6种金花茶组植物花朵的氨基酸成分分析及其营养价值评价

李先民，李春牛，卜朝阳，黄展文，黄昌艳，卢家仕

(广西农业科学院花卉研究所，广西 南宁 530007)

【研究意义】金花茶组(Camelliasect. Chrysantha Chang)植物属山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)常绿灌木或小乔木，花朵黄色[1]，是第四纪冰川时期遗留下来的原始山茶遗珍，被称为植物活化石[2]，在我国广西首次发现黄色山茶属植物金花茶(C.nitidissima)时曾震惊世界[3-4]。金花茶组的大部分原种分布在我国广西西南部及越南与广西接壤的区域，云南省的东南部和贵州的西南部也有少量分布，目前已经发现并命名的金花茶组原种已达40多个[5]。已有研究表明，金花茶组植物的花朵中含有黄酮、皂苷、多糖和植物多酚等多种生理活性成分及氨基酸和蛋白质等营养成分[6-8]，具有较高的营养价值和特殊的保健功能[9-10]。近年来，金花茶的花已被开发成花茶、袋泡茶、瓶装饮料、浓缩液和口服液等一系列营养保健产品[11]，市场前景较好，但价格昂贵[12]，而除金花茶外的其他金花茶组植物鲜见被用于营养保健产品开发的报道。因此，分析除金花茶外的其他金花茶组植物花朵中氨基酸组成及含量，对金花茶组植物的开发利用具有重要意义。【前人研究进展】梁机等[13]测定8种金花茶叶片的氨基酸总含量，结果发现毛瓣金花茶幼叶的氨基酸含量最高，达6.3 %。林华娟等[14]研究显示，金花茶花朵中含有18种游离氨基酸，总游离氨基酸含量达80.8 mg/100g，其中脯氨酸含量最高，占总游离氨基酸含量的38.7 %。唐健民等[11]对金花茶花蕾、开放花朵和初谢花朵的营养成分进行比较，发现金花茶花蕾、开放花朵和初谢花朵中的氨基酸总量分别为7.44、5.14和5.00 g/100g。张蕾等[15]对金花茶不同发育期花瓣营养与生物活性成分的研究表明，金花茶花瓣中氨基酸组分构成合理，其中谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸和赖氨酸组分含量较高，4个发育期花瓣的必需氨基酸/总氨基酸变化稳定，变幅为40.9 %～41.8 %。朱成豪等[6]研究嫁接对金花茶营养成分的影响，结果表明嫁接金花茶叶片中氨基酸总量和必需氨基酸总量显著高于实生金花茶，必需氨基酸指数(EAAI)排序为嫁接叶片>实生叶片>实生花朵>嫁接花朵。陈菁瑛等[16]研究不同贮藏方法对金花茶花品质的影响，结果表明随着贮藏时间的延长，氨基酸总量与药效氨基酸含量均呈先缓升后下降再汇聚的变化趋势。唐健民等[17]对经过不同干燥工艺后的金花茶花的有效成分和活性物质进行综合比较，发现相对于鲜花游离氨基酸总量，冷冻和微波干燥后的游离氨基酸含量分别提高0.22和0.48 g，烘箱干燥后下降了0.29 g，微波干燥可使金花茶花中游离氨基酸含量显著提高。【本研究切入点】目前，关于金花茶组植物中氨基酸成分及含量的研究多集中于金花茶1个种[18]，针对多种金花茶组植物氨基酸成分及含量分析与其营养价值评价的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】选择龙州金花茶(C.longzhouensis)等6种原产于广西或越南、种质资源独特、在氨基酸成分方面少有研究的金花茶组植物原种作为研究对象，测定其盛开花朵的17种必需氨基酸和非必需氨基酸含量，参考WHO/FAO标准模式谱及氨基酸比值系数法进行营养价值分析与评价，并进行氨基酸主成分分析，旨在为金花茶组植物的开发利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试金花茶组植物为龙州金花茶(C.longzhouensis)、崇左金花茶(C.perpetua)、显脉金花茶(C.euphlebia)、罗斯曼金花茶(C.rosmannii)、红顶金花茶(C.insularis)和夏石金花茶(C.xiashiensis)，均为实生苗，8～10年生，种植在广西农业科学院花卉研发与推广中心金花茶资源圃(东经108°22′，北纬22°48′)[19]，该区域环境条件能满足供试金花茶组植物良好生长。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 于2019年12月19日下午4：00，采集6种金花茶组植物健康植株的花朵，每种采15株，每株随机采摘盛开期花朵3朵，5株为1个重复，每个重复采集15朵，共3个重复。采集的花朵经蒸馏水洗净，密封于-18 ℃保存，用于测定氨基酸含量。

1.2.2 测定项目及方法 氨基酸含量测定： 参考张岳等[20]的方法采用柱前衍生反相高效液相色谱法测定17种氨基酸含量。氨基酸成分分析评价：根据氨基酸含量测定数据计算6种金花茶组植物花朵中必需氨基酸的相关比例，参考WHO/FAO的标准模式谱[21-22]进行分析；根据氨基酸平衡理论，利用标准模式谱计算必需氨基酸的氨基酸比值(RC)和比值系数分(SRC)并进行评价。其中必需氨基酸的氨基酸比(RAA)=金花茶组植物花朵中某氨基酸的含量/标准模式谱中同种氨基酸的含量，RC=RAA/RAA均值，SRC=100-c.v.×100(c.v.为RC的变异系数)[23]。RC最小值对应的氨基酸为第1限制氨基酸，以此类推；RC大于或小于1.00，说明该种必需氨基酸相对过剩或相对不足，RC等于1.00表明其组成比例与模式谱一致；SRC越小，说明营养价值越低，SRC接近100.00，则营养价值越高。

1.3 统计分析

试验数据采用Excel 2010进行统计，采用SPSS 21.0进行方差分析、显著性检验(Duncan's新复极差法)和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 6种金花茶组植物花朵中的氨基酸组成

从表1可看出，6种金花茶组植物花朵中均含有常见的17种氨基酸，包括7种必需氨基酸，10种非必需氨基酸；6种金花茶组植物花朵的谷氨酸和异亮氨酸含量均较高，而蛋氨酸和组氨酸含量均较低；各金花茶组植物花朵的17种氨基酸含量间均存在一定程度差异；种间的天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、苏氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸含量差异极显著(P<0.01，下同)，而精氨酸和缬氨酸含量差异不显著(P>0.05，下同)；夏石金花茶花朵中除蛋氨酸和亮氨酸外，其他氨基酸含量均处于最高或较高水平，其中，谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸和脯氨酸含量显著高于其他金花茶组植物(P<0.05，下同)；6种金花茶组植物间花朵的总氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、9种药用氨基酸[24]和2种鲜味氨基酸[25]含量间也存在明显差异，其中夏石金花茶的总氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、9种药用氨基酸和2种鲜味氨基酸含量分别为5.93、1.96、3.97、3.45和1.19 g/100g，均显著高于其他金花茶组植物；在6种金花茶组植物花朵中，必需氨基酸/非必需氨基酸为0.50～0.61，种间差异显著，而必需氨基酸/总氨基酸为0.33～0.38(即各金花茶组植物的必需氨基酸含量在总氨基酸含量中占比33 %～38 %)，药用氨基酸/总氨基酸为0.56～0.62(即各金花茶组植物的药用氨基酸含量在总氨基酸含量中占比56 %～62 %)，二者的种间差异极显著；鲜味氨基酸/总氨基酸为0.17～0.20(即各金花茶组植物的鲜味氨基酸含量在总氨基酸含量中占比17 %～20 %)，种间差异不显著；必需氨基酸/非必需氨基酸、必需氨基酸/总氨基酸和药用氨基酸/总氨基酸最高的均为红顶金花茶，分别为0.61、0.38和0.62，鲜味氨基酸/总氨基酸最高的为崇左金花茶、夏石金花茶和红顶金花茶，均为0.20。说明6种金花茶组植物花朵的氨基酸组成比例较相似，均以谷氨酸含量最高，蛋氨酸和组氨酸含量最低。

表1 6种金花茶组植物花朵的氨基酸组成

表2 6种金花茶植物花朵的必需氨基酸含量占总氨基酸含量的比例

2.2 6种金花茶组植物花朵的必需氨基酸组成及其与模式谱比较

由表2可知，6种金花茶组植物花朵的必需氨基酸总含量为42.19 %～48.98 %，均高于WHO/FAO模式谱的35.00 %，其中，苏氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸和赖氨酸所占比例分别为4.61 %、6.85 %、8.78 %、10.44 %和5.68 %，分别较模式谱高15.25 %、95.71 %、119.50 %、74.00 %和3.27 %，而缬氨酸和亮氨酸含量所占比例分别低于模式谱16.00 %和34.71 %，表明金花茶组植物花朵在补充人体氨基酸方面具有一定的开发价值。就不同金花茶组植物而言，红顶金花茶的亮氨酸含量所占比例为7.31 %，高于模式谱；龙州金花茶的缬氨酸含量所占比例为4.95 %，是最接近模式谱的原种；罗斯曼金花茶的苏氨酸含量所占比例和显脉金花茶的赖氨酸含量所占比例略低于模式谱。

2.3 6种金花茶组植物花朵氨基酸的SRC

通过计算比例系数和SRC(表3)可知，6种金花茶组植物花朵必需氨基酸的平均SRC为52.71，整体而言亮氨酸、缬氨酸和赖氨酸的RC值较小，表明该3种氨基酸占总氨基酸比例较低，分别为金花茶组植物花朵的第1、2、3限制氨基酸；不同金花茶组植物间氨基酸的SRC存在一定差异，其中红顶金花茶的SRC最高，为63.77，较分值排第2位的罗斯曼金花茶高20.16 %；红顶金花茶和罗斯曼金花茶的SRC高于6种金花茶组植物花朵的SRC均值，其他4种金花茶组植物的SRC均低于均值，其中夏石金花茶和崇左金花茶的SRC最低，分别为49.79和48.16，而二者的亮氨酸和缬氨酸的RC均较低，为二者的第1和2限制氨基酸；6种金花茶组植物花朵的SRC排序为红顶金花茶>罗斯曼金花茶>龙州金花茶>显脉金花茶>夏石金花茶>崇左金花茶，表明红顶金花茶花朵的氨基酸营养价值最高。

表3 6种金花茶植物花朵中氨基酸比值系数分

表4 6种金花茶组植物花朵的氨基酸主成分特征值和方差贡献率

表5 6种金花茶组植物花朵氨基酸的主成分载荷矩阵

2.4 6种金花茶组植物花朵必需氨基酸的主成分分析

对6种金花茶组植物花朵的17种氨基酸含量指标进行主成分分析，结果(表4)表明，依据主成分特征值大于1.000提取的前3个主成分[第1主成分(PC1)、第2主成分(PC2)和第3主成分(PC3)]，其特征值分别为11.590、2.801和1.402，方差贡献率分别为68.178 %、16.476 %和8.247 %，累计方差贡献率达92.901 %，可反映原始评价指标92.901 %的信息，能较完整体现6种金花茶组植物花朵17种氨基酸含量指标间的关系。由表5可知，PC1主要综合天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、精氨酸、苏氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、缬氨酸、胱氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸等15个氨基酸含量指标的信息，方差贡献率达68.178 %，其在PC1中载荷值的绝对值为0.596～0.951，除亮氨酸含量外的14个指标均与PC1成正相关，说明该14个指标含量越高，PC1载荷越大；PC2主要综合组氨酸和胱氨酸含量2个指标的信息，方差贡献率为16.476 %；PC3仅综合蛋氨酸含量1个指标的信息，方差贡献率为8.247 %。说明采用17种氨基酸中某一种或几种氨基酸含量指标不能用于评价金花茶组植物花朵的氨基酸营养价值，而利用全部17种氨基酸指标才能综合评价其氨基酸营养价值。

3 讨 论

近年来，以金花茶为主的金花茶组植物花朵及相关产品在药用和保健领域应用逐渐增多。本研究结果表明，6种金花茶组植物花朵中均含有17种氨基酸(包括7种人体必需氨基酸)，氨基酸总量在3.73～5.93 g/100g，其中属药用氨基酸和鲜味氨基酸的谷氨酸含量最高，与唐健民[11]、张蕾[15]的研究结果一致；属必需氨基酸和药用氨基酸的异亮氨酸含量次之，含量较高的氨基酸还有天冬氨酸(属药用氨基酸和鲜味氨基酸)，说明金花茶组植物花朵在药用保健和呈味方面有较好表现。本研究中，6种金花茶组植物花朵的必需氨基酸、非必需氨基酸和药用氨基酸含量在种间差异显著，而鲜味氨基酸含量在种间差异不显著，其中，各金花茶组植物的7种必需氨基酸含量在总氨基酸含量中占比33 %～38 %，9种药用氨基酸在总氨基酸含量中占比56 %～62 %，接近或高于枇杷(56 %)和枸杞(60 %)[26]，2种鲜味氨基酸含量在总氨基酸含量中占比17 %～20 %；必需氨基酸总含量为42.19 %～48.98 %，明显高于WHO/FAO模式值(35.00 %)，接近卵清蛋白模式值(49.70 %)[27]；单个必需氨基酸含量中，异亮氨酸含量(6.19 %～9.67 %)、苯丙氨酸+酪氨酸含量(8.98 %～11.97 %)和赖氨酸含量(5.24 %～6.05 %)较高，接近甚至超过卵清蛋白模式相应的氨基酸含量(6.60 %、10.00 %和5.50 %)[26]。综上所述，本研究中6种金花茶组植物均可提供药用价值较高的植物源蛋白，口感良好，具有较高的开发潜能。

氨基酸比值系数法是评价食物蛋白质营养价值常用的化学分析方法，是根据氨基酸平衡理论利用WHO/FAO的氨基酸模式进行蛋白质质量评价，计算出SRC[23]。本研究6种金花茶组植物花朵的SRC排序为红顶金花茶>罗斯曼金花茶>龙州金花茶>显脉金花茶>夏石金花茶>崇左金花茶，表明红顶金花茶花朵的氨基酸营养价值及品质最高，易被人体吸收[24]；结合必需氨基酸含量在总氨基酸含量中的占比来看，红顶金花茶的7种必需氨基酸与总氨基酸的比值为38 %，7种必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为61 %，与FAO/WHO规定的人体所需理想蛋白质模式最接近[21]；同时，红顶金花茶的亮氨酸含量所占比例为7.31 %，是本研究中唯一高于WHO/FAO模式谱的金花茶组植物；SRC排名前两位的红顶金花茶和罗斯曼金花茶均为原产越南的金花茶原种[5, 28]，但目前对越南原种金花茶氨基酸含量的研究鲜见报道，说明越南原种金花茶与广西本地金花茶花朵在氨基酸等次生代谢物含量方面存在差异，与王坤等[29]的研究结果一致。结合红顶金花茶花色金黄、花朵直径大和单株花朵产量高的实际观察结果推断，红顶金花茶属于新优金花茶种质资源，也是开发金花茶组植物氨基酸产品的良好材料，在医药、保健及食品等领域具有较好应用前景。

本研究中，夏石金花茶花朵中除蛋氨酸和亮氨酸外，其他氨基酸含量及总氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、药用氨基酸和鲜味氨基酸含量均最高或较高，但其SRC较低，究其原因可能是夏石金花茶花朵的必需氨基酸(亮氨酸和缬氨酸)含量占总氨基酸比例较低，而谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸等非必需氨基酸含量占比较高，造成各种氨基酸比例不均衡。依据公式SRC=100-c.v.×100，食物中氨基酸的RC越分散，表示这些氨基酸在氨基酸平衡中所作的负贡献越大，c.v.变大，SRC变小，而蛋白质的营养价值越低。已有研究认为，氨基酸不足和过剩均会对蛋白质营养价值产生负面影响[20]。本研究中，夏石金花茶花朵的鲜味氨基酸含量与总氨基酸含量比值在6种金花茶组植物属最高之一，即富含谷氨酸和天冬氨酸等鲜味氨基酸，可开发为饮用口感较佳的花茶，与唐健民等[11]的研究结果一致。此外，夏石金花茶花朵中还富含其他功能氨基酸，可用于开发多种氨基酸复合剂。

本研究结果表明，6个金花茶组植物花朵亮氨酸、缬氨酸和赖氨酸的RC值较小，表明该3种氨基酸含量占总氨基酸含量比例偏低，为金花茶组植物花朵的第1、2、3限制氨基酸，因此，在金花茶组植物花茶饮品或保健品开发过程中，可与其他富含亮氨酸、缬氨酸和赖氨酸的材料结合，以提高金花茶组植物花朵的营养价值；由6种金花茶组植物花朵中氨基酸的主成分分析结果可知，PC1主要综合除组氨酸和蛋氨酸外15个氨基酸含量指标的信息，方差贡献率达68.178 %，其在PC1中的载荷值为0.596～0.951，PC2主要综合组氨酸和胱氨酸含量指标的信息，PC3主要综合蛋氨酸含量指标的信息，表明某一个或几个氨基酸指标不能用于评价金花茶组植物花朵的氨基酸营养价值，而利用测定的17种氨基酸含量指标才能综合评价其氨基酸营养价值，究其原因可能是金花茶组植物花朵中富含多种氨基酸成分，不同种金花茶组植物的氨基酸含量存在差异，且种间氨基酸含量差异相关性不明显，因此，用任何一个或几个氨基酸含量指标评价金花茶组植物氨基酸的综合营养价值均具有片面性，此分析结果也与氨基酸平衡理论[23]一致。受不同金花茶组植物花期差异的局限，为减小氨基酸含量测定的试验误差，本研究仅对12月中下旬处于盛花期的部分金花茶组植物花朵采样1次，下一步还需对其他花期金花茶组植物的氨基酸含量进行测定分析，以掌握更多金花茶组植物原种花朵中的氨基酸含量信息，为金花茶组植物的开发利用提供参考依据。

4 结 论

6种金花茶组植物花朵的氨基酸种类齐全且含量较高，种间差异明显，其中红顶金花茶花朵的氨基酸营养价值最高。