6種金花茶組植物的花朵活性成分分析與評價

李先民，李春牛，盧家仕，黃展文，崔學(xué)強，張自斌，周錦業(yè)，卜朝陽

（廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所，廣西南寧530007）

金花茶組（Camellia sect.Chrysantha Chang）植物屬山茶科（Theaceae）山茶屬（Camellia），常綠灌木或小喬木，花朵為黃色[1]，是第四紀(jì)冰川時期遺留下來的原始山茶遺珍，被稱為“植物活化石”[2]，20世紀(jì)60年代初，在我國廣西首次發(fā)現(xiàn)黃色山茶屬植物金花茶C.nitidissima，震驚世界[3]。金花茶組的大部分原種分布在中國廣西壯族自治區(qū)西南部及越南與廣西壯族自治區(qū)接壤的區(qū)域，云南省的東南部和貴州的西南部也有少量分布，目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并命名的金花茶組原種數(shù)量已達40多個[4]。金花茶組植物的花中含有黃酮、茶多酚、茶多糖、皂苷、茶氨酸等多種活性成分[5-6]，具有豐富的營養(yǎng)價值和特殊的保健作用。

在前人對金花茶組植物中活性成分的研究發(fā)現(xiàn)，毛瓣金花茶C.pubipetala的抗氧化活性優(yōu)于金花茶和平果金花茶C.pingguoensis[7]；毛瓣金花茶植物葉片中的總黃酮含量是金花茶、顯脈金花茶C.euphlebia等5種金花茶組植物的3倍～4倍[8]；金花茶花朵中類黃酮成分高于小果金花茶C.microcarpa、扶綏金花茶C.achrysantha、龍州金花茶C.longzhouensis和隴瑞金花茶C.longruiensis[9]；崇左金花茶C.perpetua中槲皮素類、木犀草素類及類黃酮總量遠高于金花茶和凹脈金花茶C.impressinervis[10]。這說明，不同的金花茶組植物原種，其內(nèi)含的活性成分存在較大差異。

近年來，金花茶被開發(fā)成茶飲料、袋泡茶、花茶、濃縮液和口服液等一系列營養(yǎng)保健產(chǎn)品，雖市場前景較好，但價格昂貴，而除金花茶外的金花茶組其他植物鮮見被用于營養(yǎng)保健產(chǎn)品開發(fā)。目前，關(guān)于金花茶組植物花朵中藥用活性成分的研究方面，大多集中于金花茶一種[11-12]，其他金花茶組植物少有研究涉及；相關(guān)活性成分研究指標(biāo)主要集中在黃酮與多酚類物質(zhì)，其他活性成分指標(biāo)鮮見研究。鑒于此，本研究選擇龍州金花茶C.longzhouensis、崇左金花茶C.perpetua、顯脈金花茶C.euphlebia、羅斯曼金花茶C.rosmannii、紅頂金花茶C.insularis、夏石金花茶C.xiashiensis，種質(zhì)資源獨特，在活性成分方面研究較少的金花茶組植物盛開期花朵作為研究對象，以具有顯著藥用價值的4種主要活性成分：類黃酮、總酚、總多糖及總皂苷作為考察指標(biāo)，對比研究6種金花茶組植物主要活性成分的差異性，并進行方差分析、顯著性檢驗、主成分分析及相關(guān)性分析，旨在為金花茶組植物的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

龍州金花茶C.longzhouensis、崇左金花茶C.perpetua、顯脈金花茶C.euphlebia、羅斯曼金花茶C.rosmannii、紅頂金花茶C.insularis、夏石金花茶C.xiashiensis：6種金花茶組植物，實生苗，6～10年生，種植在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研發(fā)與推廣中心金花茶資源圃內(nèi)（22°48′N、108°22′E）[13]，該區(qū)域環(huán)境條件能夠滿足供試金花茶組植物良好生長。于2019年12月19日下午4：00，采集6種金花茶組植物健康植株當(dāng)年生花朵，每株隨機選擇盛開期花朵3朵，每個重復(fù)共15朵，共3個重復(fù)。采集的花朵經(jīng)蒸餾水洗凈后烘干至恒重，用植物粉碎機粉碎，過篩40目，密封保存于-18℃冰箱中，用于類黃酮、總酚、總皂苷及總多糖含量測定。

福林酚：生工生物工程（上海）股份有限公司；香草醛（純度99%）、沒食子酸（純度97.5%）：美國Sigma-Aldrich公司；亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、乙醇、碳酸鈉、苯酚、硫酸、高氯酸、乙酸等試劑（均為分析純）：永華化學(xué)股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Synergy H1型多功能微孔板檢測儀：美國BioTek公司；MircoCL 17R型離心機：美國Thermo Scientific公司；AX205DR型電子天平：瑞士METTLER TOLEDO公司。

1.3 試驗方法

類黃酮含量測定采用硝酸鈉-硝酸鋁比色法[14]，總酚含量測定采用鎢鉬酸還原比色法[15]，總多糖含量測定采用苯酚-硫酸法[16]，總皂苷含量測定采用香草醛-高氯酸比色法[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用SPSS 21.0軟件進行方差分析、顯著性檢驗（Duncan新復(fù)極差法）、主成分分析及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 6種金花茶組植物花朵中活性成分含量狀況

對6種金花茶組植物花朵中類黃酮、總酚、總皂苷及總多糖含量進行測定，含量差異見表1。

表1 6種金花茶組植物花朵中類黃酮、總酚、總皂苷及總多糖含量Table 1 Contents of flavonoids，total phenolics，total saponins and total polysaccharides in flowers of 6 species of Camellia sect.Chrysantha Chang

由表1可知，在6種金花茶組植物間，其花朵中類黃酮、總酚、總皂苷及總多糖含量差異均達到顯著水平（P＜0.05）。羅斯曼金花茶花朵中類黃酮、總酚及總多糖含量均為最高，分別為（27.99±4.55）、（32.86±3.18）mg/g及（64.97±5.78）mg/g，且顯著高于其他 5種金花茶組植物；夏石金花茶花朵中類黃酮含量最低，紅頂金花茶花朵中總酚含量最低，顯脈金花茶花朵中總多糖含量最低。夏石金花茶花朵中總皂苷含量最高，達（8.36±0.49）mg/g，與崇左金花茶[（8.2±0.83）mg/g]相比差異不顯著，但顯著高于其他4種金花茶組植物，紅頂金花茶花朵中總皂苷含量最低。

2.2 6種金花茶組植物花朵中活性成分指標(biāo)主成分分析

對6種金花茶組植物花朵中4個主要活性成分指標(biāo)進行了主成分分析，結(jié)果見表2。

表2 6種金花茶組植物花朵中活性物質(zhì)主成分特征值與方差貢獻率Table 2 Principal component eigenvalue and cumulative variance rate on active ingredient of 6 species of Camellia sect.Chrysantha Chang

參考Kaiser標(biāo)準(zhǔn)[18]，由表2可知，依據(jù)主成分特征值大于1提取出2個主成分，第1主成分（PC1）特征值為2.682，方差貢獻率為67.054%，第2主成分（PC2）特征值為1.143，方差貢獻率為28.567%。2個主成分累計方差貢獻率達到95.621%，反映了原始評價指標(biāo)95.621%的信息，能夠較完整體現(xiàn)出6種金花茶組植物花朵中4個主要活性成分指標(biāo)之間的關(guān)系。

對6種金花茶組植物花朵中4種活性成分指標(biāo)進行主成分的因子分析，結(jié)果見表3和圖1。

表3 6種金花茶組植物花朵中活性成分主成分載荷矩陣及成分得分系數(shù)矩陣Table 3 Principal component load matrix and component score coefficient matrix on active ingredient of 6 species of Camellia sect.Chrysantha Chang

圖1 6種金花茶組植物花朵中活性成分的主成分載荷Fig.1 Principal component load on active ingredient of 6 species of Camellia sect.Chrysantha Chang

主成分載荷矩陣反應(yīng)的是各評價指標(biāo)對主成分負荷的作用大小與方向，將各指標(biāo)在主成分中載荷值的絕對值大于0.5的指標(biāo)組合成綜合性指標(biāo)[18]，由表3及圖1可知，PC1主要綜合了類黃酮、總酚和總多糖3個指標(biāo)，方差貢獻率達67.054%，都與PC1成正相關(guān)，這說明這3個指標(biāo)含量越高，PC1載荷越大，在金花茶組植物花朵中類黃酮和總酚的載荷值相近，二者載荷值均高于總多糖，類黃酮在PC1中的載荷值比總酚高，說明類黃酮對PC1的影響較大，因此選擇類黃酮代表PC1；PC2主要綜合了總皂苷和總多糖2個指標(biāo)，方差貢獻率達28.567%，都與PC2成正相關(guān)，這說明這2個指標(biāo)含量越高，PC2載荷越大，總皂苷在PC1中的載荷值比總多糖高，因此選擇總皂苷代表PC2。主成分得分系數(shù)為負表示低于標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的總體均值，為正則表示高于標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的總體均值[18]。根據(jù)成分得分系數(shù)矩陣，得出2個主成分與4種活性成分指標(biāo)的線性組合方程，分別為：Y1=0.369X1+0.336X2-0.209X3+0.258X4；Y2=-0.062X1+0.044X2+0.711X3+0.603X4。以各成分的方差貢獻率為權(quán)數(shù)，建立金花茶組植物活性成分綜合評價模型：C=67.054%Y1+28.567%Y2。

將6種金花茶組植物4種活性成分含量數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，帶入活性成分綜合評價模型方程，得到表4。

表4 6種金花茶組植物花朵活性成分得分情況Table 4 Active ingredient scores of 6 species of Camellia sect.Chrysantha Chang

分數(shù)越高表示樣本的營養(yǎng)綜合品質(zhì)越好[19]。由表4可知，6種金花茶組植物花朵中活性成分品質(zhì)由高到低依次是：羅斯曼金花茶＞崇左金花茶＞龍州金花茶＞紅頂金花茶＞夏石金花茶＞顯脈金花茶。

2.3 6種金花茶組植物花朵中藥用活性成分指標(biāo)相關(guān)性分析

將6種金花茶組植物樣品中內(nèi)含的4種主要活性成分含量作相關(guān)性分析，結(jié)果見表5。

相關(guān)性分析表明，在供試的金花茶組植物種花朵中類黃酮含量與總酚含量顯著正相關(guān)（P＜0.01），Pearson相關(guān)系數(shù)為0.919；其他活性成分含量間均未表現(xiàn)出相關(guān)性。

表5 6種金花茶組植物花朵中活性成分指標(biāo)相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis on active ingredient contents of 6 species of Camellia sect.Chrysantha Chang

3 討論與結(jié)論

近些年，以金花茶為主的金花茶組植物花朵及相關(guān)產(chǎn)品在藥用和保健領(lǐng)域應(yīng)用逐漸增多。本研究對6種金花茶組植物花朵進行活性成分測定，其花朵中均含有類黃酮、總酚、總皂苷及總多糖，4種活性成分含量在種間差異顯著。類黃酮和總酚有較高的營養(yǎng)和保健功能價值，具有抑制腫瘤[20-21]、降血糖[22]、抗氧化[23]、增強心血管和人體免疫力等生理功效[24]；多糖屬天然大分子化合物，具有抗氧化、清除自由基、調(diào)節(jié)細胞衰老和抑制腫瘤細胞活性的功效[25-26]；皂苷類化合物具有多種重要的生物活性和廣泛的藥理作用，如抗過敏、消炎、抗病毒、治療白血病等[27]。本研究中，羅斯曼金花茶花朵中類黃酮、總酚及總多糖含量最高，顯著高于其他5種金花茶組植物；夏石金花茶及崇左金花茶的盛開花朵中總皂苷含量有極高表現(xiàn)，顯著高于其他4種金花茶組植物。結(jié)合實際觀測，羅斯曼金花茶花型美觀，花色金黃，花徑較大且蠟質(zhì)感強，花期較長，是原產(chǎn)越南北部的金花茶原種[4]；崇左金花茶四季成花，盛花期長，花黃色且花徑較大，夏石金花茶花期僅在冬季，花淡黃色，花徑較小。綜上說明，6種金花茶組植物花朵中均含有4種活性成分，在醫(yī)藥、保健及食品等方面，具有應(yīng)用前景，其中，羅斯曼金花茶花朵中富含類黃酮、總酚及總多糖，崇左金花茶花朵中富含總皂苷，在制作干花花茶及其他藥用保健產(chǎn)品方面價值較高。

本研究對6種金花茶組植物花朵中內(nèi)含的4種活性成分指標(biāo)進行主成分分析，綜合評價6種金花茶組植物花朵中內(nèi)含的活性成分價值。通過主成分分析法，提取出2個主成分，反映了原變量95.621%的信息。第1主成分綜合了類黃酮和總酚2個指標(biāo)，貢獻率為67.054%，第2主成分綜合了總皂苷和總多糖2個指標(biāo)，貢獻率為28.567%，進一步選出類黃酮和總皂苷2個核心指標(biāo)以評價6種金花茶組植物的活性成分價值。通過綜合評價模型方程，6種金花茶組植物花朵活性成分價值得分由高到低為：羅斯曼金花茶＞崇左金花茶＞龍州金花茶＞紅頂金花茶＞夏石金花茶＞顯脈金花茶，這表明，羅斯曼金花茶花朵中4種活性成分綜合價值最高，崇左金花茶次之，顯脈金花茶活性成分綜合價值最低。

由相關(guān)性分析結(jié)果可知，6種金花茶組植物花朵中類黃酮含量與總酚含量顯著正相關(guān)，即金花茶組植物花朵中類黃酮含量越高總酚含量也越高，反之，類黃酮含量越低總酚含量也越低，根據(jù)其相關(guān)性，測定類黃酮或總酚其中一種活性成分的含量即可反映出另一活性成分在金花茶組植物花朵中的含量。這可能是，金花茶組植物花朵內(nèi)含物質(zhì)具有良好的抗氧化性（自由基清除能力），類黃酮和總酚屬于多酚類物質(zhì)[15]，二者對于金花茶組植物花朵抗氧化活性的發(fā)揮具有重要作用，是花朵中主要的抗氧化活性成分，二者在抗氧化性方面起到協(xié)同作用。

受不同金花茶組植物花期差異的局限，為減小活性成分含量測定的試驗誤差，本研究僅對12月中下旬處于盛花期的部分金花茶組植物花朵采樣1次，下一步還需對其他花期金花茶組植物的活性成分含量進行測定分析，以掌握更多金花茶組植物原種花花朵中的活性成分含量信息，為金花茶組植物的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。