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中国精品科技期刊2020

湖北贝母与浙贝母的成分及理化性质对比分析

卢琪, 薛淑静, 杨德, 李露

卢琪,薛淑静,杨德,等. 湖北贝母与浙贝母的成分及理化性质对比分析[J]. 食品工业科技,2023,44(3):49−55. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022040052.
引用本文: 卢琪,薛淑静,杨德,等. 湖北贝母与浙贝母的成分及理化性质对比分析[J]. 食品工业科技,2023,44(3):49−55. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022040052.
LU Qi, XUE Shujing, YANG De, et al. Comparison of Ingredient Composition and Physicochemical Properties between Fritillaria hupehensis and Fritillaria thunbergii[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(3): 49−55. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022040052.
Citation: LU Qi, XUE Shujing, YANG De, et al. Comparison of Ingredient Composition and Physicochemical Properties between Fritillaria hupehensis and Fritillaria thunbergii[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(3): 49−55. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022040052.

湖北贝母与浙贝母的成分及理化性质对比分析

基金项目: 道地药材安全高效生产关键技术研究与示范(2020-620-000-002-03),湖北省农业科技创新中心2020年重大科技研发项目。
详细信息
    作者简介:

    卢琪(1986−),女,博士,助理研究员,研究方向:农产品加工与贮藏,E-mail:luqihzau@126.com

    通讯作者:

    李露(1962−),女,本科,研究员,研究方向:功能食品,E-mail:Lulilu2662@163.com

  • 中图分类号: TS219

Comparison of Ingredient Composition and Physicochemical Properties between Fritillaria hupehensis and Fritillaria thunbergii

  • 摘要: 本文综合对比了同产区同生长周期湖北贝母与浙贝母的总酚、总黄酮、游离氨基酸、微量元素、核苷与核碱基等成分组成及其抗氧化性能、溶解度、溶胀度和糊化特性等理化性质。与湖北贝母相比,浙贝母成熟鳞茎具有较优的抗氧化活性及较高的总酚、总黄酮、DPPH值、FRAP值和ABTS值。另一方面,湖北贝母成熟鳞茎中的核苷、核碱基以及氨基酸总含量显著高于浙贝母(P<0.05),并且湖北贝母成熟鳞茎对人体必需微量元素的累积能力显著优于浙贝母(P<0.05)。DSC数据显示浙贝母鳞茎粉末具有较低的T0、Tp、Tc值和较高相变焓值ΔH,结合其高直链淀粉含量,推测浙贝母成熟鳞茎淀粉分子双螺旋结构比湖北贝母更加紧密有序。总之,湖北贝母与浙贝母成熟鳞茎的成分含量和理化性质之间存在较大差异,本研究可为贝母在功能食品中的加工应用提供参考。
    Abstract: In this paper, the samples of Fritillaria hupehensis and Fritillaria thunbergii were collected from the same area with identical growth cycle, and their compositions of TPC (total phenolics content), TFC (total flavonoids content), free amino acids, trace elements, nucleosides and nucleobases were comprehensively compared. Besides that, their corresponding physicochemical properties of antioxidant ability, solubility, swelling and gelatinization characteristic were also discussed. Compared with Fritillaria hupehensis, the Fritillaria thunbergii showed higher antioxidant activities in mature bulb due to its higher TPC, TFC, DPPH, FRAP and ABTS values. On the other hand, the contents of total nucleosides, nucleobases, amino acids in bulb of Fritillaria hupehensis were significantly higher than those of Fritillaria thunbergii (P<0.05), and larger amounts of essential trace elements were also accumulated in Fritillaria hupehensis (P<0.05). DSC data showed that the powder of Fritillaria thunbergii bulb had lower T0, Tp and Tc values and higher phase enthalpy value ΔH. Besides that, the higher amylose content was also found in Fritillaria thunbergii bulb. It can be concluded that the helix structure of starch molecular in Fritillaria thunbergii bulb might be more compact and ordered than that of Fritillaria hupehensis. In conclusion, the compositions and physicochemical properties were significant different between the mature bulbs of Fritillaria hupehensis and Fritillaria thunbergii. This study can provide a valuable reference for the processing and application of Fritillary as functional foods.
  • 贝母为传统中药材,因富含生物碱、核苷、氨基酸、甾醇、木脂素等活性成分,而具有清热润肺、止咳化痰、抗氧化、抗癌、抗炎、抗菌等功效[1-2]。贝母鳞茎粉末具有优良的药用价值及营养价值,不仅是中药材的重要成分,同时也被批准作为保健食品的原料,用于功能性食品加工(贝母雪梨饮料),除此,贝母鳞茎粉末在化妆品(用于缓解过敏的贝母霜)和涂料(贝母漆)中亦有不同程度的添加[3-4]。目前,贝母品种繁多且复杂,有川贝母、平贝母、伊贝母、浙贝母、湖北贝母、土贝母等常见品种[5]。通过分类及对比,浙贝母与湖北贝母均分布于长江流域,夏初采收,且性味功效、药理作用相似,且外观性状趋于一致[6]

    湖北贝母具有产量高、品质好、活性成分含量丰富等优点,是湖北省道地药材[7],目前已发展为仅次于浙贝母的主流品种。由此,常以浙贝母为参考对象评判湖北贝母的品质优劣。目前,相关研究多采用各自主产区的湖北贝母(湖北产区)与浙贝母(浙江产区)进行两者成分含量与理化性质的对比[8-9],尚未在统一生长条件下聚焦于两者品种差异。药材次生代谢成分的累积是由植株品种、种植环境和生长周期共同决定。探讨药材品种成分差异时,种植环境因素及生长周期的影响,不可忽视。因此,在统一生长条件和生长周期下,对比药材成分差异,才能在排除环境影响下反映品种间的差异。本文将在消除环境影响下,直接对比湖北贝母和浙贝母成分及理化性质的差异。

    据报道,淀粉是贝母鳞茎中含量最多的成分,在功能食品的应用中,贝母鳞茎也常被碾成粉体后,再进行添加。现有研究多集中于各品种贝母鳞茎粉体的生物碱、核苷酸、微量元素含量和粉体热特性差异对比[10-11],而能反映粉体其它功能特征指标的总酚、总黄酮、氨基酸、抗氧化性能等研究相对匮乏。浙贝母和湖北贝母在国内市场占比大,作为中药材药理作用相似,然而作为功能食品原材料,其中品质成分含量及理化性质的差异尚未详细分析。

    基于此,本研究选择同产区、同生长周期的浙贝母和湖北贝母,对比两品种的主要成分参数及理化性质,为浙贝母和湖北贝母鳞茎在功能食品中的加工应用提供参考。

    湖北贝母(Fritillaria hupehensis)和浙贝母(Fritillaria thunbergii) 于2021年6月采收于恩施利川;游离氨基酸、VB1、VB2 Sigma-Aldrich公司;核苷和核碱基(尿嘧啶、胞苷、尿苷、肌苷、腺嘌呤、脱氧肌苷、脱氧胸苷、腺苷、脱氧腺苷) 源叶生物科技有限公司;直链淀粉试剂盒 南京建成生物工程研究所;ABTS+•试剂盒 上海碧云天生物技术有限公司;甲醇、甲酸 Fisher公司。

    Multiskan GO酶标仪 美国Thermo Fisher公司;DSC200差示扫描量热仪 德国NETZSCH公司;LC-20AT HPLC系统 日本Shimadzu公司;L-8900氨基酸分析仪 日本Hitachi公司;IKE热泵干燥机 佛山维尔迅智能包装设备有限公司;CR-400色差仪 日本Minolta Camera公司;MJ33快速水分活度测定仪 瑞士METTLER-TOLEDO公司;7500c电感耦合等离子体质谱仪 美国Agilent公司。

    贝母切片后进行热泵干燥,温度,55 ℃;干燥时长,24 h。干燥后的样品的水分通过快速水分活度测定仪检测,含水量均<10%。干燥后的贝母经粉碎后过筛(200目),冷藏,备用。

    参照GB 5009.4-2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》、GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》、GB 5009.85-2016《食品安全国家标准 食品中维生素B2的测定》、GB 5009.84-2016《食品安全国家标准 食品中维生素B1的测定》、GB 5009.9-2016《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定》分别检测贝母鳞茎粉末中灰分、粗蛋白、维生素B2、维生素B1和淀粉含量。贝母鳞茎粉末中直链淀粉含量参照南京建成试剂盒操作检测。

    采用色差仪对贝母鳞茎粉末进行分析,将粉体置于样品盒中,采用校正后的色差仪进行读数[12]。读数结果用L*a*b*表示。其中L*a*b*分别代表样品亮度,红绿色和黄蓝色。

    将贝母鳞茎粉末(1.0 g)与10 mL 80%乙醇混合,60 ℃下350 W超声提取30 min。重复提取两次、合并、定容至终体积20 mL。提取物总酚含量(TPC)和总黄酮含量(TFC)分别采用Folin-Ciocalteu法和NaNO2-AlCl3-NaOH法测定[12]。TPC(total phenolic content)值以没食子酸当量(mg GAE/g)表示,TFC(total flavonoid content)值以芦丁当量(mg RTE/g)表示。

    分别采用DPPH、FRAP和ABTS法,综合评价1.2.4中贝母提取液的抗氧化能力[13]。DPPH和FRAP值计算为每g贝母鳞茎的抗坏血酸当量(μmol AAE/g DW),而ABTS值表示为每g贝母鳞茎的trolox当量(mmol TE/g DW)。

    采用液相色谱法检测贝母鳞茎粉末中的核苷和核碱基[14]。将2.0 g贝母鳞茎粉末溶解在20 mL水中,室温下超声(300 W)提取1 h。提取液离心过滤后进行液相分析。色谱柱为岛津AQ-C18分析柱(5 μm,4.6 mm×250 mm)。流动相为A:蒸馏水/甲酸(0.1%,v/v)和B:100%甲醇。线性梯度程序设置为:0 min:95% A;15 min:95% A;25 min:80% A;35 min:55% A;40 min:55% A;45 min:95% A。流速为0.8 mL/min,检测波长为260 nm。柱温30 ℃,上样量10 μL。采用外标法进行核苷和核碱基的定量分析。

    采用氨基酸分析仪检测贝母鳞茎粉末中的游离氨基酸(FAA)含量[15]。将0.2 g贝母鳞茎粉末中加入20 mL HCl(0.1 mol/L)混合,室温下放置2 h,离心取清液。上清液中加入等体积的三氯乙酸(10%)室温放置1 h。调节pH至2.2,过0.22 μm滤膜,注入氨基酸分析仪进行分析。

    采用电感耦合等离子体-质谱法测定贝母鳞茎粉末中的Ca、Fe、Zn、Se、Mn、Cu、Mo微量元素含量[16]。准确称取0.2 g贝母鳞茎粉末置于微波消解罐内,加6 mL硝酸,放置12 h,100 ℃加热30 min后取出,定容至25 mL后,于电感耦合等离子体-质谱进行各元素分析。

    将2%(w/v)的贝母鳞茎粉末水溶液分别在55、65、75、85和95 ℃下水浴振动1 h。冷却至室温后,4000 r/min离心10 min,得到上清液和溶胀的贝母鳞茎粉末沉淀物。110 ℃蒸干上清液。溶解度和溶胀力的计算公式如下[17]

    (%)=AW×100
    (%)=P×100W×(100)

    式中,A为上清液挥干后重量(g),W为干贝母鳞茎粉末重量(g),P为湿贝母鳞茎粉末沉淀物重量(g)。

    采用差示扫描量热法测试贝母鳞茎粉末的糊化特性[18]。5 mg贝母鳞茎粉末中加入10 μL蒸馏水,密封在铝盘中,并在室温下平衡12 h。以10 ℃/min的升温速率,从10~120 ℃进行扫描。采用空铝盘作为参考。

    实验数据重复三次取平均值。采用单因素方差分析(ANOVA)用于比较平均值的显著差异,P<0.05为显著性差异(Duncan分析),IBM SPSS Statistics 20.0进行统计分析。

    浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末的基本成分含量,如总淀粉、直链淀粉、粗蛋白、灰分和维生素(VB1、VB2)、总酚、总黄酮等成分及抗氧化能力对比如表1所示。浙贝母粉末的L*值高于湖北贝母,而a*b*值显著低于湖北贝母(P<0.05)。L*代表样品亮度,a*代表红绿色,b*代表黄蓝色。因此,浙贝母粉末的色泽比湖北贝母白。湖北贝母鳞茎总淀粉含量显著高于浙贝母,然而其中直链淀粉的含量显著低于浙贝母(P<0.05)。直链淀粉在加工或贮藏过程中部分分子会形成双螺旋结构,互相叠加,逐渐由晶核形成结晶,具有高黏度、糊化稳定性强的特点[19],从而更易形成淀粉与活性成分的复合物,影响功能活性成分释放及消化吸收。前人采用热风干燥法干燥浙贝母,分析其中总淀粉和直链淀粉含量,分别达到68.51%和16.94%[20],高于本研究,可能由于种植环境和生长周期的差异造成。两种贝母粗鳞茎蛋白的含量没有显著差异(P>0.05)。灰分含量与样品中的矿物质元素含量相关,本研究中湖北贝母鳞茎灰分含量显著高于浙贝母(P<0.05),表明湖北贝母比浙贝母更能累积矿质元素。VB1和VB2是水溶性维生素,涉及多种参与生命代谢的酶,是微量营养强化剂[21]。两种贝母中VB2含量高于VB1,其中浙贝母鳞茎粉末中的VB1 和 VB2均要显著低于湖北贝母(P<0.05)。植物中的总黄酮与总酚含量存在一定的相关性,同时二者的含量也关系到植物的抗氧化能力[22]。结果表明,浙贝母鳞茎的总酚、总黄酮、DPPH值、FRAP值、ABTS值均要显著高于湖北贝母(P<0.05),体现了浙贝母在抗氧化活性成分累积方面的优势。

    表  1  浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末基本成分及抗氧化能力对比
    Table  1.  The comparison of basic components and antioxidant abilities between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis
    指标浙贝母湖北贝母
    颜色L*91.75±0.70a90.12±0.07a
    a*−0.59±0.01b−0.35±0.02a
    b*9.47±0.36b10.69±0.08a
    总淀粉(%)56.58±0.77b66.48±0.81a
    直链淀粉(%)10.42±0.67a9.05±0.29b
    粗蛋白(%)0.52±0.03a0.54±0.04a
    灰分(%)2.47±0.01b3.77±0.13a
    维生素(mg/kg)VB10.07±0.00b0.28±0.01a
    VB20.09±0.01b0.43±0.03a
    总酚(μg GAE/mL)0.49±0.01a0.38±0.02b
    总黄酮(μg RTE/mL)0.79±0.05a0.49±0.04b
    DPPH(μmolAAE/mL)6.33±0.09a1.85±0.03b
    FRAP(μmolAAE/mL)2.52±0.16a0.95±0.02b
    ABTS(μmolTE/mL)1.36±0.04a1.23±0.03b
    注:同行小写字母不同表示差异显著,P<0.05;表2~表4同。
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    核苷和核碱基是中草药和功能食品中重要的生物活性成分,它们大多数具有水溶性,有缓解身体疲劳、改善记忆力、抗肿瘤生长和免疫调节的功效[23-24]。贝母中富含核苷和核碱基,两种贝母粉末中共检出9种核苷和核碱基,分别是尿嘧啶、胞苷、尿苷、肌苷、腺嘌呤、脱氧肌苷、脱氧胸苷、腺苷、脱氧腺苷,对应标品和样品的HPLC色谱图如图1a~c所示,两种贝母鳞茎粉末中的核苷和核碱基成分含量见表2。本研究中湖北贝母鳞茎的核苷和核碱基总含量为1081.56 μg/g,显著高于浙贝母(890.30 μg/g)(P<0.05)。两种贝母中尿苷和腺苷都是其中主要成分,两者含量之和占这类物质总含量的50%以上。前人研究中,仅在浙贝母中检测到腺嘌呤、肌苷、鸟苷、腺苷、胸腺嘧啶,其总含量为1506.00 μg/g[9],略高于本研究。Cao等[25]对湖北贝母中核苷和核碱基的研究中未见尿嘧啶、胞苷、脱氧肌苷、脱氧胸苷和脱氧腺苷的报道,从而其中核苷和核碱基的总含量略低于本研究。

    图  1  核苷与核碱基的HPLC色谱图
    注:A:核苷与核碱基标品;B:浙贝母鳞茎粉末;C:湖北贝母鳞茎粉末;1~9分别为:尿嘧啶、胞苷、尿苷、肌苷、腺嘌呤、脱氧肌苷、脱氧胸苷、腺苷、脱氧腺苷。
    Figure  1.  HPLC chromatogram of nucleosides and nucleobases
    表  2  浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末中核苷和核碱基含量对比(μg/g)
    Table  2.  Content comparison of nucleosides and nucleobases between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis (μg/g)
    成分浙贝母湖北贝母
    核苷胞苷13.36±0.94b23.54±1.32a
    尿苷305.88±3.87b335.08±6.74a
    肌苷54.56±2.77a56.47±3.24a
    脱氧肌苷21.37±1.24a20.76±1.85a
    脱氧胸苷95.22±4.15b125.66±2.19a
    腺苷208.47±3.58b287.55±10.39a
    脱氧腺苷91.48±4.93b125.23±3.88a
    核碱基尿嘧啶10.33±0.59a10.38±0.87a
    腺嘌呤89.63±1.65b96.89±1.57a
    总含量890.30±23.72b1081.56±32.05a
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    表  3  浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末中游离氨基酸含量对比(mg/g)
    Table  3.  Content comparison of free amino acids between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis (mg/g)
    游离氨基酸浙贝母湖北贝母
    Asp4.41±0.28b8.46±0.25a
    Glu5.79±0.15b7.95±0.42a
    Ala1.37±0.57b7.45±0.31a
    Gly2.45±0.24b4.49±0.14a
    Pro2.01±0.23b3.25±0.16a
    Ser2.31±0.11b4.02±0.13a
    Thr1.80±0.07b2.69±0.04a
    Arg11.06±0.47b24.03±1.66a
    His0.77±0.00b2.19±0.05a
    Leu3.03±0.04b9.19±0.79a
    Ile1.24±0.09b1.62±0.15a
    Met0.01±0.00and
    Phe3.61±0.67b7.59±0.26a
    Val2.22±0.08b4.87±0.40a
    Tyr1.29±0.36b7.41±0.29a
    Lys2.12±0.08b5.18±0.77a
    Cys0.87±0.14b2.19±0.18a
    鲜味氨基酸10.20±0.43b16.41±0.67a
    甜味氨基酸9.44±1.22b21.90±0.78a
    苦味氨基酸21.94±1.35b49.49±3.31a
    无味氨基酸4.28±0.58b15.20±1.60b
    氨基酸总含量46.36±3.58b102.58±6.00a
    注:nd,未检测到;鲜味氨基酸:Asp+Glu;甜味氨基酸:Ala+Gly+Ser+Thr+Pro;苦味氨基酸:Arg+His+Ile+Leu+Met+Phe+Val;无味氨基酸:Lys+Tyr+Cys。
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    表  4  浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末中人体必需微量元素含量对比(mg/kg)
    Table  4.  Content comparison of essential trace elements between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis (mg/kg)
    微量元素浙贝母湖北贝母
    Ca349.00±18.38b395.50±21.92a
    Fe59.10±0.28b152.00±2.83a
    Zn17.70±0.14b36.50±0.71a
    Mn6.92±0.17b22.35±0.49a
    Cu3.88±0.07b5.26±0.01a
    Mo0.16±0.01a0.08±0.00b
    Se0.02±0.00b0.03±0.00a
    总含量436.78±19.05b611.72±25.96a
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    前人对贝母成分的研究往往主要集中于其中的生物碱、核苷、核碱基、酚类物质等物质[7-9],而其中游离氨基酸的研究常被忽略。本研究首次对比了浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末中17种游离氨基酸的含量,相关结果如表3所示。蛋氨酸在湖北贝母中未检测到,在浙贝母中微量存在。除蛋氨酸外,湖北贝母中的其它氨基酸含量显著高于浙贝母(P<0.05)。热处理对实验样品中游离氨基酸含量有双重影响,热处理可通过Strecker降解和美拉德反应降低样品中游离氨基酸含量,同时还可以促进蛋白质水解,增加其中游离氨基酸含量[26]。本研究中,两种贝母的生长环境和干燥方式相同,因品种差异导致两者游离氨基酸含量不同。两种贝母样品中,苦味氨基酸分别占总氨基酸的48.24%(湖北贝母)和47.32%(浙贝母),可能是导致贝母苦涩口感的原因之一。苦味氨基酸中精氨酸含量最为丰富,精氨酸与一氧化氮的血管扩张作用有关,有利于肌肉发育和肌肉修复[27]

    两种贝母鳞茎粉末中共检出7种人体必需微量元素(表4),其含量由高到低依次为:Ca、Fe、Zn、Mn、Cu、Mo、Se,前五种微量元素含量排序与前人研究一致[11]。除了Mo元素外,其它元素在湖北贝母鳞茎中含量显著高于浙贝母(P<0.05),可能湖北贝母的根系更有利于人体必需微量元素的累积。湖北贝母灰分含量显著高于浙贝母(P<0.05),也证实了湖北贝母对矿质元素的累积能力高于浙贝母。两种贝母中Ca元素含量最高,Se元素含量最低。尽管恩施有中华硒都的美誉,但两种贝母对Se元素的累积效果均不理想。本研究中,贝母对人体必需微量元素的富集能力远低于地鼠曲草,但显著高于大白菜[28-29]。Fe和Zn元素常作为营养强化剂加入膳食中,本研究中湖北贝母鳞茎的Fe和Zn含量高于小麦籽粒[30]

    浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末在55~95 ℃下的溶解度和溶胀度如表5所示。两种贝母鳞茎粉末的溶解度和溶胀度均随着温度的升高而逐渐增加。湖北贝母鳞茎粉末的溶解要显著高于浙贝母(P<0.05),然而其在高温下的溶胀度却低于浙贝母(75~95 ℃),不同干燥方法得到的山药粉的溶解度和溶胀度也得到类似的趋势[17],可能与其中贝母鳞茎粉末的淀粉结构有关。温度增加的同时,贝母鳞茎粉末中直链淀粉和支链淀粉的游离羟基能够与水分子形成氢键键合,增加溶解度。湖北贝母的总淀粉含量高于浙贝母,从而导致其贝母粉末的溶解度要优于浙贝母。前人研究表明,低温条件下直链淀粉能够抑制淀粉颗粒溶胀,而随温度升高直链淀粉含量却和样品的溶胀度正相关[20]。本研究浙贝母中直链淀粉含量显著高于湖北贝母(P<0.05),随着温度的升高,其溶胀力逐步高于湖北贝母。淀粉的高溶胀力更有利于其中活性成分的释放[3],推测浙贝母鳞茎粉末活性成分的释放可能优于湖北贝母。

    表  5  浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末的溶解度和溶胀度对比
    Table  5.  The comparison of solubility (SOL) and swelling power (SP) between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis
    指标样品55 ℃65 ℃75 ℃85 ℃95 ℃
    溶解度(SOL,%)浙贝母10.13±0.89b11.35±0.75b12.24±0.89b14.86±0.79b16.20±0.45b
    湖北贝母23.77±1.33a24.17±0.48a27.02±1.08a29.02±0.45a31.00±0.39a
    溶胀度(SP,%)浙贝母2.50±0.03b4.38±0.35a6.81±0.24a7.46±0.59a8.49±0.53a
    湖北贝母3.19±0.18a4.99±0.21a5.91±0.38a6.78±0.34a7.85±0.48a
    注:同列相同指标下小写字母不同表示差异显著,P<0.05。
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    粉体的热特性反映其中淀粉颗粒的糊化相变过程。图2的DSC糊化特性对比图和表6的糊化特性参数显示了两种贝母鳞茎粉末糊化起始温度(T0)、峰值温度(Tp)、终止温度(Tc)、相变焓值(ΔH)的差异。湖北贝母的T0、Tp、Tc值显著高于浙贝母(P<0.05),相变焓值ΔH则显著低于浙贝母(P<0.05)。糊化特性与贝母粉末中淀粉颗粒的形态、大小、分子结构及直链淀粉含量有关,此外淀粉颗粒中的糖类、脂质和蛋白质含量也会影响粉体的热参数[31]。直链淀粉易糊化,浙贝母中直链淀粉含量高,从而导致其糊化起始温度(69.13 ℃)低于湖北贝母(73.04 ℃)。相变焓值ΔH由粉体中淀粉的分子结构和水结合能力决定,与样品的溶胀度有直接相关性[31]。本研究中随温度的升高,浙贝母鳞茎粉末的溶胀度高于湖北贝母,可能导致其ΔH值高于湖北贝母。ΔH代表着打开淀粉双螺旋结构所需要的能量,值越高,说明晶体的有序性和结晶度越高。由此推断,浙贝母的直链淀粉含量高,双螺旋结构更加紧密有序。湖北贝母中直链淀粉含量稍低,但淀粉晶体的结晶度和有序性不如浙贝母。淀粉分子双螺旋越紧实,消化酶的外部作用和内部扩散效果越不理想,从而影响消化速率,由此推测,浙贝母鳞茎粉末的消化速率比湖北贝母缓慢。

    图  2  浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末的DSC糊化特性对比图
    Figure  2.  The comparison of DSC gelatinization properties between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis
    表  6  浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末的热力学参数对比
    Table  6.  The comparison of thermodynamic parameters between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis
    参数T0(℃)Tp(℃)Tc(℃)ΔH(J/g)
    浙贝母69.13±0.06b74.53±0.05b81.43±0.45b4.57±0.31a
    湖北贝母73.04±0.05a78.04±0.22a83.89±0.45a3.64±0.26b
    注:同列小写字母不同表示差异显著,P<0.05。
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    通过两种贝母鳞茎成分含量对比研究,浙贝母总酚、总黄酮及抗氧化能力要显著高于湖北贝母(P<0.05),尤其是自由基DPPH的清除能力,浙贝母是湖北贝母的3倍以上。浙贝母鳞茎中直链淀粉含量显著高于湖北贝母(P<0.05),可能更有利于活性成分-淀粉复合物的形成,从而有助于成分的释放与消化。核苷和核碱基是贝母重要药用成分,湖北贝母的核苷和核碱基总含量显著高于浙贝母,体现了湖北贝母更优异的药用价值。氨基酸是食品中必不可少的营养成分,本研究中湖北贝母鳞茎氨基酸总含量是浙贝母的2倍以上。湖北贝母鳞茎对人体必需微量元素的累积能力强于浙贝母,尤其体现在Fe和Zn的累积方面。总之,浙贝母鳞茎体现了抗氧化活性成分的优势,湖北贝母鳞茎在药用和部分营养成分含量方面更为丰富。

    通过两种贝母鳞茎粉末理化性质对比研究,湖北贝母鳞茎粉末溶解度好,而其溶胀力却不及浙贝母,粉末的高溶胀力更有利于其中活性成分的释放。浙贝母鳞茎粉末中直链淀粉含量高,导致热特性分析中,浙贝母鳞茎粉末的T0、Tp、Tc值显著低于湖北贝母(P<0.05)。同时,浙贝母鳞茎粉末相变焓值ΔH则显著高于湖北贝母(P<0.05),推测浙贝母淀粉双螺旋结构更加紧密有序,可能导致浙贝母粉末的消化速率更加缓慢。结合浙贝母鳞茎粉末的高溶胀力,进一步推测浙贝母鳞茎粉末中活性成分能够有效释放,并缓慢消化。前人对湖北贝母和浙贝母的研究,多数基于其中药用成分,及动物实验效果进行对比评价。尚无相关研究以保健食品原料为出发点,对两种贝母的营养成分和理化性质进行细致对比,限制了两种贝母在保健食品原料中的细分与应用。

    对比湖北恩施产区同年生的湖北贝母和浙贝母鳞茎粉末,分析发现两者的成分含量和理化性质存在较大差异。湖北贝母总淀粉含量显著高于浙贝母,然而其中直链淀粉的含量显著低于浙贝母(P<0.05),导致湖北贝母粉末的溶解度优于浙贝母,但随温度的升高其溶胀度却不如浙贝母。浙贝母鳞茎粉末的直链淀粉含量高,糊化温度低,DSC数据显示湖北贝母的T0、Tp、Tc值显著高于浙贝母鳞茎粉末,然而湖北贝母鳞茎粉末的相变焓值ΔH则显著低于浙贝母(P<0.05),说明浙贝母淀粉分子双螺旋结构更加紧密有序。浙贝母鳞茎粉末中的总酚、总黄酮、DPPH值、FRAP值、ABTS值均显著高于湖北贝母(P<0.05),体现了该品种在抗氧化活性成分累积方面的优势。湖北贝母鳞茎粉末中的核苷和核碱基总含量以及氨基酸总含量显著高于浙贝母,展现了一定药效成分的优势。除了Mo元素外,其它人体必需微量元素Ca、Fe、Zn、Se、Mn、Cu在湖北贝母中的含量显著高于浙贝母(P<0.05),同时湖北贝母中灰分含量显著高于浙贝母(P<0.05),证实了湖北贝母对矿质元素的累积能力高于浙贝母。本研究能够为湖北贝母和浙贝母在功能食品中的加工应用提供参考。

  • 图  1   核苷与核碱基的HPLC色谱图

    注:A:核苷与核碱基标品;B:浙贝母鳞茎粉末;C:湖北贝母鳞茎粉末;1~9分别为:尿嘧啶、胞苷、尿苷、肌苷、腺嘌呤、脱氧肌苷、脱氧胸苷、腺苷、脱氧腺苷。

    Figure  1.   HPLC chromatogram of nucleosides and nucleobases

    图  2   浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末的DSC糊化特性对比图

    Figure  2.   The comparison of DSC gelatinization properties between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis

    表  1   浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末基本成分及抗氧化能力对比

    Table  1   The comparison of basic components and antioxidant abilities between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis

    指标浙贝母湖北贝母
    颜色L*91.75±0.70a90.12±0.07a
    a*−0.59±0.01b−0.35±0.02a
    b*9.47±0.36b10.69±0.08a
    总淀粉(%)56.58±0.77b66.48±0.81a
    直链淀粉(%)10.42±0.67a9.05±0.29b
    粗蛋白(%)0.52±0.03a0.54±0.04a
    灰分(%)2.47±0.01b3.77±0.13a
    维生素(mg/kg)VB10.07±0.00b0.28±0.01a
    VB20.09±0.01b0.43±0.03a
    总酚(μg GAE/mL)0.49±0.01a0.38±0.02b
    总黄酮(μg RTE/mL)0.79±0.05a0.49±0.04b
    DPPH(μmolAAE/mL)6.33±0.09a1.85±0.03b
    FRAP(μmolAAE/mL)2.52±0.16a0.95±0.02b
    ABTS(μmolTE/mL)1.36±0.04a1.23±0.03b
    注:同行小写字母不同表示差异显著,P<0.05;表2~表4同。
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    表  2   浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末中核苷和核碱基含量对比(μg/g)

    Table  2   Content comparison of nucleosides and nucleobases between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis (μg/g)

    成分浙贝母湖北贝母
    核苷胞苷13.36±0.94b23.54±1.32a
    尿苷305.88±3.87b335.08±6.74a
    肌苷54.56±2.77a56.47±3.24a
    脱氧肌苷21.37±1.24a20.76±1.85a
    脱氧胸苷95.22±4.15b125.66±2.19a
    腺苷208.47±3.58b287.55±10.39a
    脱氧腺苷91.48±4.93b125.23±3.88a
    核碱基尿嘧啶10.33±0.59a10.38±0.87a
    腺嘌呤89.63±1.65b96.89±1.57a
    总含量890.30±23.72b1081.56±32.05a
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    表  3   浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末中游离氨基酸含量对比(mg/g)

    Table  3   Content comparison of free amino acids between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis (mg/g)

    游离氨基酸浙贝母湖北贝母
    Asp4.41±0.28b8.46±0.25a
    Glu5.79±0.15b7.95±0.42a
    Ala1.37±0.57b7.45±0.31a
    Gly2.45±0.24b4.49±0.14a
    Pro2.01±0.23b3.25±0.16a
    Ser2.31±0.11b4.02±0.13a
    Thr1.80±0.07b2.69±0.04a
    Arg11.06±0.47b24.03±1.66a
    His0.77±0.00b2.19±0.05a
    Leu3.03±0.04b9.19±0.79a
    Ile1.24±0.09b1.62±0.15a
    Met0.01±0.00and
    Phe3.61±0.67b7.59±0.26a
    Val2.22±0.08b4.87±0.40a
    Tyr1.29±0.36b7.41±0.29a
    Lys2.12±0.08b5.18±0.77a
    Cys0.87±0.14b2.19±0.18a
    鲜味氨基酸10.20±0.43b16.41±0.67a
    甜味氨基酸9.44±1.22b21.90±0.78a
    苦味氨基酸21.94±1.35b49.49±3.31a
    无味氨基酸4.28±0.58b15.20±1.60b
    氨基酸总含量46.36±3.58b102.58±6.00a
    注:nd,未检测到;鲜味氨基酸:Asp+Glu;甜味氨基酸:Ala+Gly+Ser+Thr+Pro;苦味氨基酸:Arg+His+Ile+Leu+Met+Phe+Val;无味氨基酸:Lys+Tyr+Cys。
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    表  4   浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末中人体必需微量元素含量对比(mg/kg)

    Table  4   Content comparison of essential trace elements between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis (mg/kg)

    微量元素浙贝母湖北贝母
    Ca349.00±18.38b395.50±21.92a
    Fe59.10±0.28b152.00±2.83a
    Zn17.70±0.14b36.50±0.71a
    Mn6.92±0.17b22.35±0.49a
    Cu3.88±0.07b5.26±0.01a
    Mo0.16±0.01a0.08±0.00b
    Se0.02±0.00b0.03±0.00a
    总含量436.78±19.05b611.72±25.96a
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    表  5   浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末的溶解度和溶胀度对比

    Table  5   The comparison of solubility (SOL) and swelling power (SP) between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis

    指标样品55 ℃65 ℃75 ℃85 ℃95 ℃
    溶解度(SOL,%)浙贝母10.13±0.89b11.35±0.75b12.24±0.89b14.86±0.79b16.20±0.45b
    湖北贝母23.77±1.33a24.17±0.48a27.02±1.08a29.02±0.45a31.00±0.39a
    溶胀度(SP,%)浙贝母2.50±0.03b4.38±0.35a6.81±0.24a7.46±0.59a8.49±0.53a
    湖北贝母3.19±0.18a4.99±0.21a5.91±0.38a6.78±0.34a7.85±0.48a
    注:同列相同指标下小写字母不同表示差异显著,P<0.05。
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    表  6   浙贝母与湖北贝母鳞茎粉末的热力学参数对比

    Table  6   The comparison of thermodynamic parameters between the bulb powder of Fritillaria thunbergii and Fritillaria hupehensis

    参数T0(℃)Tp(℃)Tc(℃)ΔH(J/g)
    浙贝母69.13±0.06b74.53±0.05b81.43±0.45b4.57±0.31a
    湖北贝母73.04±0.05a78.04±0.22a83.89±0.45a3.64±0.26b
    注:同列小写字母不同表示差异显著,P<0.05。
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  • [1]

    NILE S, SU J, WU D, et al. Fritillaria thunbergii Miq. (Zhe Beimu): A review on its traditional uses, phytochemical profile and pharmacological properties[J]. Food and Chemical Toxicology,2021,153:112289. doi: 10.1016/j.fct.2021.112289

    [2]

    PENG R, MA P, MO R, et al. Analysis of the bioactive components from different growth stages of Fritillaria taipaiensis P. Y. Li[J]. Acta Pharmaceutica Sinica B,2013,3:167−173. doi: 10.1016/j.apsb.2013.04.006

    [3]

    CHEN X, LI X, MAO X, et al. Study on the effects of different drying methods on physicochemical properties, structure, and in vitro digestibility of Fritillaria thunbergii Miq. (Zhebeimu) flours[J]. Food and Bioproducts Processing,2016,98:266−274. doi: 10.1016/j.fbp.2016.01.008

    [4] 李巧, 王梅, 万子玉, 等. 贝母类药材采收和产地加工的历史沿革及研究进展[J]. 中国实验方剂学杂志,2022,28(13):269−276. [LI Q, WANG M, WAN Z Y, et al. Harvesting and primary processing in Fritillaria medicinal materials: A review[J]. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(13):269−276. doi: 10.13422/j.cnki.syfjx.20211863
    [5] 陈谢华. 贝母类药材研究进展[J]. 甘肃医药,2021,40(9):777−779. [CHEN X H. A review on Fritillary materials[J]. Gansu Medical Journal,2021,40(9):777−779.
    [6] 张翔, 李文涛, 段宝忠, 等. 基于品质特征的贝母类药材品种分类研究[J]. 中草药,2018,49(9):2140−2146. [ZHANG X, LI W T, DUAN B Z, et al. Study on classification Fritillaria based on quality characteristic[J]. Chinese Traditional and Herbal Drugs,2018,49(9):2140−2146. doi: 10.7501/j.issn.0253-2670.2018.09.025
    [7] 王莉. 湖北贝母炮制工艺及质量标准的研究[D]. 武汉: 湖北中医药大学, 2010.

    WANG L. Hubei Fritillaria processing technology and quality standards study[D]. Wuhan: Hubei University of Chinese Medicine, 2010.

    [8] 游燕. 贝母类药材的分类及其功效、化学成分、药理作用之比较[J]. 江苏中医药,2010,42(2):57−58. [YOU Y. Classification of Fritillaria materials and the comparison of their efficacy, chemical composition and pharmacological effects[J]. Jiangsu Journal of Traditional Chinese Medicine,2010,42(2):57−58. doi: 10.3969/j.issn.1672-397X.2010.02.037
    [9] 朱林. 贝母药材中生物碱及核苷类成分的定量分析研究[D]. 合肥: 安徽中医药大学, 2018.

    ZHU L. Quantitative analysis of alkaloids and nucleotides in medicinal herbs of Fritillaria[D]. Hefei: Anhui University of Chinese Medicine, 2018.

    [10] 王书军, 高文远, 于璟琳, 等. 淀粉的热性质在贝母类药材鉴别和分类中的应用[J]. 中国药学杂志,2007(21):1617−1620. [WANG S J, GAO W Y, YU J L, et al. An application of thermal properties of starch to the identification of the Chinese medicinal material from Fritillaria[J]. Chinese Pharmaceutical Journal,2007(21):1617−1620. doi: 10.3321/j.issn:1001-2494.2007.21.005
    [11] 张平, 姜卫. 湖北贝母与浙贝母和川贝母中8种无机元素的含量比较[J]. 中国医院药学杂志,1993(8):348−349, 383−384. [ZHANG P, JIANG W. Content comparison of eight inorganic elements in Fritillaria hupehensis, Fritillaria thunbergii and Fritillaria cirrhosa[J]. Chinese Journal of Hospital Pharmacy,1993(8):348−349, 383−384.
    [12]

    CHEN Z, YIN C, FAN X, et al. Characterization of physicochemical and biological properties of Schizophyllum commune polysaccharide extracted with different methods[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2020,156:1425−1434. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.11.183

    [13] 卢琪, 薛淑静, 杨德, 等. 不同干燥条件下福白菊菊花茶风味品质的比较分析[J]. 食品科学,2020,41(20):249−255. [LU Q, XUE S J, YANG D, et al. Comparative analysis of flavor quality of chrysanthemum tea (Chrysanthemum morifolium cv. ‘Fubaiju’) processed by different drying methods[J]. Food Science,2020,41(20):249−255. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20190823-249
    [14]

    QIAN Z, WAN J, ZHANG Q, et al. Simultaneous determination of nucleobases, nucleosides and saponins in Panax notoginseng using multiple columns high performance liquid chromatography[J]. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis,2008,48(5):1361−1367. doi: 10.1016/j.jpba.2008.09.038

    [15]

    YIN C, FAN X, FAN Z, et al. Comparison of non‐volatile and volatile flavor compounds in six Pleurotus mushrooms[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2018,99(4):1691−1699.

    [16] 徐明芳, 岳甜, 傅利军, 等. 微波消解-电感耦合等离子体-质谱法同步检测白玉菇中Pb、As、Cd及其健康风险评估[J]. 食品科学,2020,41(24):333−339. [XU M F, YUE T, FU L J, et al. Simultaneous determination of Pb, As, and Cd in white Hypsizygus marmoreus by microwave digestion inductively coupled plasma-mass spectrometry and health risk assessment[J]. Food Science,2020,41(24):333−339. doi: 10.7506/spkx1002-6630-20200613-184
    [17]

    CHEN X, LI X, MAO X, et al. Effects of drying processes on starch-related physicochemical properties, bioactive components and antioxidant properties of yam flours[J]. Food Chemistry,2017,224:224−232. doi: 10.1016/j.foodchem.2016.12.028

    [18]

    MUKWEVHO P, EMMAMBUX M. Effect of infrared and microwave treatments alone and in combination on the functional properties of resulting flours from bambara groundnut seeds[J]. LWT-Food Science and Technology,2022,153:112448. doi: 10.1016/j.lwt.2021.112448

    [19] 周小理, 陈杰圣, 王士愁, 等. 不同处理方式对苦荞直链淀粉-黄酮复合物结构及消化性的影响[J]. 粮食与油脂,2022,35(3):1−7, 21. [ZHOU X L, CHEN J S, WANG S C, et al. Effects of different treatment methods on the structure and digestibility of amylose-flavonoid complex in tartary buckwheat[J]. Cereals & Oils,2022,35(3):1−7, 21. doi: 10.3969/j.issn.1008-9578.2022.03.001
    [20] 陈雪涛. 富含淀粉中药材山药和浙贝母的干燥研究[D]. 天津: 天津大学, 2017.

    CHEN X T. Study on the drying technology for two TCM materials that are rich in starch in Dioscorea opposita Thunb. and Fritillaria thunbergii Miq.[D]. Tianjin: Tianjin University, 2017.

    [21]

    AL-FARGA A, ZHANG H, SIDDEEG A, et al. Proximate composition, functional properties, amino acid, mineral and vitamin contents of a novel food: Alhydwan (Boerhavia elegana Choisy) seed flour[J]. Food Chemistry,2016,211:268−273. doi: 10.1016/j.foodchem.2016.05.016

    [22]

    LU Q, LÜ S, PENG Y, et al. Characterization of phenolics and antioxidant abilities of red navel orange “Cara Cara” harvested from five regions of China[J]. International Journal of Food Properties,2018,21(1):1107−1116. doi: 10.1080/10942912.2018.1485030

    [23]

    CHEN Z, BUCHANAN P, QUEK S. Development and validation of an HPLC-DAD-MS method for determination of four nucleoside compounds in the New Zealand native mushroom Hericium sp[J]. Food Chemistry,2019,278:729−737. doi: 10.1016/j.foodchem.2018.11.115

    [24]

    SHASHIDAR M, GIRIDHAR P, UDAYA S, et al. Bioactive principles from Cordyceps sinensis: A potent food supplement-A review[J]. Journal of Functional Foods,2013,5(3):1013−1030. doi: 10.1016/j.jff.2013.04.018

    [25]

    CAO X, LI J, CHEN S, et al. Simultaneous determination of nine nucleosides and nucleobases in different Fritillaria species by HPLC-diode array detector[J]. Journal of Separation Science,2010,33(11):1587−1594. doi: 10.1002/jssc.200900866

    [26]

    QIN L, ZHANG H, CLAVER I, et al. Effect of different cooking methods on the flavour constituents of mushroom (Agaricus bisporus (Lange) Sing) soup[J]. International Journal of Food Science & Technology,2011,46(5):1100−1108.

    [27]

    GONG L, ZHANG X, QIU K, et al. Arginine promotes myogenic differentiation and myotube formation through the elevation of cytoplasmic calcium concentration[J]. Animal Nutrition,2021,7(4):1115−1123. doi: 10.1016/j.aninu.2021.05.010

    [28] 林洁琼, 蔡葵, 苏艺萍, 等. 不同产地鼠曲草中微量元素和重金属元素的ICP-MS分析[J]. 亚热带植物科学,2020,49(6):443−446. [LIN J Q, CAI K, SU Y P, et al. Determination of trace elements and heavy metal elements in gnaphalium affine by ICP-MS[J]. Subtropical Plant Science,2020,49(6):443−446. doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2020.06.006
    [29] 魏艳梅, 于湛, 王莹, 等. 微波消解-ICP-MS法测定白菜和酸菜中的微量元素[J]. 食品工业,2022,43(1):315−317. [WEI Y M, YU Z, WANG Y, et al. Determination of trace elements in Chinese cabbage and pickled cabbage by microwave digestion-ICP-MS[J]. The Food Industry,2022,43(1):315−317.
    [30] 褚宏欣, 牟文燕, 党海燕, 等. 我国主要麦区小麦籽粒微量元素含量及营养评价[J]. 作物学报,2022,48(11):2853−2865. [ZHU H X, MO W Y, DANG H Y, et al. Evaluation on concentration and nutrition of micro-elements in wheat grains in major wheat production regions of China[J]. Acta Agronomica Sinica,2022,48(11):2853−2865.
    [31]

    LAPČIKOVÁ B, LAPČÍK L, VALENTA T. Effect of the rice flour particle size and variety type on water holding capacity and water diffusivity in aqueous dispersions[J]. LWT-Food Science and Technology,2021,142:111082. doi: 10.1016/j.lwt.2021.111082

图(2)  /  表(6)
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-04-06
  • 网络出版日期:  2022-12-01
  • 刊出日期:  2023-01-31

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