採收成熟度對甘藍營養成分的影響

雷琳1，闞茗銘1，葉發銀1，趙國華1,2*

1(西南大學食品科學學院，重慶，400715) 2(重慶市特色食品工程技術研究中心，重慶，400175)

摘 要為了明確不同採收成熟度甘藍中營養成分的變化規律，針對5種採收成熟度甘藍，對其粗蛋白、粗脂肪、可溶性總糖、VB1和VB2、VC、葉綠素、總類胡蘿蔔素、多酚類、黃酮類、礦物質和氨基酸的含量和組成的進行了分析。結果表明，隨著成熟度的提高，粗蛋白含量不斷降低，而粗脂肪、可溶性總糖的含量不斷提升。甘藍中VB2的含量逐漸降低；VB1、VC、葉綠素a、葉綠素b、總類胡蘿蔔素、總酚及總黃酮含量則先增加後降低；常量元素K、Na、Ca、Mg含量呈現先降低後增加的趨勢，而微量元素Fe、Cu、Mn、Cr和有害金屬元素Pb、Hg、As含量均在第Ⅳ成熟度達到最高；必需氨基酸和非必需氨基酸含量均逐漸降低。第Ⅱ成熟度的甘藍綜合營養值(comprehensive nutritive value，CNV)最高為77，第V成熟度的甘藍CNV最低為60。

關鍵詞甘藍；成熟度；綜合營養值；氨基酸；維生素；礦物質

甘藍(BrassicaoleraceaL.), 是十字花科芸薹屬的一類蔬菜，富含多種營養素。不同的品種、成熟度、生長環境和貯存條件等對甘藍的營養成分有很大的影響。前期研究表明，成熟度對甘藍苗總酚、VC及甘藍膳食纖維含量影響顯著[1-3]，但有關不同成熟度的甘藍其他營養成分變化的研究鮮見報道。蔬菜的成熟度分為生理成熟度，消費成熟度和採收成熟度。蔬菜的消費成熟度更受零售商和消費者關注，主要根據蔬菜的品質轉變來衡量；而採收成熟度更受種植者和蔬菜加工商關注，主要根據蔬菜的大小、形狀、顏色和硬度來衡量[4]。本研究選用「京豐一號」春甘藍，為2014年4月21日～5月15日，每隔5 d采1次樣，以不同採收期代表甘藍不同成熟度。本研究對不同成熟度甘藍大小、顏色、粗蛋白、粗脂肪、可溶性總糖、VB1和VB2、VC、葉綠素、總類胡蘿蔔素、多酚類、黃酮類、礦物質和氨基酸的組成進行了詳細的研究，以期揭示不同成熟度甘藍營養物質的變化趨勢。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

甘藍(京豐一號)，采自重慶北碚歇馬鎮。甘藍播種期為2013年10月20日，定植期為2013年12月2日，成熟期為2014年4月21日～5月15日。隨機採樣時間為7∶00～8∶00 am，以不同採收期代表甘藍不同成熟度：第Ⅰ成熟度，採摘於2014年4月21日，甘藍單重為0.45 kg左右; (2)第Ⅱ成熟度，採摘於2014年4月27日，甘藍單重為0.70 kg左右; (3)第Ⅲ成熟度，採摘於2014年5月3日，甘藍單重為1.05 kg左右; (4)第Ⅳ成熟度，採摘於2014年5月9日，甘藍單重為1.30 kg左右; (5)第Ⅴ成熟度，採摘於2014年5月15日, 甘藍單重為1.55 kg左右(圖1)[3]。樣品採摘後即用液氮冷凍，真空冷凍乾燥後，粉碎過30目篩，置於裝有除氧劑的乾燥器中，室溫下避光保存。

葡萄糖標品, 美國Sigma 公司；蘆丁標品, 成都普瑞法科技開發有限公司；氨基酸標品(No. AAS18-1 Ml), 美國Sigma公司；沒食子酸標品, 天津一方科技有限公司；其他試劑均為優級純，購自天津科密歐化學試劑有限公司。

1.2儀器與設備

SX-4-10馬弗爐, 北京中興偉業儀器有限公司；BS-223S 電子天平, 德國塞多利斯公司；JP-500B型高速粉碎機, 浙江久品商貿有限公司；HWS-26恆溫水浴鍋, 上海齊欣科學儀器有限公司; RE-5296旋轉蒸發器, 上海亞榮生化儀器廠；722可見分光光度計, 北京金科利達電子科技有限公司；LC-20A高效液相色譜儀(紫外/熒光檢測器), 日本島津公司；5810型台式高速離心機, 德國Eppendorf公司；KjelFlex K-360全自動凱氏定氮儀, 瑞士Büchi公司；DHG-9140恆溫鼓風乾燥箱, 上海齊欣科學儀器有限公司；1100B原子吸收光譜儀, 德國Perkin Elmer公司；ALPHA1-4 LSC冷凍乾燥機, 河南兄弟儀器設備有限公司；全自動氨基酸分析儀, 日本日立公司L8900。

圖1 不同成熟度甘藍[3]

Fig.1 Images of Brassica oleracea L. at different maturity stages[3]

1.3實驗方法

1.3.1 基本營養成分的測定

粗灰分測定：採用干灰化法，將樣品置於550 ℃馬弗爐，並灼燒到質量恆定；粗蛋白質測定：全自動凱氏定氮儀定氮；粗脂肪含量測定：索氏抽提法，參照AOAC方法[5]。可溶性總糖測定：蒽酮比色法，參照LLOBERA等[6]的方法。

1.3.2 維生素的測定

VB1和VB2測定：高效液相色譜法；VC測定：2,6-二氯酚靛酚滴定法，參照AOAC方法[5]。

1.3.3 葉綠素和類胡蘿蔔素的測定

參照LICHTENTHALER等的方法[7]，在4 ℃避光條件下，樣品用丙酮浸泡12 h萃取後，6 000×g下離心5 min，取上清液分別于波長661.6、644.8和470.0 nm處測定吸光值A661.6、A644.8和A470.0。葉綠素a、葉綠素b和總類胡蘿蔔素的濃度按照以下公式計算：

葉綠素a/[mg·(100 mL)-1]=11.24A661.6-2.04A644.8

(1)

葉綠素b/[mg·(100 mL)-1]=20.13A644.8-4.19A661.6

(2)

總類胡蘿蔔素/[mg·(100 mL)-1]=

(3)

1.3.4 多酚含量的測定

參照OKARTER[8]和NUNTILA等方法[9]，分別提取樣品中的遊離多酚和結合多酚，參照CHU等方法[10]，在10 mL試管中，加入200 μL的沒食子酸標準溶液或適當稀釋後的多酚樣品提取液，再用0.8 mL的蒸餾水稀釋，隨後加入200 μL福林酚試劑，混合均勻。放置6 min後，加入質量分數為7%Na2CO3溶液2 mL，最後用蒸餾水定容至5 mL。室溫下反應90 min後，在760 nm波長，測定混合液吸光值。以沒食子酸溶液濃度(mg/L)為橫坐標(x)，吸光值為縱坐標(y)，繪製標準曲線。沒食子酸線性回歸方程為：y=0.027 6x+0.081 4，R2=0.999 2，在0～10 mg/L線性關係良好。

1.3.5 總黃酮含量的測定

參照陳克克等[11]的方法，提取樣品中的黃酮，於510 nm波長處測定吸光值。以蘆丁溶液濃度(μg/mL)為橫坐標(x)，吸光值為縱坐標(y)，繪製標準曲線。蘆丁線性回歸方程為：y=0.002x+0.000 7，R2= 0.994 7，在0～150 μg/mL線性關係良好。

1.3.6 礦物質元素的測定

K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn和Mn測定：原子吸收光譜法；Hg、As、Cr和Pb測定：電感耦合等離子體原子發射光譜(ICP-AES)法；P測定：比色法，具體操作參考AOAC方法[5]。

1.3.7 氨基酸的測定及其評分

參照LI等方法[12]，提取樣品中的氨基酸。一個樣品的分析周期為53 min，氨基酸分析儀有2個流路和2根柱：(1)分離柱(4.6 mm × 60 mm)，洗脫液流經此柱，流速為0.40 mL/min，柱溫為70 ℃，柱壓為11.627 MPa；(2)反應柱(4.6 mm × 60 mm)，茚三酮緩衝液流經此柱，流速為0.35 mL/min，柱溫為135 ℃，柱壓為1.078 MPa。採用外標法進行定量分析。

根據FAO/WHO1973年建議的氨基酸評分標準模式[13]，按(4)公式計算必需氨基酸評分(amino acids score, AAS):

AAS/%=×100

(4)

式中：aa為樣品中1g蛋白質必需氨基酸含量(mg)；AA(FAO/WHO)為FAO/WHO評分標準模式中1g蛋白質同種氨基酸含量(mg)。

1.3.8 甘藍綜合營養值

參照葛曉光等[14]的方法，採用綜合營養值(comprehensive nutritive value, CNV)對不同成熟度甘藍進行評價，即對100 g甘藍(乾重，dry weight, DW)按公式(5)計算出各種主要營養素量的綜合值(無單位的表達量) 。CNV能較穩定的表達蔬菜主要營養產出，數值越大，營養價值越高；數值越小，營養價值越低。

CNV=+膳食纖維(g)+++總類胡蘿蔔素(mg)+VB2(mg)+

(5)

式中：Ca為100 g樣品中鈣含量，Fe為100 g樣品中鐵含量，纖維含量數據來源於本實驗室前期研究[3]。

1.4數據處理

所有實驗進行3次重複測定，結果以(平均值±標準差)表示，顯著性差異用多重比較法中的標記字母法表示，用SPSS 19.0.0軟體進行數據分析，顯著性水平為plt;0.05。

2 結果與分析

2.1成熟度對甘藍基本營養成分的影響

「京豐一號」甘藍葉球呈扁圓形，隨成熟度增加，甘藍球逐漸增大，葉片顏色由淡綠色逐漸轉變為綠黃色，後期再轉變為淡綠色(圖1)。隨著成熟度的提高，甘藍粗灰分含量無顯著變化，粗蛋白含量不斷降低，而粗脂肪的含量不斷提升(表1)。研究表明[15]，油菜型甘藍脂肪積累與蛋白質合成呈負相關，在生長過程中甘藍蛋白質會轉化成粗脂肪，因此隨成熟度增加，粗蛋白含量降低而粗脂肪含量提升。可溶性總糖含量在第Ⅲ成熟度開始明顯增加，且隨著生長的繼續其含量趨於穩定[16](表1)。

表1成熟度對甘藍的營養素及功能成分含量的影響

Table1EffectsofthematurityonthecontentofnutrientsandfunctionalcomponentsinCabbage

註：表1中同行不同小寫字母代表不同成熟度甘藍各成分含量的差異顯著，p﹤0.05。表2、表3同。

2.2成熟度對甘藍功能成分的影響

由表1可知，隨著成熟度增加，甘藍中VB2的含量逐漸降低；而VC、VB1、葉綠素、總類胡蘿蔔素、總酚和總黃酮含量均呈現先增加後降低趨勢。馬超等[17]發現，甘藍葉球葉綠素和類胡蘿蔔素含量相關係數達到極顯著水平，不同葉片葉綠素和類胡蘿蔔素含量由外向內均不斷減小。這說明不同成熟度甘藍葉綠素和類胡蘿蔔含量也存在一定的相關性。CATALANO等[18]發現，成熟度使大白菜中總酚含量增加了2倍。本文甘藍VC含量(30.28～68.17 mg/100g DW)低於方孟瑋等[19]測定的4種結球甘藍VC含量(22.69～ 607.40 mg/100g DW)，而類胡蘿蔔素含量與其他同屬蔬菜相差不大，均小於10 mg/100g DW[20]。甘藍總多酚的含量(114.98～218.69 mg/g DW)高於JAISWAL等[21]測定的4種十字花科蔬菜總多酚含量(18.4～33.5 mg/g DW)，而總黃酮含量(1.55～2.32mg/g DW)則低於JAISWAL等[21]測定的蔬菜總黃酮含量(8.8～21.7mg/g DW)。這些差異可能與十字花科蔬菜品種、種植環境和採摘時期有關。

2.3成熟度對甘藍中礦物質含量的影響

由表2可知，K是甘藍中最豐富的礦物質，其次是非金屬礦物質P元素。隨著成熟度的增加，常量元素K、Na、Ca、Mg含量呈現先降低後增加的趨勢；P的含量受成熟度的影響很小，穩定在220 mg/100g DW左右；而微量元素(Fe、Cu、Mn和Cr)和有害金屬元素(Pb、Hg和As)的含量均在第Ⅳ成熟度達到最高。研究表明，食物中的礦物質元素與其生長的土壤環境、肥料的使用狀況以及作物的遺傳特性密切相關[22-23]。不同成熟度的甘藍根系對水分吸收速率的不同，生理代謝速率會有所不同，這都會影響甘藍中礦物質的含量[24]。

表2成熟度對甘藍中礦物質元素含量的影響

Table2EffectsofthematurityonthecontentofmineralsinCabbage

2.4成熟度對甘藍氨基酸含量及其評分的影響

由表3可知，不同成熟度甘藍中共檢測出17種氨基酸，除色氨酸外，人體所需的必需氨基酸全部被檢測出。隨著甘藍的成熟，總必需氨基酸和總非必需氨基的含量逐漸減少，這與粗蛋白質測定結果相吻合。FAO/WHO的理想模式認為，當食物必需氨基酸/總氨基酸比值約為40%，其蛋白質營養價值較好[25]。甘藍在第Ⅰ成熟度時必需氨基酸佔總氨基酸的比值約為32.67%(表3)，最接近FAO/WHO的理想模式。

表3成熟度對甘藍氨基酸組成的影響

Table3EffectsofthematurityontheaminoacidcompositionofCabbage

AAS是目前普遍應用的一種評價食物蛋白質營養價值的方法，能反映蛋白質構成和利用率的關係，被測食物蛋白中必需氨基酸與參考蛋白質中的必需氨基酸比值最低者，為限制氨基酸。由於限制氨基酸的存在，食物蛋白質的利用受到限制。根據樣品粗蛋白(g/100 g DW)及各必需氨基酸含量(mg/g DW)，將表3中的必需氨基酸含量轉換成mg/g蛋白質的形式，並和FAO/WHO提出的氨基酸評分標準模式進行對比，分析不同成熟度甘藍的AAS，結果見表4。隨著成熟度增加，甘藍中AAS逐漸降低，其中賴氨酸AAS最高，而蛋氨酸+胱氨酸AAS最低，為限制性氨基酸。因此，食用甘藍時，要注意補充蛋氨酸、胱氨酸及色氨酸含量較高的食物。

表4不同成熟度甘藍的必需氨基酸評分及綜合營養值

Table4Aminoacidscore(AAS, %)andcomprehensivenutritivevalue(CNV)incabbagescollectedatdifferentmaturities

2.5成熟度對甘藍CNV的影響

甘藍富含礦物質、維生素和膳食纖維等營養成分。對不同成熟度甘藍做綜合營養評價，可對甘藍的質量控制與合理採收提供參考依據。由表4可知，不同成熟度甘藍的CNV呈現先增加和降低的趨勢，第Ⅱ成熟度甘藍CNV最高為77，營養價值最高；在成熟度中後期，甘藍CNV逐漸下降，營養價值逐漸變低，在第Ⅴ成熟度CNV最低。

3 結論

甘藍的粗蛋白、粗脂肪、可溶性總糖、VB1和VB2、VC、葉綠素、類胡蘿蔔素、多酚類、黃酮類、礦物質和氨基酸的含量和組成，在甘藍成熟過程中發生顯著變化。隨著成熟度的提高，粗蛋白、必需氨基酸和非必需氨基酸含量均逐漸降低，而粗脂肪、可溶性總糖的含量逐漸增加；VB1、VC、葉綠素a、葉綠素b、總類胡蘿蔔素、總酚及總黃酮含量先增加後降低，而K、Na、Ca、Mg含量則先降低後增加。第Ⅱ成熟度甘藍的綜合營養值最高，品質最好，適用於鮮食；第Ⅴ成熟度甘藍球型最大，球葉顏色鮮艷，適用於脫水和冷凍蔬菜加工。

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Effects of the maturity on cabbage nutients

LEI Lin1, KAN Ming-ming1, YE Fa-yin1, ZHAO Guo-hua1,2*

1(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China) 2(Chongqing Engineering Research Centre of Regional Foods, Chongqing 400715, China)

ABSTRACTCabbages are playing a vital role in providing minerals, vitamins, antioxidants, and essential amino acids for human diet. However, the data of the effect of maturity on these nutrients in cabbages is not available. Therefore, the present study was to examine the compositions of crude protein, crude fat, total soluble sugar, vitamin B1, B2, and C, chlorophylls, total carotenoids, polyphenols, and total flavonoids in cabbages collected at different maturity stages (I-V). As the cabbage turned from tender to mature, the contents of crude protein were decreased while crude fat and total soluble sugar were increased. Meanwhile, the contents of vitamin B2declined while the contents of vitamin B1, vitamin C, chlorophyll a, chlorophyll b, total carotenoids, total polyphenols and total flavonoids were increased at first and then decreased; K, Na, Ca, and Mg decreased at first and then increased; the contents of Fe、Cu、Mn、Cr、Pb、Hg and As reached the highest levels at stage Ⅳ. During the ripening stage, the contents of both essential and non-essential amino acids decreased. The highest comprehensive nutritive value (CNV) was 77 at maturity stage Ⅱ, whereas the lowest CNV was 60 at maturity stage V.

Key wordscabbage; maturity stage; comprehensive nutritive value; amino acids; vitamins; minerals

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014046

基金項目：國家重點研發計劃資助(2016YFD0400204-2)；西南大學博士基金資助(SWU116039); 重慶市特色食品工程技術研究中心能力提升項目(cstc2014pt-gc8001)

收稿日期：2017-02-13，改回日期：2017-05-05

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