洞庭湖区南荻嫩茎营养成分分析与重金属含量测定

肖骏玖1，赵玲艳1，石星波1，聂 灿1,2，邓放明1,*

（1.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.湖南省沅江市科技局，湖南 沅江 413100）

摘 要：为研究洞庭湖区河滩野生南荻嫩茎的营养价值和开发前景，以鲜样去壳冻藏和热烫后去壳冻藏的嫩茎为原料，分析测定其主要化学成分。结果表明：新鲜南荻嫩茎和热烫南荻嫩茎的水分含量分别为91.86%和89.82%、总糖含量分别为3.08%和3.72%、还原糖含量分别为1.10%和1.86%、蛋白质含量分别为2.90%和3.55%、总膳食纤维含量分别为31.81%和43.67%、总灰分含量分别为0.36%和0.33%，南荻嫩茎中富含15 种氨基酸，含有钾、钠、钙、镁、锰、锌、铜、硒等元素，重金属铅、镉、铬未检出，汞和砷含量低于国标限量值。

关键词：洞庭湖；南荻嫩茎；营养成分；重金属

Analysis of Nutrients and Heavy Metals in Tender Stem of Triarrhena lutarioriparia from the Dongting Lake Area

XIAO Junjiu1, ZHAO Lingyan1, SHI Xingbo1, NIE Can1,2, DENG Fangming1,*

(1. College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;

2. Hunan Yuanjiang Science and Technology Bureau, Yuanjiang 413100, China)

Abstract: This study was conceived to analyze the nutritional value and prospect of the tender stems of Triarrhena lutarioriparia growing on the beach of Dongting Lake. The fresh samples were peeled and separated into two portions: one was blanched before refrigerated storage, and the other was directly refrigerated. The two portions were tested for major chemical components. The results showed the fresh and blanched tender stems to contain 91.86% and 89.82% moisture, 3.08% and 3.72% total sugar, 1.10% and 1.86% reducing sugar, 2.90% and 3.55% protein, 31.81% and 43.67% total dietary fiber (dry basis), and 0.36% and 0.33% total ash (dry basis), respectively. The tender stems of Triarrhena lutarioriparia was found to contain 15 amino acids and a number of elements including Ka, Na, Ca, Mg, Mn, Zn, Cu, and Se but no Pb, Cd or Cr, as well as lower amounts of Hg and As than the national standard limits of China.
Key words: Dongting Lake; Triarrhena lutarioriparia tender stem; nutrients; heavy metal

中图分类号：TS255.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2015）12-0104-04

doi:10.7506/spkx1002-6630-201512019

南荻（Triarrhena lutarioriparia L. Liu, sp. nor.），禾本科、黍亚科、须芒草超族、甘蔗族、芒亚族、荻属，包括8 个变种6 个变形[1]，是长江蓄洪湖区多年生无性繁殖的水陆两生植物，因其地上茎含有大量纤维，是单位面积内提供造纸纤维较高的植物[2-3]，故成为我国重要的造纸原料之一，还能防汛、固堤、编席、作药材等。刘亮[4]鉴定湖南洞庭湖区的荻是我国特有的一新种，定名为南荻。早春生长的南荻嫩茎类似小竹笋，可做菜或加工成罐头，虽然人工栽培或野外采集南荻嫩茎可以丰富百姓的菜篮子[5]，但目前人们并没有对南荻嫩茎的有效成分进行测定和研究，也没有将其作为一项重要食源性植物资源进行充分利用。所以本实验对洞庭湖区沅江市南荻嫩茎的有效成分进行测定，从而分析洞庭湖区河滩野生南荻嫩茎的营养价值和开发前景，以便为南荻作为食源性植物资源进行开发提供参考数据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

南荻嫩茎：2014年3月27日在湖南省益阳沅江市洞庭湖区河滩上采摘30～40 cm的南荻地上部分，采摘后分为直接去皮去叶鲜样密封以及开水煮烫1 h后再去皮密封，都进行冷冻保藏。干燥样品则将原料切碎后放入105 ℃烘箱烘干过夜，粉碎后装袋密封存于2～4 ℃冰箱备用。

无水乙醇、K2SO4、浓H2SO4、亚铁氰化钾、五水硫酸铜（CuSO4•5H2O）、乙酸锌、盐酸、NaOH、硝酸、高氯酸、甲基红、溴甲汾绿等均为分析纯；邻苯二醛（o-thalaldehyde，OPA）、9-芴甲氧羰基（9-fluorenylmethyloxycarbonyl，FMOC）衍生试剂 美国安捷伦公司；氨基酸标准溶液 美国Fluka公司；总膳食纤维试剂盒（热稳定α-淀粉酶溶液、淀粉葡萄糖苷酶溶液、蛋白酶） 美国FOSS分析公司；实验用水为超纯水。

1.2 仪器与设备

101-2AB型电热鼓风干燥箱 天津市泰斯特仪器有限公司；KQ-250DE型数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司；Fiber E膳食纤维自动分析仪 美国FOSS公司；1200型高效液相色谱仪（配荧光检测器） 美国安捷伦公司；Iptima8300型ICP发射光谱仪 德国Perkinelmer公司；AFS-920原子荧光光度计 北京吉天仪器有限公司；AA240FS＋GTA120原子吸收分光光度计 美国Varian公司；KDN-103F自动定氮仪 上海纤检仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 南荻嫩茎水分含量的测定

参照GB 5009.3—2010 《食品中水分的测定》，采用直接干燥法。

1.3.2 南荻嫩茎灰分含量的测定

参照GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》。

1.3.3 南荻嫩茎还原糖含量的测定

参照GB/T 5009.7—2008《食品中还原糖的测定》，采用直接滴定法。

1.3.4 南荻嫩茎总糖含量的测定

选用酸水解法将蔗糖变为还原糖后参照GB/T 5009.7—2008，采用直接滴定法。

1.3.5 南荻嫩茎蛋白质含量的测定

参照GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》，采用凯氏定氮法。

1.3.6 南荻嫩茎矿质元素含量的测定

硒的测定：参照GB 5009.93—2010《食品中硒的测定》，采用氢化物原子荧光光谱法；钾、钙、钠、镁、锰、铁、铜、锌的测定：参照NY/T 1653—2008《蔬菜、水果及制品中矿质元素的测定》，采用电感耦合等离子体发射光谱法。

1.3.7 南荻嫩茎重金属及污染元素含量的测定

铅的测定：参照GB 5009.12—2010 《食品中铅的测定》；汞的测定：参照GB/T 5009.17—2003《食品中总汞及有机汞的测定》；砷的测定：参照GB/T 5009.11—2003《食品中总砷及无机砷的测定》，采用氢化物原子荧光光谱法；镉的测定：参照GB/T 5009.15—2003《食品中镉的测定》；铬的测定：参照GB/T 5009.123—2003《食品中铬的测定》，采用石墨炉原子吸收法。

1.3.8 南荻嫩茎膳食纤维含量的测定

参照GB/T 5009.88—2008《食品中膳食纤维的测定》，采用Mes-Tris缓冲液法。

1.3.9 南荻嫩茎氨基酸组成测定

参照GB/T 18246—2000《氨基酸的测定》，采用酸水解法进行测定。具体分析方法如下：称取0.4～0.5 g样品，加入10.0 mL 6 mol/L盐酸溶液，密封水解22 h以上，冷却后取出过滤，移取2.00 mL滤液用水稀释至50.00 mL，过0.45 µm水系滤膜后，采用柱前衍生上机测试，衍生试剂为OPA、FMOC。色谱柱：ZORBAX Eclipse-AAA；荧光检测器激发波长：340 nm；发射波长：450 nm；流动相：A磷酸二氢钠溶液（pH 7.8），B甲醇＋乙腈溶液，梯度洗脱；流速：0.5 mL/min；柱温：45 ℃。

2 结果与分析

2.1 南荻嫩茎的水分、还原糖与总糖含量

表 1 新鲜和热烫南荻嫩茎水分、还原糖及总糖含量

Table 1 Contents of moisture, reducing sugar and total sugar in tender stem of Triarrhena lutarioriparia

%

由表1可以看出，南荻嫩茎的水分含量较高，新鲜南荻去壳冻藏和热烫后去壳冻藏嫩茎的含水量分别为91.86%和89.82%，热烫处理破坏了南荻嫩茎的细胞和组织结构，导致南荻嫩茎的含水量降低，南荻嫩茎采摘后进行冻藏能较好地保持原有的水分含量，保证了其新鲜程度。新鲜和热烫南荻嫩茎还原糖含量分别为1.10%和1.86%，热烫处理会增加南荻嫩茎的还原糖含量，但影响不显著。新鲜和热烫南荻嫩茎的总糖含量分别为3.03%和3.72%，南荻嫩茎经热烫处理后，其总糖含量升高，其原因一方面是热烫降低了南荻嫩茎的水分含量，另一方面可能是热烫破坏了一些大分子结构，从而使总糖含量升高。

2.2 南荻嫩茎的蛋白质含量与氨基酸组成

标样及样品的高效液相色谱图如图1所示。

1.天冬氨酸；2.谷氨酸；3.丝氨酸；4.组氨酸；5.甘氨酸；6.苏氨酸；7.精氨酸；8.丙氨酸；9.酪氨酸；10.缬氨酸；11.蛋氨酸；12.苯丙氨酸；13.异亮氨酸；14.亮氨酸；15.赖氨酸。

图 1 15 种氨基酸标样（A）、鲜样南荻嫩茎样品（B）和烫样南荻嫩茎样品（C）的高效液相色谱图

Fig.1 HPLC chromatograms of 15 amino acid standards (A), fresh tender stem (B) and blanched tender stem sample (C) of
Triarrhena lutarioriparia

表 2 南荻嫩茎蛋白质含量（干基计）及其氨基酸组成

Table 2 Protein content and amino acid composition of tender stems of Triarrhena lutarioriparia

%

由表2可以看出，新鲜南荻嫩茎冷冻样品的氨基酸总量为26.24%，其中必需氨基酸含量为7.87%，占总氨基酸含量为29.14%，鲜味氨基酸（包括天冬氨酸和谷氨酸）含量为12.27%，占总氨基酸含量的45.43%；热烫南荻嫩茎冷冻样品的氨基酸总量为30.88%，其中必需氨基酸含量为12.75%，占总氨基酸含量的41.29%，鲜味氨基酸含量为7.97%，占总氨基酸含量的25.81%。采摘后不同处理的南荻嫩茎样品中各氨基酸含量都有所变化，其可能原因一是热烫钝化了南荻嫩茎中的酶，抑制了南荻嫩茎中蛋白质的降解，固定了南荻嫩茎的品质；二是热烫工序造成南荻嫩茎水分流失，导致南荻嫩茎中主要氨基酸相对含量升高。由其氨基酸评分（表3）可以看出，南荻嫩茎中的蛋氨酸氨基酸评分最低，故蛋氨酸为第一限制性氨基酸。

表 3 南荻嫩茎蛋白质的氨基酸评分

Table 3 Amino acid scores of tender stems of Triarrhena lutarioriparia

注：表中参考含量为WHO/FAO中人体必需氨基酸模式。

表 4 南荻嫩茎的氨基酸比值、氨基酸比值系数及氨基酸比值系数分

Table 4 RAA, RC and SRC of tender stems of Triarrhena lutarioriparia

根据WHO/FAO的必需氨基酸分模式，SRC=100－SRD×100（式中：SRC为氨基酸比值系数分；SRD为氨基酸比值系数的相对标准差），如果样品的必需氨基酸组成比例与必需氨基酸模式一致，则SRC=100，样品的必需氨基酸组成比例与必需氨基酸模式越接近，SRC越接近100，其营养价值越高[6]。从表4可以看出，利用该氨基酸分模式计算出不同处理的南荻嫩茎的氨基酸比值系数分分别为66.84和71.80，显然，热烫处理可以提高南荻嫩茎的氨基酸比值系数分。实验结果与李跃森等[6]报道的对照蔬菜氨基酸分相比较，热烫南荻嫩茎的蛋白质营养价值较高，新鲜南荻嫩茎的蛋白质营养价值也高于空心菜（34.94）、生菜（57.02）、卷心菜（58.52）等。所以，南荻嫩茎的氨基酸种类齐全，蛋白质营养价值也较高于其他常见蔬菜。

2.3 南荻嫩茎的膳食纤维含量

选用的自动纤维测定系统测定了不同处理南荻嫩茎的总膳食纤维（total dietary fiber ，TDF）、不溶性膳食纤维（insolube dietary fiber，IDF）和可溶性膳食纤维（solube dietary fiber，SDF），其结果见表5。

表 5 南荻嫩茎膳食纤维含量（干基计）

Table 5 Contents of dietary fibers in tender stems of Triarrhena lutarioriparia

%

由表5可以看出，新鲜南荻嫩茎的TDF含量为31.81%，IDF含量为27.28%，SDF含量为4.53%；热烫南荻嫩茎的TDF含量为43.67%，IDF含量为39.19%，SDF含量为4.44%。与杨月欣等[7]报道的茎叶花类蔬菜的膳食纤维含量比较，热烫南荻嫩茎的TDF含量高于苋菜、菠菜、韭菜、圆白菜、菜花以及芹菜等常见蔬菜；新鲜南荻嫩茎的TDF含量也高于菠菜、大头菜等[7]。虽然膳食纤维不具有营养价值，但与人体的营养和疾病有着密切关系，能预防和治疗多种疾病，被称为第七营养素[8-15]，所以食用南荻有益于人体摄取膳食纤维。

2.4 南荻嫩茎的矿质元素与重金属元素含量

采用原子吸收光谱法测量了对不同处理南荻嫩茎的钾、钠、钙、镁、锰、锌、铁、铜、硒9 种矿质元素以及铅、镉、铬、汞、砷等重金属的含量（表6）。

表 6 新鲜和热烫南荻嫩茎矿质元素及重金属（干基）含量

Table 6 Contents of mineral elements and heavy metal in tender stem of Triarrhena lutarioriparia

注：—.未检出。

从表6可以看出，南荻嫩茎富含矿质元素，尤其是钾、钙、镁元素含量高于常用蔬菜的含量[16-19]，南荻符合高钾低钠的健康蔬菜要求。微量元素铜、锌、硒含量也比常用蔬菜高，其中锌含量高达119.69 mg/kg，硒含量比其他蔬菜高10 倍以上，重金属污染元素镉、铬、铅均未检出，污染物砷、汞均低于国家标准，检测合格。

3 结 论

南荻是洞庭湖区河滩主要的野生植物之一，产量多且稳定，但尚未作为食源性植物资源被充分开发和利用。通过对其营养成分和重金属含量的测定结果的研究表明：南荻嫩茎具有较高的营养价值，其嫰茎含有丰富的矿质元素、膳食纤维、氨基酸、蛋白质等且检测数据准确性、重复性良好，并相近甚至高于一些常用蔬菜的营养价值，是纯天然无污染的保健野生植物资源，具有很好的作为食源性植物资源的开发和利用价值[20-23]。其南荻嫩茎加工成食品后，食用方法多样，且符合现代食品感官、营养、保健等需要，可成为人们餐桌上的美味佳肴。大批量开发采摘又可以为社会提供优质绿色的蔬菜食品原料，发展成为当地一项新兴产业，以便促进当地的经济发展，提高当地人们生活水平，所以可以通过本研究结果提出一套较为合理的从采摘到贮藏的方案，为更好的开发南荻提供科学性数据。

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