6種金花茶組植物花朵的氨基酸成分分析及其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)

李先民，李春牛，卜朝陽(yáng)，黃展文，黃昌艷，盧家仕

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

【研究意義】金花茶組(Camelliasect. Chrysantha Chang)植物屬山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)常綠灌木或小喬木，花朵黃色[1]，是第四紀(jì)冰川時(shí)期遺留下來(lái)的原始山茶遺珍，被稱為植物活化石[2]，在我國(guó)廣西首次發(fā)現(xiàn)黃色山茶屬植物金花茶(C.nitidissima)時(shí)曾震驚世界[3-4]。金花茶組的大部分原種分布在我國(guó)廣西西南部及越南與廣西接壤的區(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已達(dá)40多個(gè)[5]。已有研究表明，金花茶組植物的花朵中含有黃酮、皂苷、多糖和植物多酚等多種生理活性成分及氨基酸和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分[6-8]，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和特殊的保健功能[9-10]。近年來(lái)，金花茶的花已被開發(fā)成花茶、袋泡茶、瓶裝飲料、濃縮液和口服液等一系列營(yíng)養(yǎng)保健產(chǎn)品[11]，市場(chǎng)前景較好，但價(jià)格昂貴[12]，而除金花茶外的其他金花茶組植物鮮見被用于營(yíng)養(yǎng)保健產(chǎn)品開發(fā)的報(bào)道。因此，分析除金花茶外的其他金花茶組植物花朵中氨基酸組成及含量，對(duì)金花茶組植物的開發(fā)利用具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】梁機(jī)等[13]測(cè)定8種金花茶葉片的氨基酸總含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)毛瓣金花茶幼葉的氨基酸含量最高，達(dá)6.3 %。林華娟等[14]研究顯示，金花茶花朵中含有18種游離氨基酸，總游離氨基酸含量達(dá)80.8 mg/100g，其中脯氨酸含量最高，占總游離氨基酸含量的38.7 %。唐健民等[11]對(duì)金花茶花蕾、開放花朵和初謝花朵的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)金花茶花蕾、開放花朵和初謝花朵中的氨基酸總量分別為7.44、5.14和5.00 g/100g。張蕾等[15]對(duì)金花茶不同發(fā)育期花瓣?duì)I養(yǎng)與生物活性成分的研究表明，金花茶花瓣中氨基酸組分構(gòu)成合理，其中谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸和賴氨酸組分含量較高，4個(gè)發(fā)育期花瓣的必需氨基酸/總氨基酸變化穩(wěn)定，變幅為40.9 %～41.8 %。朱成豪等[6]研究嫁接對(duì)金花茶營(yíng)養(yǎng)成分的影響，結(jié)果表明嫁接金花茶葉片中氨基酸總量和必需氨基酸總量顯著高于實(shí)生金花茶，必需氨基酸指數(shù)(EAAI)排序?yàn)榧藿尤~片>實(shí)生葉片>實(shí)生花朵>嫁接花朵。陳菁瑛等[16]研究不同貯藏方法對(duì)金花茶花品質(zhì)的影響，結(jié)果表明隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，氨基酸總量與藥效氨基酸含量均呈先緩升后下降再匯聚的變化趨勢(shì)。唐健民等[17]對(duì)經(jīng)過(guò)不同干燥工藝后的金花茶花的有效成分和活性物質(zhì)進(jìn)行綜合比較，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于鮮花游離氨基酸總量，冷凍和微波干燥后的游離氨基酸含量分別提高0.22和0.48 g，烘箱干燥后下降了0.29 g，微波干燥可使金花茶花中游離氨基酸含量顯著提高?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，關(guān)于金花茶組植物中氨基酸成分及含量的研究多集中于金花茶1個(gè)種[18]，針對(duì)多種金花茶組植物氨基酸成分及含量分析與其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)的研究鮮見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】選擇龍州金花茶(C.longzhouensis)等6種原產(chǎn)于廣西或越南、種質(zhì)資源獨(dú)特、在氨基酸成分方面少有研究的金花茶組植物原種作為研究對(duì)象，測(cè)定其盛開花朵的17種必需氨基酸和非必需氨基酸含量，參考WHO/FAO標(biāo)準(zhǔn)模式譜及氨基酸比值系數(shù)法進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分析與評(píng)價(jià)，并進(jìn)行氨基酸主成分分析，旨在為金花茶組植物的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試金花茶組植物為龍州金花茶(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)和夏石金花茶(C.xiashiensis)，均為實(shí)生苗，8～10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(東經(jīng)108°22′，北緯22°48′)[19]，該區(qū)域環(huán)境條件能滿足供試金花茶組植物良好生長(zhǎng)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 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的花朵，每種采15株，每株隨機(jī)采摘盛開期花朵3朵，5株為1個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)采集15朵，共3個(gè)重復(fù)。采集的花朵經(jīng)蒸餾水洗凈，密封于-18 ℃保存，用于測(cè)定氨基酸含量。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法 氨基酸含量測(cè)定： 參考張?jiān)赖萚20]的方法采用柱前衍生反相高效液相色譜法測(cè)定17種氨基酸含量。氨基酸成分分析評(píng)價(jià)：根據(jù)氨基酸含量測(cè)定數(shù)據(jù)計(jì)算6種金花茶組植物花朵中必需氨基酸的相關(guān)比例，參考WHO/FAO的標(biāo)準(zhǔn)模式譜[21-22]進(jìn)行分析；根據(jù)氨基酸平衡理論，利用標(biāo)準(zhǔn)模式譜計(jì)算必需氨基酸的氨基酸比值(RC)和比值系數(shù)分(SRC)并進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中必需氨基酸的氨基酸比(RAA)=金花茶組植物花朵中某氨基酸的含量/標(biāo)準(zhǔn)模式譜中同種氨基酸的含量，RC=RAA/RAA均值，SRC=100-c.v.×100(c.v.為RC的變異系數(shù))[23]。RC最小值對(duì)應(yīng)的氨基酸為第1限制氨基酸，以此類推；RC大于或小于1.00，說(shuō)明該種必需氨基酸相對(duì)過(guò)?；蛳鄬?duì)不足，RC等于1.00表明其組成比例與模式譜一致；SRC越小，說(shuō)明營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越低，SRC接近100.00，則營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 21.0進(jìn)行方差分析、顯著性檢驗(yàn)(Duncan's新復(fù)極差法)和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 6種金花茶組植物花朵中的氨基酸組成

從表1可看出，6種金花茶組植物花朵中均含有常見的17種氨基酸，包括7種必需氨基酸，10種非必需氨基酸；6種金花茶組植物花朵的谷氨酸和異亮氨酸含量均較高，而蛋氨酸和組氨酸含量均較低；各金花茶組植物花朵的17種氨基酸含量間均存在一定程度差異；種間的天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸含量差異極顯著(P<0.01，下同)，而精氨酸和纈氨酸含量差異不顯著(P>0.05，下同)；夏石金花茶花朵中除蛋氨酸和亮氨酸外，其他氨基酸含量均處于最高或較高水平，其中，谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、丙氨酸和脯氨酸含量顯著高于其他金花茶組植物(P<0.05，下同)；6種金花茶組植物間花朵的總氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、9種藥用氨基酸[24]和2種鮮味氨基酸[25]含量間也存在明顯差異，其中夏石金花茶的總氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、9種藥用氨基酸和2種鮮味氨基酸含量分別為5.93、1.96、3.97、3.45和1.19 g/100g，均顯著高于其他金花茶組植物；在6種金花茶組植物花朵中，必需氨基酸/非必需氨基酸為0.50～0.61，種間差異顯著，而必需氨基酸/總氨基酸為0.33～0.38(即各金花茶組植物的必需氨基酸含量在總氨基酸含量中占比33 %～38 %)，藥用氨基酸/總氨基酸為0.56～0.62(即各金花茶組植物的藥用氨基酸含量在總氨基酸含量中占比56 %～62 %)，二者的種間差異極顯著；鮮味氨基酸/總氨基酸為0.17～0.20(即各金花茶組植物的鮮味氨基酸含量在總氨基酸含量中占比17 %～20 %)，種間差異不顯著；必需氨基酸/非必需氨基酸、必需氨基酸/總氨基酸和藥用氨基酸/總氨基酸最高的均為紅頂金花茶，分別為0.61、0.38和0.62，鮮味氨基酸/總氨基酸最高的為崇左金花茶、夏石金花茶和紅頂金花茶，均為0.20。說(shuō)明6種金花茶組植物花朵的氨基酸組成比例較相似，均以谷氨酸含量最高，蛋氨酸和組氨酸含量最低。

表1 6種金花茶組植物花朵的氨基酸組成

表2 6種金花茶植物花朵的必需氨基酸含量占總氨基酸含量的比例

2.2 6種金花茶組植物花朵的必需氨基酸組成及其與模式譜比較

由表2可知，6種金花茶組植物花朵的必需氨基酸總含量為42.19 %～48.98 %，均高于WHO/FAO模式譜的35.00 %，其中，蘇氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸和賴氨酸所占比例分別為4.61 %、6.85 %、8.78 %、10.44 %和5.68 %，分別較模式譜高15.25 %、95.71 %、119.50 %、74.00 %和3.27 %，而纈氨酸和亮氨酸含量所占比例分別低于模式譜16.00 %和34.71 %，表明金花茶組植物花朵在補(bǔ)充人體氨基酸方面具有一定的開發(fā)價(jià)值。就不同金花茶組植物而言，紅頂金花茶的亮氨酸含量所占比例為7.31 %，高于模式譜；龍州金花茶的纈氨酸含量所占比例為4.95 %，是最接近模式譜的原種；羅斯曼金花茶的蘇氨酸含量所占比例和顯脈金花茶的賴氨酸含量所占比例略低于模式譜。

2.3 6種金花茶組植物花朵氨基酸的SRC

通過(guò)計(jì)算比例系數(shù)和SRC(表3)可知，6種金花茶組植物花朵必需氨基酸的平均SRC為52.71，整體而言亮氨酸、纈氨酸和賴氨酸的RC值較小，表明該3種氨基酸占總氨基酸比例較低，分別為金花茶組植物花朵的第1、2、3限制氨基酸；不同金花茶組植物間氨基酸的SRC存在一定差異，其中紅頂金花茶的SRC最高，為63.77，較分值排第2位的羅斯曼金花茶高20.16 %；紅頂金花茶和羅斯曼金花茶的SRC高于6種金花茶組植物花朵的SRC均值，其他4種金花茶組植物的SRC均低于均值，其中夏石金花茶和崇左金花茶的SRC最低，分別為49.79和48.16，而二者的亮氨酸和纈氨酸的RC均較低，為二者的第1和2限制氨基酸；6種金花茶組植物花朵的SRC排序?yàn)榧t頂金花茶>羅斯曼金花茶>龍州金花茶>顯脈金花茶>夏石金花茶>崇左金花茶，表明紅頂金花茶花朵的氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高。

表3 6種金花茶植物花朵中氨基酸比值系數(shù)分

表4 6種金花茶組植物花朵的氨基酸主成分特征值和方差貢獻(xiàn)率

表5 6種金花茶組植物花朵氨基酸的主成分載荷矩陣

2.4 6種金花茶組植物花朵必需氨基酸的主成分分析

對(duì)6種金花茶組植物花朵的17種氨基酸含量指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果(表4)表明，依據(jù)主成分特征值大于1.000提取的前3個(gè)主成分[第1主成分(PC1)、第2主成分(PC2)和第3主成分(PC3)]，其特征值分別為11.590、2.801和1.402，方差貢獻(xiàn)率分別為68.178 %、16.476 %和8.247 %，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)92.901 %，可反映原始評(píng)價(jià)指標(biāo)92.901 %的信息，能較完整體現(xiàn)6種金花茶組植物花朵17種氨基酸含量指標(biāo)間的關(guān)系。由表5可知，PC1主要綜合天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、精氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、纈氨酸、胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸等15個(gè)氨基酸含量指標(biāo)的信息，方差貢獻(xiàn)率達(dá)68.178 %，其在PC1中載荷值的絕對(duì)值為0.596～0.951，除亮氨酸含量外的14個(gè)指標(biāo)均與PC1成正相關(guān)，說(shuō)明該14個(gè)指標(biāo)含量越高，PC1載荷越大；PC2主要綜合組氨酸和胱氨酸含量2個(gè)指標(biāo)的信息，方差貢獻(xiàn)率為16.476 %；PC3僅綜合蛋氨酸含量1個(gè)指標(biāo)的信息，方差貢獻(xiàn)率為8.247 %。說(shuō)明采用17種氨基酸中某一種或幾種氨基酸含量指標(biāo)不能用于評(píng)價(jià)金花茶組植物花朵的氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而利用全部17種氨基酸指標(biāo)才能綜合評(píng)價(jià)其氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

3 討 論

近年來(lái)，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。本研究結(jié)果表明，6種金花茶組植物花朵中均含有17種氨基酸(包括7種人體必需氨基酸)，氨基酸總量在3.73～5.93 g/100g，其中屬藥用氨基酸和鮮味氨基酸的谷氨酸含量最高，與唐健民[11]、張蕾[15]的研究結(jié)果一致；屬必需氨基酸和藥用氨基酸的異亮氨酸含量次之，含量較高的氨基酸還有天冬氨酸(屬藥用氨基酸和鮮味氨基酸)，說(shuō)明金花茶組植物花朵在藥用保健和呈味方面有較好表現(xiàn)。本研究中，6種金花茶組植物花朵的必需氨基酸、非必需氨基酸和藥用氨基酸含量在種間差異顯著，而鮮味氨基酸含量在種間差異不顯著，其中，各金花茶組植物的7種必需氨基酸含量在總氨基酸含量中占比33 %～38 %，9種藥用氨基酸在總氨基酸含量中占比56 %～62 %，接近或高于枇杷(56 %)和枸杞(60 %)[26]，2種鮮味氨基酸含量在總氨基酸含量中占比17 %～20 %；必需氨基酸總含量為42.19 %～48.98 %，明顯高于WHO/FAO模式值(35.00 %)，接近卵清蛋白模式值(49.70 %)[27]；單個(gè)必需氨基酸含量中，異亮氨酸含量(6.19 %～9.67 %)、苯丙氨酸+酪氨酸含量(8.98 %～11.97 %)和賴氨酸含量(5.24 %～6.05 %)較高，接近甚至超過(guò)卵清蛋白模式相應(yīng)的氨基酸含量(6.60 %、10.00 %和5.50 %)[26]。綜上所述，本研究中6種金花茶組植物均可提供藥用價(jià)值較高的植物源蛋白，口感良好，具有較高的開發(fā)潛能。

氨基酸比值系數(shù)法是評(píng)價(jià)食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值常用的化學(xué)分析方法，是根據(jù)氨基酸平衡理論利用WHO/FAO的氨基酸模式進(jìn)行蛋白質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)，計(jì)算出SRC[23]。本研究6種金花茶組植物花朵的SRC排序?yàn)榧t頂金花茶>羅斯曼金花茶>龍州金花茶>顯脈金花茶>夏石金花茶>崇左金花茶，表明紅頂金花茶花朵的氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及品質(zhì)最高，易被人體吸收[24]；結(jié)合必需氨基酸含量在總氨基酸含量中的占比來(lái)看，紅頂金花茶的7種必需氨基酸與總氨基酸的比值為38 %，7種必需氨基酸與非必需氨基酸的比值為61 %，與FAO/WHO規(guī)定的人體所需理想蛋白質(zhì)模式最接近[21]；同時(shí)，紅頂金花茶的亮氨酸含量所占比例為7.31 %，是本研究中唯一高于WHO/FAO模式譜的金花茶組植物；SRC排名前兩位的紅頂金花茶和羅斯曼金花茶均為原產(chǎn)越南的金花茶原種[5, 28]，但目前對(duì)越南原種金花茶氨基酸含量的研究鮮見報(bào)道，說(shuō)明越南原種金花茶與廣西本地金花茶花朵在氨基酸等次生代謝物含量方面存在差異，與王坤等[29]的研究結(jié)果一致。結(jié)合紅頂金花茶花色金黃、花朵直徑大和單株花朵產(chǎn)量高的實(shí)際觀察結(jié)果推斷，紅頂金花茶屬于新優(yōu)金花茶種質(zhì)資源，也是開發(fā)金花茶組植物氨基酸產(chǎn)品的良好材料，在醫(yī)藥、保健及食品等領(lǐng)域具有較好應(yīng)用前景。

本研究中，夏石金花茶花朵中除蛋氨酸和亮氨酸外，其他氨基酸含量及總氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、藥用氨基酸和鮮味氨基酸含量均最高或較高，但其SRC較低，究其原因可能是夏石金花茶花朵的必需氨基酸(亮氨酸和纈氨酸)含量占總氨基酸比例較低，而谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸等非必需氨基酸含量占比較高，造成各種氨基酸比例不均衡。依據(jù)公式SRC=100-c.v.×100，食物中氨基酸的RC越分散，表示這些氨基酸在氨基酸平衡中所作的負(fù)貢獻(xiàn)越大，c.v.變大，SRC變小，而蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越低。已有研究認(rèn)為，氨基酸不足和過(guò)剩均會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值產(chǎn)生負(fù)面影響[20]。本研究中，夏石金花茶花朵的鮮味氨基酸含量與總氨基酸含量比值在6種金花茶組植物屬最高之一，即富含谷氨酸和天冬氨酸等鮮味氨基酸，可開發(fā)為飲用口感較佳的花茶，與唐健民等[11]的研究結(jié)果一致。此外，夏石金花茶花朵中還富含其他功能氨基酸，可用于開發(fā)多種氨基酸復(fù)合劑。

本研究結(jié)果表明，6個(gè)金花茶組植物花朵亮氨酸、纈氨酸和賴氨酸的RC值較小，表明該3種氨基酸含量占總氨基酸含量比例偏低，為金花茶組植物花朵的第1、2、3限制氨基酸，因此，在金花茶組植物花茶飲品或保健品開發(fā)過(guò)程中，可與其他富含亮氨酸、纈氨酸和賴氨酸的材料結(jié)合，以提高金花茶組植物花朵的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；由6種金花茶組植物花朵中氨基酸的主成分分析結(jié)果可知，PC1主要綜合除組氨酸和蛋氨酸外15個(gè)氨基酸含量指標(biāo)的信息，方差貢獻(xiàn)率達(dá)68.178 %，其在PC1中的載荷值為0.596～0.951，PC2主要綜合組氨酸和胱氨酸含量指標(biāo)的信息，PC3主要綜合蛋氨酸含量指標(biāo)的信息，表明某一個(gè)或幾個(gè)氨基酸指標(biāo)不能用于評(píng)價(jià)金花茶組植物花朵的氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而利用測(cè)定的17種氨基酸含量指標(biāo)才能綜合評(píng)價(jià)其氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，究其原因可能是金花茶組植物花朵中富含多種氨基酸成分，不同種金花茶組植物的氨基酸含量存在差異，且種間氨基酸含量差異相關(guān)性不明顯，因此，用任何一個(gè)或幾個(gè)氨基酸含量指標(biāo)評(píng)價(jià)金花茶組植物氨基酸的綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值均具有片面性，此分析結(jié)果也與氨基酸平衡理論[23]一致。受不同金花茶組植物花期差異的局限，為減小氨基酸含量測(cè)定的試驗(yàn)誤差，本研究?jī)H對(duì)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(duì)其他花期金花茶組植物的氨基酸含量進(jìn)行測(cè)定分析，以掌握更多金花茶組植物原種花朵中的氨基酸含量信息，為金花茶組植物的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

4 結(jié) 論

6種金花茶組植物花朵的氨基酸種類齊全且含量較高，種間差異明顯，其中紅頂金花茶花朵的氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高。