‘中天’玫瑰在广东怀集引种栽培及花朵营养成分分析
2019-01-09王再花容静东王玉丰詹速湖
王再花,容静东,王玉丰,詹速湖,李 杰
(1.广东省农业科学院环境园艺研究所/广东省园林花卉种质创新综合利用重点实验室/农业农村部华南都市农业重点实验室,广东 广州 510640;2.广东华辰玫瑰现代农业科技发展有限公司,广东 肇庆 526400)
玫瑰(Rosa rugosaThunb.)是我国重要的观赏、香料和食用植物,为蔷薇科蔷薇属多年生常绿或落叶性灌木,原产于中国北部,在朝鲜、日本及前苏联远东亦有分布[1-2],我国野生玫瑰的分布中心是在辽宁省东南部沿海地区[3],因破坏严重,已被列为国家二级濒危植物[4]。玫瑰具有较高的食用、药用和保健功能,以干燥花蕾入药,富含酚类、黄酮类等化合物,具有镇痛消炎、清热解毒、抗氧化、调节血脂及护肝、行气解郁、和血、止痛等作用[5]。玫瑰花开发的各类食品具有柔肝醒胃、舒气活血、美容养颜等功效[6],而开发的日化品玫瑰露、玫瑰精油等还具有抑菌、抗氧化、养颜等作用[7-8],深受大众喜爱。目前我国玫瑰产业在山东、新疆、甘肃、云南等地发展壮大,应用于旅游、医疗、餐饮、日化等多个领域,市场前景良好。近年由于乡村振兴战略的大力实施,广东一些园区和景区着力打造玫瑰园旅游观光,对耐热耐湿的玫瑰品种需求日益增加,但由于广东属亚热带季风气候,高温多湿,多数北方的玫瑰难以引种成功,同时在当地也未见野生玫瑰的记载,导致多以种植月季为主。
而单纯的花海赏景难以给企业带来持续的经济效益,因此亟待开发适应当地的食药用玫瑰。目前历史记载的在广东种植成功的玫瑰仅有中山小榄的荼薇品种[9],已开发出荼薇茶、荼薇饼、荼薇糖、荼薇酒等系列产品,市场认可度高;但荼薇在清明前后开花,花期15 d左右,全年仅一次开花,花产量不高,难以满足周年观光旅游和综合开发的需求。‘中天’玫瑰为野蔷薇与传统玫瑰一代、二代杂交,结合转抗盐碱耐干旱基因的育种技术选育出的新品种,能耐涝、耐高温,四季开花,在云南、山东等地推广种植[10-11]。为提升企业园区休闲旅游档次、延伸花卉产业链、促进一二三产业的融合、提高企业市场效益,我们首次引进‘中天’玫瑰在广东肇庆怀集县华辰玫瑰基地种植,经3年观察,发现其长势较好,一年多次开花,花量大,实现了成功引种。为更好地了解‘中天’玫瑰在广东怀集的生长和品质状况,本文从该品种的引种栽培观察、花朵营养成分以及抗氧化活性分析等方面开展研究,以便为广东地区食药用玫瑰的大面积种植和产业发展提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
‘中天’玫瑰由北京水木中天植物科学研究院引进,扦插成活后栽培于广东华辰玫瑰现代农业科技发展有限公司基地(广东肇庆市怀集县)内,分别获得1年生、2年生和3年生苗。2018年7月,采集1年生苗的鲜花,去除花柄,60℃烘干至恒重,粉碎后过孔径0.425 mm筛,备用。
1.2 试验方法
1.2.1 生长及开花特性的调查 2018年7月,分别对‘中天’玫瑰1年生、2年生和3年生苗进行生长性状和开花性状观察,每类苗各观测90株,每重复30株。观测其株高、冠幅、侧枝数、开花时间、花朵数、鲜花产量和干花产量,其中株幅为植株纵横方向上两个测定值的平均值;花朵数(朵/株)为30株苗的平均值;鲜花产量(g/株)和干花产量(g/株)分别为花朵数乘以平均单株鲜重和平均单株干重。
1.2.2 氨基酸含量测定与营养价值评价 参照GB/T 5009.124-2003食品中氨基酸的测定方法,用Sykam S-433D型全自动氨基酸分析仪(德国)进行分析,进样量为0.05 mL。以混合氨基酸标准品为参照,外标法分析样品的氨基酸含量。利用氨基酸比值系数法对玫瑰花的氨基酸进行营养价值评价[12],将其与世界卫生组织(WHO)/联合国粮农组织(FAO)提出的人体必需氨基酸模式比较[13],并按李杰等[14]的方法计算必需氨基酸的氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系数(RC)和氨基酸比值系数分(SRC)。
1.2.3 活性成分和矿质元素含量测定 多糖含量测定参考中国药典中的苯酚-硫酸比色法[5],总酚含量测定参考福林酚比色法[15],总黄酮含量测定参考硝酸铝比色法[16]。矿质元素K含量按GB/T 5009.91-2003法测定,Ca含量按FAAS(GB/T 5009.92-2003)法测定,Mg、Mn和Fe含量按GB/T 5009.90-2003法测定,Zn含量按GB/T 5009.14-2003/第一法测定,Cu含量按GB/T 5009.13-2003火焰法测定。
1.2.4 抗氧化活性测定 50%乙醇提取液的制备参考史国安等[17]的方法略加改进,称取玫瑰花干燥粉末1 g,利用30 mL 50%乙醇加热浸提20 min,反复浸提3次,合并3次滤液,冷却后加50%乙醇定容至100 mL,制成1%的玫瑰花乙醇粗提液(每毫升提取液中含有10 mg干样),然后用50%乙醇依次稀释成浓度为0.015、0.03、0.06、0.125、0.25、0.50、1.00 mg/mL的待测液。参考李晓英等[15]方法,测定待测液清除DPPH自由基和ABTS自由基的能力,并以维生素C(Vc)为对照品在同等条件下进行比较。
1.2.5 农药残留和重金属测定 总砷含量按GB 5009.11-2014法测定,铅含量按GB 5009.12-2017测定,镉含量按GB 5009.15-2014测定,氯氰菊酯含量按GB/T 5009.110-2003测定,吡虫啉含量按GB/T 23379-2009测定,三唑磷含量按GB/T 5009.145-2003测定,阿维菌素含量按GB 23200.19-2016测定,联苯菊酯含量按GB/T 5009.146-2008测定。
试验数据整理采用Excel 2010软件,利用SAS 8.1软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 ‘中天’玫瑰引种栽培农艺性状
经引种栽培及观察,‘中天’玫瑰在广东怀集县的种植效果不错,生长和开花良好(图1,封三)。随着生长年限的增加,所观测的各指标均显著增加(表1),其中3年生苗株高和冠幅分别达到95.5 cm和101.7 cm,分别是1年生苗的2.2倍和1.3倍;侧芽数2生苗和3年生苗明显高于1年生苗,分别为19个和22个;花朵数则以3年生苗最佳,达123.7朵/株;而3年生苗的鲜花产量和干花产量分别为306.7 g/株和56.2 g/株,分别是1年生苗的4.9倍和3.6倍。‘中天’玫瑰的扦插苗半年便可开花,全年可开花 4~5 次,花期一般集中在 4~5、6~7、9~10、11~12月,每次花期可达15~20 d,夏秋季节开花周期短,一般修剪后40~45 d可再次开花;冬季开花周期较长,一般修剪后50~60 d才开花,进入1月份后玫瑰开始进入休眠期,1~3月开花较少。
表1 ‘中天’玫瑰在广东怀集引种栽培农艺性状调查结果
2.2 ‘中天’玫瑰花氨基酸含量与营养价值评价
由表2可知,‘中天’玫瑰中氨基酸种类较齐全,含有检测的16种氨基酸,氨基酸总和为7.42%,苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸等7种必需氨基酸占总氨基酸含量的30.59%(E/T值)。药效氨基酸总和、鲜味氨基酸总和分别为4.88%和2.47%,两者分别占总氨基酸含量的65.77%和33.29%。
氨基酸营养价值的高低主要取决于必需氨基酸的种类、数量和组成比例。由表3可知,广东栽培的‘中天’玫瑰7类必需氨基酸与氨基酸总量的比值差异较大,其中苏氨酸,苯丙氨酸+酪氨酸的比例均高于模式谱,赖氨酸和亮氨酸的比例稍高于模式谱,而其他氨基酸均低于模式谱。采用氨基酸比值系数法对其必需氨基酸进一步分析表明,花朵的SRC值为74.96,而异亮氨酸的RC值最小、为0.73,可见,异亮氨酸为玫瑰花的第一限制性氨基酸。
表2 ‘中天’玫瑰花氨基酸含量调查结果
表3 ‘中天’玫瑰花必需氨基酸的组成比例、RAA、RC和SRC值
2.3 ‘中天’玫瑰 花活性成分和矿质元素含量分析
由表4可知,在所检测的活性成分中,‘中天’玫瑰花的多糖含量最高、达31.77%,其次为总酚含量、达6.31%,总黄酮含量稍低、为3.14%。矿质元素检测结果表明,‘中天’玫瑰花中均含有钙、钾、镁、锌、铜、锰和铁7种矿质元素,其中大量元素中以钾含量最高、每100 g玫瑰花钾含量1.6 g,微量元素中以锰含量最高(56.35 mg/kg)、其次为铁(53.00 mg/kg)。
2.4 ‘中天’玫瑰花抗氧化活性分析
‘中天’玫瑰花的提取液具有较强的抗氧化活性。由图2可知,当玫瑰花提取液浓度为0.03 mg/mL时,其对ATBS自由基的清除率达26.91%;随着玫瑰花提取液浓度的升高,其对ATBS自由基的清除率显著增加,当浓度为0.25 mg/mL时,玫瑰花提取液对ATBS自由基的清除率达92.10%,与对照Vc(93.82%)差异不显著;随着浓度继续提高,玫瑰花提取液对ATBS自由基的清除率趋于平缓。玫瑰花提取液对DPPH自由基的清除率也呈相同的趋势,浓度为0.03 mg/mL时,对DPPH自由基的清除率已达73.17%,而在浓度0.06 mg/mL时,玫瑰花提取液的清除率高达96.02%,与对照Vc(97.12%)差异不显著。综合来看,玫瑰花的抗氧化能力在低浓度时就表现出良好的效果。
图2 ‘中天’玫瑰花抗氧化活性分析
2.5 ‘中天’玫瑰花农药残留和重金属含量分析
通过检测广东怀集基地栽培的‘中天’玫瑰花样品的农药残留和重金属指标,并与国家农业部2015年12月29日发布的《NY/T 2140-2015 绿色食品 代用茶》标准比较可知,玫瑰花中代用茶规定的必测重金属总As未检测出,Pb(0.140 mg/kg)和Cd(0.028 mg/kg)含量也极低,均未超标。此外,对‘中天’玫瑰栽培过程中可能用到的5种农药成分(氯氰菊酯、吡虫啉、三唑磷、阿维菌素和联苯菊酯)进行抽检,也均未检出农药残留,说明该地适宜高品质玫瑰花的种植,没有出现重金属和农药残留超标现象。
3 结论与讨论
本研究结果表明,‘中天’玫瑰为北方选育的新品种,适应性广,抗逆性强,经在广东怀集首次引种3年来,长势良好,能四季开花,花产量较高。尽管该山地经检测土壤偏酸性(pH 4.2~5.5),氮、磷、钾和多数中微量元素和有机质极低(数据未发表),十分贫瘠,经适度改良,能适应该品种玫瑰的生长。经多年的栽培发现,‘中天’玫瑰的鲜花产量和干花产量与其生长株高和冠幅成正相关,其花朵数还与侧枝数存在正相关,可见影响玫瑰花产量的主要因子包括株高、冠幅、侧枝数和花朵数等,这与前人报道的安宁食用玫瑰产量直接影响的重要性由高到低依次为单株花朵数、单花重、茎杆粗度、单枝花朵数、茎杆长度的结果[18]类似。后期试验还发现,该品种玫瑰经嫁接后,其长势更佳,具有对高温高湿炎热季节更好的适应性,抗病虫害能力增强,开花效果更好(未发表)。
氨基酸的营养价值评价主要参考其必需氨基酸的种类、数量以及含量[19]。本研究结果表明,‘中天’玫瑰花富含氨基酸,氨基酸总和为7.42%,远高于文献报道的大红玫瑰和粉红玫瑰花的氨基酸含量(1.22%~1.44%)[20],与新疆玫瑰‘Rosa laxa Retz’的氨基酸含量(6.94%~6.99%)[21]接近。对照WHO/FAO氨基酸模式谱,‘中天’玫瑰花有3项低于模式谱,除了蛋氨酸+半胱氨酸明显低于标准模式谱外,其他必需氨基酸比例均较接近标准值,说明玫瑰花必需氨基酸的组成比例较为均衡。尽管必需氨基酸E/T值(30.59%)低于WHO/FAD规定的氨基酸参考模式(40%),但药效氨基酸占比(65.77%)与我们之前所报道的球花石斛花(63.8%)、鼓槌石斛花(65.35%)和大花黄牡丹花(63.69%~65.62%)等[14,22]接近。鲜味氨基酸含量(33.29%)略高于铁皮石斛等石斛花含量(29.07%~33.11%)[22]。氨基酸营养价值评价显示玫瑰花的SRC值为74.96,显著高于石斛花(63.05~66.38)[22]、山茶花(63.1)[23]和西藏冬虫夏草(66.0~69.7)[19]。可见,‘中天’玫瑰花在广东种植不仅具有较好的风味,也具有较高的营养价值和药用价值。
研究发现,‘中天’玫瑰花富含所检测的7种矿质元素,除了Fe与前人所报道的云南食用玫瑰大红玫瑰和粉花玫瑰的含量(39.3%~57.3%)[20]接 近 外,Ca、K、Mg、Zn、Cu和Mn等其他元素含量远高于这两个品种。微量元素Mn(56.35 mg/kg)含量也较高(表4),远高于大花黄牡丹(10.8~16.35 mg/kg)[14]、食用菊花(32.71~43.84 mg/kg)[24]和球花石斛等石斛花的含量(28.7~38.47 mg/kg)[22]。可见,广东怀集县种植的‘中天’玫瑰含有较为丰富的矿质元素,尤以K和Mn含量突出。
玫瑰花具有抗氧化、降血糖、抗衰老、预防治疗心血管疾病、抗菌、抗病毒、利胆解毒等作用[25]。含有较为丰富的酚类和黄酮类物质,牛淑敏等[26]通过对体外抗氧化活性部位进行分离纯化,鉴定出槲皮素和没食子酸两种抗氧化活性成分,其中槲皮素还具有降血糖作用。谢琼[27]测定玫瑰花黄酮类化合物含量达3.30%,确定玫瑰花渣中含有芦丁,发现玫瑰花具有较强的DPPH自由基清除能力和较强的亚油酸过氧化抑制能力。本研究中发现广东怀集县种植的‘中天’玫瑰花总酚类物质含量非常高、达6.31%,远高于前人报道的‘丰花’玫瑰花(2.46%~3.71%)和红花油茶花多酚的含量(3.37%~4.83%)[28-29],而总黄酮和多糖含量也高于‘丰花’玫瑰花品种,其中多糖含量(31.77%)还高出该品种的2~3倍[28],也高于许多食用菊花的多糖含量(18.94%~25.39%)[24],与鼓槌石斛花朵中的多糖含量相近[22]。此外,‘中天’玫瑰花具有非常强的抗氧化活性,当提取液浓度为0.25 mg/mL时,其对ATBS和DPPH自由基的清除效果已与Vc相当,表现出比‘丰花’玫瑰更强的抗氧化活性[28]。
综上所述,通过引种栽培,‘中天’玫瑰品种在广东肇庆怀集县生长良好,种植半年后可开花,全年花期4~5次。其花朵含有丰富的氨基酸、矿质元素、多糖、总酚和总黄酮以及较强的抗氧化活性,重金属As、Pb、Cd的含量和多个抽检农残含量未超出国家规定的代用茶标准,具有良好的食用、药用和保健价值。