6種菊花花瓣的營養成分分析與評價

張倩倩,韓寶來,趙素會,朱凌佳,趙艷莉,韓 光,*

(1.菊花藥食功效開發重點實驗室,河南大學藥物研究所,河南開封 475004; 2.河南應用技術職業學院,河南開封 475004; 3.開封市農林科學研究院,河南開封 475004)

6種菊花花瓣的營養成分分析與評價

張倩倩1,韓寶來2,趙素會1,朱凌佳1,趙艷莉3,韓 光1,*

(1.菊花藥食功效開發重點實驗室,河南大學藥物研究所,河南開封 475004; 2.河南應用技術職業學院,河南開封 475004; 3.開封市農林科學研究院,河南開封 475004)

為了使開封菊花從觀賞向食用方向延伸和拓展,豐富食用菊品種,創建菊花食品產業鏈,對開封栽培的6個觀賞菊品種‘黃飛舞’、‘黃山皇菊’、‘金絲大菊’、‘銀絲大菊’、‘白線菊’、‘汴梁紫禹’中的水分、多糖、粗脂肪、維生素C、礦質元素及氨基酸等主要營養成分進行分析和評價。結果表明:6種菊花營養成分豐富,含水70.42%～88.85%,多糖18.94%～25.39%,粗脂肪3.60%～7.10%,維生素C 21.70～62.70 mg/100 g,有益礦質元素鐵163.84～234.87 mg/kg,鎂1975.66～2698.55 mg/kg,鈣3183.38～5115.60 mg/kg,鋅14.54～38.35 mg/kg,鉀26302.43～33070.04 mg/kg,鈉101.87～405.48 mg/kg,錳32.71～43.84 mg/kg,此外含有16種氨基酸,包括7種必需氨基酸,占氨基酸總量的21.80%～29.23%。主成分分析法評價6種觀賞菊的營養品質,以黃山皇菊和金絲大菊的綜合營養價值較高,可作為優良的食用菊品種。

菊花,營養成分,主成分分析,營養品質

菊花為菊科菊屬植物菊(Dendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel.)的干燥頭狀花序,《中國藥典》(2015版)收載了亳菊、滁菊、貢菊、杭菊、懷菊等5種菊花[1]。《神農本草經》記載菊花“久服利血氣,輕身,耐老延年”,列為上品,其性涼、味甘、苦,微寒。菊花主要含有黃酮、三萜、揮發油等有效成分[2],具有抗腫瘤、調血脂、抑菌、抗病毒、抗氧化、增強機體免疫力等藥理作用[3]。根據用途可分為藥用菊、食用菊和觀賞菊。目前,菊花藥用成分黃酮類化合物研究較多,營養成分主要集中在基本營養物質如可溶性糖、氨基酸、礦物質元素等方面。開封菊花是觀賞菊中的翹楚,有著悠久的食用歷史,但關于開封菊花營養價值的文獻報道較少。因此,本文對開封栽培的6個菊花品種(黃飛舞、黃山皇菊、金絲大菊、銀絲大菊、白線菊、汴梁紫禹)中的水分、多糖、粗脂肪、維生素C、礦質元素及氨基酸含量進行了測定和分析,采用主成分分析法,比較了各品種營養品質的差異,旨在從開封觀賞菊中篩選出品質優良的食用菊品種,以豐富食用菊品種,為合理開發和利用開封菊花提供理論依據。

表1 6種菊花營養成分的含量(n=3)Table 1 Contents of nutrient components in 6 speciesof chrysanthemum(n=3)

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

黃飛舞、黃山皇菊、金絲大菊、銀絲大菊、白線菊、汴梁紫禹等6種菊花 采摘于開封菊花種植基地,由開封市農科所趙艷莉副研究員鑒定為菊科菊屬植物菊(Dendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel.)的栽培品種D.Morifolium.cv. ‘huangfeiwu’,D.morifolium.cv.‘huangshanhuangju’,D.Morifolium. cv. ‘yinsidaju’,D.Morifolium.cv. ‘jinsidaju’,D.morifolium.cv. ‘baixianju’和D.Morifolium. Cv. ‘bianliangziyu’;D-無水葡萄糖對照品 中國食品藥品生物制品檢定研究院,批號:110833-201405,供含量測定用;17種混合氨基酸標準品 西格瑪奧德里奇(上海)貿易有限公司,批號:20140916;維生素C對照品 中國食品藥品生物制品檢定研究院,批號:100425-201403,供含量測定用;鐵(Fe)、錳(Mn)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、銅(Cu)、鉀(K)、鉛(Pb)、汞(Hg)、鎘(Cd)、砷(As)標準液 國家有色金屬及電子材料分析測試中心,批號:GSB 04-1726-2004,GSB 04-1736-2004,GSB 04-1720-2004,GSB 04-1735-2004,GSB 04-1761-2004,GSB 04-1725-2004,GSB 04-1733-2004,GSB 04-1724-2004,GSB 04-1729-2004,GSB 04-1721-2004,GSB 04-1714-2004,濃度1000 μg/mL。

高效液相色譜儀 LC-20AT型泵,SPD-20A型檢測器,日本島津公司;LM-2028微波消解儀 青島康信環保設備有限公司;iCAP6000系列等離子原子發射光譜儀 美國熱電公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 水分的測定 參照GB/T 8858-1988《水果、蔬菜產品中干物質和水分含量的測定方法》[4]。

1.2.2 多糖的測定 硫酸-苯酚法[5-6]。

1.2.3 粗脂肪的測定 參照GB/T 14772-2008《食品中粗脂肪的測定》,采用索氏提取法[7]。

1.2.4 維生素C的測定 色譜柱:Dr.Maisch C18(5 μm,250 mm×4.6 mm);流動相:0.1%磷酸-甲醇(v∶v=93∶7);流速:0.6 mL/min;柱溫:25 ℃;進樣量:20 μL;檢測波長:232 nm;理論塔板數以維生素C計算不少于10000。外標法計算各品種維生素C含量[8]。

1.2.5 礦質元素的測定 精密量取各元素標準液(1000 μg/mL),用5% HNO3溶液稀釋至100 μg/mL,作儲備液。另取各品種菊花0.5000 g,置于耐壓耐高溫微波消解罐中,加入濃硝酸6 mL,30% H2O22 mL,浸泡過夜。蓋好內蓋,旋緊外套,置于微波消解儀內消解,冷卻消解液低于70 ℃,取出消解罐,放冷,將消解液轉入50 mL容量瓶中,用少量5%硝酸洗滌消解罐3次,洗液合并于50 mL容量瓶中,用上述硝酸稀釋至刻度,搖勻,即得。同法制備空白溶液。采用ICP-AES法測定[9]。

1.2.6 氨基酸的測定 色譜柱:Thermo C18(5 μm,250 mm×4.6 mm);流動相A:0.1 mol/L醋酸鈉溶液(用冰醋酸調pH為6.5)-乙腈93∶7,流動相B:乙腈-水4∶1;流速:1 mL/min;進樣量:5 μL;檢測波長:254 nm;柱溫:40 ℃,理論塔板數按天門冬氨酸計算不少于5000,梯度洗脫,0～15 min,流動相A 100%→94%;15～25 min,流動相A 94%→78%;25～33 min,流動相A 78%→55%;33～36 min,流動相A 55%→0%;36～43 min,流動相A 0%→100%。精密稱取6種菊花0.25 g,以外標法計算各氨基酸含量[10]。

1.3 數據統計分析

每個樣品平行操作3次,取平均值;用SPSS 20.0軟件進行主成分分析,評價6種菊花的綜合營養品質。

2 結果與分析

2.1 6種菊花營養成分的含量

由表1可知,6種菊花營養成分存在一定差異,其中銀絲大菊含水量最高,為88.85%,黃飛舞最低,為70.42%;多糖含量以白線菊最高,為25.39%,黃飛舞最低,為18.94%,多糖具有調節免疫力、降血糖、降血脂、預防和治療糖尿病[11]、抗腫瘤、抗氧化及延緩衰老[12]、保肝[13]、抗炎[14]等生理功能,具有開發保健品的價值;脂肪是食品中重要的營養成分之一,可為人體提供必需脂肪酸,是人體熱能的主要來源,本文測得脂肪含量為3.60%～7.10%,高于昆侖雪菊[15]3.5%,其中黃飛舞與萬壽菊[16]含量相當;維生素C 21.70～62.70 mg/100 g,能促進人體內抗體的形成,增強機體免疫力,清除體內自由基,預防癌癥,改善鐵、鈣及葉酸的利用以及脂類代謝,預防心血管等疾病,是人體不可缺少的微量元素之一[17];礦質元素總量32008.78～40183.11 mg/kg;氨基酸總量10.50%～11.93%。

表2 6種菊花中12種礦質元素的含量(mg/kg)Table 2 Contents of 12 kinds mineral elements in 6 speciesof chrysanthemum(mg/kg)

表3 6種菊花氨基酸的組成及含量(%)Table 3 Compositions and contents of amino acids in 6 speciesof chrysanthemum(%)

注:*為人體必需氨基酸。

2.2 礦質元素的測定

從表2可知,6個菊花品種均含有Fe、Mg、Ca、Zn、K、Na、Mn 7種有益礦質元素,但含量差異較大,其中鐵163.84～234.87 mg/kg,銀絲大菊最高;鎂1975.66～2698.55 mg/kg,銀絲大菊最高;鈣3183.38～5115.60 mg/kg,白線菊最高;鋅14.54～38.35 mg/kg,白線菊最高;鉀26302.43～33070.04 mg/kg,銀絲大菊最高;鈉101.87～405.48 mg/kg,銀絲大菊最高;錳32.71～43.84 mg/kg,白線菊最高;重金屬銅、鎘、砷、鉛、汞等的含量均低于《中國藥典》(2015版)限量。鉀能調節細胞內液的滲透壓,調節 pH,具有維持神經興奮、細胞膜通透性和降血壓等功效[18-19],中國營養學會提出正常人每日膳食中鉀的安全和適宜的攝入量:4歲以上775～2325 mg,成年男女1875～5625 mg[20];鈣是骨骼的主要組成成分,直接影響人體的生長發育;鎂具有維持核酸結構的穩定性,激活人體各種酶的作用[21],還有助于調節人的心臟活動,降低血壓,預防心臟病等[22]。

2.3 氨基酸含量的測定

由表3可知,6種菊花均含有16種氨基酸,其中包括7種人體必需氨基酸。氨基酸總量、必需氨基酸總量差異不大,氨基酸總量10.50%～11.93%,其中谷氨酸1.56%～2.21%、脯氨酸2.31%～3.00%,谷氨酸是腦組織生長代謝中的首要氨基酸,參與多種生理活性物質的合成,在大腦、肌肉、肝臟等組織代謝過程中發揮解毒作用,此外可保護肝臟,防治肝昏迷[23]。7種必需氨基酸占氨基酸總量的21.80%～29.23%。高于10種常見水果[24]及14種常見蔬菜[25]。因此,菊花無論是用于制茶,還是作為蔬菜,都將是一種富含氨基酸的保健茶或佳肴。

2.4 不同菊花品種主成分特征值、貢獻率及累計貢獻率分析

采用主成分分析法,使用SPSS 20.0軟件對表1的數據進行標準化處理,計算各營養成分的特征值和累計貢獻率,以累計貢獻率達85%以上來確定主成分的個數,再根據其特征向量,列出主成分的函數表達式,計算各品種主成分值,對6種菊花的營養成分進行綜合評價。

由表4可知,第1主成分和第2主成分的特征值均大于1,分別為3.009和2.137,貢獻率分別為 50.155%和35.612%,前2個主成分的累計貢獻率為85.767%,表明前2個主成分能反映綜合營養品質85.767%的信息。因此,選取前2個主成分作為評價菊花營養品質的主要指標。

表4 主成分特征值表、貢獻率和累計貢獻率Table 4 Eigenvalue,contribution ratio and cumulative contribution ratio of principal components

2.5 不同菊花品種主成分分析因子載荷陣

由表5可知,第1主成分主要負載菊花花瓣中水和多糖2個指標,第2主成分主要負載氨基酸總量和維生素C的含量。

表5 主成分分析因子載荷陣Table 5 Factor loading matrix in principal component analysis

2.6 不同菊花品種各主成分值及品質得分比較

各菊花品種主成分值見表6,根據公式∑λiui(λ:主成分貢獻率,u:各品種主成分值,i:1～2),求出各品種的綜合營養品質得分。

表6 6種菊花的主成分值與營養品質得分Table 6 Scores of principal components and comprehensive scores of nutritional quality evaluation in 6 speciesof chrysanthemum cultivars

由表6得分可知綜合營養品質從高到低依次是黃山皇菊>金絲大菊>銀絲大菊>白線菊>黃飛舞>汴梁紫禹。

3 討論與結論

開封菊花栽培歷史悠久,以觀賞為主,亦有較長的食用歷史,開封人將菊花蒸包子、包餃子和泡酒等。國內外有關藥用菊花營養成分的研究較多[26-27],其含有鋅、鐵、硒等微量元素及17種氨基酸,食用菊花為菊屬(Dendranthema)中味甘芳香的栽培品種,含多種氨基酸、維生素、微量元素及菊花苷、膽堿、腺嘌呤等有效成分[28],營養價值較高,但品種還較單一,有關開封栽培菊花營養成分及食用菊品種的報道更少。本文選用的6個菊花品種皆為觀賞菊,其中汴梁紫禹是開封的傳統品種,可以觀賞和食用,主成分分析后,發現黃山皇菊、金絲大菊、銀絲大菊等5種菊花的品質均優于汴梁紫禹,說明可以從開封觀賞菊中篩選出營養品質較高的食用品種,以豐富食用菊品種群。

6種菊花營養成分豐富,水分、多糖、維生素C含量高,礦質元素、脂肪的含量差異明顯,氨基酸含量差異較小。含水量70.42%～88.85%,多糖18.94%～25.39%,白線菊含量最高,粗脂肪3.60%～7.10%,維生素C 21.70～62.70 mg/100 g,差異較大,可能與品種有關,其中黃山皇菊含量最高,與金盞菊[29]含量相當,礦質元素鉀、鈣、鎂含量較高,鋅、鐵和錳的含量較少,同時對人體有害的鉛、汞等重金屬含量低,符合規定。此外含有16種氨基酸,包括7種必需氨基酸,占氨基酸總量的21.80%～29.23%。因此,開封菊花具有較高的營養價值,為選育優良的食用菊花品種提供理論依據,但是菊花食品和保健品的研制有待進一步研究。

相關文獻報道,主成分分析法常用來分析復雜綜合性狀和育種,如郭愛華等[30]選育杏Armeniacavulgaris.的抗寒品種,卞貴建等[31]優種選育樹莓Rubusspp.的經濟性狀。本文使用此法對開封栽培的6種觀賞菊中的6種營養成分進行分析,來綜合反映各品種的營養品質,綜合得分越高表明該品種的營養品質越好,結果表明黃山皇菊>金絲大菊>銀絲大菊>白線菊>黃飛舞>汴梁紫禹,以黃山皇菊的綜合營養品質最高,說明主成分分析法可用來選育營養品質優良的食用花卉。

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Analysis and evaluation of nutritional components in 6 species ofDendranthemamorifolium

ZHANG Qian-qian1,HAN Bao-lai2,ZHAO Su-hui1,ZHU Ling-jia1,ZHAO Yan-li3,HAN Guang1,*

(1.Key Laboratory of Nutrient and Medical Chrysanthemum,Institute of Pharmaceutics,Henan University,Kaifeng 475004,China; 2.Henan Application Technology Career Academy,Kaifeng 475004,China; 3.Institute of Agriculture and Forestry Research,Kaifeng 475004,China)

Dendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel. cv. ‘huangfeiwu’,D.morifolium. cv. ‘huangshanhuangju’,D.Morifolium. cv. ‘yinsidaju’,D.Morifolium. cv. ‘jinsidaju’,D.morifolium. cv. ‘baixianju’ andD.Morifolium. cv. ‘bianliangziyu’ have long been cultivated in Kaifeng for ornamental. In order to extend and expand theD.Morifoliumfrom viewing to the edible direction,enrich edible species and establish a food industry chain,the contents of water,polysaccharides, crude fat,vitamin C,mineral elements and amino acids in the 6 species ofD.Morifoliumwere analyzed and evaluated. The results showed that the nutrients ofD.Morifoliumwere rich. The contents of water,polysaccharides,vitamin C,crude fat were 70.42%～88.85%,18.94%～25.39%,21.70～62.70 mg/100 g and 3.60%～7.10% respectively. The contents of Fe was 163.84～234.87 mg/kg,whereas Mg was 993.27～2698.55 mg/kg,Ca was 3183.38～5115.60 mg/kg,Zn was 14.54～38.35 mg/kg,K was 26302.43～33070.04 mg/kg,Na was 101.87～405.48 mg/kg and Mn was 32.71～43.84 mg/kg. In the same time,16 kinds of amino acids were determined,including 7 essential amino acids,accounted for 21.80%～29.23% of total amino acids. Nutrition quality in 6 species ofD.Morifoliumwere evaluated by Principal component analysis. Results indicated ‘Huangshanhuangju’ and ‘Jinsidaju’ were the best species,which could be developed for excellent edible species.

D.Morifolium;nutritional components;principal component analysis;nutritional quality

2016-09-22

張倩倩(1989-)，女，碩士研究生，研究方向：藥物質量研究與評價，E-mail：qianqianzhang8888@163.com。

*通訊作者:韓光(1966-)，女，博士，教授，研究方向：天然活性成分研究及新藥開發，E-mail：hang@henu.edu.cn。

菊花系列產品的研制(172107000021)；開封菊花對酒精性肝損傷的保護作用(1603112)。

TS201.1

A

1002-0306(2017)08-0346-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.059