12種百合主要營養成分和活性成分的分析評價

胡 悅，杜運鵬，張 夢，張秀海，任建武

1北京林業大學生物科學與技術學院，北京100083；2北京農業生物技術研究中心 北京市功能花卉工程技術研究中心 北京市農林科學院，北京 100097

百合屬(Lilium)植物分布于北半球溫帶地區(約110～115個種)，我國是百合屬植物的主要分布區(約有55個種)，種質資源豐富。百合肉質鱗葉肥厚、色澤潔白、味甜清香、略有苦味，不僅是高蛋白、高糖和低脂肪的保健食品，而且具有良好的藥用價值。百合是我國衛生計生委審批通過的首批藥食同源植物，其入藥部位是干燥的肉質鱗葉，用于陰虛久咳、痰中帶血、虛煩驚悸等[1]。目前通過百合屬植物化學成分的藥理研究表明，百合屬的部分植物化學成分具有抗腫瘤、降血糖、抗氧化、消炎等作用；對百合基本營養成分、活性物質和氨基酸組成的研究種類主要集中于蘭州百合(L.davidiivar.willmottiae)、卷丹(L.lancifolium)和龍牙百合(L.brownievar.viridulum)[2]。茅云楓[3]等對比蘭州百合、卷丹、龍牙百合(L.brownievar.viridulum)和川百合(L.davidii)還原糖和游離氨基酸含量，發現川百合含量均最高，龍牙百合最低。靳磊[4]發現岷江百合鱗莖中還原糖、蛋白質、維生素C、灰分、多酚、黃酮和皂苷的含量顯著高于蘭州百合,而可溶性糖和粗纖維的含量蘭州百合要高于岷江百合。但是，傳統食用百合種球自然退化，導致產量下降，同時生長年限較長，極大地限制了百合產業的發展。因此，選育賞食兼用的新品種百合就凸顯其重要性。本文分析評價了12個百合種/品種鱗莖的主要營養品質，明確影響百合綜合營養品質評價的關鍵因子，旨在為篩選新型賞食兼用百合、充實和完善百合營養品質評價體系提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試材料為12個百合種及品種的成熟鱗莖，取百合鱗莖中部鱗片，去泥洗凈，自然陰干，粉碎，過100目篩后待用。主要種及品種如表1所示。

石油醚(60～90 ℃)、NaOH、無水乙醇、氯仿、正丁醇、香草醛、高氯酸等常規藥品均為分析純級。乙腈為色譜純，百靈威科技有限公司。鈣、鉀標準品，國家標準物質中心。

1.2 測定方法

可溶性還原糖含量參照《GB 5009.7-2016 食品安全國家標準食品中還原糖的測定》；水分含量參照《GB 5009.3-2016 食品安全國家標準食品中水分的測定》；淀粉含量參照《GB 15203-2014 食品安全國家標準淀粉糖》；蛋白質含量參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》；膳食纖維含量參照GB 5009.88-2014《食品安全國家標準食品中膳食纖維的測定》。總多酚含量參照福林-肖卡試劑法[5]測定，結果以每克百合鱗莖中含有的沒食子酸質量(mg/g)表示；總黃酮含量參照NaNO2-AlCl3法[6]測定，結果以每克百合鱗莖中含有的蘆丁質量(mg/ g)表示；總皂苷含量參照香草醛-冰醋酸法測定[7]，結果以每克百合鱗莖中含有的薯蕷皂苷質量(mg/g)表示；生物堿含量參照溴甲酚綠比色法測定[8]，結果以每克百合鱗莖中含有的秋水仙堿質量(mg/g)表示。氨基酸含量的測定參照鹽酸水解法[9]。各檢測指標試驗重復三次。

1.3 數據統計分析

采用SPSS18.0版軟件完成均值統計和顯著性差異分析。由于百合中各項營養價值指標存在差異，本文基于主成分分析法的思想，根據各指標相關性大小將它們分組，使得同組內的指標之間相關性較高，不同組的變量之間的相關性較低，找出影響百合營養品質的幾個綜合指標，稱之為主成分。以主成分為評價指標體系，進行綜合評價與分析。運用的主要公式如下：

綜合評價值F計算公式：F=Σ[Fi×Wi]，i=1,2...n，式中F值為百合營養綜合評價值，Fi為百合第i個公因子的分值，Wi為百合第i個公因子的方差貢獻率，n為公因子的個數。

2 結果與分析

2.1 百合鱗莖營養成分及活性物質分析

碳水化合物是百合中最主要的營養成分，可溶性糖、淀粉含量分別與百合的甜度、質構正相關，膳食纖維不僅能調節人體腸道健康，而且能有效防治心血管疾病、糖尿病、結腸癌等[10]。由表2可知，淀粉含量變化范圍為12.52～36.80%，其中‘塞拉達’淀粉含量最高，宜昌百合含量最低；可溶性糖質量分數變化范圍為1.247～3.547%，蘭州百合(平陸)含量最高，‘亮鉆’最低；膳食纖維含量變化范圍為3.86～5.205 mg/g且不同百合種/品種間差異最小。12個百合種/品種中蘭州百合(平陸)蛋白質含量最高，達到33.9 mg/g，‘方吉奧’最低，為4.3 mg/g。百合中營養成分含量隨品種而異，但各指標變異系數均較小。百合屬植物的活性物質具有抗腫瘤、降血糖、抗氧化、消炎等作用[11-21]。本文檢測結果表明，12個樣品中岷江百合活性成分含量指標最高，其中多酚、黃酮、生物堿和皂苷分別達到3.677、3.997、0.826、13.184 mg/g；‘塞拉達’多酚含量最低，為0.560 mg/g；蘭州百合(平陸)的黃酮和生物堿含量均最低，分別為1.563 mg/g和0.369 mg/g。皂苷含量變化范圍為0.573～13.184 mg/g，其中‘亮鉆’含量最低。多酚、黃酮、生物堿和皂苷含量隨百合品種而異，且多酚與生物堿指標變異系數較大。

表2 12個百合種及品種的營養成分及活性物質分析

注:小寫字母表示在P<0.05水平下的顯著性差異，大寫字母表示在P<0.01水平下的顯著性差異。

Note:Capital letterP< 0.05;lowercase letterP< 0.01.

2.2 百合鱗莖氨基酸成分分析

百合中氨基酸種類齊全且含量較高。由表3表4可知，共檢測出 l6 種氨基酸，宜昌百合(TAA)最高，達到18.578 mg/g，塞拉達百合最低，達到11.882 mg/g。其中人體必需氨基酸(EAA)占其總量的7.91%～8.99 %，蘭州百合(平陸)含量最高，功能性氨基酸(MAA)占氨基酸總量的46.11%～79.34 %，大花卷丹含量最高，種/品種間差異極小。12個百合種/品種的氨基酸指標均有一定差異，但半胱氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸和精氨酸變異系數較小，其中精氨酸變異系數最小但含量均最高，達到5.494～7.791 mg/g；丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸和天冬氨酸含量也較高，含量在0.893～2.898 mg/g之間。16種氨基酸中，蘭州百合、‘方吉奧’和‘粉宮殿’分別各有4種氨基酸含量最高，宜昌百合有3種、龍牙百合有1種氨基酸含量最高。

表3 12個百合種和品種氨基酸總量及組分分析(mg/g)

表4 12個百合種和品種氨基酸總量及組分分析(mg/g)

注：a表示必需氨基酸(E)；b表示藥效氨基酸(M);氨基酸總含量(T);大寫字母表示在P<0.05水平下的顯著性差異。

Note:a:essential amino-acid(E);b:Pharmacoamino acid(M);Total amino acid content(T);capital letterP< 0.05.

2.3 百合營養品質指標相關性分析

相關性分析結果表明，12個百合種/品種9項指標之間多酚-黃酮/皂苷、黃酮-皂苷極顯著正相關；氨基酸-多酚/皂苷顯著正相關；淀粉-多酚/黃酮/皂苷、纖維素-多酚/黃酮/皂苷、蛋白質-多酚/黃酮/生物堿顯著負相關。

表5 12個百合種及品種相關性分析

注：(1)表示在P<0.05水平下的顯著性水平，(2)表示在P<0.01水平下的顯著性水平。相關系數臨界值，α=0.05 時，r=0.576；α=0.01 時，r=0.708。

Note:(1):P< 0.05;(2):P< 0.01 Critical concentration of correlation coefficient,α=0.05,r=0.576;α=0.01,r=0.708.

2.4 百合營養品質的主成分分析與綜合評價

對12個百合種/品種的淀粉、可溶性糖、膳食纖維、蛋白質、多酚、黃酮、生物堿、皂苷和氨基酸進行主成分分析，表6描述了主成分分析初始值對原有變量的總體描述情況。由表可知前4個主成分的累積方差貢獻率達到90.229%，基本上包括了9個指標的大部分信息，因此選擇前4個主成分作為綜合指標對其品質進行綜合評價。

表6 特征值和貢獻率

由表7可知，第1主成分與多酚、黃酮和皂苷呈高度正相關，與膳食纖維顯著負相關，可稱之為百合功能因子；第2主成分與蛋白質呈高度負相關，與生物堿正相關，可稱之為百合營養因子；第3、4主成分分別與可溶性糖和淀粉呈高度正相關，可稱第3(可溶性糖顯著正相關，氨基酸正相關)、4主成分(淀粉正相關)為百合碳水化合物因子。因總方差85%以上的貢獻來自前4個主成分，故可認為多酚、黃酮、皂苷、蛋白質、可溶性糖和淀粉這6個指標是衡量百合綜合營養品質的主要指標。

按綜合評價函數計算得出不同種/品種百合的綜合得分(F)及排名，如表8所示，岷江百合營養品質評分最高。排名前六位的百合種/品種依次為岷江百合、宜昌百合、‘塞拉達’、龍牙百合、蘭州百合(平陸)和大花卷丹。

表7 旋轉變換后的因子矩陣

表8 12個百合種及品種綜合因子得分及排名

3 結論

百合富含大量碳水化合物、豐富的活性物質和藥效氨基酸。12個百合種/品種鱗莖營養品質指標以多酚與生物堿兩個活性物質指標含量變異系數大，膳食纖維、氨基酸等指標含量差異較小。本研究發現12個百合種/品種鱗莖中岷江百合評分最高，其次是宜昌百合。二者目前雖未被藥典收錄，但其藥用品質較好。岷江百合活性成分含量指標均最高，宜昌百合與其無顯著差異，且二者氨基酸含量顯著高于其他百合。目前已有文獻發現岷江百合中甾族皂苷對環AMP磷酸二酯酶活性有抑制作用[22]，且含豐富的酚類糖苷，具有較強的抗氧化能力[23]；另外，其可溶性糖質量分數雖較高，但口味較苦澀，具體致苦成分未有相關研究報道。‘塞拉達’不僅具有較高的觀賞價值，且兼具良好的藥食用品質，其淀粉含量在12個百合種/品種中最高，蛋白質、活性物質和功能性氨基酸含量也顯著高于其他百合。蘭州百合(平陸)具有良好的食用品質，其可溶性糖、蛋白質與必須氨基酸含量在12個百合種/品種中均最高，且含豐富的皂苷。本研究以期為百合相關藥食標準的制定以及從野生資源和現有品種資源中進行新型賞藥食兼用的百合篩選與開發提供參考。