基于主成分分析和聚類分析對(duì)不同產(chǎn)地細(xì)莖石斛的氨基酸評(píng)價(jià)

李兆云 王昭 夏雪芬 楊琦

摘 要：為評(píng)價(jià)不同產(chǎn)地細(xì)莖石斛的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，采用主成分分析法和聚類分析對(duì)細(xì)莖石斛的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，細(xì)莖石斛中含有豐富的氨基酸，總氨基酸量為1.63%～2.87%。其中，谷氨酸、天冬氨酸和亮氨酸的量相對(duì)高于其他氨基酸，通過(guò)主成分分析，組氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、甘氨酸、亮氨酸、谷氨酸為細(xì)莖石斛特征性氨基酸。通過(guò)綜合得分，可發(fā)現(xiàn)云南省綠春縣、廣東省清遠(yuǎn)市、云南省普洱市思茅區(qū)三地的細(xì)莖石斛綜合品質(zhì)最佳。結(jié)果表明，不同產(chǎn)地的細(xì)莖石斛所含氨基酸存在地域性差異，但總體上氨基酸種類齊全、營(yíng)養(yǎng)豐富，具有較高的開(kāi)發(fā)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：細(xì)莖石斛;氨基酸;主成分分析;聚類分析

中圖分類號(hào)：R284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-1064（2021）03-003-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.03.002

細(xì)莖石斛（Dendrobium moniliforme（L.）Sw），為蘭科石斛屬多年生草本植物，生于海拔590m～3000m的闊葉林中樹(shù)干上或山谷巖壁上。其別名銅皮石斛、清水山石斛等[1]，具有益胃生津、滋陰清熱等功能，常用于熱病津傷、口干煩渴、胃陰不足等功效[2]，在民間常用于治療消化不良、癰瘡腫痛、眼疾、抗腫瘤藥物的輔助用藥和滋補(bǔ)等。該實(shí)驗(yàn)采用全自動(dòng)氨基酸分析儀分析法對(duì)其進(jìn)行氨基酸的定量分析，并采用SPSS20.0的主成分分析和聚類分析法對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，探討其氨基酸含量測(cè)定及評(píng)價(jià)方法，擬為完善細(xì)莖石斛的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

收集云南省蒙自市、屏邊縣、寧洱縣、普洱市思茅區(qū)、建水縣、瑞麗市、綠春縣和廣西壯族自治區(qū)來(lái)賓市、廣東省清遠(yuǎn)市、福建省南平市等地的細(xì)莖石斛，經(jīng)德宏師范高等專科學(xué)校施洪教授鑒定為細(xì)莖石斛。

1.2 儀器和試劑

A300型全自動(dòng)氨基酸分析儀（德國(guó)曼默博爾公司）;DHG-9140電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）;CP214分析天平（奧豪斯國(guó)際貿(mào)易上海有限公司）;EPED-E2-20TH型超純水機(jī)（南京易普易達(dá)科技發(fā)展有限公司）;18種氨基酸標(biāo)樣2nmol/ml（德國(guó)曼默博爾公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

將石斛樣品鮮條用超純水洗凈，切片晾干，55℃烘干至恒重，粉碎，過(guò)80目篩備用。

1.3.2 氨基酸測(cè)定

供試溶液制備。精密稱取細(xì)莖石斛樣品0.2g，分別置于10ml安瓿中，加6.00mol/L鹽酸10ml，充氮?dú)?，密封安瓿瓶，置烘箱中?10℃水解22h，冷卻后過(guò)濾定容至50mL。取1mL，于10ml燒杯中水浴揮干鹽酸，用1mL樣品稀釋液（pH2.2）溶解，以0.22um微孔濾膜過(guò)濾后備用。采用《GB 5009.124-2016食品中氨基酸的測(cè)定》方法測(cè)定[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨基酸分析

該研究未檢測(cè)出胱氨酸和蛋氨酸，10種樣品的氨基酸組分總量介于1.63%～2.87%，平均值為2.45%。其中，云南綠春縣產(chǎn)地所含氨基酸含量最高，福建南平市產(chǎn)地所含氨基酸含量最低。所含總氨基酸含量按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由大到小排序?yàn)樵颇鲜【G春縣、廣東省清遠(yuǎn)市、云南省普洱市思茅區(qū)、云南省瑞麗市、云南省建水縣、云南省寧洱縣、云南省屏邊縣、廣西壯族自治區(qū)來(lái)賓市、云南省蒙自市、福建省南平市，氨基酸含量以谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、精氨酸含量較高，谷氨酸最高。

2.2 主成分分析

將各產(chǎn)品氨基酸含量數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件SPSS 20.0中分析，對(duì)10個(gè)不同產(chǎn)地的石斛進(jìn)行主成分分析，計(jì)算主成分特征值、方差貢獻(xiàn)率和累積方差貢獻(xiàn)率，結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明，氨基酸第1、2主成分的累積方差貢獻(xiàn)率為90.50%，且特征值λ1=12.43、λ2=1.14，說(shuō)明前2個(gè)因子包含了所測(cè)氨基酸含量的大量信息，在含量測(cè)定評(píng)價(jià)中起主導(dǎo)作用。其中，第1組分貢獻(xiàn)率最大為82.87%，而由旋轉(zhuǎn)后的主成分因子的載荷矩陣可知，第1主成分中組氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、甘氨酸、亮氨酸、谷氨酸的系數(shù)占較大的比重，涵蓋了石斛樣品氨基酸的大部分信息，是特征性氨基酸。

2.3 氨基酸綜合得分及評(píng)價(jià)

由SPSS 20.0軟件對(duì)氨基酸計(jì)算綜合得分，采用歐氏距離結(jié)果如表2所示。表2列出了10個(gè)細(xì)莖石斛樣品的綜合得分，得分前3名是云南綠春縣、廣東清遠(yuǎn)市、云南普洱市思茅區(qū)，故可認(rèn)為三種石斛蛋白質(zhì)綜合品質(zhì)較佳、性狀優(yōu)良。綜合得分末尾3個(gè)樣本為廣西壯族自治區(qū)來(lái)賓市、云南省蒙自市、福建省南平市，可認(rèn)為其蛋白質(zhì)綜合性狀較次。

2.4 聚類分析

將各氨基酸含量和微量元素含量數(shù)據(jù)導(dǎo)入分析軟件SPSS 20.0中進(jìn)行聚類統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如圖1所示?；诎被崃靠蓪?0個(gè)不同產(chǎn)地的細(xì)莖石斛分為兩大類，云南蒙自、廣西來(lái)賓和福建南平聚為一類，其余剩下的7組聚為一類。

3 結(jié)論與展望

細(xì)莖石斛中含有豐富的人體必需氨基酸和其他基本氨基酸。谷氨酸和天門冬氨酸為主要氨基酸，在必需氨基酸中，谷氨酸比例最高。通過(guò)聚類分析，細(xì)莖石斛中的氨基酸含量很大程度上受藥材品種影響，谷氨酸可以預(yù)防脫發(fā)和促進(jìn)頭發(fā)生長(zhǎng)，能對(duì)毛乳頭、毛母細(xì)胞提供營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)血管擴(kuò)張，加強(qiáng)血液循環(huán)，具有生發(fā)、防脫發(fā)功效，同時(shí)具有保護(hù)皮膚濕潤(rùn)、防治干裂效果，對(duì)皮膚皺紋有療效[4]。細(xì)莖石斛中含有豐富的谷氨酸，可以考慮在洗發(fā)水和面膜相關(guān)產(chǎn)品中增加其提取物來(lái)預(yù)防脫發(fā)、保護(hù)皮膚等，但其功效仍待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編委會(huì).中國(guó)植物志第19卷[M].北京：科學(xué)出版社，1999：114.

[2] 中國(guó)藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典（一部）[S].北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2015.

[3] GB 5009.124-2016食品中氨基酸的測(cè)定[S].北京：國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局，2017.

[4] 汪馳宇.谷氨酸的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用進(jìn)展[J].化工中間體，2004（1）：17-19.