不同品系食用木槿花瓣?duì)I養(yǎng)、功能成分組成及營養(yǎng)價(jià)值評價(jià)

楊少宗，陳家龍，柳新紅，林昌禮，程亞平，方 茹,*

（1.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；2.溫州科技職業(yè)學(xué)院，浙江 溫州 325006；

3.云和縣農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)有限公司，浙江 麗水 323600；4.浙江省慶元縣慶元林場，浙江 麗水 323800）

木槿（Hibiscus syriacus L.）為錦葵科木槿屬，木本，花期長，是夏秋主要的觀花植物，除了觀賞綠化外，木槿還是一種具有優(yōu)良保健作用的花卉。木槿屬在全球分布約220 種[1-2]，目前對木槿屬植物的研究主要集中在活性成分上，木槿屬植物含有多酚類、萜類以及植物固醇類等多種活性成分，藥理研究表明這些活性成分具有抗炎、退熱、止瀉、保肝、抗高血壓、抗糖尿病、抗氧化、抗腫瘤等作用[3-4]。木槿花又被稱為面花、雞肉花，烹飪?nèi)腽傇缭跁x代就有記載[5]，在浙南、皖南、閩北、閩西和贛南等地區(qū)一直保留食用木槿花的習(xí)俗[6-8]。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，木槿作為食用花卉，烹飪方法多樣，味道清香，滑嫩可口，已成為綠色高檔菜肴。目前對木槿花營養(yǎng)價(jià)值的報(bào)道已有涉及[9-11]，但都不夠全面和深入，本實(shí)驗(yàn)將全面檢測木槿花的中各營養(yǎng)成分，并通過科學(xué)的評價(jià)體系對其進(jìn)行分析，為證明木槿花可作為一種優(yōu)良的食材提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

木槿在國內(nèi)分布廣泛，從遼寧到廣東均有栽培，而作為食用花卉栽培生產(chǎn)，主要集中在長江以南地區(qū)，如安徽南部、江西、上海、浙江、福建和廣州等地。在浙江南部地區(qū)廣泛栽培生產(chǎn)的食用木槿變型主要有雅致木槿（H. syriacus f. elegantissimus）、白花重瓣木槿（H. syriacus f.albus-plenus）、紫花重瓣木槿（H. syriacus f. violaceu），通過引種馴化，各地形成了各自不同的品系。本研究將在浙江龍泉和蒼南地區(qū)采集的以上3 個(gè)木槿變型的不同品系進(jìn)行檢測，比較這些品系的主要營養(yǎng)成分，為食用木槿的品種選育、開發(fā)利用等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試樣本總共5 份，分別為從浙江龍泉采集的雅致木槿（A1）、紫花重瓣木槿（A2）、白花重瓣木槿（A3）和浙江蒼南采集的白花重瓣木槿（B1）、紫花重瓣木槿（B2）。

甲醇、乙腈為均色譜純，其余試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

KJE LTEC 2300全自動凱氏定氮儀、2010纖維測定儀 丹麥Foss公司；SOLAAR Mk2-M6型原子吸收分光光度計(jì) 美國Thermo Elemental公司；LC-20A高效液相色譜儀 日本島津公司；SPECORD?210 PLUS紫外-可見光分光光度計(jì) 德國Analytikjena公司；L-8900氨基酸分析儀 日本日立公司；7900電感耦合等離子體質(zhì)譜儀美國Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 樣本采集

通過對開花物候期的觀察，確定木槿開花前1 d的花蕾大小和形狀，于早晨8:00～9:00采集花蕾，并去掉苞片和雌雄蕊，取新鮮花瓣，放入冰盒中冷藏運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室。同一變型按不同植株取樣，每個(gè)變型采集花瓣500 g以上，充分混合后備用。

1.3.2 營養(yǎng)成分測定

水分含量測定：參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》直接干燥法；粗蛋白含量測定：參照GB 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》定氮蒸餾法；粗灰分含量測定：參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》灼燒稱重法；膳食纖維含量測定：參照GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》酸堿消煮法；粗脂肪含量測定：參照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》酸水解法；多糖含量測定：參照GB/T 5009.8—2008《食品中蔗糖的測定》高效液相色譜法；鐵、鎂、鋅、鈣、鉀、硒含量測定：分別依據(jù)GB/T 5009.90—2003《食品中鐵、鎂、錳的測定》、GB/T 5009.14—2003《食品中鋅的測定》、GB/T 5009.92—2003《食品中鈣的測定》、GB/T 5009.91—2003《食品中鉀、鈉的測定》、GB/T 5009.93—2010《食品中硒的測定》的原子吸收分光光度法；VA和VE含量測定：參照GB/T 5009.82—2003《食品中維生素A和維生素E的測定》高效液相色譜法；VC含量測定：參照GB/T 5009.86—2003《蔬菜、水果及其制品中總抗壞血酸的測定（熒光法和2,4-二硝基苯肼法）》熒光法和2,4-二硝基苯肼法；VPP含量測定：參照GB 5413.15—2010《嬰幼兒食品和乳品中煙酸和煙酰胺的測定》微生物法；VB1和VB2含量測定：參照GB 5413.11—2010《嬰幼兒食品和乳品中維生素B1的測定》、GB 5413.12—2010《嬰幼兒食品和乳品中維生素B2的測定》高效液相色譜法；總黃酮和原花青素含量測定：參照《保健食品檢驗(yàn)與評價(jià)技術(shù)規(guī)范》（2003版）的分光光度計(jì)法；亞硝酸鹽含量測定：參照GB 5009.33—2010《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》分光光度法；氨基酸含量用SYKAM 443D氨基酸分析儀測定，檢測方法參照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》。所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3 次。營養(yǎng)成分、礦物質(zhì)、主要維生素及其他成分含量均以濕基計(jì)。

1.3.3 總碳水化合物和能量的計(jì)算

總碳水化合物采用減差法計(jì)算，能量采用能量折算系數(shù)來計(jì)算[12]，均以濕基計(jì)。

1.3.4 氨基酸組成分析

采用世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）和聯(lián)合國糧農(nóng)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）提出的必需氨基酸比值（essential amino acid，EAA）系數(shù)法[13-15]，并以FAO/WHO的必需氨基酸模式為標(biāo)準(zhǔn)模式[16-17]，根據(jù)公式（1）～（3）可計(jì)算木槿花所含必需氨基酸的氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA）、氨基酸比值系數(shù)（ratio coefficient，RC）和比值系數(shù)分（score of ratio coefficient，SRC）。氨基酸含量以每克蛋白含有氨基酸毫克數(shù)計(jì)（干基）。

1.3.5 主成分分析

根據(jù)主成分分析方法對5 份樣本的基本營養(yǎng)成分、礦物質(zhì)、維生素、氨基酸以及功能性成分共20 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分變量提取，建立綜合評價(jià)函數(shù)，得到每個(gè)樣品的綜合得分及排名[18-20]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行顯著性分析（P＜0.05）、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營養(yǎng)成分的比較分析

表1 木槿花基本營養(yǎng)成分Table 1 Proximate nutritional composition of the petals of Hibiscus syriacus L.

由表1可知，水分和粗灰分的含量5 份樣本沒有顯著性差異，其余營養(yǎng)成分5 份樣本之間存在顯著性差異。另外，與常見的食用花卉玫瑰相比[21]，木槿花的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和膳食纖維含量較低，而與綠葉類蔬菜花椰菜相比[14]，木槿花的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和膳食纖維含量略高，能量則明顯高于蔬菜。其中，膳食纖維雖然不具有營養(yǎng)價(jià)值，但與人體的營養(yǎng)有著密切關(guān)系，被稱為第7營養(yǎng)素，能預(yù)防和治療多種疾病[22-23]。

2.2 主要礦質(zhì)元素含量的比較分析

表2 木槿花主要礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量Table 2 Contents of mineral elements in the petals of Hibiscus syriacus L.mg/100 g

如表2所示，各種礦質(zhì)元素含量在5 份樣本之間存在顯著性差異，其中B2樣本優(yōu)勢比較明顯，其鈣、鐵、鋅、硒的含量在5 份樣本中均最高。木槿花與玫瑰花相比，其中鈣和鎂含量略低，鐵含量明顯低，鋅含量較高；與花椰菜相比，其中鈣、鐵、鋅含量基本相同，鎂和鉀含量較高，硒含量很低。

2.3 主要維生素含量的比較分析

表3 木槿花主要維生素含量Table 3 Vitamin contents in the petals of Hibiscus syriacus L.mg/100 g

由表3可知，5 份樣本中VE、VC、VB1和VB2均存在顯著性差異，其中，VE含量差異比較明顯，A1、B1和B2的VE含量為0.01 mg/100 g，而A2為0.04 mg/100 g，A3為0.49 mg/100 g。與玫瑰花相比，木槿花VC含量較低。與花椰菜相比，木槿花的維生素含量也不占優(yōu)勢，總體偏低。其中，VC含量比蔬菜略低，其含量大多在20～30 mg/100 g之間，而花椰菜為61 mg/100 g，為木槿花的2 倍左右。木槿花V B1含量略高，在0.05～0.08 mg/100 g之間。木槿花中VE、VC和VPP含量比蔬菜低。

2.4 氨基酸組成及含量的比較分析

2.4.1 氨基酸組成分析

蛋白質(zhì)通常由20 種氨基酸構(gòu)成，其中包括8 種必需氨基酸。對人體而言，判斷一種蛋白質(zhì)是否為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，主要參考該蛋白質(zhì)中必需氨基酸的種類、數(shù)量以及含量。雖然木槿花蛋白質(zhì)含量較低，僅為2%左右，作為蛋白質(zhì)來源意義不大，但作為一種食物資源，了解其組成有一定意義，同時(shí)作為一種食材，其中游離氨基酸的存在對于口感具有意義。由表4可知，木槿花含有16 種氨基酸，5份樣本氨基酸的總量分別為1 034.92、718.75、644.44、908.33、875.63 mg/g，樣本中氨基酸總量大于1 000 mg/g，說明在木槿花中存在較多的游離氨基酸。在各種氨基酸中，5 份樣本均以谷氨酸最高，分別占總氨基酸含量的16.25%、12.11%、12.58%、17.84%、14.28%。除此以外，天冬氨酸和酪氨酸含量也較高，谷氨酸、天冬氨酸和酪氨酸均為呈味氨基酸，5 份樣本呈味氨基酸所占比例分別為36.75%、31.88%、27.17%、41.84%、33.14%。食用玫瑰花的呈味氨基酸含量為26.60%[21]，與木槿花相比較低。

表4 木槿花氨基酸種類及含量Table 4 Amino acid composition of the petals of Hibiscus syriacus L.mg/g

食物蛋白營養(yǎng)價(jià)值的優(yōu)劣主要取決于所含EAA的種類、數(shù)量和組成比例，其組成比例越接近人體需要氨基酸的比例，則其質(zhì)量就越優(yōu)，WHO/FAO規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為EAA與總氨基酸比值為40%。在木槿花16 種氨基酸中含有7 種人體必需氨基酸，5 份樣本中EAA與總氨基酸比值分別為32.65%、40.00%、37.93%、34.48%、33.57%，其中A2已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，其余4 份樣本比標(biāo)準(zhǔn)略低，但差距并不大。由于WHO/FAO規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)并非針對植物蛋白，目前研究表明完全符合此標(biāo)準(zhǔn)的植物蛋白并不多，如食用玫瑰花EAA與總氨基酸比值也僅為37.78%[21]。因此，總體來說木槿花所含蛋白屬于比較優(yōu)質(zhì)的植物蛋白。

2.4.2 必需氨基酸比值系數(shù)法評價(jià)木槿花蛋白營養(yǎng)價(jià)值

表5 必需氨基酸平均比值系數(shù)比較Table 5 Average ratio coefficients of essential amino acids in the petals of Hibiscus syriacus L.

若木槿花蛋白中必需氨基酸的組成比例與WHO/FAO氨基酸模式一致，則各種必需氨基酸的RC應(yīng)等于1，若大于1表明該種必需氨基酸相對過剩，若小于1則表明該種必需氨基酸相對不足，RC最小者為第1限制性氨基酸。由表5可知，5 份樣本中色氨酸均未檢測出，因而為第1限制性氨基酸。在A2、A3和B1樣本中，蛋氨酸的RC值也較小，均小于0.5，為第2限制性氨基酸。SRC值是評判食物中蛋白營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)，SRC值越大，說明待評蛋白質(zhì)越接近標(biāo)準(zhǔn)模式，其營養(yǎng)價(jià)值越高；相反，SRC值越小，說明待評蛋白質(zhì)越偏離標(biāo)準(zhǔn)模式，其營養(yǎng)價(jià)值越低。5 份樣本的SRC值分別為36.3、18.88、20.69、-6.23、43.18，說明在這5 份樣本中，其蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值高低的順序?yàn)锽2＞A1＞A3＞A2＞B1。

2.5 功能性成分及亞硝酸鹽含量的比較分析

表6 食用木槿新鮮花瓣中其他成分Table 6 Contents of bioactive components in the petals of Hibiscus syriacus L.

如表6所示，植物多糖具有較高的營養(yǎng)價(jià)值以及抗菌、抗氧化、抗衰老等作用，且植物多糖水溶性好，因此作為食用花卉，對其利用率高。在5 份樣本中，A1、A2和B2多糖含量較高，分別為1 301.45、1 405.57 mg/100 g和1 605.76 mg/100 g，其中B2是A3（412.45 mg/100 g）的4 倍。植物多酚作為一大類次級代謝產(chǎn)物，具有很強(qiáng)抗氧化性和清除自由基能力，原花青素是其中重要的一類[24-25]，黃酮類化合物具有消除疲勞、保護(hù)血管、抗氧化、抗腫瘤、抑菌、抗病毒、抗輻射、抗過敏、降血糖等作用[26-27]。在5 份樣本中，原花青素較高的有A1、A2和B2，分別為36.60、46.63、63.17 mg/100 g，總黃酮較高的有A1和B2，分別為92.33、66.33 mg/100 g。

根據(jù)GB 18406.1—2001《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無公害蔬菜安全要求》，要求新鮮食用蔬菜中亞硝酸鹽含量一般控制在432 μg/g以下，由表6可知，在木槿花5 份樣本中，亞硝酸鹽含量均較低，不存在顯著性差異，基本都在2 μg/g左右，遠(yuǎn)低于432 μg/g。

2.6 主成分分析結(jié)果

由于硒和VPP無具體數(shù)值需要剔除，用計(jì)算出來的必需氨基酸平均比值系數(shù)代替16 種氨基酸，利用軟件SPSS 19.0對5 份樣本的20 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得到各主成分的特征值，方差貢獻(xiàn)率和累計(jì)方差貢獻(xiàn)率，如表7所示。

表7 各主成分的特征值及方差貢獻(xiàn)率Table 7 Eigen values of principal components and their contribution rates to total variance

由表7可知，前4 個(gè)主成分的特征值大于1，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到100.000%，該累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%，說明前4 個(gè)主成分能夠代表全部20 個(gè)指標(biāo)的大部分信息（100.000%）。因此，將樣品的20 個(gè)指標(biāo)綜合成4 個(gè)主成分。根據(jù)各主成分的載荷矩陣與特征值計(jì)算得到主成分的特征向量如表8所示。

根據(jù)表8，構(gòu)建各主成分成分得分與樣本各標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)值之間的線性關(guān)系式：

第1主成分得分F1=-0.091X1+0.087X2+0.054X3-0.074X4+0.044X5+0.088X6+0.092X7+0.009X8+0.03X9+0.058X10+0.092X11+0.094X12+0.063X13-0.08X14-0.032X15+0.033X16-0.063X17-0.073X18-0.057X19-0.094X20

第2主成分得分F2=-0.078X1-0.071X2-0.128X3+0.01X4+0.185X5+0.085X6+0.068X7+0.184X8+0.157X9+0.096X10+0.012X11-0.023X12+0.018X13-0.029X14+0.174X15-0.098X16+0.121X17+0.052X18+0.099X19+0.04X20

第3主成分得分F3=-0.006X1+0.112X2-0.143X3+0.214X4-0.017X5+0.003X6+0.022X7-0.154X8+0.083X9+0.2X10+0.006X11+0.082X12-0.218X13-0.178X14-0.145X15+0.095X16-0.05X17+0.193X18+0.174X19-0.037X20

第4主成分得分F4=0.014X1+0.027X2+0.18X3-0.073X4+0.083X5-0.077X6-0.062X7+0.078X8-0.253X9+0.145X10-0.157X11+0.046X12+0.191X13-0.087X14+0.09X15+0.36X16+0.231X17+0.114X18+0.196X19-0.08X20

表8 各主成分的載荷矩陣和特征向量Table 8 Principal component loadings matrices and characteristics vectors

根據(jù)綜合評價(jià)函數(shù)中各主成分的系數(shù)為其對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)，建立樣品的綜合評價(jià)模型：F=0.509F1+0.236F2+0.148F3+0.107F4。由該模型計(jì)算可得到5 個(gè)樣本的綜合評分及排名如表9所示。5 個(gè)樣本的綜合評分結(jié)果為B2＞A2＞A1＞B1＞A3，其中B2和A2的分值比較接近，說明從礦物質(zhì)、生物活性物質(zhì)和氨基酸各指標(biāo)綜合的主成分分析角度來說，B2和A2具有更高的價(jià)值。

表9 樣品綜合評價(jià)結(jié)果及排序Table 9 Comprehensive evaluation and ranking order of different samples

3 討論與結(jié)論

3.1 木槿花營養(yǎng)價(jià)值解析

結(jié)果表明，木槿花中含有蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、糖、各種礦質(zhì)元素和維生素等基本營養(yǎng)元素。與綠葉類蔬菜相比，蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、鈣、鐵、鋅的含量略高或基本相同，鎂和鉀含量較高，鎂對心臟血管具有重要的保護(hù)作用，可防治中風(fēng)、冠心病[28]，鉀則有明顯的降血壓作用[29-30]。與食用玫瑰花相比，木槿花的蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、VC以及大多數(shù)礦質(zhì)元素均略低，因此，其營養(yǎng)價(jià)值低于食用玫瑰花。但從氨基酸組成的分析結(jié)果可知，木槿花的呈味氨基酸含量高于玫瑰花，呈味氨基酸賦予了木槿花瓣入菜肴時(shí)鮮美的口感，這是作為優(yōu)良食材的必備因素之一。對木槿花必需氨基酸組成分析表明，蛋氨酸含量較低，色氨酸未檢測出，因此，蛋氨酸和色氨酸為其限制性氨基酸，其他必需氨基酸含量則與標(biāo)準(zhǔn)氨基酸模式基本一致，如在菜肴中添加富含色氨酸和蛋氨酸的原材料，如芝麻、葵花籽等，可增加木槿花的營養(yǎng)價(jià)值。此外，木槿花中含有具有保健作用植物多糖、黃酮類化合物和原花青素等功能性成分。綜上所述，木槿作為食用花卉，其營養(yǎng)成分種類齊全，含量豐富，既具有增加口感的營養(yǎng)成分，又具有增強(qiáng)保健作用的功能性成分，與現(xiàn)代人膳食理念一致，是一種具有推廣和應(yīng)用價(jià)值的食用花卉。

3.2 木槿花品種選育及開發(fā)前景

從木槿花5 份不同樣本營養(yǎng)成分的比較結(jié)果來看，營養(yǎng)成分組成基本一致，但具體的含量有明顯差異：在礦質(zhì)元素含量上，B2樣本優(yōu)勢比較明顯，其鈣、鐵、鋅、硒的含量在5 份樣本中均最高；在功能性成分含量上，原花青素和多糖在B2、A2和A1樣本中明顯較高，總黃酮在A1和B2樣本中較高；5 份樣本VE含量相差較大，A2和A3相對較高，但總體上木槿花的維生素含量比普通綠葉蔬菜要低，因此，這種情況下樣本之間的差異意義不大。主成分分析結(jié)果表明，B2具有最高分值，其次為A2，2 種分值比較接近。根據(jù)以上因素綜合考慮，在本實(shí)驗(yàn)所選擇的5 個(gè)不同品系中，B2和A2樣本營養(yǎng)價(jià)值最高。由此可見，決定木槿花營養(yǎng)價(jià)值的主要原因是遺傳因素，B2和A2樣本屬于食用木槿的同一變型，即紫花重瓣木槿，因此，在營養(yǎng)價(jià)值的各項(xiàng)指標(biāo)上均比較相近。但本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，環(huán)境因素對木槿花營養(yǎng)價(jià)值的高低也有影響，B2和A2分別栽培在浙江蒼南和浙江龍泉，栽培地理環(huán)境、氣候以及水肥管理等都不相同，造成2 個(gè)品系在具體的營養(yǎng)價(jià)值評價(jià)指標(biāo)上也有較大差異。綜上所述，紫花重瓣木槿變型在作為食用木槿品種選育上具有較大的發(fā)展前景，同時(shí)，合適栽培地的選擇和科學(xué)的水肥管理也是關(guān)鍵。