三種紅花油茶花營養成分分析及氨基酸評價

楊 柳,吳雪輝,沈 冰 鄭志丹，譚靖怡

(華南農業大學食品學院,廣東廣州 510642)

三種紅花油茶花營養成分分析及氨基酸評價

楊 柳,吳雪輝*,沈 冰 鄭志丹，譚靖怡

(華南農業大學食品學院,廣東廣州 510642)

為了解紅花油茶花的營養價值,以目前主要推廣種植的浙江、騰沖、廣寧3個紅花油茶品種的花為原料,測定蛋白質、粗脂肪、總糖、還原糖、多糖、氨基酸、黃酮、多酚、花青素和維生素C等主要營養成分,并進行評價。結果表明:紅花油茶花營養成分豐富,其中總糖、還原糖和多糖含量較高,分別為31%～37%、17%～26%和7.1%～8.2%,蛋白質含量在3.2%～3.6%之間;抗氧化成分含量較高,黃酮和多酚含量高達3000 mg/100 g以上,花青素為251～416 mg/100 g,維生素C為10～21 mg/100 g;3種紅花油茶花營養成分的主成分分析顯示,浙江紅花、騰沖紅花和廣寧紅花油茶花中營養成分綜合評分分別為2.630、-0.428和2.032,說明浙江紅花油茶花的營養價值較好。3種紅花油茶花的氨基酸種類齊全、含量豐富,總量介于145.65～171.72 mg/100 g之間,均含有7種以上人體必需氨基酸;浙江紅花油茶花的氨基酸比值得分最高;騰沖紅花油茶花的蛋白質消化利用率最高,且其味覺氨基酸比例最優。在既定的測定范圍內,綜合分析表明浙江紅花油茶花的營養價值最好。

紅花油茶花,營養成分,主成分分析,氨基酸評價

紅花油茶(Camelliachekiangoleosa)屬山茶科山茶屬植物,為我國14個油茶種群之一,是地方性稀罕的優良油茶種群。紅花油茶樹姿優美,花大色艷,著花數多,開花期長,一般在11月至次年4月開花,約140 d左右[1]。油茶屬于異花授粉樹種,其授粉主要靠昆蟲來完成,自花授粉基本不育,冬天昆蟲活動減少,很多油茶花授不上粉,所以大多數油茶花都沒有結成果實,造成樹體營養浪費,座果率低,為了保證油茶果的產量和品質,可采用人為疏除部分過多的花[2]。因此油茶花作為副產物,產量非常豐富。

表1 3種紅花油茶花的主要營養成分及含量

注:數據為干基數據，同行數據后小寫英文字母不同者表示差異顯著(p<0.05)。

油茶花作為油茶樹的生殖器官,集中了油茶中的營養物質,富含蛋白質、氨基酸、還原糖、多糖、多酚、黃酮、花青素、維生素等生物活性成分[3],這些化合物具有獨特的體內調節功能,有解毒、降脂、降糖、滋補、養顏、抗衰老、抗腫瘤及增強免疫力等多種功效[4]。

近年來,隨著我國油茶栽培面積逐步擴大,人們只重視油茶籽的生產加工,而對于營養豐富的油茶花任其自生自滅,造成極大的資源浪費。目前對于油茶花的研究僅在生物學性狀方面有少量研究[5-6],關于其營養成分方面尚沒有任何報道。因此,本研究全面測定紅花油茶花的營養成分、生理活性成分以及氨基酸組成,為紅花油茶花的開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

浙江、騰沖紅花油茶花 由江西省德興市源森紅花茶油有限公司提供;廣寧紅花油茶花 廣東省增城林場。均挑選無病蟲害、花色正常、花瓣完整的新鮮油茶花,于50 ℃烘箱中烘干,粉碎過80目篩備用。

牛血清白蛋白、葡萄糖、茶多酚、蘆丁、考馬斯亮藍等 為標準品;苯酚、2,6-二氯靛酚、3,5-二硝基水楊酸、濃硫酸、濃鹽酸、磺基水楊酸、甲醇、乙醇等均為分析純。

YP3001N型電子天平 上海精密科學儀器有限公司;HWS-24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學儀器有限公司;SHZ-D-Ⅲ型循環水式真空泵 河南省予華儀器有限公司;DHG-9053BS-Ⅲ型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海新苗醫療器械制造公司;高速中藥粉碎機 浙江瑞安永歷機械公司;UV-5100紫外分光光度計 上海菁華科技儀器公司;日立L-8800型全自動氨基酸分析儀 日本Hitachi公司。

1.2 測定方法

蛋白質測定:采用考馬斯亮藍G-250法;粗脂肪測定:采用索氏提取法;總糖、還原糖測定:采用3,5-二硝基水楊酸(DNS試劑)法;多糖測定:采用苯酚-硫酸法[7];多酚測定:采用酒石酸亞鐵比色法[8];黃酮測定:采用比色法測定,以蘆丁為標準[8];花青素測定:采用酸性乙醇比色法;維生素C測定:采用2,6-二氯靛酚滴定法;氨基酸組分:采用氨基酸自動分析儀測定。測定條件:855-350型色譜柱(4.6 mm×60 mm),柱溫134℃;雙通道紫外檢測波長440 nm和570 nm;進樣量20 μL;分析時間110 min。

1.3 數據處理

所有測定均平行重復3次,取其平均值。運用Excel 2007和SPSS 19.0軟件對數據進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 紅花油茶花主要營養成分含量

表1列出了3種紅花油茶花中主要營養成分及其含量。

由表1可知,紅花油茶花中營養成分豐富,且3種油茶花各營養成分之間的差異顯著。含量最高的是糖類,總糖含量在31%～37%之間,以廣寧紅花油茶花中含量最高,達到36.94%;浙江紅花、騰沖紅花和廣寧紅花3種油茶花中的還原糖和多糖的含量分別為17.83%、25.83%、22.34%和8.16%、7.13%、7.33%;油茶花中蛋白質含量為3.2%～3.7%之間;脂肪含量較低,都在1%以下。3種油茶花中抗氧化成分含量豐富,尤其黃酮和多酚含量較高,黃酮含量最高的是廣寧紅花油茶花,達到4851.71 mg/100 g;多酚以騰沖紅花油茶花中含量最高為4832.21 mg/100 g;而花青素和維生素C在浙江紅花中含量最高,分別含有415.94、20.55 mg/100 g。3種紅花油茶花的氨基酸總量也較為豐富,浙江紅花、騰沖紅花和廣寧紅花3種油茶花中氨基酸總量分別為145.65、162.19、171.72 mg/100 g。

2.2 紅花油茶花營養成分的主成分分析

對浙江紅花、騰沖紅花、廣寧紅花油茶花的蛋白質、粗脂肪、還原糖、總糖、多糖、氨基酸、黃酮、多酚、花青素和維生素C的數據無量綱化處理后,進行主成分分析,結果如表2所示。

表2 主成分特征值、貢獻率及累積貢獻率

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,分別為6.737、3.263,方差貢獻率分別為67.368%和32.632%,兩個主成分的累積貢獻率能反映抗氧化成分將近100%的信息。因此,選取這兩個主成分作為統計不同品種紅花油茶花營養成分的主要指標。

將原始數據進行最大正交旋轉處理,旋轉后的主成分載荷矩陣見表3。

表3 主成分因子載荷矩陣

由表3可知,第一主成分中貢獻率較大的依次為還原糖、多糖、多酚、維生素C、花青素、粗脂肪、蛋白質;而第二主成分則以總糖的貢獻率最大,其次是黃酮和氨基酸。

根據第一主成分、第二主成分的方差貢獻率及因子得分系數,可得到綜合評價模型系數,歸一化處理后可得綜合評分模型表達式:

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

將浙江紅花、騰沖紅花、廣寧紅花油茶花的各項營養指標代入綜合評分模型,結果如表4所示。由表4可知,浙江紅花、騰沖紅花和廣寧紅花油茶花中營養成分綜合評分為2.630、-0.428和2.032,說明浙江紅花和廣寧紅花油茶花的的營養價值較好。

2.3 紅花油茶花的氨基酸組分分析

利用氨基酸自動分析儀測定3種紅花油茶花的氨基酸組成,結果如表5所示。

表4 3種紅花油茶花營養成分的綜合得分

由表5可知,3種紅花油茶花的氨基酸組分和含量有一定的差異,騰沖和廣寧紅花油茶花含有25種氨基酸,浙江紅花油茶花含有24種氨基酸組分,磷酸絲氨酸僅在廣寧紅花油茶花中含有,半胱氨酸也僅在騰沖紅花油茶花中含有。磷酸絲氨酸是大腦細胞膜的重要組成成分之一,對大腦的記憶力和情緒的穩定起到重要的調節作用;半胱氨酸具有抗衰老、抗過敏等生理功效。騰沖紅花油茶花中8種人體必需氨基酸都有,總量達22.57 mg/100 g,而浙江紅花和廣寧紅花油茶花只含有7種必需氨基酸,總量分別為15.63、16.85 mg/100 g。

此外,紅花油茶花中所含功能性氨基酸種類豐富且總量較高,功能性氨基酸是指除了合成蛋白質外還具有其他特殊功能的氨基酸,其不僅對動物的正常生長和維持是必需的,而且對多種生物活性物質的合成也是必需的,具體包括精氨酸、谷氨酸+酰胺、支鏈氨基酸、色氨酸、天冬氨酸/酰胺、甘氨酸、鳥氨酸、鳥氨酸和脯氨酸等。3種紅花油茶花在功能性氨基酸含量方面各有所長,脯氨酸含量在12.57～46.93 mg/100 g之間,以騰沖紅花油茶花中含量最高,其在醫藥上主要用作營養增補劑,用于營養不良、蛋白質缺乏癥、腸胃疾病、燙傷及術后蛋白質的補充等;精氨酸含量在11.18～39.86 mg/100 g之間,廣寧紅花油茶花中含量最高,其作為一種條件性必需氨基酸,生物學功能已超越了氨基酸營養的范疇,在心血管、神經和免疫系統等內分泌調節方面有重要作用;谷氨酸+谷氨酰胺的含量在廣寧紅花油茶花中最高,有25.01 mg/100 g,在免疫和腦神經系統中有重要的作用[9]。其次,3種紅花油茶花的γ-氨基丁酸含量也較高,含量在8.62～9.97 mg/100 g之間,其有降血壓和調節心血管功能的作用[10]。

2.4 紅花油茶花氨基酸營養價值評價

表5 紅花油茶花氨基酸組分分析(mg/100 g)

注:*代表必需氨基酸。

表6 3種紅花油茶花中必需氨基酸的RAA、RC及SRC的分析結果

注:RAA=待評價蛋白質中某EAA含量/(FAO/WHO)模式中相應的氨基酸含量;RC=待評蛋白質中某 EAA 的 RAA/各種氨基酸 RAA 的平均值;SRC=100-SRD×100,其中SRD為RC的相對標準差。

2.4.1 以氨基酸模式譜評價 必需氨基酸的種類、含量及組成比例是評價植物氨基酸營養價值優劣的重要指標。各類蛋白中其必需氨基酸的組成與人體必需氨基酸的組成比例越接近,營養價值越高,品質越好[11]。利用FAO/WHO的必需氨基酸模式,計算3種油茶花中EAA的氨基酸比值(Ratio of Amino Acid,RAA),氨基酸比值系數(Ratio Coefficient of Amino Acid,RC)和比值系數分(Score of RC,SRC)[12],結果如表6所示。

由表6可知,蛋氨酸+半胱氨酸為浙江紅花和廣寧紅花的第一限制性氨基酸,亮氨酸為騰沖紅花的第一限制性氨基酸。從必需氨基酸的種類上來講,騰沖紅花油茶花較齊全;從氨基酸的比值系數分(SRC)來評價,浙江紅花油茶花得分最高,為41.82,說明其營養價值較高,騰沖紅花油茶花得分最低為34.24。

2.4.2 以蛋白質消化利用率評價 蛋白質的消化吸收程度可用生物價(BV)來表示,而BV與必需氨基酸指數(EAAI)間存在特定的正比關系,有極顯著的相關性。因此,通過計算EAAI值可表征蛋白質消化利用率[13],3種紅花油茶花的必需氨基酸指數見表7。

表7 3種紅花油茶花在不同標準下的EAAI值

注:EAAI=[蘇氨酸(t)/蘇氨酸(s)×賴氨酸(t)/賴氨酸(s)…×色氨酸(t)/色氨酸(s)]1/n,其中,n為比較的必需氨基酸數;t為樣品必需氨基酸含量;s為所參照標準的必需氨基酸含量。

由表7可以看出,各種標準下,騰沖紅花油茶花的EAAI值都是最高的,表明其消化利用率最高,浙江紅花油茶花次之,消化利用率最低的是廣寧紅花油茶花。

2.4.3 以味覺氨基酸評價 氨基酸在食品的呈味方面起著重要作用,有的具有甜味,也有的具有苦味,少數還有酸味、鮮味及芳香味。3種紅花油茶花中呈味氨基酸含量情況如表8所示。

表8 3種紅花油茶花呈味氨基酸含量(mg/100 g)

從表8可以看出,在3種油茶花中騰沖紅花油茶花的口感和風味最好,其甜味氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、賴氨酸)和鮮味氨基酸(纈氨酸、異亮氨酸、亮氨 酸、苯丙氨酸、精氨酸、1-甲基組氨酸、色氨酸、組織胺)含量最高,苦味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺)含量最低,分別為61.01、25.80、28.15 mg/100 g;而廣寧紅花油茶花的風味最差,表現甜味氨基酸和酸鮮味氨基含量最低,苦味氨基酸含量最高;浙江紅花油茶花的口感和風味則介于二者之間。

3 結論

3種紅花油茶花營養成分豐富,總糖、還原糖和多糖含量分別為31%～37%、17%～26%和7.1%～8.2%,蛋白質含量在3.2%～3.6%之間,脂肪含量較低,都在1%以下;3種油茶花中抗氧化成分含量豐富,尤其是黃酮和多酚含量較高。為綜合評價各油茶花的營養價值,進行主成分分析顯示,浙江紅花、騰沖紅花和廣寧紅花油茶花中營養成分綜合評分為2.630、-0.428和2.032,說明浙江紅花油茶花的營養價值最好,廣寧紅花次之,騰沖紅花最低。

氨基酸組成分析結果表明,3種油茶花的氨基酸種類齊全,含量豐富。浙江紅花、騰沖紅花和廣寧紅花3種油茶花中氨基酸總量和必需氨基酸含量分別為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長。以必需氨基酸模式譜為評價標準,浙江紅花油茶花的氨基酸比值得分最高;從蛋白質消化利用率來看,騰沖紅花油茶花最好;根據味覺氨基酸的含量來評價,騰沖紅花油茶花最好,因為其甜味氨基酸和酸鮮味氨基含量最高,苦味氨基酸含量最低。綜合以上結論表明,在既定的測定指標范圍內,浙江紅花油茶花營養價值最好。

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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

楊柳(1992-)，女，在讀碩士研究生，研究方向：食品工程，E-mail：tinayang1992@163.com。

*通訊作者:吳雪輝(1965-)，女，博士，教授，主要從事農產品加工方面的教學和科研工作，E-mail：xuehwu@scau.edu.cn。

廣東省林業科技創新項目(2014KJCX016-02，2012KJCX011-03)。

TS201.4

A

1002-0306(2015)23-0358-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.23.066