三种红花油茶花营养成分分析及氨基酸评价

杨 柳,吴雪辉,沈 冰 郑志丹，谭靖怡

(华南农业大学食品学院,广东广州 510642)

三种红花油茶花营养成分分析及氨基酸评价

杨 柳,吴雪辉*,沈 冰 郑志丹，谭靖怡

(华南农业大学食品学院,广东广州 510642)

为了解红花油茶花的营养价值,以目前主要推广种植的浙江、腾冲、广宁3个红花油茶品种的花为原料,测定蛋白质、粗脂肪、总糖、还原糖、多糖、氨基酸、黄酮、多酚、花青素和维生素C等主要营养成分,并进行评价。结果表明:红花油茶花营养成分丰富,其中总糖、还原糖和多糖含量较高,分别为31%～37%、17%～26%和7.1%～8.2%,蛋白质含量在3.2%～3.6%之间;抗氧化成分含量较高,黄酮和多酚含量高达3000 mg/100 g以上,花青素为251～416 mg/100 g,维生素C为10～21 mg/100 g;3种红花油茶花营养成分的主成分分析显示,浙江红花、腾冲红花和广宁红花油茶花中营养成分综合评分分别为2.630、-0.428和2.032,说明浙江红花油茶花的营养价值较好。3种红花油茶花的氨基酸种类齐全、含量丰富,总量介于145.65～171.72 mg/100 g之间,均含有7种以上人体必需氨基酸;浙江红花油茶花的氨基酸比值得分最高;腾冲红花油茶花的蛋白质消化利用率最高,且其味觉氨基酸比例最优。在既定的测定范围内,综合分析表明浙江红花油茶花的营养价值最好。

红花油茶花,营养成分,主成分分析,氨基酸评价

红花油茶(Camelliachekiangoleosa)属山茶科山茶属植物,为我国14个油茶种群之一,是地方性稀罕的优良油茶种群。红花油茶树姿优美,花大色艳,着花数多,开花期长,一般在11月至次年4月开花,约140 d左右[1]。油茶属于异花授粉树种,其授粉主要靠昆虫来完成,自花授粉基本不育,冬天昆虫活动减少,很多油茶花授不上粉,所以大多数油茶花都没有结成果实,造成树体营养浪费,座果率低,为了保证油茶果的产量和品质,可采用人为疏除部分过多的花[2]。因此油茶花作为副产物,产量非常丰富。

表1 3种红花油茶花的主要营养成分及含量

注:数据为干基数据，同行数据后小写英文字母不同者表示差异显著(p<0.05)。

油茶花作为油茶树的生殖器官,集中了油茶中的营养物质,富含蛋白质、氨基酸、还原糖、多糖、多酚、黄酮、花青素、维生素等生物活性成分[3],这些化合物具有独特的体内调节功能,有解毒、降脂、降糖、滋补、养颜、抗衰老、抗肿瘤及增强免疫力等多种功效[4]。

近年来,随着我国油茶栽培面积逐步扩大,人们只重视油茶籽的生产加工,而对于营养丰富的油茶花任其自生自灭,造成极大的资源浪费。目前对于油茶花的研究仅在生物学性状方面有少量研究[5-6],关于其营养成分方面尚没有任何报道。因此,本研究全面测定红花油茶花的营养成分、生理活性成分以及氨基酸组成,为红花油茶花的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

浙江、腾冲红花油茶花 由江西省德兴市源森红花茶油有限公司提供;广宁红花油茶花 广东省增城林场。均挑选无病虫害、花色正常、花瓣完整的新鲜油茶花,于50 ℃烘箱中烘干,粉碎过80目筛备用。

牛血清白蛋白、葡萄糖、茶多酚、芦丁、考马斯亮蓝等 为标准品;苯酚、2,6-二氯靛酚、3,5-二硝基水杨酸、浓硫酸、浓盐酸、磺基水杨酸、甲醇、乙醇等均为分析纯。

YP3001N型电子天平 上海精密科学仪器有限公司;HWS-24型电热恒温水浴锅 上海一恒科学仪器有限公司;SHZ-D-Ⅲ型循环水式真空泵 河南省予华仪器有限公司;DHG-9053BS-Ⅲ型电热恒温鼓风干燥箱 上海新苗医疗器械制造公司;高速中药粉碎机 浙江瑞安永历机械公司;UV-5100紫外分光光度计 上海菁华科技仪器公司;日立L-8800型全自动氨基酸分析仪 日本Hitachi公司。

1.2 测定方法

蛋白质测定:采用考马斯亮蓝G-250法;粗脂肪测定:采用索氏提取法;总糖、还原糖测定:采用3,5-二硝基水杨酸(DNS试剂)法;多糖测定:采用苯酚-硫酸法[7];多酚测定:采用酒石酸亚铁比色法[8];黄酮测定:采用比色法测定,以芦丁为标准[8];花青素测定:采用酸性乙醇比色法;维生素C测定:采用2,6-二氯靛酚滴定法;氨基酸组分:采用氨基酸自动分析仪测定。测定条件:855-350型色谱柱(4.6 mm×60 mm),柱温134℃;双通道紫外检测波长440 nm和570 nm;进样量20 μL;分析时间110 min。

1.3 数据处理

所有测定均平行重复3次,取其平均值。运用Excel 2007和SPSS 19.0软件对数据进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 红花油茶花主要营养成分含量

表1列出了3种红花油茶花中主要营养成分及其含量。

由表1可知,红花油茶花中营养成分丰富,且3种油茶花各营养成分之间的差异显著。含量最高的是糖类,总糖含量在31%～37%之间,以广宁红花油茶花中含量最高,达到36.94%;浙江红花、腾冲红花和广宁红花3种油茶花中的还原糖和多糖的含量分别为17.83%、25.83%、22.34%和8.16%、7.13%、7.33%;油茶花中蛋白质含量为3.2%～3.7%之间;脂肪含量较低,都在1%以下。3种油茶花中抗氧化成分含量丰富,尤其黄酮和多酚含量较高,黄酮含量最高的是广宁红花油茶花,达到4851.71 mg/100 g;多酚以腾冲红花油茶花中含量最高为4832.21 mg/100 g;而花青素和维生素C在浙江红花中含量最高,分别含有415.94、20.55 mg/100 g。3种红花油茶花的氨基酸总量也较为丰富,浙江红花、腾冲红花和广宁红花3种油茶花中氨基酸总量分别为145.65、162.19、171.72 mg/100 g。

2.2 红花油茶花营养成分的主成分分析

对浙江红花、腾冲红花、广宁红花油茶花的蛋白质、粗脂肪、还原糖、总糖、多糖、氨基酸、黄酮、多酚、花青素和维生素C的数据无量纲化处理后,进行主成分分析,结果如表2所示。

表2 主成分特征值、贡献率及累积贡献率

由表2可知,第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的特征值均大于1,分别为6.737、3.263,方差贡献率分别为67.368%和32.632%,两个主成分的累积贡献率能反映抗氧化成分将近100%的信息。因此,选取这两个主成分作为统计不同品种红花油茶花营养成分的主要指标。

将原始数据进行最大正交旋转处理,旋转后的主成分载荷矩阵见表3。

表3 主成分因子载荷矩阵

由表3可知,第一主成分中贡献率较大的依次为还原糖、多糖、多酚、维生素C、花青素、粗脂肪、蛋白质;而第二主成分则以总糖的贡献率最大,其次是黄酮和氨基酸。

根据第一主成分、第二主成分的方差贡献率及因子得分系数,可得到综合评价模型系数,归一化处理后可得综合评分模型表达式:

Y=-0.220X1+0.225X2-0.259X3+0.180X4+0.255X5+0.140X6+0.159X7-0.255X8+0.240X9+0.242X10

将浙江红花、腾冲红花、广宁红花油茶花的各项营养指标代入综合评分模型,结果如表4所示。由表4可知,浙江红花、腾冲红花和广宁红花油茶花中营养成分综合评分为2.630、-0.428和2.032,说明浙江红花和广宁红花油茶花的的营养价值较好。

2.3 红花油茶花的氨基酸组分分析

利用氨基酸自动分析仪测定3种红花油茶花的氨基酸组成,结果如表5所示。

表4 3种红花油茶花营养成分的综合得分

由表5可知,3种红花油茶花的氨基酸组分和含量有一定的差异,腾冲和广宁红花油茶花含有25种氨基酸,浙江红花油茶花含有24种氨基酸组分,磷酸丝氨酸仅在广宁红花油茶花中含有,半胱氨酸也仅在腾冲红花油茶花中含有。磷酸丝氨酸是大脑细胞膜的重要组成成分之一,对大脑的记忆力和情绪的稳定起到重要的调节作用;半胱氨酸具有抗衰老、抗过敏等生理功效。腾冲红花油茶花中8种人体必需氨基酸都有,总量达22.57 mg/100 g,而浙江红花和广宁红花油茶花只含有7种必需氨基酸,总量分别为15.63、16.85 mg/100 g。

此外,红花油茶花中所含功能性氨基酸种类丰富且总量较高,功能性氨基酸是指除了合成蛋白质外还具有其他特殊功能的氨基酸,其不仅对动物的正常生长和维持是必需的,而且对多种生物活性物质的合成也是必需的,具体包括精氨酸、谷氨酸+酰胺、支链氨基酸、色氨酸、天冬氨酸/酰胺、甘氨酸、鸟氨酸、鸟氨酸和脯氨酸等。3种红花油茶花在功能性氨基酸含量方面各有所长,脯氨酸含量在12.57～46.93 mg/100 g之间,以腾冲红花油茶花中含量最高,其在医药上主要用作营养增补剂,用于营养不良、蛋白质缺乏症、肠胃疾病、烫伤及术后蛋白质的补充等;精氨酸含量在11.18～39.86 mg/100 g之间,广宁红花油茶花中含量最高,其作为一种条件性必需氨基酸,生物学功能已超越了氨基酸营养的范畴,在心血管、神经和免疫系统等内分泌调节方面有重要作用;谷氨酸+谷氨酰胺的含量在广宁红花油茶花中最高,有25.01 mg/100 g,在免疫和脑神经系统中有重要的作用[9]。其次,3种红花油茶花的γ-氨基丁酸含量也较高,含量在8.62～9.97 mg/100 g之间,其有降血压和调节心血管功能的作用[10]。

2.4 红花油茶花氨基酸营养价值评价

表5 红花油茶花氨基酸组分分析(mg/100 g)

注:*代表必需氨基酸。

表6 3种红花油茶花中必需氨基酸的RAA、RC及SRC的分析结果

注:RAA=待评价蛋白质中某EAA含量/(FAO/WHO)模式中相应的氨基酸含量;RC=待评蛋白质中某 EAA 的 RAA/各种氨基酸 RAA 的平均值;SRC=100-SRD×100,其中SRD为RC的相对标准差。

2.4.1 以氨基酸模式谱评价 必需氨基酸的种类、含量及组成比例是评价植物氨基酸营养价值优劣的重要指标。各类蛋白中其必需氨基酸的组成与人体必需氨基酸的组成比例越接近,营养价值越高,品质越好[11]。利用FAO/WHO的必需氨基酸模式,计算3种油茶花中EAA的氨基酸比值(Ratio of Amino Acid,RAA),氨基酸比值系数(Ratio Coefficient of Amino Acid,RC)和比值系数分(Score of RC,SRC)[12],结果如表6所示。

由表6可知,蛋氨酸+半胱氨酸为浙江红花和广宁红花的第一限制性氨基酸,亮氨酸为腾冲红花的第一限制性氨基酸。从必需氨基酸的种类上来讲,腾冲红花油茶花较齐全;从氨基酸的比值系数分(SRC)来评价,浙江红花油茶花得分最高,为41.82,说明其营养价值较高,腾冲红花油茶花得分最低为34.24。

2.4.2 以蛋白质消化利用率评价 蛋白质的消化吸收程度可用生物价(BV)来表示,而BV与必需氨基酸指数(EAAI)间存在特定的正比关系,有极显著的相关性。因此,通过计算EAAI值可表征蛋白质消化利用率[13],3种红花油茶花的必需氨基酸指数见表7。

表7 3种红花油茶花在不同标准下的EAAI值

注:EAAI=[苏氨酸(t)/苏氨酸(s)×赖氨酸(t)/赖氨酸(s)…×色氨酸(t)/色氨酸(s)]1/n,其中,n为比较的必需氨基酸数;t为样品必需氨基酸含量;s为所参照标准的必需氨基酸含量。

由表7可以看出,各种标准下,腾冲红花油茶花的EAAI值都是最高的,表明其消化利用率最高,浙江红花油茶花次之,消化利用率最低的是广宁红花油茶花。

2.4.3 以味觉氨基酸评价 氨基酸在食品的呈味方面起着重要作用,有的具有甜味,也有的具有苦味,少数还有酸味、鲜味及芳香味。3种红花油茶花中呈味氨基酸含量情况如表8所示。

表8 3种红花油茶花呈味氨基酸含量(mg/100 g)

从表8可以看出,在3种油茶花中腾冲红花油茶花的口感和风味最好,其甜味氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、脯氨酸、赖氨酸)和鲜味氨基酸(缬氨酸、异亮氨酸、亮氨 酸、苯丙氨酸、精氨酸、1-甲基组氨酸、色氨酸、组织胺)含量最高,苦味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺)含量最低,分别为61.01、25.80、28.15 mg/100 g;而广宁红花油茶花的风味最差,表现甜味氨基酸和酸鲜味氨基含量最低,苦味氨基酸含量最高;浙江红花油茶花的口感和风味则介于二者之间。

3 结论

3种红花油茶花营养成分丰富,总糖、还原糖和多糖含量分别为31%～37%、17%～26%和7.1%～8.2%,蛋白质含量在3.2%～3.6%之间,脂肪含量较低,都在1%以下;3种油茶花中抗氧化成分含量丰富,尤其是黄酮和多酚含量较高。为综合评价各油茶花的营养价值,进行主成分分析显示,浙江红花、腾冲红花和广宁红花油茶花中营养成分综合评分为2.630、-0.428和2.032,说明浙江红花油茶花的营养价值最好,广宁红花次之,腾冲红花最低。

氨基酸组成分析结果表明,3种油茶花的氨基酸种类齐全,含量丰富。浙江红花、腾冲红花和广宁红花3种油茶花中氨基酸总量和必需氨基酸含量分别为145.65、162.19、171.72 mg/100 g和15.63、22.57、16.85 mg/100 g,且在功能性氨基酸含量方面各有所长。以必需氨基酸模式谱为评价标准,浙江红花油茶花的氨基酸比值得分最高;从蛋白质消化利用率来看,腾冲红花油茶花最好;根据味觉氨基酸的含量来评价,腾冲红花油茶花最好,因为其甜味氨基酸和酸鲜味氨基含量最高,苦味氨基酸含量最低。综合以上结论表明,在既定的测定指标范围内,浙江红花油茶花营养价值最好。

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Study on nutritional components ofCamelliachekiangoleosaflowers and value evaluation of amino acid

YANG Liu,WU Xue-hui*,SHEN Bing,ZHENG Zhi-dan,TAN Jing-yi

(College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)

In order to understand the nutritional value ofCamelliachekiangoleosaflowers,using three kinds ofCamelliachekiangoleosaflowers as raw material,includingCamelliachekiangoleosaHu,CamelliareticulataandCamelliasemiserrata,which are cultivated on a large scale. Contents of protein,crude fat,total sugar,reducing sugar,polysaccharide,amino acid,flavonoids,polyphenol,anthocyanins and VCwere determined using chemical analysis. Duncan analysis,principal component analysis were used to process the tested data. According to the results,nutrition components ofCamelliachekiangoleosaFlowers were rich of nutritional components,of which the total sugar,reducing sugar and polysaccharide content were 31%～37%,17%～26% and 7.1%～8.2%,respectively,and protein content was between 3.2%～3.6%. The antioxidant ingredient were higher,of which flavonoids and polyphenols were more than 3000 mg/100 g,anthocyanins was 251～416 mg/100 g,vitamin C was 10～21 mg/100 g. The result of principal component analysis model showed that the nutrients composite scores ofCamelliachekiangoleosaHu flower,Camelliareticulataflower andCamelliasemiserrataflower were 2.630,-0.428 and 2.032,respectively. It meaned that nutritional value ofCamelliachekiangoleosaHu flower was better. Three cultivars flowers amino acid composition were rich,and the amount between 145.65～171.72 mg/100 g. All cultivars contains more than 7 kinds of essential amino acids. The analysis result indicated that score of the ratio coefficient of acid ofCamelliachekiangoleosaHu flower was the highest of three kinds. While the protein digestibility ofCamelliareticulateflower was the best,and its composition ratio of taste amino acids was the most excellent. Within the scope of the established determination,integrated analysis imply thatCamelliachekiangoleosaHu flower was the best.

CamelliachekiangoleosaFlowers;nutritional components;principal component analysis;amino acid evaluation

2015-05-13

杨柳(1992-)，女，在读硕士研究生，研究方向：食品工程，E-mail：tinayang1992@163.com。

*通讯作者:吴雪辉(1965-)，女，博士，教授，主要从事农产品加工方面的教学和科研工作，E-mail：xuehwu@scau.edu.cn。

广东省林业科技创新项目(2014KJCX016-02，2012KJCX011-03)。

TS201.4

A

1002-0306(2015)23-0358-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.23.066