨基酸,含量共有243.28mg/100gDW,未检测到甘氨酸和半胱氨酸。其含量最多的游离氨基酸是精氨酸和脯氨酸,分别达到了75.50和32.00mg/100gDW；其次是谷氨酸和天冬酰胺,含量分别为29.67和22.33mg/100gDW；甲硫氨酸和苯丙氨酸是刺梨果渣中含量最少的游离氨基酸,含量分别为1.90和1.35mg/100gDW。刺梨果渣的游离氨基酸中含有9种人体必需氨基酸和1种半必需氨基酸(酪氨酸),9种必需氨基酸的含量为65.85mg/100gDW。
如表7所示,刺梨果渣中的EAA含量达到了2.26g/100gDW,NEAA含量为3.45g/100gDW,EAA/NEAA为65.51%,EAA/TAA为39.58%。根据FAO/WHO[18],蛋白质中的EAA/NEAA为60%,EAA/TAA为40%是优质的蛋白质,因此刺梨果渣已经非常接近优质蛋白质的要求,不仅能满足人体的正常生理需求,还具有极高的蛋白质可利用率。
表7刺梨果渣中蛋白质氨基酸分类的含量与比值Table7ContentandratioofproteinaminoacidcompositioninthepomaceofR.roxburghii
TAA/[g·(100gDW)-1]EAA/[g·(100gDW)-1]NEAA/[g·(100gDW)-1]EAA/NEAA/(%DW)EAA/TAA/(%DW)5.712.263.4565.5139.58
刺梨果渣中的主要营养保健成分含量与几种常见果渣(苹果渣、蓝莓果渣、沙棘果渣、猕猴桃果渣、菠萝果渣、柑橘果渣和甘蔗渣)的对比如表8所示。
表8刺梨果渣与7种果渣主要营养成分含量的比较Table8Compareofmainnutritionandhealth-carecomponentcontentofRosaroxburghiiand7fruitpomace
果渣类型可溶性总糖/[g·(100gDW)-1]粗蛋白/[g·(100gDW)-1]淀粉/[g·(100gDW)-1]粗脂肪/[g·(100gDW)-1]粗纤维/[g·(100gDW)-1]总膳食纤维/[g·(100gDW)-1]总酚/[mg·(100gDW)-1]总黄酮/[mg·(100gDW)-1]VC/[mg·(100gDW)-1]VE/[mg·(100gDW)-1]蛋白质氨基酸/[g·(100gDW)-1]磷/[g·(100gDW)-1]钙/[g·(100gDW)-1]铁/(mg·kg-1DW)锌/(mg·kg-1DW)刺梨果渣11.436.3810.041.4040.6760.402838.36273.11366.026.545.711.090.87148.6823.70苹果渣9.5～22.64.4～5.60.48～5.31.3～6.210.5～15.3460.21～69.59460～770139022.45.54.9470.050.059158.015.4蓝莓果渣-6.64-0.007-26.1519747179----0.1954.191.98沙棘果渣0.89316.67-14.5212.72--69417.71.7113.20.310.56218.352.5猕猴桃果渣57.74.51---25.8---------菠萝果渣-4.7-0.269.53～15.0514.37642-15.41--0.0040.00936.0-柑橘果渣-8.00-2.3514.9-----8.570.130.8367.578.96甘蔗渣-2.43-0.744.7------0.080.332089.7417.53
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ZHOUYujia,FANWeiguo*
(EngineeringResearchCenterforCili,NationalForestryandGrasslandAdministration(GuizhouUniversity),Guiyang550025,China)
KeywordsRosaroxburghiipomace;‘GuinongNo.5’;nutrients;utilizationvalue
DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.025726
引用格式:周禹佳,樊卫国.刺梨果渣的营养、保健成分及利用价值评价[J].食品与发酵工业,2021,47(7):217-224.ZHOUYujia,FANWeiguo.Nutritionandhealth-carecompositionofRosaroxburghiiTrattpomaceanditsutilizationpotential[J].FoodandFermentationIndustries,2021,47(7):217-224.
第一作者：硕士研究生(樊卫国教授为通讯作者,E-mail：wgfan@gzu.edu.cn)
基金项目：国家林业和草原局工程中心运行补助项目(2019133002)