6種金花茶組植物花朵的氨基酸成分分析及其營養價值評價

李先民，李春牛，卜朝陽，黃展文，黃昌艷，盧家仕

(廣西農業科學院花卉研究所，廣西 南寧 530007)

【研究意義】金花茶組(Camelliasect. Chrysantha Chang)植物屬山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)常綠灌木或小喬木，花朵黃色[1]，是第四紀冰川時期遺留下來的原始山茶遺珍，被稱為植物活化石[2]，在我國廣西首次發現黃色山茶屬植物金花茶(C.nitidissima)時曾震驚世界[3-4]。金花茶組的大部分原種分布在我國廣西西南部及越南與廣西接壤的區域，云南省的東南部和貴州的西南部也有少量分布，目前已經發現并命名的金花茶組原種已達40多個[5]。已有研究表明，金花茶組植物的花朵中含有黃酮、皂苷、多糖和植物多酚等多種生理活性成分及氨基酸和蛋白質等營養成分[6-8]，具有較高的營養價值和特殊的保健功能[9-10]。近年來，金花茶的花已被開發成花茶、袋泡茶、瓶裝飲料、濃縮液和口服液等一系列營養保健產品[11]，市場前景較好，但價格昂貴[12]，而除金花茶外的其他金花茶組植物鮮見被用于營養保健產品開發的報道。因此，分析除金花茶外的其他金花茶組植物花朵中氨基酸組成及含量，對金花茶組植物的開發利用具有重要意義。【前人研究進展】梁機等[13]測定8種金花茶葉片的氨基酸總含量，結果發現毛瓣金花茶幼葉的氨基酸含量最高，達6.3 %。林華娟等[14]研究顯示，金花茶花朵中含有18種游離氨基酸，總游離氨基酸含量達80.8 mg/100g，其中脯氨酸含量最高，占總游離氨基酸含量的38.7 %。唐健民等[11]對金花茶花蕾、開放花朵和初謝花朵的營養成分進行比較，發現金花茶花蕾、開放花朵和初謝花朵中的氨基酸總量分別為7.44、5.14和5.00 g/100g。張蕾等[15]對金花茶不同發育期花瓣營養與生物活性成分的研究表明，金花茶花瓣中氨基酸組分構成合理，其中谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸和賴氨酸組分含量較高，4個發育期花瓣的必需氨基酸/總氨基酸變化穩定，變幅為40.9 %～41.8 %。朱成豪等[6]研究嫁接對金花茶營養成分的影響，結果表明嫁接金花茶葉片中氨基酸總量和必需氨基酸總量顯著高于實生金花茶，必需氨基酸指數(EAAI)排序為嫁接葉片>實生葉片>實生花朵>嫁接花朵。陳菁瑛等[16]研究不同貯藏方法對金花茶花品質的影響，結果表明隨著貯藏時間的延長，氨基酸總量與藥效氨基酸含量均呈先緩升后下降再匯聚的變化趨勢。唐健民等[17]對經過不同干燥工藝后的金花茶花的有效成分和活性物質進行綜合比較，發現相對于鮮花游離氨基酸總量，冷凍和微波干燥后的游離氨基酸含量分別提高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離氨基酸含量顯著提高。【本研究切入點】目前，關于金花茶組植物中氨基酸成分及含量的研究多集中于金花茶1個種[18]，針對多種金花茶組植物氨基酸成分及含量分析與其營養價值評價的研究鮮見報道。【擬解決的關鍵問題】選擇龍州金花茶(C.longzhouensis)等6種原產于廣西或越南、種質資源獨特、在氨基酸成分方面少有研究的金花茶組植物原種作為研究對象，測定其盛開花朵的17種必需氨基酸和非必需氨基酸含量，參考WHO/FAO標準模式譜及氨基酸比值系數法進行營養價值分析與評價，并進行氨基酸主成分分析，旨在為金花茶組植物的開發利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試金花茶組植物為龍州金花茶(C.longzhouensis)、崇左金花茶(C.perpetua)、顯脈金花茶(C.euphlebia)、羅斯曼金花茶(C.rosmannii)、紅頂金花茶(C.insularis)和夏石金花茶(C.xiashiensis)，均為實生苗，8～10年生，種植在廣西農業科學院花卉研發與推廣中心金花茶資源圃(東經108°22′，北緯22°48′)[19]，該區域環境條件能滿足供試金花茶組植物良好生長。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 于2019年12月19日下午4：00，采集6種金花茶組植物健康植株的花朵，每種采15株，每株隨機采摘盛開期花朵3朵，5株為1個重復，每個重復采集15朵，共3個重復。采集的花朵經蒸餾水洗凈，密封于-18 ℃保存，用于測定氨基酸含量。

1.2.2 測定項目及方法 氨基酸含量測定： 參考張岳等[20]的方法采用柱前衍生反相高效液相色譜法測定17種氨基酸含量。氨基酸成分分析評價：根據氨基酸含量測定數據計算6種金花茶組植物花朵中必需氨基酸的相關比例，參考WHO/FAO的標準模式譜[21-22]進行分析；根據氨基酸平衡理論，利用標準模式譜計算必需氨基酸的氨基酸比值(RC)和比值系數分(SRC)并進行評價。其中必需氨基酸的氨基酸比(RAA)=金花茶組植物花朵中某氨基酸的含量/標準模式譜中同種氨基酸的含量，RC=RAA/RAA均值，SRC=100-c.v.×100(c.v.為RC的變異系數)[23]。RC最小值對應的氨基酸為第1限制氨基酸，以此類推；RC大于或小于1.00，說明該種必需氨基酸相對過剩或相對不足，RC等于1.00表明其組成比例與模式譜一致；SRC越小，說明營養價值越低，SRC接近100.00，則營養價值越高。

1.3 統計分析

試驗數據采用Excel 2010進行統計，采用SPSS 21.0進行方差分析、顯著性檢驗(Duncan's新復極差法)和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 6種金花茶組植物花朵中的氨基酸組成

從表1可看出，6種金花茶組植物花朵中均含有常見的17種氨基酸，包括7種必需氨基酸，10種非必需氨基酸；6種金花茶組植物花朵的谷氨酸和異亮氨酸含量均較高，而蛋氨酸和組氨酸含量均較低；各金花茶組植物花朵的17種氨基酸含量間均存在一定程度差異；種間的天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸含量差異極顯著(P<0.01，下同)，而精氨酸和纈氨酸含量差異不顯著(P>0.05，下同)；夏石金花茶花朵中除蛋氨酸和亮氨酸外，其他氨基酸含量均處于最高或較高水平，其中，谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、丙氨酸和脯氨酸含量顯著高于其他金花茶組植物(P<0.05，下同)；6種金花茶組植物間花朵的總氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、9種藥用氨基酸[24]和2種鮮味氨基酸[25]含量間也存在明顯差異，其中夏石金花茶的總氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、9種藥用氨基酸和2種鮮味氨基酸含量分別為5.93、1.96、3.97、3.45和1.19 g/100g，均顯著高于其他金花茶組植物；在6種金花茶組植物花朵中，必需氨基酸/非必需氨基酸為0.50～0.61，種間差異顯著，而必需氨基酸/總氨基酸為0.33～0.38(即各金花茶組植物的必需氨基酸含量在總氨基酸含量中占比33 %～38 %)，藥用氨基酸/總氨基酸為0.56～0.62(即各金花茶組植物的藥用氨基酸含量在總氨基酸含量中占比56 %～62 %)，二者的種間差異極顯著；鮮味氨基酸/總氨基酸為0.17～0.20(即各金花茶組植物的鮮味氨基酸含量在總氨基酸含量中占比17 %～20 %)，種間差異不顯著；必需氨基酸/非必需氨基酸、必需氨基酸/總氨基酸和藥用氨基酸/總氨基酸最高的均為紅頂金花茶，分別為0.61、0.38和0.62，鮮味氨基酸/總氨基酸最高的為崇左金花茶、夏石金花茶和紅頂金花茶，均為0.20。說明6種金花茶組植物花朵的氨基酸組成比例較相似，均以谷氨酸含量最高，蛋氨酸和組氨酸含量最低。

表1 6種金花茶組植物花朵的氨基酸組成

表2 6種金花茶植物花朵的必需氨基酸含量占總氨基酸含量的比例

2.2 6種金花茶組植物花朵的必需氨基酸組成及其與模式譜比較

由表2可知，6種金花茶組植物花朵的必需氨基酸總含量為42.19 %～48.98 %，均高于WHO/FAO模式譜的35.00 %，其中，蘇氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸和賴氨酸所占比例分別為4.61 %、6.85 %、8.78 %、10.44 %和5.68 %，分別較模式譜高15.25 %、95.71 %、119.50 %、74.00 %和3.27 %，而纈氨酸和亮氨酸含量所占比例分別低于模式譜16.00 %和34.71 %，表明金花茶組植物花朵在補充人體氨基酸方面具有一定的開發價值。就不同金花茶組植物而言，紅頂金花茶的亮氨酸含量所占比例為7.31 %，高于模式譜；龍州金花茶的纈氨酸含量所占比例為4.95 %，是最接近模式譜的原種；羅斯曼金花茶的蘇氨酸含量所占比例和顯脈金花茶的賴氨酸含量所占比例略低于模式譜。

2.3 6種金花茶組植物花朵氨基酸的SRC

通過計算比例系數和SRC(表3)可知，6種金花茶組植物花朵必需氨基酸的平均SRC為52.71，整體而言亮氨酸、纈氨酸和賴氨酸的RC值較小，表明該3種氨基酸占總氨基酸比例較低，分別為金花茶組植物花朵的第1、2、3限制氨基酸；不同金花茶組植物間氨基酸的SRC存在一定差異，其中紅頂金花茶的SRC最高，為63.77，較分值排第2位的羅斯曼金花茶高20.16 %；紅頂金花茶和羅斯曼金花茶的SRC高于6種金花茶組植物花朵的SRC均值，其他4種金花茶組植物的SRC均低于均值，其中夏石金花茶和崇左金花茶的SRC最低，分別為49.79和48.16，而二者的亮氨酸和纈氨酸的RC均較低，為二者的第1和2限制氨基酸；6種金花茶組植物花朵的SRC排序為紅頂金花茶>羅斯曼金花茶>龍州金花茶>顯脈金花茶>夏石金花茶>崇左金花茶，表明紅頂金花茶花朵的氨基酸營養價值最高。

表3 6種金花茶植物花朵中氨基酸比值系數分

表4 6種金花茶組植物花朵的氨基酸主成分特征值和方差貢獻率

表5 6種金花茶組植物花朵氨基酸的主成分載荷矩陣

2.4 6種金花茶組植物花朵必需氨基酸的主成分分析

對6種金花茶組植物花朵的17種氨基酸含量指標進行主成分分析，結果(表4)表明，依據主成分特征值大于1.000提取的前3個主成分[第1主成分(PC1)、第2主成分(PC2)和第3主成分(PC3)]，其特征值分別為11.590、2.801和1.402，方差貢獻率分別為68.178 %、16.476 %和8.247 %，累計方差貢獻率達92.901 %，可反映原始評價指標92.901 %的信息，能較完整體現6種金花茶組植物花朵17種氨基酸含量指標間的關系。由表5可知，PC1主要綜合天冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、甘氨酸、精氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、脯氨酸、酪氨酸、纈氨酸、胱氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸等15個氨基酸含量指標的信息，方差貢獻率達68.178 %，其在PC1中載荷值的絕對值為0.596～0.951，除亮氨酸含量外的14個指標均與PC1成正相關，說明該14個指標含量越高，PC1載荷越大；PC2主要綜合組氨酸和胱氨酸含量2個指標的信息，方差貢獻率為16.476 %；PC3僅綜合蛋氨酸含量1個指標的信息，方差貢獻率為8.247 %。說明采用17種氨基酸中某一種或幾種氨基酸含量指標不能用于評價金花茶組植物花朵的氨基酸營養價值，而利用全部17種氨基酸指標才能綜合評價其氨基酸營養價值。

3 討 論

近年來，以金花茶為主的金花茶組植物花朵及相關產品在藥用和保健領域應用逐漸增多。本研究結果表明，6種金花茶組植物花朵中均含有17種氨基酸(包括7種人體必需氨基酸)，氨基酸總量在3.73～5.93 g/100g，其中屬藥用氨基酸和鮮味氨基酸的谷氨酸含量最高，與唐健民[11]、張蕾[15]的研究結果一致；屬必需氨基酸和藥用氨基酸的異亮氨酸含量次之，含量較高的氨基酸還有天冬氨酸(屬藥用氨基酸和鮮味氨基酸)，說明金花茶組植物花朵在藥用保健和呈味方面有較好表現。本研究中，6種金花茶組植物花朵的必需氨基酸、非必需氨基酸和藥用氨基酸含量在種間差異顯著，而鮮味氨基酸含量在種間差異不顯著，其中，各金花茶組植物的7種必需氨基酸含量在總氨基酸含量中占比33 %～38 %，9種藥用氨基酸在總氨基酸含量中占比56 %～62 %，接近或高于枇杷(56 %)和枸杞(60 %)[26]，2種鮮味氨基酸含量在總氨基酸含量中占比17 %～20 %；必需氨基酸總含量為42.19 %～48.98 %，明顯高于WHO/FAO模式值(35.00 %)，接近卵清蛋白模式值(49.70 %)[27]；單個必需氨基酸含量中，異亮氨酸含量(6.19 %～9.67 %)、苯丙氨酸+酪氨酸含量(8.98 %～11.97 %)和賴氨酸含量(5.24 %～6.05 %)較高，接近甚至超過卵清蛋白模式相應的氨基酸含量(6.60 %、10.00 %和5.50 %)[26]。綜上所述，本研究中6種金花茶組植物均可提供藥用價值較高的植物源蛋白，口感良好，具有較高的開發潛能。

氨基酸比值系數法是評價食物蛋白質營養價值常用的化學分析方法，是根據氨基酸平衡理論利用WHO/FAO的氨基酸模式進行蛋白質質量評價，計算出SRC[23]。本研究6種金花茶組植物花朵的SRC排序為紅頂金花茶>羅斯曼金花茶>龍州金花茶>顯脈金花茶>夏石金花茶>崇左金花茶，表明紅頂金花茶花朵的氨基酸營養價值及品質最高，易被人體吸收[24]；結合必需氨基酸含量在總氨基酸含量中的占比來看，紅頂金花茶的7種必需氨基酸與總氨基酸的比值為38 %，7種必需氨基酸與非必需氨基酸的比值為61 %，與FAO/WHO規定的人體所需理想蛋白質模式最接近[21]；同時，紅頂金花茶的亮氨酸含量所占比例為7.31 %，是本研究中唯一高于WHO/FAO模式譜的金花茶組植物；SRC排名前兩位的紅頂金花茶和羅斯曼金花茶均為原產越南的金花茶原種[5, 28]，但目前對越南原種金花茶氨基酸含量的研究鮮見報道，說明越南原種金花茶與廣西本地金花茶花朵在氨基酸等次生代謝物含量方面存在差異，與王坤等[29]的研究結果一致。結合紅頂金花茶花色金黃、花朵直徑大和單株花朵產量高的實際觀察結果推斷，紅頂金花茶屬于新優金花茶種質資源，也是開發金花茶組植物氨基酸產品的良好材料，在醫藥、保健及食品等領域具有較好應用前景。

本研究中，夏石金花茶花朵中除蛋氨酸和亮氨酸外，其他氨基酸含量及總氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸、藥用氨基酸和鮮味氨基酸含量均最高或較高，但其SRC較低，究其原因可能是夏石金花茶花朵的必需氨基酸(亮氨酸和纈氨酸)含量占總氨基酸比例較低，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較高，造成各種氨基酸比例不均衡。依據公式SRC=100-c.v.×100，食物中氨基酸的RC越分散，表示這些氨基酸在氨基酸平衡中所作的負貢獻越大，c.v.變大，SRC變小，而蛋白質的營養價值越低。已有研究認為，氨基酸不足和過剩均會對蛋白質營養價值產生負面影響[20]。本研究中，夏石金花茶花朵的鮮味氨基酸含量與總氨基酸含量比值在6種金花茶組植物屬最高之一，即富含谷氨酸和天冬氨酸等鮮味氨基酸，可開發為飲用口感較佳的花茶，與唐健民等[11]的研究結果一致。此外，夏石金花茶花朵中還富含其他功能氨基酸，可用于開發多種氨基酸復合劑。

本研究結果表明，6個金花茶組植物花朵亮氨酸、纈氨酸和賴氨酸的RC值較小，表明該3種氨基酸含量占總氨基酸含量比例偏低，為金花茶組植物花朵的第1、2、3限制氨基酸，因此，在金花茶組植物花茶飲品或保健品開發過程中，可與其他富含亮氨酸、纈氨酸和賴氨酸的材料結合，以提高金花茶組植物花朵的營養價值；由6種金花茶組植物花朵中氨基酸的主成分分析結果可知，PC1主要綜合除組氨酸和蛋氨酸外15個氨基酸含量指標的信息，方差貢獻率達68.178 %，其在PC1中的載荷值為0.596～0.951，PC2主要綜合組氨酸和胱氨酸含量指標的信息，PC3主要綜合蛋氨酸含量指標的信息，表明某一個或幾個氨基酸指標不能用于評價金花茶組植物花朵的氨基酸營養價值，而利用測定的17種氨基酸含量指標才能綜合評價其氨基酸營養價值，究其原因可能是金花茶組植物花朵中富含多種氨基酸成分，不同種金花茶組植物的氨基酸含量存在差異，且種間氨基酸含量差異相關性不明顯，因此，用任何一個或幾個氨基酸含量指標評價金花茶組植物氨基酸的綜合營養價值均具有片面性，此分析結果也與氨基酸平衡理論[23]一致。受不同金花茶組植物花期差異的局限，為減小氨基酸含量測定的試驗誤差，本研究僅對12月中下旬處于盛花期的部分金花茶組植物花朵采樣1次，下一步還需對其他花期金花茶組植物的氨基酸含量進行測定分析，以掌握更多金花茶組植物原種花朵中的氨基酸含量信息，為金花茶組植物的開發利用提供參考依據。

4 結 論

6種金花茶組植物花朵的氨基酸種類齊全且含量較高，種間差異明顯，其中紅頂金花茶花朵的氨基酸營養價值最高。