不同地區黑加侖的成分分析與研究

陳寶宏，蔣彩云，蔣欣宇，李玉嘯

(江蘇經貿職業技術學院 健康學院，江蘇 南京 211168)

黑加侖又名黑夏果、黑豆果、紫梅、黑穗醋栗[1-2]，是一種漿果植物。世界主產區是歐洲北部，我國新疆北部和東北地區廣泛種植[3-4]。在我國，黑加侖不僅可以加工制成果汁、果醬、果酒,還可以被當作食品添加劑。在歐洲，果汁生產的重要原料之一就是黑加侖[5-6]。黑加侖含有糖類、有機酸、多種維生素、原花青素、活性礦物質及特殊芳香物質等，在飲料工業和醫藥行業得到廣泛應用，是釀酒、提取天然色素以及生產化妝品、藥品、食品的上等原料[7]。本研究采用常量營養素國標方法、改進的鹽酸-香草醛法和電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)對新疆阿勒泰、黑龍江伊春和大興安嶺以及內蒙古額爾古納旗四個地區黑加侖的常量營養素、原花青素和金屬元素進行測定，并對結果進行對比分析，以期為黑加侖的深加工和精準開發提供數據支撐。

1 實驗材料與實驗方法

1.1 實驗材料

本實驗所用材料是產自新疆阿勒泰、黑龍江伊春和大興安嶺、內蒙古額爾古納旗等四個地區的新鮮黑加侖。

1.2 實驗試劑

本實驗所需試劑有：濃鹽酸,濃硝酸,堿性酒石酸銅甲液,堿性酒石酸銅乙液,1 g/L葡萄糖標準溶液,0.1 mol/L NaOH標準溶液,1%酚酞指示劑溶液,1%香草醛甲醇溶液,鐵(Fe)、鉀(K)、硒(Se)和鉛(Pb)元素等標準溶液,鍺(Ge)、銦(In)、鉍(Bi)、鈧(Sc)等內標元素儲備液。以上試劑均為分析純及以上。水：GB/T 6682—2008規定的一級水及以上；原花青素標準品。

1.3 實驗儀器和設備

本實驗所需儀器和設備有：賽多利斯BSA224S電子天平、Agilent Cary 60紫外分光光度計、安捷倫電感耦合等離子體質譜儀 ICP-MS7700、MilLi-Q超純水系統、美國CEMMARS6微波消解儀、KH-5壓力消解罐、BHW-08B恒溫加熱器、FW-80高速粉碎機、DB-1控溫電熱板、KIRGEN微量離心管、GZX-GF-Ⅱ電熱恒溫干燥箱、SXF-6-13 高溫爐。

1.4 實驗方法

1.4.1 樣品預處理

新鮮黑加侖真空干燥，粉碎，密閉保存待測定。

1.4.2 常量營養素測定

采用直接干燥法測定新鮮黑加侖和預處理過的樣品的水分含量[8]。分別采用直接灰化法[9]、直接滴定法[10]和指示劑法[11]測定預處理后的黑加侖樣品的灰分、還原糖和總酸度。

1.4.3 原花青素含量測定

準確稱取1 g香草醛，加入8 mL濃鹽酸，用甲醇定容于200 mL容量瓶中，配制成系列濃度的甲醇溶液(即使用液)。分別取1 mL標準品使用液與5 mL顯色劑立即混勻，在30 ℃避光條件下反應30 min。以甲醇為空白對照，于波長500 nm處測量吸光值，建立標準曲線，做回收率實驗，同時測定樣品中原花青素含量[12]。

1.4.4 金屬元素測定

根據GB 5009.268—2016測定金屬元素[13]。從每種黑加侖預處理樣品中稱取0.2～0.5 g，放入已準備好的微波消解內罐中，再分別加入6 mL硝酸，消解30 min，取出冷卻，加蓋旋緊，置于微波消解儀中消解，具體消解條件見表1。冷卻后取出，緩慢打開罐蓋排氣，再于恒溫加熱器內加熱消解約2 h，取出冷卻，用超純水沖洗內蓋,一并轉移至離心管中，用超純水定容至25 mL，搖勻備用，同時做空白試驗。

表1 消解儀參考條件

1.4.4.1 標準溶液配制

精密量取適量鐵、鉀、硒、鉛標準溶液，用1%的硝酸將多元素標準溶液逐級稀釋。混合標準元素溶液的鐵元素濃度依次為0、40、80、160、320 μg/mL，鉀元素濃度依次為0、2.5、5、7.5、10 μg/L，硒元素濃度依次為0、1、2、4、8 μg/mL，鉛元素濃度依次為0、1、2、4、8 μg/mL。空白溶液為1%硝酸。

1.4.4.2 內標溶液配制

取適量鍺、銦、鉍、銃混合內標溶液，用1%硝酸制成500 μg/L混合內標溶液。

1.4.4.3 樣品中金屬元素測定

ICP-MS調諧(主要參數見表2)通過后，依次對待測元素標準溶液、混合內標溶液、標準空白溶液、樣品空白溶液和樣品溶液進行測定，分別將空白溶液和樣品溶液注入電感耦合等離子體質譜儀中測定待測元素和內標元素的信號響應值。

表2 電感耦合等離子體質譜儀主要參數

2 結果與分析

2.1 花青素標準曲線

精密稱取1 g香草醛、8 mL濃鹽酸，用甲醇定容于200 mL容量瓶中作為顯色劑。將原花青素標準品配制成0.00、0.08、0.16、0.24、0.32、0.40 mg/mL的甲醇溶液，分別移取1 mL標準品溶液與5 mL顯色劑立即混勻，在 30 ℃避光條件下反應30 min，以甲醇為空白對照，于波長500 nm 處測量吸光度A，建立標準曲線，得其線性回歸方程為y=1.2489x -0.0043，R2=0.9997，相關系數r=0.9996(加標回收率為94.87%)。表明原花青素測定方法可行，其濃度為0.08～0.40 mg/mL時呈現良好的線性關系，具體情況見圖1。同時測定樣品中原花青素含量。

圖1 原花青素標準曲線

2.2 常量營養素和原花青素結果分析

對不同地區黑加侖果實的水分、灰分、還原糖及總酸常量營養素含量進行測定，結果見表3。

表3 四地區黑加侖成分測定結果對比

結果顯示，不同地區新鮮黑加侖的水分含量差異較小。將四地區樣品預處理后，在水分含量相同的條件下對比測定結果。結果顯示：產自新疆阿勒泰的黑加侖灰分含量和還原糖含量最高、酸度最低，這與新疆地區光照時間長、晝夜溫差大有一定關系，這種黑加侖甜酸適宜，適合鮮食，可以在最大程度上保留其中的營養成分；產自黑龍江大興安嶺和內蒙古額爾古納旗的黑加侖原花青素含量較高，適宜于開發保健食品、提取色素；產自黑龍江伊春的黑加侖原花青素含量最低。

2.3 金屬元素測定結果分析

2.3.1 標準曲線的繪制

依次測定待測元素和內標元素的信號響應值，以待測元素的濃度為橫坐標，以待測元素與所選內標元素響應信號值的比值為縱坐標，分別繪制標準曲線，具體情況見圖2—圖5。

圖2 鐵元素的標準曲線

圖3 鉀元素的標準曲線

圖4 硒元素的標準曲線

圖5 鉛元素的標準曲線

2.3.2 金屬元素測定結果

利用ICP-MS儀器，根據標準曲線得到消解液中待測元素的濃度，測定黑加侖中鐵、鉀、硒和鉛元素的含量，比較新疆阿勒泰、黑龍江伊春和大興安嶺以及內蒙古額爾古納旗四地區黑加侖中鐵、鉀、硒和鉛元素的含量，具體結果見表4。

表4 四地區黑加侖金屬元素測定結果 單位/(mg/kg)

由表4可知：在四個地區中，新疆阿勒泰的黑加侖鐵、鉀、硒元素含量最高;黑龍江伊春的黑加侖硒含量較高;黑龍江大興安嶺的黑加侖鉀含量較高;內蒙古額爾古納旗的黑加侖鐵、鉀、硒三種金屬元素含量都處于中間水平，但鉛元素含量最高。這與不同地區土壤的金屬元素含量有一定關系。其中，鉛的含量與當地工業及環境均有一定相關性。

3 結論

從實驗測定的數據來看，不同地區黑加侖的營養元素含量存在一定差異，其原因可能是不同地區的氣候、土壤、水質等不同。黑加侖喜歡在陽光充足、土壤肥沃濕潤、氣候涼爽的環境下生長，適宜在寒冷的地區栽培。伊春屬北溫帶大陸性季風氣候，春秋兩季時間短促，冷暖多變，升降溫快，四季分明[14]；大興安嶺屬于中溫帶大陸性季風氣候，雨熱同期[15]；阿勒泰屬溫帶大陸性氣候，晝夜溫差大，日照時間充足[16]。新疆阿勒泰的綜合條件比較適合種植黑加侖。該地種植的黑加侖糖分含量最高、酸度較低，適合鮮食，也可用于生產咀嚼片和果汁等對甜度要求較高的產品。大興安嶺的黑加侖甜度較低、酸度較高，適合生產果酒類產品。大興安嶺和額爾古納旗種植的黑加侖原花青素含量高，適合用于保健食品開發。本研究能為黑加侖的深加工和精準開發提供數據支撐，對黑加侖的綜合開發利用具有深遠意義。