FMH | 吉首大学陈功锡教授课题组:从传统到科学—— 湘西“蒿菜粑粑”原料植物魁蒿的营养价值解析

Introduction

“蒿菜粑粑”是湘西地区民间特色食品,也是土家族祭祀文化组成部分,具有深厚文化底蕴。“蒿菜粑粑”的食用时间常为每年三月初至清明节前后,土家族人用“蒿菜粑粑”作为祭祀品来祭祀土地神生日,传说吃了“蒿菜粑粑”可以驱邪辟邪,保佑平安。传承至今,“蒿菜粑粑”仍然深受当地人民喜爱,更是外出游子思念的湘西味道。

“蒿菜粑粑”原料植物之一魁蒿(Artemisia princeps)是菊科蒿属多年生草本植物,在我国广泛分布。在民间魁蒿可作“艾”的替代品,称“家艾”,有逐寒湿、理气血、调经、安胎、止血、消炎的功效。然而,魁蒿除了本身可能具有的人文价值以外,是否具有一定的营养价值尚不清楚,因此寻找“蒿菜粑粑”食用科学依据,对民族传统文化的解析至关重要。

吉首大学陈功锡教授课题组以“蒿菜粑粑”原料植物魁蒿为题材,通过检测魁蒿的营养成分,并且探讨其抗氧化活性,为民间传统食品“蒿菜粑粑”的营养与健康价值找到了科学依据。

Results and Discussion

基本营养成分含量

魁蒿基本营养成分检测的结果显示,魁蒿的能量和碳水化合物低,蛋白质、灰分和膳食纤维含量高,脂肪含量适中,含有Vit A、Vit E和Vit B2 3种维生素,其中Vit E含量最高,而Vit A含量最低(表1)。魁蒿含有25种矿质元素,K含量最高,其次依次为Ca、Mg、Fe、Al、Mn、Na等。此外,魁蒿中Pb、As、Hg和Sn按照国家限量标准的方法以湿基计其含量,均低于国家限量标准,符合食品安全要求,可见湘西“蒿菜粑粑”原料植物魁蒿矿质元素种类丰富多样,且安全无污染。

表1  魁蒿和其他植物中一般营养成分含量

与“蒿菜粑粑”的主体原料糯米、山区常见杂粮玉米、土豆,以及大白菜、菠菜、香菜3种常见蔬菜相比,魁蒿的蛋白质、脂肪含量高于糯米、土豆和其他3种蔬菜,其中蛋白质含量高于玉米,并且是糯米、土豆的2~3倍,但脂肪含量低于玉米;灰分比玉米、糯米、土豆、菠菜高,比大白菜、香菜低;水分含量高于菠菜,低于玉米、糯米、土豆、大白菜和香菜;能量、碳水化合物均低于上述6种作物。因此,可以认为魁蒿是一种高蛋白和脂肪、矿质丰富、低能量、低碳水化合物的特色植物,且完全具备作为新型植物源蛋白资源的潜力。

氨基酸组成特征与评价

检测结果显示,魁蒿蛋白质含量19.54 g/100g,氨基酸总量(TAA)16.63 g/100g,至少含有18种氨基酸(表2),其中天冬氨酸(Asp)含量最高,其次为谷氨酸(Glu),胱氨酸含量最低,这与赤苍藤、沧源龙竹、麻竹等蔬菜的氨基酸组成特点类似。说明魁蒿确实为富含Asp和Glu的资源植物。与植物源蛋白主要来源的大豆相比,虽然魁蒿的蛋白质含量和氨基酸总量比大豆略低,但其氨基酸组成与大豆的基本类似。现代研究证实Asp、Glu有调节脑和神经的代谢、促进体内蛋白合成、提高自身免疫力等多种功能;Arg有助于纤维和胶原的增殖合成,可促进伤口愈合。可见魁蒿富含多种氨基酸,尤其Glu、Asp最为丰富,是保健类食品和术后患者的优质膳食资源。

表2 魁蒿与大豆中氨基酸的含量

对DPPH和ABTS+清除效果

“蒿菜粑粑”原料植物魁蒿总黄酮对DPPH具有一定的清除能力,其中Vit C表现出最强的自由基清除能力,魁蒿总黄酮的最大清除率均略大于BHT,且魁蒿总黄酮对DPPH的IC50小于BHT。魁蒿对DPPH自由基清除能力具有剂量依赖性,且其总黄酮清除能力强于BHT(图1A)。同时,魁蒿总黄酮具有一定ABTS+清除能力,魁蒿总黄酮与BHT和Vit C对ABTS+的最大清除率基本一致,对ABTS+的IC50大于BHT和Vit C,魁蒿对ABTS自由基清除能力具有剂量依赖性(图1B)。

图1 魁蒿对自由基的清除效果


(A)魁蒿对DPPH的清除效果 (B)魁蒿对ABTS+的清除效果


总还原能力实验效果

此外,魁蒿总黄酮还具有一定总还原能力,在实验浓度范围内的吸光度值呈上升趋势。在1.25~320 mg/L浓度条件下,各物质还原能力顺序基本为:Vit C > 魁蒿总黄酮 > BHT,表明魁蒿具有一定的总还原能力,但弱于Vit C。魁蒿的总还原能力具有剂量依赖性。

铁还原能力(FRAP)的实验效果

在实验浓度范围内,魁蒿总黄酮的吸光度值呈上升趋势,BHT的铁还原能力逐渐变强。在1.25~320 mg/L浓度范围内,Vit C铁还原能力逐渐变强,各物质铁还原能力顺序为:BHT>Vit C>魁蒿总黄酮,且三者的还原力与浓度具有一定量效关系。当浓度大于320 mg/L后,魁蒿总黄酮铁还原能力优于Vit C,逊于BHT。魁蒿的铁还原能力有剂量依赖性,且超过一定浓度范围后魁蒿总黄酮铁还原能力优于Vit C(图2B)。

β-胡萝卜素褪色实验效果

当胡萝卜素相对吸光度降为50%时,加入Vit C和BHT组所需的时间为48.23 min、51.47 min,加入魁蒿总黄酮组的时间分别为68.34 min。根据结果可知,魁蒿能够有效地延缓β-胡萝卜素褪色(图2C)。

图2 魁蒿的还原能力

(A)总还原能力 (B)FRAP (C)对胡萝卜素褪色的抑制作用


硫氰酸铁(FTC)实验效果

Vit C、魁蒿总黄酮吸光度值随时间的延长有一定程度的增加,但始终低于正常对照组水平,其中魁蒿总黄酮吸光度值始终低于Vit C,表明Vit C和魁蒿均具有一定的抑制脂质过氧化的能力,且魁蒿总黄酮抑制脂质过氧化的能力强于Vit C(图3A)。BHT、魁蒿总黄酮、Vit C均低于正常对照,其抑制率分别为94.36%、82.61%、48.66%,表明魁蒿的抑制脂质过氧化能力强于Vit C(图3B)。

图3 脂质过氧化实验

(A)FTC实验测定 (B)TBA实验测定

Conclusion

魁蒿中蛋白质、灰分、脂肪、水分、TDF与IDF含量较高,与玉米、糯米、土豆和其他3种蔬菜一样,能够满足人体多方面的营养需求。魁蒿矿质元素丰富,有25种矿质元素,以K含量最高,Fe、Mn和Zn等微量元素与Mg、K、Ca等常量元素含量丰富,可作为人体补充矿物质元素的重要来源。魁蒿含有人体不可缺少的Vit A、Vit C、Vit E和Vit B2 4种维生素,且Vit B2、Vit C、Vit E尤为丰富,是人体补充维生素的优良来源。魁蒿氨基酸丰富,氨基酸组成模式与人体蛋白质氨基酸较为接近,且富含Asp和Glu,可认为有一定的营养与药理作用价值。魁蒿氨基酸组成平衡性较为合理,其蛋白为高营养价值蛋白质,是一种高营养价值植物蛋白来源的资源植物,对人体健康有益。魁蒿还具有抗氧化活性。在一定浓度范围内,魁蒿参总黄酮对DPPH、ABTS+具有清除作用。魁蒿总黄酮能有效延缓胡萝卜素的褪色,对脂质过氧化有良好的抑制作用。“蒿菜粑粑”的主要原料为糯米和魁蒿。糯米中的能量、碳水化合物高,而蛋白质、灰分、膳食纤维、Vit A、Vit C、Vit E和Vit B2 等不足,魁蒿恰恰可以弥补且具有抗氧化活性,二者结合制作的蒿菜粑粑不仅口味鲜美、营养价值高,而且易于保存和防病。

总之,魁蒿营养成分丰富,其所具有的高营养价值和抗氧化活性很好地证实了湘西民间用其制作“蒿菜粑粑”食用的合理性,也体现出了魁蒿作为优质药食资源优势,值得进一步深入研究和开发。

第一作者简介

陈加蓓,女,吉首大学生物学硕士,湖南农业大学生物科学技术学院博士生,主要研究方向为植物有效成分的合成生物学、植物资源学、民族植物学、特色食品应用。目前主持省级项目1项,参与湖南省自然科学基金、湖南正清制药集团股份有限公司合作项目等多个项目,在国内外期刊公开发表学术论文17余篇(SCI收录3篇),第一作者论文7篇,共同通讯作者论文1篇,参与专著1本。

通讯作者简介

叶凡,男,博士,吉首大学药学院讲师,研究方向为民族药(土家药、苗药)止痒与镇痛作用机制。发表SCI论文10余篇,参与国家自然科学基金1项,湖南省自然科学基金2项,指导湖南省大学生创新课题1项,参编书籍《土家医药》。

陈功锡,男,吉首大学药学院(二级)教授,硕士生导师。长期从事区域植物多样性与生物资源利用研究工作,主持完成国家自然科学基金面上项目1项、科技部国家重点项目子课题3项,湖南省自然科学基金及教育厅重点项目3项,主持“湘西药用植物资源研究”系列专著的编研等,发表学术论文130余篇(SCI收录13篇)、出版专著13部,获得湖南省科技进步二、三等奖共4项,以及技术发明三等奖1项,授权发明专利14件,发表植物新分类群9个。


原文网址https://www.sciopen.com/article/10.26599/FMH.2025.9420043