龙须菜的加工及有效成分的研究

龙须菜的加工及有效成分的研究摘要:目的对龙须菜进行加工提高其营养价值,并测定各种有效成分的含量。

方法首先对龙须菜进行脱腥脱色处理,然后采用AOAC 991.43酶-重量法、苯酚-硫酸法、凯氏定氮法、索氏提取法等对加工后的龙须菜中有效成分进行研究,主要包括膳食纤维、总糖、蛋白质、粗脂肪、灰分等的分析及含量测定等。

结果经加工后的龙须菜中总膳食纤维、粗脂肪、蛋白质、灰分、总糖的含量分别为(%):43.71、0.0851、19.84、1.13、40.66。

总膳食纤维中不可溶性膳食纤维、可溶性膳食纤维含量分别为(%):15.47、27.15。

结论经加工后,龙须菜中有效成分含量大大提高,具有更高的实用价值和临床价值。

因此,加工后的龙须菜具有一种高膳食纤维、高蛋白、低脂肪的特性。

关键词:龙须菜有效成分酶重量法龙须菜属于红藻门杉藻目江篱属,是一种红藻类海洋植物。

在中国沿海一带大面积种植,近年来渐渐引起人们对其开发和应用的重视。

中国自古便有将龙须菜作为药疗和食疗的记载。

龙须菜含有丰富的多糖类、蛋白质、矿物质、膳食纤维等成分。

龙须菜中的主要成分膳食纤维被称为“第七大营养素”。

研究表明,膳食纤维对于心血管疾病、冠心病、糖尿病、乳腺癌、中风、便秘等疾病的预防和治疗具有一定的作用[1～2]。

龙须菜中所含活性成分具有一定的药理作用,对抗癌症的作用尤为突出。

陈美珍[3]等观察小鼠口服龙须菜多糖,发现其对骨髓嗜多染红细胞微核和精子畸变具有抗突变效果,邓志峰[4]等研究表明,龙须菜多糖的抑瘤率达到45%。

大量文献表明,从龙须菜中分离纯化的藻胆蛋白具有抗氧化、抗肿瘤等生理活性[5]。

同时,龙须菜中所含的棕榈酸、亚油酸等不饱和脂肪酸对肺部癌细胞活性具有抑制作用[6]。

龙须菜富含人体八种必需的氨基酸和牛磺酸,牛磺酸具有类胰岛素样作用,对糖尿病及其并发症具有预防和治疗作用[7]。

此外,龙须菜中还含有Fe、Zn、Cu等人体必须的微量元素。

以上报道的研究对象均为未经脱腥脱色处理的龙须菜。

龙须菜外层表皮坚硬以及腥味大,不利于营养成分的消化和吸收,口感欠佳,不便于直接食用和药用。

本研究小组在前期工作中,将龙须菜进行脱腥脱色处理后,其口感得到了很大的改善[8]。

但经处理后龙须菜中的有利成分的含量是否得到很好的提高,其活性是否遭到破坏,目前尚未有报道。

因此,本研究通过建立可行的分析方法,对经脱腥脱色处理后的龙须菜中各成分进行分析,为其进一步综合开发和应用提供基础。

1 实验材料1.1 仪器GZX-9240MBE数显鼓风干燥箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂);SHB-Ⅲ循环水式真空泵(郑州长城工贸有限公司);HH-S1数显恒温水浴锅(金坛市医疗仪器厂);FA1104N电子天平(上海精密科学仪器有限公司);752型紫外可见分光光度計(上海舜宇恒平科学仪器有限公司);DF-Ⅱ集热式磁力搅拌器(常州澳华仪器有限公司);SX2-4-10高温箱形电炉(上海博迅实业有限公司医疗设备厂);坩埚式过滤器;凯氏定氮蒸馏装置;索氏提取器。

1.2 试剂热稳定α-淀粉酶(Cat.No.A3306,Sigma-Aldrich);蛋白酶(Cat.No.AMG A9913,Sigma-Aldrich);MES-TRIS;淀粉葡糖苷酶(Cat.No.A9913,Sigma-Aldrich);硅藻土(Celite acid-washed,No.C8656,Sigma);甲基红(分析纯,天津市新精细化工开发中心)、甲基蓝(分析纯,天津市福晨化学试剂厂);五水合硫酸铜(分析纯,汕头市光华化学厂);葡萄糖、硫酸钾、硫酸、盐酸、无水乙醇、丙酮、无水乙醚、苯酚、硼酸、氢氧化钠(分析纯,广州化学试剂厂)。

2 实验方法2.1 龙须菜的加工处理根据参考文献[8]先对龙须菜进行脱腥脱色处理。

取干燥龙须菜5g,置150 ml锥形瓶中,加入50%～70%乙醇,室温浸泡24 h,取出干燥,得黑色丝状无腥味龙须菜,再将脱腥后的龙须菜放入7倍量的脱色液(水∶过氧化氢∶醋酸体积比为1∶0.02∶0.04)中,室温浸泡1 h,过滤,产品用水洗至洗出液为中性、过滤,抽干并干燥即得浅黄色或黄绿色丝状龙须菜,将其粉碎制成干粉。

2.2 蛋白质、灰分的测定参照《中华人民共和国药典2010版》二部附录VIID氮测定法第二法测定蛋白质量[9]。

参照《中华人民共和国药典2010版》一部附录IXK灰分测定法测定灰分重量[10]。

2.3 膳食纤维的测定2.3.1 酶解精密称取双份 1.000±0.005 g加工后龙须菜样品,置于高脚烧杯中。

在每个烧杯中加入40 mlMES-TRIS缓冲液,在磁力搅拌器上搅拌直到样品完全分散。

在高脚烧杯中加100 μl热稳定的淀粉酶溶液,低速搅拌。

用铝箔片将烧杯盖住,在95 ℃～100 ℃水浴中反应30 min,从95 ℃开始计时。

将烧杯从水浴中移出,冷却至60 ℃。

打开铝箔盖,用刮勺将烧杯边缘的网状物以及烧杯底部的胶状物刮离,以使样品能够完全的酶解。

加入10 ml蒸馏水冲洗烧杯壁和刮勺。

在每个烧杯中各加入100μl 蛋白酶溶液。

用铝箔盖住,于60 ℃中持续摇动反应30 min,从60 ℃开始计时,使之充分反应。

30 min后,打开铝箔盖,搅拌中加入5 ml0.561 mol/L HCL至烧杯中,搅拌均匀。

保持60℃,用1 mol/L NaOH溶液或1 mol/LHCL溶液调最终pH为4.0-4.7。

搅拌同时加100μl淀粉葡糖苷酶溶液。

用铝箔盖住,在60 ℃持续振摇反应30 min,从60 ℃开始计时,温度应恒定在60 ℃。

2.3.2 膳食纤维的测定在每份酶解样品中,加入预热至60 ℃的95%乙醇225 ml,乙醇与样品的体积比为4∶1。

室温下沉淀1 h。

在过滤式坩埚中加入0.5 g硅藻土,105℃干燥至恒重,称重。

用15 ml78%乙醇将硅藻土湿润和均匀分布在的坩埚中。

用适度的抽力把坩埚中的硅藻土吸到玻板上。

用78%乙醇和刮勺转移所有内容物微粒到坩埚中。

抽真空,分别用15 ml的78%乙醇,95%乙醇和丙酮冲洗残渣各2次,将坩埚内的残渣抽干后在105 ℃烘干过夜。

冷却至室温,称重,计算残渣重。

2.3.3 不溶性膳食纤维的测定酶解操作同2.3.1,过滤前用3mL水湿润和重新分布硅藻土在预先处理好的坩埚上,保持抽气使坩埚中的硅藻土抽成均匀的一层。

用10 ml70 ℃水洗残渣2次,滤液转移到500 ml高脚烧杯,保留用以测定可溶性膳食纤维。

立即分别用15 ml78%乙醇,95%乙醇和丙酮各冲洗残渣2次,将坩埚内的残渣抽干后在105 ℃烘干过夜。

冷却至室温,称重,计算残渣重。

2.3.4 可溶性膳食纤维的测定在2.3.3步骤中保留的滤液中加约滤液4体积已预热至60 ℃的95%乙醇。

或将滤液调至80 g,在加入已预热至60 ℃的95%乙醇320 ml。

室温下沉淀1 h。

抽真空,坩埚处理方法及残渣洗涤方法同步骤2.3.2,计算残渣。

根据2.2的方法分别法测定残渣中蛋白质和灰分的含量,减去后即为膳食纤维的含量。

2.4 粗脂肪的测定接收瓶洗涤干净,于105 ℃烘箱中干燥至恒重,准确称重。

取加工后龙须菜样品研细,准确称取样品5 g,用滤纸严密包好,用脱脂棉捆紧。

将滤纸包放入索氏提取器的提取管内,滤纸包高度不可超过虹吸管。

在提取管中倒入乙醚70 ml,使滤纸包完全浸泡。

连接好仪器各部分,冷凝管上口处轻轻塞入一小团干燥的脱脂棉,浸泡1 h。

倾斜提取管,使乙醚从虹吸管中流入接受瓶。

在提取管内加入乙醚70 ml,使共加入液体体积为接收瓶容积的1/2。

通冷凝水,70 ℃～75℃水浴加热,使乙醚不断回流,冷凝下滴的乙醚成连珠状,回流次数为8～10次/h。

本实验提取约2 h,至抽提完全为止。

倾斜提取管,回收溶剂,使接收瓶内溶剂剩余量为1～2 ml,于通风处彻底挥干乙醚。

在105 ℃烘箱中干燥2 h,放入干燥器内冷却至室温,称重。

空白对照同法操作。

2.5 总糖的测定葡萄糖标准溶液:精密称取60℃干燥恒重的葡萄糖100 mg,加水,定容至100 ml,得1 mg/ml的葡萄糖溶液。

标准曲线:精密吸取标准溶液0、200、400、600、800、1000ul 于10 ml容量瓶中,加水定容至刻度线。

各吸取1 ml于具塞试管中,各加苯酚试液2 ml,摇匀。

迅速滴加浓硫酸7 ml,摇匀。

静置30 min,后冷却至室温,于490 nm处测定吸光度值。

以吸光度值(A)对浓度(C)进行线性回归[11～12]。

供试溶液:精密称取于105℃烘干至恒重的龙须菜样品100 mg,加入20 ml 6 mol/L HCL,蒸馏水30 ml,在沸水浴中水解30 min,过滤,用蒸馏水洗涤残渣,用10%NaOH中和水解液至pH7左右,定容至100 ml。

作为供试液。

精密吸取5 ml置50 ml容量瓶,定容至刻度线,作为供试液。

测定:取供试液1ml于具塞试管中,其余操作同“各加苯酚试液2ml……”,于490 nm处测定吸光度值。

根据回归方程计算样品中总糖的百分含量。

3 结果与讨论3.1 脱腥脱色后龙须菜干粉中营养成分的评价龙须菜中膳食纤维含量较高,具有润肠通便、减肥、预防心血管疾病和癌症等多种功效。

龙须菜外层表皮坚硬不利于营养成分的消化和吸收,且腥味大,口感欠佳,不便于直接食用和药用。

对龙须菜进行以上脱腥脱色的加工后,口感得到了改善,便于咀嚼和消化,解决了龙须菜藻体较硬、不便服用的难题。

与直接采用干燥后的龙须菜粉碎过筛测定出的数值相比,制成的龙须菜干粉中各种有效成分的含量都得到了优化(见表1、表2)。

经脱腥脱色处理后龙须菜中蛋白质的含量为19.84%,与经过简单加工的龙须菜中蛋白质含量19.14%、18.9%、18.7%相比,基本保持不变,说明这一加工能够很好的把蛋白质保留下来,经此加工处理的龙须菜任可作为一种很好的蛋白源供人类食用。

膳食纤维的摄入利于降低心血管疾病发病率,加工后的龙须菜中富含膳食纤维,含量为43.71%,是简单加工所远不能及的,所以经过脱腥脱色加工的龙须菜也是摄入膳食纤维的很好来源。

另外,测得总糖的含量为40.66%,说明经脱腥脱色加工后的龙须菜仍含有丰富的糖类物质。

本研究测数据略低于余杰等人测得潮汕沿海中龙须菜的总糖含量43.76%,但为周峙苗等人测得总糖含量的3.5倍,这可能与龙须菜产地及种植条件的影响有关。

另一方面,经过脱腥脱色加工后,粗脂肪和灰分的含量降低明显,分别为0.086%、1.13%,各为简单加工的1/7、1/20。

因此,对脂肪摄入有严格要求的患者,龙须菜是很好的营养摄入来源。

同时,酸不溶性灰分含量极低,仅为0.13%,说明这一加工处理后的龙须菜中含有的泥土、砂石等硅酸盐外来杂质含量极少。