第一章 枸杞果实的营养化学成分及其药食保健作用
枸杞鲜果的化学成分极其复杂,除水分外,固形物成分有有机物和无机物两大类。有机物主要有蛋白质、脂肪、糖类、维生素、酶和多种生物活性物质等;无机物有无机盐类和矿物质等。这些化学成分绝大部分都是人体必需的营养成分和药用成分。它们在鲜果采摘后以及加工过程中会发生变化,如果处理不当,必然会造成营养成分和药用成分的损失,失去良好的药食两用价值。下面简要叙述枸杞子的主要化学成分特点及其药食保健作用。
第一节 蛋白质、氨基酸与SOD
一、蛋白质
枸杞鲜果中蛋白质含量为3.13%,干果中含量为10%左右,最高达21.46%。因品种和产地不同亦显出差异(表1-1)。李一婧等对宁夏中宁枸杞子蛋白质进行提取与鉴定。得知含有5种已知分子量的蛋白质,其分子量分别为14400、20100、31000、66200和97400道尔顿。
表1-1 枸杞子营养成分表(100g)
蛋白质的性质主要包括蛋白质的等电点、胶体性质和蛋白质变性三方面。蛋白质分子和氨基酸分子一样,分子中含有游离的氨基酸和羟基,属于两性化合物。在酸性介质中碱性基团的解离增大,蛋白质带正电荷,在碱性介质中酸性基团的解离增强,蛋白质带负电荷,而当介质中溶液到达某一pH时,蛋白质分子因内部碱性基团和酸性基团的解离度相等而呈等电状态,这时的pH称为蛋白质的等电点。此时蛋白质的溶解度、黏性、渗透性、膨胀性和稳定性均达到最低限度。采摘后的枸杞鲜果一定要注意相关保存条件,防止枸杞鲜果中蛋白质等电点的出现。蛋白质在水中呈胶体状态,大部分蛋白质的分子表面有许多亲水基,吸引水分子在其颗粒周围形成一层水化层使各个蛋白质颗粒不易相互碰撞,从而阻止了它们的沉淀。同时,蛋白质胶粒带有电荷,这也使蛋白质不易沉淀。因此,不要破坏这两种因素才能使蛋白质保持良好的状态。
蛋白质变性是指蛋白质的立体结构发生变化而引起蛋白质性质的改变。当蛋白质受到外界环境(如冻结、受热、振荡等)的影响,破坏了保持蛋白质立体结构的副键,副键的破坏使蛋白质的螺旋盘曲的多肽链伸长,原来处于分子内部的疏水基趋向表面,降低了表面的电荷和水化作用,引起蛋白质变性,使蛋白质的溶解度、黏性、渗透性、膨胀性和稳定性均发生变化。蛋白质的最终价值在于氨基酸的构成,因为人体必需营养是氨基酸而不是蛋白质。
二、氨基酸
氨基酸是蛋白质的基本构成单位,从化学上是讲,氨基酸都是由一个羧基团(-COOH)、一个氢原子(H)、一个氨基团(-NH2)和一个附着在碳原子上的氨基酸根(R)构成的。所有氨基酸的羧基、氨基和氢原子都是一样的,不同之处在于R基团的性质。
组成蛋白质的氨基酸有20多种,其中只有一部分可以在人体内部合成,其余的则不能合成或合成速度较慢。这部分氨基酸必须从食物中直接获得,称为必需氨基酸。已知人体必需氨基酸有9种,它们是赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和组氨酸。关于组氨酸,过去认为只是婴幼儿的必需氨基酸。但近年研究认为,组氨酸在人体内虽能合成,但速度太慢,难以满足人体生长的正常需要。因此,组氨酸也是成人的必需氨基酸。
倘若必需氨基酸中有一种不足,蛋白质的构成成分不足,就不能有效地合成蛋白质,人体的正常生理活动、健康就会受到影响。
许多食品都缺乏一种或多种必需氨基酸。例如谷物食品缺乏赖氨酸,玉米缺乏色氨酸,豆类缺乏蛋氨酸。我国人民多以谷物为主食,因而赖氨酸便是人们最常用的氨基酸营养强化剂。
L-赖氨酸,为碱性氨基酸,具有增强胃液分泌和造血功能,使白细胞、血红蛋白和丙种球蛋白增加功能,保持蛋白质代谢平衡,增强机体抗病能力,有利于幼儿脑发育,显著提高幼儿智能指数。
蛋氨酸属盐基性氨基酸,在营养上很重要,是分布很广的蛋白质成分,是唯一含硫的必需氨基酸。在可溶性蛋白质中,大部分的硫原子存在于蛋氨酸中,它能促进人体生长,并能转化为胱氨酸,其中间产物为同型半胱氨酸,胱氨酸不能转化为蛋白质。同型半胱氨酸可以从胆碱或甜菜碱中得到甲基而形成蛋氨酸,因而蛋氨酸也是体内甲基的供应者,在这方面与胆碱可相互补充、互为消长。
苏氨酸是若干蛋白质的组成成分,能促进人体的生长发育,成人的氨素平衡维持需要供应充分的苏氨酸。
缬氨酸,为维持人体神经系统正常机能所必需。
亮氨酸,分布最广,是生酮力最强的氨基酸之一,为合成组织蛋白和血浆蛋白所必需,维持人体生长的氨基酸。
异亮氨酸,功能与亮氨酸基本相似,同时参与糖原的合成和利用,也与碳水化合物、脂肪代谢有关。
色氨酸,为杂环氨基酸,绝大多数蛋白质内都含有少量色氨酸,是一种广泛存在的氨基酸,它是成人维持氨素平衡以及繁殖、产乳等所必需,并能形成眼色素,为人体生长保健不可缺少。
组氨酸为有咪唑环的碱性氨基酸,含于多种蛋白质中,以血液和血红蛋白内含量最多。组氨酸能生成糖,但形成糖原甚慢,它还与叶酸代谢有关,可降低缺锌的发病率。
枸杞子氨基酸含量见表1-2、表1-3,从表中不难看出,枸杞子氨基酸含量因品种、产地不同有所差异,但总的来说,含量还是比较高的。特别是人体必需的氨基酸含量也比较高,约占氨基酸总量的1/4左右。而在必需氨基酸中,游离氨基酸又占到一半左右,有利于人体直接吸收,从而提高了其滋补作用。同时,枸杞子氨基酸中,以天门冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸和脯氨酸含量较高,且多处于游离状态,这是使枸杞子具有甘甜风味,果汁呈弱酸性的因素之一。
表1-2 枸杞子不同品种、产地氨基酸含量表(%)
表1-3 枸杞子不同品种、产地游离氨基酸含量(%,kg)
诺贝尔医学奖获得者伊格纳罗博士在《一氧化氮让你远离心脑血管病》一书中指出:“服用符合我研制配方的一氧化氮,你就不会得高血压、冠心病、动脉硬化等心脑血管病”。而他的配方中主要成分是精氨酸,以及维生素C、维生素E、叶酸和瓜氨酸。精氨酸的作用是刺激机体自身生产一氧化氮;维生素C能增加血管内皮吸收功能,协助产生一氧化氮、降低心脏病的风险,并防止一氧化氮过速氧化;叶酸保持体内一氧化氮合成酶的活性,促进一氧化氮的合成;维生素E是强效抗氧化剂,并能阻止机体的血管疾病的炎症反应、降低低密度脂蛋白。枸杞子这几个因素含量都比较高(表1-1),这正是枸杞子药食同源实用价值高的原由所在。
三、超氧化物歧化酶(SOD)
超氧化物歧化酶是能清除自由基的金属酶,根据所含金属离子的不同可分为Cu·Zn-SOD、Fe-SOD和Mn-SOD。程光宇等于1991年、1994年先后报道从枸杞(L.Chinense Mill)鲜果中分离纯化出Cu·Zn-SOD和 Fe-SOD。枸杞果实中SOD以Cu· Zn-SOD为主,纯化后的Cu·Zn-SOD的酶活为4436 μ/mg,分子量为33.9KD,亚基之间通过疏水键相互缔合,该酶在紫外区的特征吸收波长为255 nm。纯化后的酶对温度较敏感,在55℃范围内有一定的热稳定性,高于这一温度,酶活性线性下降, 65℃保温10 min,几乎完全失落。Fe-SOD具有较高的甘氨酸,每个分子酶含有一个Fe原子。该酶在紫外区最大吸收波长为278 nm,热稳定性较高,65℃以下很稳定,大于65℃酶活性迅速下降,85℃几乎完全失活。这一特性要求枸杞鲜果在干制加工过程中应严格控制高温的出现,以确保酶活的活性,发挥它消除自由基的作用。
四、脂肪
脂肪是人体贮存能量的主要形式,脂肪必须先分解成小单位,才能被吸收利用,给人们提供能量。脂肪是由碳、氢、氧三种元素组成的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的混合体。也就是人们通常说的油脂。人体摄入过多的脂肪,会增加心血管病的发生率,增加癌症的发病率,也会使脑溢血的危险性加大。
齐宗韶等(1986)测定宁夏枸杞鲜果中粗脂肪含量一般为1 %~2 %,干果中含量为8 %~12 %。苏联Aslanov和Mamcdova研究表明枸杞果肉皮的饱和与不饱和脂肪酸分别为61.8 %和38.2 %,种子油中的含量分别为86.3 %和13.7 %。陈延梅、白寿宁测定宁夏枸杞脂肪酸成分:棕榈酸为6.9%;硬脂酸3.0%;油酸17.6%;亚油酸66.5%;亚麻酸3.4%;花生烯酸1.4%。陈其秀等对内蒙古产的枸杞油脂分析结果:棕榈酸含量为10.34 %、硬脂酸4.02 %、油酸23.01 %、亚油酸46.07 %、亚麻酸16.37 %。枸杞鲜果中含籽一般约为 3.0%~3.5%,而干果中含籽为15 %~20 %,籽中含油约18 %。从这些数据可知枸杞油属于半干性接近于干性油(油脂碘值>130),且属于有特殊生理功能的油酸——亚油酸类型,其中亚油酸含量高达66.5 %。而以保健著称的沙棘油亚油酸含量也仅为40.3 %。亚油酸主要生理功效在于降低血浆胆固醇、减少血管中胆固醇含量,防止高血脂硬化病、促进儿童大脑发育。这恰是枸杞籽油不同于一般油脂的可贵之处。