新疆药桑椹营养成分分析及其体外抗氧化作用

江 岩，聂文静

（新疆大学生命科学与技术学院，新疆 乌鲁木齐 830046）

摘 要：以新疆独特的药用果桑药桑椹为研究对象，分析药桑椹鲜果中总糖等基本营养成分及总黄酮等生物活性成分，并测定其体外抗氧化能力。药桑椹鲜果中总糖、粗纤维及粗蛋白含量分别为12.9、1.28、1.17 g/100 g，明显低于对照白桑椹。药桑椹中矿物质Ca、Fe含量为113 mg/100 g和11.9 mg/100 g，分别是白桑椹的1.6 倍及1.7 倍。药桑椹中VC与总酸含量高达48.4 mg/100 g与47.1 mg/g，分别是白桑椹的8.1 倍与8.4 倍。药桑椹中总多酚、总黄酮、多糖、花青素等生物活性物质含量均明显高于白桑椹，且其体外总抗氧化能力和清除DPPH自由基能力亦显著高于白桑椹。

关键词：药桑椹；营养成分；抗氧化

Nutritional Composition and in vitro Antioxidant Capacity of Black Mulberry

(Morus nigra L.) Fruits from Xinjiang Province

JIANG Yan, NIE Wen-jing

(College of Life Science and Technology, Xinjiang University, Ürümqi 830046, China)

Abstract: The nutritional composition of black mulberry (Morus nigra L.) fruits in Xinjiang was analyzed, as well as the in vitro antioxidant capacity. The total sugar, crude fiber and crude protein contents of black mulberry fruits were 12.9, 1.28 and 1.17 g/100 g, which were lower than those in white mulberry fruits (Morus alba L.). The contents of Ca and Fe in black mulberry fruits were 113 mg/100 g and 11.9 mg/100 g, which were 1.6 and 1.7 times higher than those in white mulberry fruits. The vitamin C and total acid contents of black mulberry were as high as 48.4 mg/100 g and 47.1 mg/g, respectively, which were 8.1 times and 8.4 times higher than those in white mulberry fruits. The contents of total polyphenols, total flavonoids, polysaccharides and anthocyanins from black mulberry fruits were significantly higher than those in white mulberry fruits. Moreover, black mulberry fruits showed higher in vitro total antioxidant capacity and DPPH radical scavenging activity than white mulberry fruits.

Key words: black mulberry; nutrients; antioxidant activity

中图分类号：TS202.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）22-0126-04

doi:10.7506/spkx1002-6630-201422023

药桑椹是新疆独特的药用果桑种质资源，是新疆桑椹品种分类鉴定中唯一的黑桑种（Morus nigra L.）。药桑椹是维吾尔族历代的民间药材，具有活血补脑、通脉护肝、强肾利尿、降血糖、血脂等功效。药桑椹生长于新疆南部，生态环境独特，日照时间长、昼夜温差大、干旱。其果实中的各种营养成分及生物活性物质含量有别于其他同类植物[1-3]。钟石[4]、周静[5]等对新疆药桑椹中粗蛋白、碳水化合物、氨基酸、VC、部分矿物质等基本营养成分及总多酚等生物活性成分进行分析，但药桑椹中有机酸、脂肪酸的分析及药桑椹体外抗氧化能力的研究尚未见报道。本实验以与药桑椹同一产地的白桑椹（Morus alba L.）为对照，拟对新疆药桑椹中粗脂肪、粗纤维、总酸、有机酸、脂肪酸等基本营养成分和总多酚、多糖、花青素等生物活性成分进行全面分析，并测定其体外抗氧化能力，以期能为新疆药桑椹作为膳食补充剂、功能性食品的开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

药桑椹、白桑椹鲜果均采摘于新疆和田蚕桑研究所的种植桑园。－18 ℃冷冻贮藏，解冻后用于实验测定。

芦丁、没食子酸 中国食品药品检定研究院；福林-酚试剂 美国Biosharp公司；总抗氧化能力测
试盒 南京建成生物工程研究所；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH） 上海源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

UV-2000紫外-可见分光光度计 龙尼柯（上海）仪器有限公司；PHB-10型精密pH计 上海虹益仪器仪表有限公司；EZ-DRY冷冻干燥仪 美国FTS公司。

1.3 方法

1.3.1 基本营养成分分析

分别采用GB/T 10782—2006《蜜饯通则》斐林试剂滴定法、GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法、GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》索氏提取法、GB 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》称质量法、GB/T 5009.159—2003《食品中还原型抗坏血酸的测定》分光光度法、GB/T 18932.11—2002《蜂蜜中钾、磷、铁、钙、锌、铝、钠、镁、硼、锰、铜、钡、钛、钒、镍、钴、铬含量的测定》电感耦合等离子体原子发射光谱法、高效液相色谱法分别对桑椹样品中总糖、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、VC、矿物质、有机酸含量进行测定。

1.3.2 总多酚含量测定[6]

准确称取5 g桑椹样品组织匀浆，加入体积分数60%乙醇20 mL提取2 h，再加入体积分数60%乙醇30 mL稀释过滤，定容至500 mL，备用。准确量取备用样液1.0 mL，采用福林-酚比色法进行测定，以没食子酸标准品作标准曲线，计算总多酚含量。

1.3.3 总黄酮含量测定[7]

将桑椹样品组织匀浆后冷冻干燥成粉，准确称取定量干粉，用蒸馏水定容至50 mL。精密吸取样液3 mL，置于25 mL具塞比色管中，采用Al(NO3)3-NaNO2比色法进行测定，以芦丁标准品作标准曲线，计算总黄酮含量。

1.3.4 多糖含量测定[8]

准确称取2 g桑椹样品组织匀浆，置于100 mL容量瓶中，加水80 mL，沸水浴2 h，冷却至室温后补加水至刻度，混匀后，过滤，收集滤液。准确量取滤液1.0 mL定容至100 mL，备用。准确量取备用液1.0 mL采用苯酚-硫酸法进行测定，以葡萄糖作标准曲线，计算多糖含量。

1.3.5 花青素含量测定[9]

准确称取适量桑椹样品，组织匀浆后冷冻干燥成粉。准确称取0.1 g冻干粉，用体积分数45%乙醇20mL溶解，蒸馏水定容至100 mL备用。采用pH示差法测定花青素含量。

1.3.6 体外抗氧化能力测定[10]

将桑椹样品组织匀浆后冷冻干燥成粉，分别称取定量冻干粉、芦丁标准品，定容至100 mL备用。采用总抗氧化能力测定试剂盒，对桑椹样品体外总抗氧化能力进行测定。

用无水乙醇将DPPH试剂配制成2×10－4 mol/L的溶液。准确吸取样品待测溶液、DPPH溶液各2 mL，混匀后室温下放置30 min，于波长517 nm处测定吸光度，每个样品平行测定3 次，取其均值。按下式计算各待测样品对DPPH自由基的清除率。

式中：Ai为2 mL样品溶液＋2 mL DPPH试剂混合液的吸光度；Aj为2 mL样品溶液＋2 mL空白溶剂（无水乙醇）混合液的吸光度；Ac为2 mL DPPH溶液＋2 mL空白溶剂混合液的吸光度[8]。

2 结果与分析

2.1 桑椹营养成分测定

2.1.1 基本营养成分

表 1 药桑椹与白桑椹基本营养成分比较

Table 1 Comparison of basic nutritional components in
black mulberry and white mulberry fruits

由表1可知，除灰分外，白桑椹单果质量、总可溶性固形物含量、水分、粗纤维、总糖及还原糖含量等其他基本营养成分均高于药桑椹；药桑椹pH值偏低，仅为白桑椹的58%。吴祖芳等[11]报道了国内其他地区所产桑椹营养成分分别为总可溶性固形物7.07%～22.40%、水分85.57%～91.00%、灰分0.56%～6.75%、粗纤维0.43%～0.65%、总糖13.11%～15.03%、还原糖6.33%～8.18%，与之相较，新疆地产桑椹果实具有高糖分、高纤维、低水分的特点，这可能与新疆独特的干旱及荒漠生态环境有密切关系。

表 2 药桑椹与白桑椹中3 种维生素含量比较

Table 2 Comparison of the contents of three vitamins in
black mulberry and white mulberry fruits

mg/100 g

表2显示药桑椹中VC含量高达48.4 mg/100 g，是白桑椹的8.1 倍，而且其含量也高于其他富含VC的水果，包括草莓（47 mg/100 g）、荔枝（41 mg/100 g）、橙子（33 mg/100 g）、柿子（30 mg/100 g）等。

2.1.2 有机酸含量

酸性是果品特有的性质，主要由有机酸组成，在果蔬中有机酸的相对含量因其成熟程度、生长条件不同而异[12]。由表3可知，药桑椹总酸含量高达47.1 mg/g，是白桑椹的8.4 倍，且柠檬酸、苹果酸、醋酸及琥珀酸含量均高于白桑椹，分别是白桑椹的22.9、20.2、19.7 倍及8.6 倍，这可能是药桑椹pH值偏低、且果实酸涩的主要原因[13-14]。

表 3 药桑椹与白桑椹中有机酸含量比较

Table 3 Comparison of organic acid contents in black mulberry and white mulberry fruits

mg/g

2.1.3 矿物质元素含量

表 4 药桑椹与白桑椹中矿物质含量比较

Table 4 Comparison of mineral element contents in black mulberry and white mulberry fruits

mg/100 g

由表4可知，药桑椹中常量元素K、Ca、Mg的含量高于白桑椹，其中Ca含量是白桑椹的1.6 倍，微量元素Fe含量是白桑椹的1.7 倍，远高于大多数水果中的含量（Ca：2～35 mg/100 g；Fe：0.2～2.2 mg/100 g）。2002年中国居民膳食营养与健康调查显示[15]，我国城乡居民中普遍存在Ca、Fe缺乏现象，其中膳食钙摄入量为391 mg/d，仅为推荐摄入量的49%，农村妇女中缺铁性贫血患病率为18.8%。药桑椹Ca、Fe含量丰富，可作为矿物质膳食补充剂。

实验结果显示药桑椹富含VC和Fe，而VC有助于将食物中的Fe3+还原为Fe2+，提高Fe的生物利用率，这也为药桑椹在维吾尔传统医药中用于缺铁性贫血的预防和治疗提供理论依据[16-17]。

2.1.4 氨基酸种类及含量

由表5可知，药桑椹和白桑椹中均含有构成人体蛋白质的18 种氨基酸，且必需氨基酸种类齐全。药桑椹中脯氨酸含量最高，其次是丙氨酸、组氨酸，其中脯氨酸含量是白桑椹的3.3 倍。药桑椹和白桑椹中必需氨基酸占总氨基酸的比率（essential amino acid/total amino acid，EAA/TAA）分别为29%、42%。据世界粮农组织与世界卫生组织报道，食物中EAA/TAA比值大于40%，其氨基酸组成较为合理，白桑椹可推荐为优质蛋白食物。

表 5 药桑椹与白桑椹中氨基酸种类及含量比较

Table 5 Comparison of amino acid composition and contents in
black mulberry and white mulberry fruits

%

2.1.5 脂肪酸含量

表 6 药桑椹与白桑椹中脂肪酸含量比较

Table 6 Comparison of fatty acid contents in black mulberry and white mulberry fruits

注：测定结果为桑椹样品提取脂肪后，测定其脂肪中脂肪酸的含量。

由表6可知，药桑椹脂肪酸中油酸含量最高，其次是棕榈酸和亚油酸；白桑椹脂肪酸中亚油酸含量最高，其次是棕榈酸和油酸。亚油酸和α-亚麻酸是人体必需脂肪酸，机体自身不能合成，必须依赖食物供应。必需脂肪酸在降低癌症、心血管疾病、神经系统疾病及关节炎症等风险方面发挥着重要作用[18-19]。亚油酸在药桑椹和白桑椹中含量分别为23.1%和52.3%，较为丰富。

2.2 主要生物活性物质含量及抗氧化活性

2.2.1 生物活性物质含量

多酚是所有酚类衍生物的总称，主要包括酚酸和类黄酮，后者主要存在于水果和蔬菜的外层及整粒谷物中。黄酮类化合物广泛存在于植物中，具有抗氧化、抗肿瘤、保护心血管、抗突变及提高免疫力等多种生物活性。花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，可作为肿瘤抑制剂、血管保护剂、辐射保护剂及抗炎剂等应用于临床。多糖是由10 个以上单糖组成的聚合糖高分子碳水化合物，具有调节免疫力、抗病毒及降血脂等多种生物活性[20-22]。

由表7可知，药桑椹中总多酚、总黄酮和多糖含量均高于白桑椹，分别是后者的6.1、1.5、1.4 倍。药桑椹中花青素含量高达342.4 mg/100 g鲜果，而白桑椹中却未检出。

表 7 药桑椹与白桑椹中生物活性成分含量比较

Table 7 Comparison of bioactive components in black mulberry and white mulberry fruits

注：ND.未检出；a.与白桑椹对照组差异显著（P＜0.05）；b.与白桑椹对照组差异极显著（P＜0.01）。

药桑椹成熟季为7月底，比白桑椹晚2 个月，可能会转运并积累更多的植物次级代谢物，包括黄酮、花青素等[23]。已有研究表明，深色水果是多酚、黄酮及花青素等化合物的良好来源，而这些生物活性物质具有抗氧化、抗炎、抗癌及预防心血管疾病等作用[24-25]。药桑椹果实在新疆维吾尔传统医药中用于消炎、心血管疾病的防治等，本实验结果也为此提供科学依据。

2.2.2 体外抗氧化能力

表 8 药桑椹与白桑椹体外抗氧化能力比较

Table 8 Comparison of in vitro antioxidant capacity of black mulberry and white mulberry fruits

注：a.与白桑椹对照组差异显著（P＜0.05）；b.与芦丁对照组差异显著（P＜0.05）。

由表8可知，药桑椹体外总抗氧化能力和清除DPPH自由基能力显著高于白桑，分别是后者的2.8 倍及8 倍，提示药桑椹体外抗氧化能力与其含有丰富的生物活性物质有密切关系。虽然药桑椹清除DPPH自由基能力强于芦丁，但体外总抗氧化能力远低于芦丁，若要提高其抗氧化能力，则需要对其中所含的生物活性物质进一步分离纯化。

3 结 论

新疆药桑椹高纤维、低水分及有机酸含量丰富等特点，这可能与新疆独特的干旱及荒漠生态环境有密切关系。新疆药桑椹含有维生素、矿物质、氨基酸、脂肪酸等人体所需营养成分，其中VC（48.4 mg/100 g）、Ca（113 mg/100 g）、Fe（11.9 mg/100 g）含量尤为丰富，可作为膳食补充剂进行开发利用。新疆药桑椹中总多酚、总黄酮、花青素及多糖等生物活性物质含量均高于白桑椹，尤其是花青素含量较为丰富，具有一定的体外抗氧化能力，若对其中所含的生物活性物质进一步分离纯化，有利于功能性食品的开发利用。

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