赤峰地區紫斑牡丹籽脂肪酸及氨基酸成分分析

畢曉丹,趙雪梅,李曉蘭

(赤峰學院化學與生命科學學院,內蒙古赤峰 024000)

牡丹,原產地我國,是我國特有的名貴花卉,集觀賞、藥用、經濟性于一身[1-3]。內蒙古赤峰地區自2006年引種栽培油用紫斑牡丹,截至目前已經獲得初步成功[4],但牡丹系列產品的開發和應用工作還需要深入開展。牡丹籽不僅含油量高,還富含大量其他有效活性成分[5-6],是極具利用價值和開發潛力的牡丹產物。牡丹具有獨特的生態生物學特性,張翠英等[7]研究表明種植地區的地理條件、氣候條件、氣候災害條件影響著牡丹植株的生長、結實及牡丹籽的品質。赤峰地區自然地理區劃屬于東北地區[8],當地的氣候和土壤條件與紫斑原產地差異較大,對赤峰地區紫斑牡丹籽品質的影響尚不清楚。該研究以內蒙古赤峰的 “紫斑”、河南洛陽的“鳳丹”、山西絳縣的“紫斑”牡丹籽為原料,分析牡丹籽的脂肪酸成分和含量,并比較氨基酸組成比例的差異,為進一步全面利用赤峰地區牡丹資源、發展地方經濟提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1試驗原料。內蒙古赤峰地區紫斑牡丹籽采收自赤峰種植區,山西絳縣紫斑牡丹籽和河南洛陽鳳丹牡丹籽均購自產地。

1.1.2主要試劑。石油醚、鹽酸、正己烷等均為國產分析純,購自天津市科密歐化學試劑有限公司;氨基酸分析儀流動相,購自德國曼默博爾公司。

1.1.3主要儀器。SB-5200DTD型超聲波清洗機、ZDF型真空干燥箱,購自寧波新芝有限公司;A300型自動氨基酸分析儀,購自德國曼默博爾公司;SQP型電子天平,購自德國賽多利斯公司;5424型高速離心機,購自美國Eppendorf公司;SHZ-82型恒溫氣浴振蕩器,購自常州國華儀器有限公司;RE-52型旋轉蒸發儀,購自上海亞榮生化儀器廠;UV2600型分光光度計,購自北京普析通用儀器有限責任公司;PHS-3C型酸度計,購自雷磁上海儀電科學儀器股份有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1牡丹籽預處理。赤峰紫斑牡丹籽為9月份采集成熟的牡丹莢果,晾曬風干,其他2種牡丹籽購自產地。將牡丹籽放在 45 ℃ 烘箱中烘干 24 h 后,選取飽滿、無蟲害牡丹籽,經去殼、粉碎、過20目篩,過篩后的牡丹籽粉在55 ℃烘箱中烘烤4 h后取出,過40目篩,即為牡丹籽粉,干燥、低溫處避光保存備用。

1.2.2牡丹籽含油量及蛋白質含量測定。取已經處理好的干燥的牡丹籽粉依據中華人民共和國國家相關標準《植物油料 含油量測定》(GB/T 14488.1—2008)測定含油量。

取已經處理好的干燥的牡丹籽粉100 g于錐形瓶中,加入600 mL正己烷與之充分混勻,放置于搖床中在室溫下脫脂48 h,將脫脂后的牡丹籽粉置于通風櫥中干燥至正己烷完全揮發,過40目篩,即可得到脫脂牡丹籽粕粉,干燥、低溫處避光保存備用。采用《食品中蛋白質測定》(GB 5009.5—2016)測定蛋白質含量。

1.2.3牡丹籽的脂肪酸成分含量比較。采用《食品中脂肪酸測定》(GB 5009.168—2016)測定脂肪酸含量,分析脂肪酸種類和含量,并對赤峰地區紫斑牡丹和河南洛陽鳳丹牡丹、山西絳縣紫斑牡丹進行脂肪酸組分及含量比較。

1.2.4牡丹籽的氨基酸成分分析。準確稱取脫脂后的牡丹籽粕粉0.1 g放入水解管中,立即加入6 mol/L的鹽酸(分析純)10 mL,將密封的水解管放入真空干燥箱,在110 ℃條件下水解22 h。取出水解后的樣品管冷卻至室溫,過濾后用超純水定容至50 mL,取1 mL過濾液在60 ℃水浴條件下脫酸。在脫酸后的樣品中加入1 mL樣品緩沖液使其溶解,并置于混合振蕩器上混合均勻,通過0.22 μm過濾器過濾,然后上機分析。

1.3 數據統計分析利用 Excel 2010 對數據進行統計,比較3個牡丹籽樣品的含油率、蛋白質含量、脂肪酸含量。利用SPSS 19.0進行方差分析、差異顯著性分析(P<0.05),對3個牡丹籽樣品中各氨基酸組分的含量進行差異分析。

2 結果與分析

2.1 牡丹籽含油率及蛋白質含量測定對所制備的牡丹籽粉進行含油量和蛋白質含量測定,結果見表1。結果顯示,絳縣紫斑牡丹含油率最高,其次是洛陽鳳丹牡丹,赤峰紫斑牡丹含油率最低。絳縣紫斑牡丹蛋白質含量最高,其次為洛陽鳳丹牡丹,赤峰紫斑牡丹蛋白質含量最低。

表1 牡丹籽含油率及蛋白質含量

2.2 牡丹籽脂肪酸含量比較脂肪酸種類及含量分析結果見表2。3個牡丹籽樣品中共含有12種脂肪酸,其中飽和脂肪酸6種,不飽和脂肪酸6種。赤峰紫斑牡丹籽中未檢測出肉蔻酸、十五碳酸。赤峰紫斑牡丹中不飽和脂肪酸含量占總脂肪酸的93.19%,主要有α-亞麻酸(43.80%)、亞油酸(26.90%)、油酸(22.20%)。赤峰紫斑牡丹籽中不飽和脂肪酸含量低于洛陽鳳丹牡丹(95.17%)、高于絳縣紫斑牡丹(91.95%)。赤峰紫斑牡丹脂肪酸種類主要是含有的飽和脂肪酸種類少于絳縣紫斑牡丹、洛陽鳳丹牡丹。

表2 牡丹籽脂肪酸成分含量

2.3 牡丹籽氨基酸組成比較氨基酸種類及含量分析結果見表3。3個牡丹籽中檢測到17種氨基酸,其中包括必需氨基酸9種(甲硫氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸),非必需氨基酸8種(脯氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、胱氨酸)。赤峰紫斑與洛陽鳳丹、絳縣紫斑牡丹中有4種必需氨基酸(纈氨酸、亮氨酸、組氨酸、精氨酸)含量之間存顯著差異,絳縣紫斑牡丹與洛陽鳳丹牡丹品種中有3種必需氨基酸(亮氨酸、異亮氨酸、精氨酸)含量之間存在顯著差異;赤峰紫斑牡丹與絳縣紫斑牡丹在蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、組氨酸、精氨酸共6種必需氨基酸含量上存在顯著差異。赤峰紫斑與洛陽鳳丹牡丹之間谷氨酸和甘氨酸含量差異顯著,而絳縣紫斑與洛陽鳳丹牡丹之間僅天冬氨酸含量差異顯著,值得注意的是赤峰紫斑和絳縣紫斑牡丹之間共5種非必需氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸)含量差異顯著。

表3 牡丹籽氨基酸含量

3 討論

赤峰地區栽培紫斑牡丹籽成分測定結果顯示:赤峰紫斑牡丹含油率在31.4%,低于其他2個樣品,但高于油用牡丹的含油率標準(20%);其不飽和脂肪酸含量占總脂肪酸的93.19%,低于洛陽鳳丹牡丹(95.17%),高于絳縣紫斑牡丹(91.95%),這個含量顯著高于大豆、花生、橄欖油等日常食用植物油重的含量[9];并且主要含有的不飽和脂肪酸為α-亞麻酸、亞油酸、油酸。亞麻酸的含量尤為突出,在40%以上,亞油酸含量也達到27%左右。亞麻酸和亞油酸是人體不能自行合成且需要從食物中獲取的必需脂肪酸,亞麻酸具有降血脂、抗衰老、增強免疫等保健功能,亞油酸有抗腫瘤、抗氧化、預防心腦血管等重要作用[10-13]。此外在赤峰地區紫斑牡丹籽中還檢測到具有抗癌作用[6]的十七烷酸這種奇數碳脂肪酸。

深入比較赤峰地區的紫斑牡丹籽與其他2個樣品的脂肪酸含量,測定結果顯示,赤峰地區的紫斑牡丹籽中脂肪酸的含量與洛陽鳳丹、絳縣紫斑均有差異。資料顯示牡丹栽培區的地理條件、氣候條件、氣候災害條件影響著牡丹植株的生長、結實及牡丹籽的品質。赤峰地區自然地理區劃屬于東北地區,氣候資源普遍是熱量資源較少,冬季漫長寒冷,降水量少,太陽輻射偏低,赤峰和絳縣在地理、氣候、土壤條件的不同可能是造成脂肪酸含量差異的原因。侯娜等[14]、張珊珊等[15]對鳳丹和紫斑牡丹 6 個產地牡丹籽脂肪酸組分的研究結果顯示,品種和種植地對牡丹籽中蛋白質和脂肪酸含量有影響。分析脂肪酸成分差異發現,赤峰紫斑品種脂肪酸種類差別在于含有的飽和脂肪酸種類少于絳縣紫斑牡丹、洛陽鳳丹牡丹。從以上結果可以看出,品種和地理條件均可能影響牡丹籽脂肪酸成分和含量。

經測定,赤峰紫斑牡丹蛋白質含量為24.3%,分別低于絳縣紫斑牡丹蛋白質含量(27.4%)和洛陽鳳丹牡丹蛋白質含量(26.8%)。資料顯示,牡丹籽粕蛋白含量為30%左右[16],但此次測定的3個樣品蛋白質含量均低于該值。為了繼續分析牡丹籽蛋白的營養價值,深入分析其氨基酸組成和含量,結果發現,赤峰地區紫斑牡丹籽中含有必需氨基酸9種(甲硫氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸)、非必需氨基酸8種(脯氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、胱氨酸),3個牡丹籽樣品中氨基酸種類沒有差異,赤峰地區的牡丹籽蛋白氨基酸種類齊全,必需氨基酸含量豐富,是一種優質的植物蛋白資源。但是3個牡丹籽樣品之間某些氨基酸組分的含量有顯著差異。赤峰紫斑牡丹籽與絳縣紫斑牡丹之間有6種必需氨基酸含量差異顯著;5種非必需氨基酸含量差異顯著,顯示出栽培區地理和氣候條件可能是影響氨基酸含量的因素。

4 結論

在赤峰地區引種栽培的油用紫斑牡丹籽含油率和蛋白質含量均低于山西絳縣紫斑牡丹和河南洛陽鳳丹牡丹,但均高于油用牡丹品種的平均值,而且牡丹籽油中富含不飽和脂肪酸,氨基酸組成種類全面,必需氨基酸含量豐富,具有較高的經濟價值。赤峰地區的氣候和土壤條件對脂肪酸成分和含量以及氨基酸含量具有一定程度的影響。未來,需要結合當地種植條件對牡丹的各種有效成分進行定量定性的持續研究,為不斷提升牡丹產品的質量以及牡丹在赤峰地區的產業化開發提供科學的參考依據。