赤峰地区紫斑牡丹籽脂肪酸及氨基酸成分分析

毕晓丹,赵雪梅,李晓兰

(赤峰学院化学与生命科学学院,内蒙古赤峰 024000)

牡丹,原产地我国,是我国特有的名贵花卉,集观赏、药用、经济性于一身[1-3]。内蒙古赤峰地区自2006年引种栽培油用紫斑牡丹,截至目前已经获得初步成功[4],但牡丹系列产品的开发和应用工作还需要深入开展。牡丹籽不仅含油量高,还富含大量其他有效活性成分[5-6],是极具利用价值和开发潜力的牡丹产物。牡丹具有独特的生态生物学特性,张翠英等[7]研究表明种植地区的地理条件、气候条件、气候灾害条件影响着牡丹植株的生长、结实及牡丹籽的品质。赤峰地区自然地理区划属于东北地区[8],当地的气候和土壤条件与紫斑原产地差异较大,对赤峰地区紫斑牡丹籽品质的影响尚不清楚。该研究以内蒙古赤峰的 “紫斑”、河南洛阳的“凤丹”、山西绛县的“紫斑”牡丹籽为原料,分析牡丹籽的脂肪酸成分和含量,并比较氨基酸组成比例的差异,为进一步全面利用赤峰地区牡丹资源、发展地方经济提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1试验原料。内蒙古赤峰地区紫斑牡丹籽采收自赤峰种植区,山西绛县紫斑牡丹籽和河南洛阳凤丹牡丹籽均购自产地。

1.1.2主要试剂。石油醚、盐酸、正己烷等均为国产分析纯,购自天津市科密欧化学试剂有限公司;氨基酸分析仪流动相,购自德国曼默博尔公司。

1.1.3主要仪器。SB-5200DTD型超声波清洗机、ZDF型真空干燥箱,购自宁波新芝有限公司;A300型自动氨基酸分析仪,购自德国曼默博尔公司;SQP型电子天平,购自德国赛多利斯公司;5424型高速离心机,购自美国Eppendorf公司;SHZ-82型恒温气浴振荡器,购自常州国华仪器有限公司;RE-52型旋转蒸发仪,购自上海亚荣生化仪器厂;UV2600型分光光度计,购自北京普析通用仪器有限责任公司;PHS-3C型酸度计,购自雷磁上海仪电科学仪器股份有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1牡丹籽预处理。赤峰紫斑牡丹籽为9月份采集成熟的牡丹荚果,晾晒风干,其他2种牡丹籽购自产地。将牡丹籽放在 45 ℃ 烘箱中烘干 24 h 后,选取饱满、无虫害牡丹籽,经去壳、粉碎、过20目筛,过筛后的牡丹籽粉在55 ℃烘箱中烘烤4 h后取出,过40目筛,即为牡丹籽粉,干燥、低温处避光保存备用。

1.2.2牡丹籽含油量及蛋白质含量测定。取已经处理好的干燥的牡丹籽粉依据中华人民共和国国家相关标准《植物油料 含油量测定》(GB/T 14488.1—2008)测定含油量。

取已经处理好的干燥的牡丹籽粉100 g于锥形瓶中,加入600 mL正己烷与之充分混匀,放置于摇床中在室温下脱脂48 h,将脱脂后的牡丹籽粉置于通风橱中干燥至正己烷完全挥发,过40目筛,即可得到脱脂牡丹籽粕粉,干燥、低温处避光保存备用。采用《食品中蛋白质测定》(GB 5009.5—2016)测定蛋白质含量。

1.2.3牡丹籽的脂肪酸成分含量比较。采用《食品中脂肪酸测定》(GB 5009.168—2016)测定脂肪酸含量,分析脂肪酸种类和含量,并对赤峰地区紫斑牡丹和河南洛阳凤丹牡丹、山西绛县紫斑牡丹进行脂肪酸组分及含量比较。

1.2.4牡丹籽的氨基酸成分分析。准确称取脱脂后的牡丹籽粕粉0.1 g放入水解管中,立即加入6 mol/L的盐酸(分析纯)10 mL,将密封的水解管放入真空干燥箱,在110 ℃条件下水解22 h。取出水解后的样品管冷却至室温,过滤后用超纯水定容至50 mL,取1 mL过滤液在60 ℃水浴条件下脱酸。在脱酸后的样品中加入1 mL样品缓冲液使其溶解,并置于混合振荡器上混合均匀,通过0.22 μm过滤器过滤,然后上机分析。

1.3 数据统计分析利用 Excel 2010 对数据进行统计,比较3个牡丹籽样品的含油率、蛋白质含量、脂肪酸含量。利用SPSS 19.0进行方差分析、差异显著性分析(P<0.05),对3个牡丹籽样品中各氨基酸组分的含量进行差异分析。

2 结果与分析

2.1 牡丹籽含油率及蛋白质含量测定对所制备的牡丹籽粉进行含油量和蛋白质含量测定,结果见表1。结果显示,绛县紫斑牡丹含油率最高,其次是洛阳凤丹牡丹,赤峰紫斑牡丹含油率最低。绛县紫斑牡丹蛋白质含量最高,其次为洛阳凤丹牡丹,赤峰紫斑牡丹蛋白质含量最低。

表1 牡丹籽含油率及蛋白质含量

2.2 牡丹籽脂肪酸含量比较脂肪酸种类及含量分析结果见表2。3个牡丹籽样品中共含有12种脂肪酸,其中饱和脂肪酸6种,不饱和脂肪酸6种。赤峰紫斑牡丹籽中未检测出肉蔻酸、十五碳酸。赤峰紫斑牡丹中不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸的93.19%,主要有α-亚麻酸(43.80%)、亚油酸(26.90%)、油酸(22.20%)。赤峰紫斑牡丹籽中不饱和脂肪酸含量低于洛阳凤丹牡丹(95.17%)、高于绛县紫斑牡丹(91.95%)。赤峰紫斑牡丹脂肪酸种类主要是含有的饱和脂肪酸种类少于绛县紫斑牡丹、洛阳凤丹牡丹。

表2 牡丹籽脂肪酸成分含量

2.3 牡丹籽氨基酸组成比较氨基酸种类及含量分析结果见表3。3个牡丹籽中检测到17种氨基酸,其中包括必需氨基酸9种(甲硫氨酸、苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸),非必需氨基酸8种(脯氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、胱氨酸)。赤峰紫斑与洛阳凤丹、绛县紫斑牡丹中有4种必需氨基酸(缬氨酸、亮氨酸、组氨酸、精氨酸)含量之间存显著差异,绛县紫斑牡丹与洛阳凤丹牡丹品种中有3种必需氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸、精氨酸)含量之间存在显著差异;赤峰紫斑牡丹与绛县紫斑牡丹在苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸、精氨酸共6种必需氨基酸含量上存在显著差异。赤峰紫斑与洛阳凤丹牡丹之间谷氨酸和甘氨酸含量差异显著,而绛县紫斑与洛阳凤丹牡丹之间仅天冬氨酸含量差异显著,值得注意的是赤峰紫斑和绛县紫斑牡丹之间共5种非必需氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸)含量差异显著。

表3 牡丹籽氨基酸含量

3 讨论

赤峰地区栽培紫斑牡丹籽成分测定结果显示:赤峰紫斑牡丹含油率在31.4%,低于其他2个样品,但高于油用牡丹的含油率标准(20%);其不饱和脂肪酸含量占总脂肪酸的93.19%,低于洛阳凤丹牡丹(95.17%),高于绛县紫斑牡丹(91.95%),这个含量显著高于大豆、花生、橄榄油等日常食用植物油重的含量[9];并且主要含有的不饱和脂肪酸为α-亚麻酸、亚油酸、油酸。亚麻酸的含量尤为突出,在40%以上,亚油酸含量也达到27%左右。亚麻酸和亚油酸是人体不能自行合成且需要从食物中获取的必需脂肪酸,亚麻酸具有降血脂、抗衰老、增强免疫等保健功能,亚油酸有抗肿瘤、抗氧化、预防心脑血管等重要作用[10-13]。此外在赤峰地区紫斑牡丹籽中还检测到具有抗癌作用[6]的十七烷酸这种奇数碳脂肪酸。

深入比较赤峰地区的紫斑牡丹籽与其他2个样品的脂肪酸含量,测定结果显示,赤峰地区的紫斑牡丹籽中脂肪酸的含量与洛阳凤丹、绛县紫斑均有差异。资料显示牡丹栽培区的地理条件、气候条件、气候灾害条件影响着牡丹植株的生长、结实及牡丹籽的品质。赤峰地区自然地理区划属于东北地区,气候资源普遍是热量资源较少,冬季漫长寒冷,降水量少,太阳辐射偏低,赤峰和绛县在地理、气候、土壤条件的不同可能是造成脂肪酸含量差异的原因。侯娜等[14]、张珊珊等[15]对凤丹和紫斑牡丹 6 个产地牡丹籽脂肪酸组分的研究结果显示,品种和种植地对牡丹籽中蛋白质和脂肪酸含量有影响。分析脂肪酸成分差异发现,赤峰紫斑品种脂肪酸种类差别在于含有的饱和脂肪酸种类少于绛县紫斑牡丹、洛阳凤丹牡丹。从以上结果可以看出,品种和地理条件均可能影响牡丹籽脂肪酸成分和含量。

经测定,赤峰紫斑牡丹蛋白质含量为24.3%,分别低于绛县紫斑牡丹蛋白质含量(27.4%)和洛阳凤丹牡丹蛋白质含量(26.8%)。资料显示,牡丹籽粕蛋白含量为30%左右[16],但此次测定的3个样品蛋白质含量均低于该值。为了继续分析牡丹籽蛋白的营养价值,深入分析其氨基酸组成和含量,结果发现,赤峰地区紫斑牡丹籽中含有必需氨基酸9种(甲硫氨酸、苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸)、非必需氨基酸8种(脯氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、胱氨酸),3个牡丹籽样品中氨基酸种类没有差异,赤峰地区的牡丹籽蛋白氨基酸种类齐全,必需氨基酸含量丰富,是一种优质的植物蛋白资源。但是3个牡丹籽样品之间某些氨基酸组分的含量有显著差异。赤峰紫斑牡丹籽与绛县紫斑牡丹之间有6种必需氨基酸含量差异显著;5种非必需氨基酸含量差异显著,显示出栽培区地理和气候条件可能是影响氨基酸含量的因素。

4 结论

在赤峰地区引种栽培的油用紫斑牡丹籽含油率和蛋白质含量均低于山西绛县紫斑牡丹和河南洛阳凤丹牡丹,但均高于油用牡丹品种的平均值,而且牡丹籽油中富含不饱和脂肪酸,氨基酸组成种类全面,必需氨基酸含量丰富,具有较高的经济价值。赤峰地区的气候和土壤条件对脂肪酸成分和含量以及氨基酸含量具有一定程度的影响。未来,需要结合当地种植条件对牡丹的各种有效成分进行定量定性的持续研究,为不断提升牡丹产品的质量以及牡丹在赤峰地区的产业化开发提供科学的参考依据。