6种菊花花瓣的营养成分分析与评价

张倩倩,韩宝来,赵素会,朱凌佳,赵艳莉,韩 光,*

(1.菊花药食功效开发重点实验室,河南大学药物研究所,河南开封 475004; 2.河南应用技术职业学院,河南开封 475004; 3.开封市农林科学研究院,河南开封 475004)

6种菊花花瓣的营养成分分析与评价

张倩倩1,韩宝来2,赵素会1,朱凌佳1,赵艳莉3,韩 光1,*

(1.菊花药食功效开发重点实验室,河南大学药物研究所,河南开封 475004; 2.河南应用技术职业学院,河南开封 475004; 3.开封市农林科学研究院,河南开封 475004)

为了使开封菊花从观赏向食用方向延伸和拓展,丰富食用菊品种,创建菊花食品产业链,对开封栽培的6个观赏菊品种‘黄飞舞’、‘黄山皇菊’、‘金丝大菊’、‘银丝大菊’、‘白线菊’、‘汴梁紫禹’中的水分、多糖、粗脂肪、维生素C、矿质元素及氨基酸等主要营养成分进行分析和评价。结果表明:6种菊花营养成分丰富,含水70.42%～88.85%,多糖18.94%～25.39%,粗脂肪3.60%～7.10%,维生素C 21.70～62.70 mg/100 g,有益矿质元素铁163.84～234.87 mg/kg,镁1975.66～2698.55 mg/kg,钙3183.38～5115.60 mg/kg,锌14.54～38.35 mg/kg,钾26302.43～33070.04 mg/kg,钠101.87～405.48 mg/kg,锰32.71～43.84 mg/kg,此外含有16种氨基酸,包括7种必需氨基酸,占氨基酸总量的21.80%～29.23%。主成分分析法评价6种观赏菊的营养品质,以黄山皇菊和金丝大菊的综合营养价值较高,可作为优良的食用菊品种。

菊花,营养成分,主成分分析,营养品质

菊花为菊科菊属植物菊(Dendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel.)的干燥头状花序,《中国药典》(2015版)收载了亳菊、滁菊、贡菊、杭菊、怀菊等5种菊花[1]。《神农本草经》记载菊花“久服利血气,轻身,耐老延年”,列为上品,其性凉、味甘、苦,微寒。菊花主要含有黄酮、三萜、挥发油等有效成分[2],具有抗肿瘤、调血脂、抑菌、抗病毒、抗氧化、增强机体免疫力等药理作用[3]。根据用途可分为药用菊、食用菊和观赏菊。目前,菊花药用成分黄酮类化合物研究较多,营养成分主要集中在基本营养物质如可溶性糖、氨基酸、矿物质元素等方面。开封菊花是观赏菊中的翘楚,有着悠久的食用历史,但关于开封菊花营养价值的文献报道较少。因此,本文对开封栽培的6个菊花品种(黄飞舞、黄山皇菊、金丝大菊、银丝大菊、白线菊、汴梁紫禹)中的水分、多糖、粗脂肪、维生素C、矿质元素及氨基酸含量进行了测定和分析,采用主成分分析法,比较了各品种营养品质的差异,旨在从开封观赏菊中筛选出品质优良的食用菊品种,以丰富食用菊品种,为合理开发和利用开封菊花提供理论依据。

表1 6种菊花营养成分的含量(n=3)Table 1 Contents of nutrient components in 6 speciesof chrysanthemum(n=3)

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

黄飞舞、黄山皇菊、金丝大菊、银丝大菊、白线菊、汴梁紫禹等6种菊花 采摘于开封菊花种植基地,由开封市农科所赵艳莉副研究员鉴定为菊科菊属植物菊(Dendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel.)的栽培品种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-无水葡萄糖对照品 中国食品药品生物制品检定研究院,批号:110833-201405,供含量测定用;17种混合氨基酸标准品 西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司,批号:20140916;维生素C对照品 中国食品药品生物制品检定研究院,批号:100425-201403,供含量测定用;铁(Fe)、锰(Mn)、钙(Ca)、镁(Mg)、锌(Zn)、铜(Cu)、钾(K)、铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、砷(As)标准液 国家有色金属及电子材料分析测试中心,批号: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,浓度1000 μg/mL。

高效液相色谱仪 LC-20AT型泵,SPD-20A型检测器,日本岛津公司;LM-2028微波消解仪 青岛康信环保设备有限公司;iCAP6000系列等离子原子发射光谱仪 美国热电公司。

1.2 实验方法

1.2.1 水分的测定 参照GB/T 8858-1988《水果、蔬菜产品中干物质和水分含量的测定方法》[4]。

1.2.2 多糖的测定 硫酸-苯酚法[5-6]。

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

1.2.4 维生素C的测定 色谱柱:Dr.Maisch C18(5 μm,250 mm×4.6 mm);流动相:0.1%磷酸-甲醇(v∶v=93∶7);流速:0.6 mL/min;柱温:25 ℃;进样量:20 μL;检测波长:232 nm;理论塔板数以维生素C计算不少于10000。外标法计算各品种维生素C含量[8]。

1.2.5 矿质元素的测定 精密量取各元素标准液(1000 μg/mL),用5% HNO3溶液稀释至100 μg/mL,作储备液。另取各品种菊花0.5000 g,置于耐压耐高温微波消解罐中,加入浓硝酸6 mL,30% H2O22 mL,浸泡过夜。盖好内盖,旋紧外套,置于微波消解仪内消解,冷却消解液低于70 ℃,取出消解罐,放冷,将消解液转入50 mL容量瓶中,用少量5%硝酸洗涤消解罐3次,洗液合并于50 mL容量瓶中,用上述硝酸稀释至刻度,摇匀,即得。同法制备空白溶液。采用ICP-AES法测定[9]。

1.2.6 氨基酸的测定 色谱柱:Thermo C18(5 μm,250 mm×4.6 mm);流动相A:0.1 mol/L醋酸钠溶液(用冰醋酸调pH为6.5)-乙腈93∶7,流动相B:乙腈-水4∶1;流速:1 mL/min;进样量:5 μL;检测波长:254 nm;柱温:40 ℃,理论塔板数按天门冬氨酸计算不少于5000,梯度洗脱,0～15 min,流动相A 100%→94%;15～25 min,流动相A 94%→78%;25～33 min,流动相A 78%→55%;33～36 min,流动相A 55%→0%;36～43 min,流动相A 0%→100%。精密称取6种菊花0.25 g,以外标法计算各氨基酸含量[10]。

1.3 数据统计分析

每个样品平行操作3次,取平均值;用SPSS 20.0软件进行主成分分析,评价6种菊花的综合营养品质。

2 结果与分析

2.1 6种菊花营养成分的含量

由表1可知,6种菊花营养成分存在一定差异,其中银丝大菊含水量最高,为88.85%,黄飞舞最低,为70.42%;多糖含量以白线菊最高,为25.39%,黄飞舞最低,为18.94%,多糖具有调节免疫力、降血糖、降血脂、预防和治疗糖尿病[11]、抗肿瘤、抗氧化及延缓衰老[12]、保肝[13]、抗炎[14]等生理功能,具有开发保健品的价值;脂肪是食品中重要的营养成分之一,可为人体提供必需脂肪酸,是人体热能的主要来源,本文测得脂肪含量为3.60%～7.10%,高于昆仑雪菊[15]3.5%,其中黄飞舞与万寿菊[16]含量相当;维生素C 21.70～62.70 mg/100 g,能促进人体内抗体的形成,增强机体免疫力,清除体内自由基,预防癌症,改善铁、钙及叶酸的利用以及脂类代谢,预防心血管等疾病,是人体不可缺少的微量元素之一[17];矿质元素总量32008.78～40183.11 mg/kg;氨基酸总量10.50%～11.93%。

表2 6种菊花中12种矿质元素的含量(mg/kg)Table 2 Contents of 12 kinds mineral elements in 6 speciesof chrysanthemum(mg/kg)

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

注:*为人体必需氨基酸。

2.2 矿质元素的测定

从表2可知,6个菊花品种均含有Fe、Mg、Ca、Zn、K、Na、Mn 7种有益矿质元素,但含量差异较大,其中铁163.84～234.87 mg/kg,银丝大菊最高;镁1975.66～2698.55 mg/kg,银丝大菊最高;钙3183.38～5115.60 mg/kg,白线菊最高;锌14.54～38.35 mg/kg,白线菊最高;钾26302.43～33070.04 mg/kg,银丝大菊最高;钠101.87～405.48 mg/kg,银丝大菊最高;锰32.71～43.84 mg/kg,白线菊最高;重金属铜、镉、砷、铅、汞等的含量均低于《中国药典》(2015版)限量。钾能调节细胞内液的渗透压,调节 pH,具有维持神经兴奋、细胞膜通透性和降血压等功效[18-19],中国营养学会提出正常人每日膳食中钾的安全和适宜的摄入量:4岁以上775～2325 mg,成年男女1875～5625 mg[20];钙是骨骼的主要组成成分,直接影响人体的生长发育;镁具有维持核酸结构的稳定性,激活人体各种酶的作用[21],还有助于调节人的心脏活动,降低血压,预防心脏病等[22]。

2.3 氨基酸含量的测定

由表3可知,6种菊花均含有16种氨基酸,其中包括7种人体必需氨基酸。氨基酸总量、必需氨基酸总量差异不大,氨基酸总量10.50%～11.93%,其中谷氨酸1.56%～2.21%、脯氨酸2.31%～3.00%,谷氨酸是脑组织生长代谢中的首要氨基酸,参与多种生理活性物质的合成,在大脑、肌肉、肝脏等组织代谢过程中发挥解毒作用,此外可保护肝脏,防治肝昏迷[23]。7种必需氨基酸占氨基酸总量的21.80%～29.23%。高于10种常见水果[24]及14种常见蔬菜[25]。因此,菊花无论是用于制茶,还是作为蔬菜,都将是一种富含氨基酸的保健茶或佳肴。

2.4 不同菊花品种主成分特征值、贡献率及累计贡献率分析

采用主成分分析法,使用SPSS 20.0软件对表1的数据进行标准化处理,计算各营养成分的特征值和累计贡献率,以累计贡献率达85%以上来确定主成分的个数,再根据其特征向量,列出主成分的函数表达式,计算各品种主成分值,对6种菊花的营养成分进行综合评价。

由表4可知,第1主成分和第2主成分的特征值均大于1,分别为3.009和2.137,贡献率分别为 50.155%和35.612%,前2个主成分的累计贡献率为85.767%,表明前2个主成分能反映综合营养品质85.767%的信息。因此,选取前2个主成分作为评价菊花营养品质的主要指标。

表4 主成分特征值表、贡献率和累计贡献率Table 4 Eigenvalue,contribution ratio and cumulative contribution ratio of principal components

2.5 不同菊花品种主成分分析因子载荷阵

由表5可知,第1主成分主要负载菊花花瓣中水和多糖2个指标,第2主成分主要负载氨基酸总量和维生素C的含量。

表5 主成分分析因子载荷阵Table 5 Factor loading matrix in principal component analysis

2.6 不同菊花品种各主成分值及品质得分比较

各菊花品种主成分值见表6,根据公式∑λiui(λ:主成分贡献率,u:各品种主成分值,i:1～2),求出各品种的综合营养品质得分。

表6 6种菊花的主成分值与营养品质得分Table 6 Scores of principal components and comprehensive scores of nutritional quality evaluation in 6 speciesof chrysanthemum cultivars

由表6得分可知综合营养品质从高到低依次是黄山皇菊>金丝大菊>银丝大菊>白线菊>黄飞舞>汴梁紫禹。

3 讨论与结论

开封菊花栽培历史悠久,以观赏为主,亦有较长的食用历史,开封人将菊花蒸包子、包饺子和泡酒等。国内外有关药用菊花营养成分的研究较多[26-27],其含有锌、铁、硒等微量元素及17种氨基酸,食用菊花为菊属(Dendranthema)中味甘芳香的栽培品种,含多种氨基酸、维生素、微量元素及菊花苷、胆碱、腺嘌呤等有效成分[28],营养价值较高,但品种还较单一,有关开封栽培菊花营养成分及食用菊品种的报道更少。本文选用的6个菊花品种皆为观赏菊,其中汴梁紫禹是开封的传统品种,可以观赏和食用,主成分分析后,发现黄山皇菊、金丝大菊、银丝大菊等5种菊花的品质均优于汴梁紫禹,说明可以从开封观赏菊中筛选出营养品质较高的食用品种,以丰富食用菊品种群。

6种菊花营养成分丰富,水分、多糖、维生素C含量高,矿质元素、脂肪的含量差异明显,氨基酸含量差异较小。含水量70.42%～88.85%,多糖18.94%～25.39%,白线菊含量最高,粗脂肪3.60%～7.10%,维生素C 21.70～62.70 mg/100 g,差异较大,可能与品种有关,其中黄山皇菊含量最高,与金盏菊[29]含量相当,矿质元素钾、钙、镁含量较高,锌、铁和锰的含量较少,同时对人体有害的铅、汞等重金属含量低,符合规定。此外含有16种氨基酸,包括7种必需氨基酸,占氨基酸总量的21.80%～29.23%。因此,开封菊花具有较高的营养价值,为选育优良的食用菊花品种提供理论依据,但是菊花食品和保健品的研制有待进一步研究。

相关文献报道,主成分分析法常用来分析复杂综合性状和育种,如郭爱华等[30]选育杏Armeniacavulgaris.的抗寒品种,卞贵建等[31]优种选育树莓Rubusspp.的经济性状。本文使用此法对开封栽培的6种观赏菊中的6种营养成分进行分析,来综合反映各品种的营养品质,综合得分越高表明该品种的营养品质越好,结果表明黄山皇菊>金丝大菊>银丝大菊>白线菊>黄飞舞>汴梁紫禹,以黄山皇菊的综合营养品质最高,说明主成分分析法可用来选育营养品质优良的食用花卉。

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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

张倩倩(1989-)，女，硕士研究生，研究方向：药物质量研究与评价，E-mail：qianqianzhang8888@163.com。

*通讯作者:韩光(1966-)，女，博士，教授，研究方向：天然活性成分研究及新药开发，E-mail：hang@henu.edu.cn。

菊花系列产品的研制(172107000021)；开封菊花对酒精性肝损伤的保护作用(1603112)。

TS201.1

A

1002-0306(2017)08-0346-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.08.059