12種百合主要營(yíng)養(yǎng)成分和活性成分的分析評(píng)價(jià)

胡 悅，杜運(yùn)鵬，張 夢(mèng)，張秀海，任建武

1北京林業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京100083；2北京農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心 北京市功能花卉工程技術(shù)研究中心 北京市農(nóng)林科學(xué)院，北京 100097

百合屬(Lilium)植物分布于北半球溫帶地區(qū)(約110～115個(gè)種)，我國(guó)是百合屬植物的主要分布區(qū)(約有55個(gè)種)，種質(zhì)資源豐富。百合肉質(zhì)鱗葉肥厚、色澤潔白、味甜清香、略有苦味，不僅是高蛋白、高糖和低脂肪的保健食品，而且具有良好的藥用價(jià)值。百合是我國(guó)衛(wèi)生計(jì)生委審批通過(guò)的首批藥食同源植物，其入藥部位是干燥的肉質(zhì)鱗葉，用于陰虛久咳、痰中帶血、虛煩驚悸等[1]。目前通過(guò)百合屬植物化學(xué)成分的藥理研究表明，百合屬的部分植物化學(xué)成分具有抗腫瘤、降血糖、抗氧化、消炎等作用；對(duì)百合基本營(yíng)養(yǎng)成分、活性物質(zhì)和氨基酸組成的研究種類(lèi)主要集中于蘭州百合(L.davidiivar.willmottiae)、卷丹(L.lancifolium)和龍牙百合(L.brownievar.viridulum)[2]。茅云楓[3]等對(duì)比蘭州百合、卷丹、龍牙百合(L.brownievar.viridulum)和川百合(L.davidii)還原糖和游離氨基酸含量，發(fā)現(xiàn)川百合含量均最高，龍牙百合最低。靳磊[4]發(fā)現(xiàn)岷江百合鱗莖中還原糖、蛋白質(zhì)、維生素C、灰分、多酚、黃酮和皂苷的含量顯著高于蘭州百合,而可溶性糖和粗纖維的含量蘭州百合要高于岷江百合。但是，傳統(tǒng)食用百合種球自然退化，導(dǎo)致產(chǎn)量下降，同時(shí)生長(zhǎng)年限較長(zhǎng)，極大地限制了百合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，選育賞食兼用的新品種百合就凸顯其重要性。本文分析評(píng)價(jià)了12個(gè)百合種/品種鱗莖的主要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，明確影響百合綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵因子，旨在為篩選新型賞食兼用百合、充實(shí)和完善百合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)體系提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試材料為12個(gè)百合種及品種的成熟鱗莖，取百合鱗莖中部鱗片，去泥洗凈，自然陰干，粉碎，過(guò)100目篩后待用。主要種及品種如表1所示。

石油醚(60～90 ℃)、NaOH、無(wú)水乙醇、氯仿、正丁醇、香草醛、高氯酸等常規(guī)藥品均為分析純級(jí)。乙腈為色譜純，百靈威科技有限公司。鈣、鉀標(biāo)準(zhǔn)品，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心。

1.2 測(cè)定方法

可溶性還原糖含量參照《GB 5009.7-2016 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中還原糖的測(cè)定》；水分含量參照《GB 5009.3-2016 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》；淀粉含量參照《GB 15203-2014 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)淀粉糖》；蛋白質(zhì)含量參照GB 5009.5-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；膳食纖維含量參照GB 5009.88-2014《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測(cè)定》?？偠喾雍繀⒄崭Ａ?肖卡試劑法[5]測(cè)定，結(jié)果以每克百合鱗莖中含有的沒(méi)食子酸質(zhì)量(mg/g)表示；總黃酮含量參照NaNO2-AlCl3法[6]測(cè)定，結(jié)果以每克百合鱗莖中含有的蘆丁質(zhì)量(mg/ g)表示；總皂苷含量參照香草醛-冰醋酸法測(cè)定[7]，結(jié)果以每克百合鱗莖中含有的薯蕷皂苷質(zhì)量(mg/g)表示；生物堿含量參照溴甲酚綠比色法測(cè)定[8]，結(jié)果以每克百合鱗莖中含有的秋水仙堿質(zhì)量(mg/g)表示。氨基酸含量的測(cè)定參照鹽酸水解法[9]。各檢測(cè)指標(biāo)試驗(yàn)重復(fù)三次。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS18.0版軟件完成均值統(tǒng)計(jì)和顯著性差異分析。由于百合中各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值指標(biāo)存在差異，本文基于主成分分析法的思想，根據(jù)各指標(biāo)相關(guān)性大小將它們分組，使得同組內(nèi)的指標(biāo)之間相關(guān)性較高，不同組的變量之間的相關(guān)性較低，找出影響百合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的幾個(gè)綜合指標(biāo)，稱(chēng)之為主成分。以主成分為評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與分析。運(yùn)用的主要公式如下：

綜合評(píng)價(jià)值F計(jì)算公式：F=Σ[Fi×Wi]，i=1,2...n，式中F值為百合營(yíng)養(yǎng)綜合評(píng)價(jià)值，F(xiàn)i為百合第i個(gè)公因子的分值，Wi為百合第i個(gè)公因子的方差貢獻(xiàn)率，n為公因子的個(gè)數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 百合鱗莖營(yíng)養(yǎng)成分及活性物質(zhì)分析

碳水化合物是百合中最主要的營(yíng)養(yǎng)成分，可溶性糖、淀粉含量分別與百合的甜度、質(zhì)構(gòu)正相關(guān)，膳食纖維不僅能調(diào)節(jié)人體腸道健康，而且能有效防治心血管疾病、糖尿病、結(jié)腸癌等[10]。由表2可知，淀粉含量變化范圍為12.52～36.80%，其中‘塞拉達(dá)’淀粉含量最高，宜昌百合含量最低；可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化范圍為1.247～3.547%，蘭州百合(平陸)含量最高，‘亮鉆’最低；膳食纖維含量變化范圍為3.86～5.205 mg/g且不同百合種/品種間差異最小。12個(gè)百合種/品種中蘭州百合(平陸)蛋白質(zhì)含量最高，達(dá)到33.9 mg/g，‘方吉奧’最低，為4.3 mg/g。百合中營(yíng)養(yǎng)成分含量隨品種而異，但各指標(biāo)變異系數(shù)均較小。百合屬植物的活性物質(zhì)具有抗腫瘤、降血糖、抗氧化、消炎等作用[11-21]。本文檢測(cè)結(jié)果表明，12個(gè)樣品中岷江百合活性成分含量指標(biāo)最高，其中多酚、黃酮、生物堿和皂苷分別達(dá)到3.677、3.997、0.826、13.184 mg/g；‘塞拉達(dá)’多酚含量最低，為0.560 mg/g；蘭州百合(平陸)的黃酮和生物堿含量均最低，分別為1.563 mg/g和0.369 mg/g。皂苷含量變化范圍為0.573～13.184 mg/g，其中‘亮鉆’含量最低。多酚、黃酮、生物堿和皂苷含量隨百合品種而異，且多酚與生物堿指標(biāo)變異系數(shù)較大。

表2 12個(gè)百合種及品種的營(yíng)養(yǎng)成分及活性物質(zhì)分析

注:小寫(xiě)字母表示在P<0.05水平下的顯著性差異，大寫(xiě)字母表示在P<0.01水平下的顯著性差異。

Note:Capital letterP< 0.05;lowercase letterP< 0.01.

2.2 百合鱗莖氨基酸成分分析

百合中氨基酸種類(lèi)齊全且含量較高。由表3表4可知，共檢測(cè)出 l6 種氨基酸，宜昌百合(TAA)最高，達(dá)到18.578 mg/g，塞拉達(dá)百合最低，達(dá)到11.882 mg/g。其中人體必需氨基酸(EAA)占其總量的7.91%～8.99 %，蘭州百合(平陸)含量最高，功能性氨基酸(MAA)占氨基酸總量的46.11%～79.34 %，大花卷丹含量最高，種/品種間差異極小。12個(gè)百合種/品種的氨基酸指標(biāo)均有一定差異，但半胱氨酸、苯丙氨酸、賴(lài)氨酸和精氨酸變異系數(shù)較小，其中精氨酸變異系數(shù)最小但含量均最高，達(dá)到5.494～7.791 mg/g；丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸和天冬氨酸含量也較高，含量在0.893～2.898 mg/g之間。16種氨基酸中，蘭州百合、‘方吉奧’和‘粉宮殿’分別各有4種氨基酸含量最高，宜昌百合有3種、龍牙百合有1種氨基酸含量最高。

表3 12個(gè)百合種和品種氨基酸總量及組分分析(mg/g)

表4 12個(gè)百合種和品種氨基酸總量及組分分析(mg/g)

注：a表示必需氨基酸(E)；b表示藥效氨基酸(M);氨基酸總含量(T);大寫(xiě)字母表示在P<0.05水平下的顯著性差異。

Note:a:essential amino-acid(E);b:Pharmacoamino acid(M);Total amino acid content(T);capital letterP< 0.05.

2.3 百合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果表明，12個(gè)百合種/品種9項(xiàng)指標(biāo)之間多酚-黃酮/皂苷、黃酮-皂苷極顯著正相關(guān)；氨基酸-多酚/皂苷顯著正相關(guān)；淀粉-多酚/黃酮/皂苷、纖維素-多酚/黃酮/皂苷、蛋白質(zhì)-多酚/黃酮/生物堿顯著負(fù)相關(guān)。

表5 12個(gè)百合種及品種相關(guān)性分析

注：(1)表示在P<0.05水平下的顯著性水平，(2)表示在P<0.01水平下的顯著性水平。相關(guān)系數(shù)臨界值，α=0.05 時(shí)，r=0.576；α=0.01 時(shí)，r=0.708。

Note:(1):P< 0.05;(2):P< 0.01 Critical concentration of correlation coefficient,α=0.05,r=0.576;α=0.01,r=0.708.

2.4 百合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的主成分分析與綜合評(píng)價(jià)

對(duì)12個(gè)百合種/品種的淀粉、可溶性糖、膳食纖維、蛋白質(zhì)、多酚、黃酮、生物堿、皂苷和氨基酸進(jìn)行主成分分析，表6描述了主成分分析初始值對(duì)原有變量的總體描述情況。由表可知前4個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到90.229%，基本上包括了9個(gè)指標(biāo)的大部分信息，因此選擇前4個(gè)主成分作為綜合指標(biāo)對(duì)其品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

表6 特征值和貢獻(xiàn)率

由表7可知，第1主成分與多酚、黃酮和皂苷呈高度正相關(guān)，與膳食纖維顯著負(fù)相關(guān)，可稱(chēng)之為百合功能因子；第2主成分與蛋白質(zhì)呈高度負(fù)相關(guān)，與生物堿正相關(guān)，可稱(chēng)之為百合營(yíng)養(yǎng)因子；第3、4主成分分別與可溶性糖和淀粉呈高度正相關(guān)，可稱(chēng)第3(可溶性糖顯著正相關(guān)，氨基酸正相關(guān))、4主成分(淀粉正相關(guān))為百合碳水化合物因子。因總方差85%以上的貢獻(xiàn)來(lái)自前4個(gè)主成分，故可認(rèn)為多酚、黃酮、皂苷、蛋白質(zhì)、可溶性糖和淀粉這6個(gè)指標(biāo)是衡量百合綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的主要指標(biāo)。

按綜合評(píng)價(jià)函數(shù)計(jì)算得出不同種/品種百合的綜合得分(F)及排名，如表8所示，岷江百合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)分最高。排名前六位的百合種/品種依次為岷江百合、宜昌百合、‘塞拉達(dá)’、龍牙百合、蘭州百合(平陸)和大花卷丹。

表7 旋轉(zhuǎn)變換后的因子矩陣

表8 12個(gè)百合種及品種綜合因子得分及排名

3 結(jié)論

百合富含大量碳水化合物、豐富的活性物質(zhì)和藥效氨基酸。12個(gè)百合種/品種鱗莖營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)以多酚與生物堿兩個(gè)活性物質(zhì)指標(biāo)含量變異系數(shù)大，膳食纖維、氨基酸等指標(biāo)含量差異較小。本研究發(fā)現(xiàn)12個(gè)百合種/品種鱗莖中岷江百合評(píng)分最高，其次是宜昌百合。二者目前雖未被藥典收錄，但其藥用品質(zhì)較好。岷江百合活性成分含量指標(biāo)均最高，宜昌百合與其無(wú)顯著差異，且二者氨基酸含量顯著高于其他百合。目前已有文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)岷江百合中甾族皂苷對(duì)環(huán)AMP磷酸二酯酶活性有抑制作用[22]，且含豐富的酚類(lèi)糖苷，具有較強(qiáng)的抗氧化能力[23]；另外，其可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)雖較高，但口味較苦澀，具體致苦成分未有相關(guān)研究報(bào)道?！_(dá)’不僅具有較高的觀賞價(jià)值，且兼具良好的藥食用品質(zhì)，其淀粉含量在12個(gè)百合種/品種中最高，蛋白質(zhì)、活性物質(zhì)和功能性氨基酸含量也顯著高于其他百合。蘭州百合(平陸)具有良好的食用品質(zhì)，其可溶性糖、蛋白質(zhì)與必須氨基酸含量在12個(gè)百合種/品種中均最高，且含豐富的皂苷。本研究以期為百合相關(guān)藥食標(biāo)準(zhǔn)的制定以及從野生資源和現(xiàn)有品種資源中進(jìn)行新型賞藥食兼用的百合篩選與開(kāi)發(fā)提供參考。