文章信息
- 郝丽珍, 杨忠仁, 张凤兰, 王萍, 黄振英.
- Hao Lizhen, Yang Zhongren, Zhang Fenglan, Wang Ping, Huang Zhenying.
- 沙葱种子萌发后几种营养物质的动态变化及其营养价值
- Dynamics of Nutrient Contents and Nutrient Value in Allium mongolicum Seed during Its Germination Process
- 林业科学, 2008, 44(6): 148-152.
- Scientia Silvae Sinicae, 2008, 44(6): 148-152.
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文章历史
- 收稿日期:2007-05-23
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作者相关文章
2. 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室 北京 100093
2. State Key Laboratory of Vegetation and Environmental ChangeInstitute of Botany, Chinese Academy of Sciences Beijing100093
沙葱(Allium mongolicum)又名蒙古韭,属于百合科葱属(包颖,2000),为典型的多年生旱生植物,主要生长于蒙古高原的荒漠、荒漠草原和典型草原的沙地上,是蒙古高原的特有种(赵一之,1994),也是沙地植物群落的优势种,对固沙、防止水土流失有重要的生态意义。沙葱叶片作为鲜菜及加工制品深受广大消费者的欢迎,其花和种子也常做调味品食用,是理想的天然保健蔬菜。
近年来,科技工作者已在沙葱组织培养(陈刚等,2003)、花的解剖结构(郝丽珍等,2005)、种子萌发特性(杨忠仁等,2007)、染色体(杨蕾等,1998)及叶片营养成分(贺访印等,2005)等方面进行了研究。但有关沙葱种子在萌发过程中维生素、氨基酸、脂肪酸等营养物质含量的连续变化规律的研究未见报道。虽然在豆科芽菜种子萌发中,对以上营养成分有所研究,但多以萌发前和萌发后做对比进行研究,没有连续观察其动态变化规律的报道(金波等,1985)。本文通过研究萌发的沙葱种子几种重要营养物质的动态变化,掌握沙葱种子在萌发过程中维生素、氨基酸、脂肪酸等营养物质含量的变化规律,为沙葱作为芽菜利用及适宜采收期的确定提供依据,同时也为沙葱种子深加工及其综合利用奠定研究基础。
1 材料与方法 1.1 试材及取样成熟的沙葱种子于2003年9月下旬采自内蒙古自治区阿拉善盟腾格里沙漠周边沙地(39°17′ N;105°43′ E,海拔1 172 m)。自然风干的种子千粒质量为3.49 g,含水量为7.39%。种子先经0.1%的高锰酸钾溶液消毒10 min后,将其冲洗干净,室温下用蒸馏水浸种8 h,在20 ℃、黑暗条件下的恒温培养箱中催芽48 h,以种子胚根露白为萌发的标志,挑出发芽的种子,再置于上述条件下。每48 h取样分别测定维生素、脂肪酸和氨基酸含量,连续测定5次,以未萌发的种子为对照。试验均设3次重复,随机取样。测定时,依据所测定的指标不同,每次重复取0.5 g幼苗的鲜样(Vc及脂肪酸的测定)或0.5 g干样(VB2、VB5、类胡萝卜素及氨基酸的测定)进行测定。干样的制备为自然阴干后,磨碎备用。
1.2 维生素含量测定Vc含量测定:采用二甲苯萃取比色法(李合生,2000)。类胡萝卜素含量测定:采用比色法(李合生,2000)。仪器为日立(HITACHI)U-1800紫外可见分光光度计(每次重复取样0.5 g)。VB2测定:所用仪器为Waters 2695(Waters公司,美国, 流速准度:±1%,流速精度:≤0.075% RSD,梯度精度:≤0.15% RSD),样品前处理:称取干样0.5 g (含B2 5 μg以上)于25 mL容量瓶中加15 mL 0.1 mol·L-1盐酸15 mL,超声5 min,铝箔封口,放入120 ℃高压杀菌锅30 min,冷却过0.45 μm膜,待测。色谱条件:柱:Atlantis C18(3.9 mm×150 mm),流动相:80% 0.1TFA/20乙腈,流速:0.5 mL·min-1,荧光:激发440 nm,发射565 nm,标准用0.1mol·L-1盐酸溶解。柱:μBondpakC18 (3.9 mm×30 mm),流动相:甲醇:水(30:70), 含0.005 mol·L-1 PICB-6。VB5测定:样品前处理同前。色谱条件:uBondpak C18(3.9 mm×150 mm)A#(专用),流动相:V(甲醇):V(水)=25:75 (0.005 mol·L-1 PIC-6试剂己烷磺酸钠;1%乙酸),流速:1 mL·min-1 T=30 ℃,紫外:UV280 nm,标准用0.1mol·L-1盐酸溶解。
1.3 氨基酸含量测定所用仪器为Waters 2695(Waters公司,美国, 流速准度:±1%,流速精度:≤0.075% RSD,梯度精度:≤0.15% RSD),称干样0.5 g置于安培瓶中,加入12mol·L-1盐酸5 mL,真空烧结封口,在110 ℃烘箱中水解22 h,定容至25 mL,取10 mL,在水浴上蒸干,用5 mL纯水洗出,过0.45 μm膜,取滤液10 μL, 用AccQ·Fluor试剂衍生。色谱条件:仪器:Waters Millennium 2010液相色谱系统,柱:AccQ·Tag aa分析柱(3.9 mm×150 mm),流动相:A: 140 mmol·L-1 NaAc溶液(17 mmol·L-1三乙胺,PH4.95),B: 60%乙腈水溶液(60:40),梯度洗脱。流速:1 mL·min-1,检测器:荧光,Ex250, Em395 gain 10。
1.4 脂肪酸含量测定采用气相色谱法,仪器型号为HP5890(惠普公司,控温精度0.03%,程序升温重复性≤0.2%,载气流速流量精度0.1%)。取不同时期的幼苗0.5 g, 100 ℃杀青5 min, 然后用15 mL氯仿+甲醇的混合液研磨,混合液体积比为1:2。匀浆过滤后,滤液加10 mL NaCl振荡15 min,将上层去掉,下层减压浓缩蒸干,加入0.5 mL三氟化硼+乙醚+甲醇的混合液,混合液体积比为1:3:1,在70 ℃脂化10 min,冷却后,加0.5 mL水,1.0 mL正己烷,振荡,离心分层。有机相转入安培瓶中,以备色谱分析。色谱条件:色谱柱为10% DEGS,担体为chromosorb WAW DMCS 80~100目,检测器:FID,载气:60 mL·min-1,H2流量:50 mL·min-1,柱温:190 ℃,单一化法定量。测定结果用相对百分含量表示。
1.5 数据分析采用SAS 8.0对数据进行差异显著性分析。所用方法为0.05水平下的完全随机设计的方差分析法。
2 结果与分析 2.1 沙葱种子萌发后几种维生素含量的动态变化沙葱种子在萌发后2~10 d,VB2一直呈增加的趋势,各时期的含量变化较显著,第10天的含量比对照增加了30.25倍;VB5在2~8 d呈显著增加的趋势,第8天达最高;Vc含量稍有增加,但变化不显著,在萌发过程中保持在262.80~266.74 mg·(100 g)-1FW;类胡萝卜素在未萌发的种子中含量为0,在萌发第6天的种子中含量为0.22 mg·(100 g)-1FW,第10天增至0.78 mg·(100 g)-1FW。由上分析可知和未萌发的对照相比,沙葱种子萌发过程中VB2、VB5和类胡萝卜素含量均呈显著增加的趋势,而Vc含量变化不显著(表 1)。
沙葱种子萌发后,17种氨基酸的总量在136.25~174.29 mg·g-1 DW之间变化,和未萌发的对照相比,各阶段的氨基酸总量均显著增加,人体必需氨基酸在萌发过程中占总氨基酸含量的26.43%~29.70%,显著高于对照,在萌发的第8天其百分含量达最高。在所有氨基酸中,谷氨酸含量最高,约占氨基酸总量的18.60%~23.68%,其次为精氨酸和天冬氨酸。虽然沙葱种子在萌发过程中呈现不同的变化,但萌发后幼苗的各种氨基酸含量均高于未萌发的对照(除半胱氨酸)(表 2)。
沙葱种子萌发过程中亚油酸相对百分含量最高,在62.73%~74.57%之间变化较显著,其次为油酸。脂肪酸各组分在种子萌发过程中有不同的消长变化规律,棕榈酸和硬脂酸相对百分含量在萌发第6天则显著增加,6~10 d后含量降低,但均高于对照;油酸相对百分含量在2~6 d呈增加趋势,第8天和第10天的含量下降;亚油酸相对百分含量在其0~6 d呈下降趋势,第8天和第10天的含量又增加;亚麻酸相对百分含量在0~8 d内呈增加的趋势。总观变化趋势,饱和脂肪酸(SFA)呈增加的趋势,不饱和脂肪酸(PUFA)呈降低的趋势。虽然PUFA/SFA的比值在5.82~12.03之间变化,但远远大于发挥降血脂功能的临界值2(表 3)。
1) 沙葱种子萌发过程中VB2、VB5及类胡萝卜素含量较高且均呈显著增加的趋势,Vc含量无显著变化,一直保持较高的含量。
2) 沙葱种子氨基酸种类齐全,其中谷氨酸含量最高,其次为精氨酸和天冬氨酸;沙葱种子萌发过程中总氨基酸含量及人体必需的氨基酸含量显著增加。
3) 沙葱种子脂肪酸各组分在萌发过程中有不同的消长变化规律,但是总体上来看,饱和脂肪酸呈增加的趋势,不饱和脂肪酸呈降低的趋势。
4 讨论 4.1 沙葱种子几种营养物质变化与种子萌发生理的关系沙葱种子在萌发后的10 d内,蛋白质含量一直降低(杨忠仁等,2007),氨基酸的总量远远高于未萌发的种子,尤其在第4天和第10天含量达最大值,并呈现先增加后降低又增加的趋势,此结果与王莘等(2003)和张侠等(1997)在大豆和绿豆中的发现相一致。表明沙葱种子萌发过程中的氨基酸先由蛋白质分解后含量增加,后又参与分解代谢,如脱氨、转氨、脱羧等生理过程而降低,随着芽苗的生长又会合成新的氨基酸和蛋白质,可见沙葱种子萌发过程中氨基酸种类和数量会不断的发生变化(吴传茂等,1998)。
在本试验中发现沙葱种子在萌发过程中PUFA/SFA均值为9.91,说明较高含量的不饱和脂肪酸有利于增强种子逆境萌发。Miyak等(1994)认为大豆萌发中亚油酸和亚麻酸含量的下降,是由于在萌发过程中被优先利用,本试验中亚油酸含量变化与其结果相似,也可能是在萌发中被优先利用。
4.2 沙葱种子萌发过程中几种营养物质含量及营养价值沙葱种子Vc含量很高,且在萌发过程中变化幅度不大,即在262.8~266.74 mg·(100 g)-1FW间变化,高于沙葱植株叶片Vc的含量[241.46 mg·(100 g)-1FW],是同属韭菜(Allium tuberosum)的10倍以上(贺访印等,2005),辣椒(Capsicum annuum)的2倍(吕长山等, 2005),香椿(Toona sinensis)芽菜的5倍(金波等,1995)。在本研究中,还表明VB2在沙葱种子中含量仅0.08 mg·(100 g)-1DW,VB5也未检测出,但种子萌发过程中VB2、VB5及类胡萝卜素含量均呈增加的趋势,且达到了显著差异,这与张侠等(1997)在研究绿豆萌发时,发现绿豆萌发后的VB2和VB5含量增加的结果类似。因此食用沙葱芽苗也是补充维生素,尤其是Vc的良好途径。
沙葱种子萌发后,谷氨酸含量最高,是绿豆芽的8.2倍。谷氨酸和天冬氨酸是鲜味氨基酸,是谷物中重要的鲜味物质(潘艳丽等,2004),在沙葱中这2种氨基酸总量占总氨基酸的1/3,这将会使沙葱在调味品的深加工上有很大发展前景。
不饱和脂肪酸的量和人体必需的亚油酸含量也是评价油脂营养价值的重要指标,沙葱种子不饱和脂肪酸相对百分含量为84.62%~92.45%,高于豆油(84.5%)和花生油(78%)的相对百分含量。亚油酸相对百分含量为62.73%~74.57%,远远高于花生油(22%)、菜籽油(14.7%)、香椿籽油(54.73%)、芝麻油(47.65%)的相对百分含量(聂凌鸿等,2002)。沙葱芽苗中亚油酸相对百分含量高,是绿豆芽的1.6倍,香椿芽的1.3倍,萝卜芽的6.4倍,亚油酸是人体重要的必需脂肪酸,可与胆固醇结合,对防治心血管疾病有良好效果,也是合成前列素的前体物质,有相当重要的生理功能(何志廉,1988)。可见沙葱油的营养价值很高,是很好的食用植物油的来源。
4.3 沙葱作为芽菜利用前景随着人民生活水平的提高,增强了食品安全意识,对有机食品的重视程度也越来越高,其中芽菜以其独有的特点已从众多蔬菜种类中脱颖而出。很多研究表明,大多数种子发芽后,营养价值普遍提高(舒卫华,2002)。因此,芽莱的生产不再局限于黄豆和绿豆,而是向多种类、多品种发展。目前,我国已对荞麦芽、香椿芽、萝卜芽、芥菜芽和各类豆芽进行了生产和研究,但有关沙葱芽菜的研究目前还未见报道。本文结果表明,沙葱种子富含Vc等多种维生素、氨基酸和不饱和脂肪酸,其种子不仅在萌发6~10 d的芽苗可作为芽菜开发利用,且未萌发的沙葱种子可作为富含亚油酸、不饱和脂肪酸的的优质植物油开发利用,可见沙葱种子的利用有着广阔的应用前景。
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