不同品種木芙蓉花氨基酸組成分析及評價

蔡 露，曾心美，王 希，李夢霞，唐國良，陳 存

（1.成都市植物園，四川成都 610036；2.成都師范學院化學與生命科學學院，四川成都 611130）

木芙蓉（Hibiscus mutabilisL.）為錦葵科、木槿屬，落葉灌木或小喬木[1]。除具有極高的觀賞價值，還具有較高的藥用和食用價值[2]。木芙蓉的化學成分主要包括黃酮、有機酸、揮發(fā)性成分，以及豆甾、蒽醌、香豆素、三萜、木脂素和無機元素等成分[3]。木芙蓉花、葉均可入藥，《本草綱目》記載：“木芙蓉花并葉，氣平而不寒不熱，味微辛而滑涎粘，其治癰腫之功，殊有神效”[4]?，F(xiàn)代研究表明木芙蓉具有良好的抗病毒能力[5]，對肝損傷有顯著的治療作用[6]。木芙蓉花還是一種色味俱佳的天然美食，可做成芙蓉花茶、“雪霞羹”、芙蓉花卷等，滋養(yǎng)身體，促進健康[7]。近年來，國內(nèi)外對木芙蓉的研究大部分集中在木芙蓉葉上，忽視了對其花的研究，化學成分研究方面除黃酮類成分相對較全面，其他方面也有待進一步確證與闡明。

氨基酸是生物功能大分子蛋白質(zhì)的基本組成單位，是構(gòu)成人體營養(yǎng)所需蛋白質(zhì)的基本物質(zhì)[8]。氨基酸在人體營養(yǎng)與生理上占有重要地位，不僅是營養(yǎng)成分，與藥效也有著密切的關(guān)系，同時，氨基酸還是一種呈味物質(zhì)[9]。現(xiàn)代營養(yǎng)學理論認為，組成人體各組織蛋白質(zhì)的氨基酸是按一定比例組成的，食物蛋白質(zhì)的氨基酸組成越接近人體蛋白質(zhì)的組成，人體對蛋白質(zhì)的利用程度就越高，該種蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值就越高[10?11]。在對茶葉[12]、小米[13]、枸杞[14?15]、馬鈴薯[16?17]等研究中發(fā)現(xiàn)，氨基酸的組分和含量在品種間存在明顯差異，直接影響其功效、口感和營養(yǎng)價值。

本研究首次以木芙蓉花為材料，測定18個品種的氨基酸組成和含量，進一步對營養(yǎng)價值進行分析，比較不同品種在食用和藥用方面的差異，以期為不同應(yīng)用目的篩選出價值較高的木芙蓉品種，為更好地利用木芙蓉資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

18個木芙蓉品種 ‘百日華彩’（BRHC）、‘彩霞’（CX）、‘單瓣白’（DBB）、‘單瓣白變紅’（DBBBH）、‘單瓣紅’（DBH）、‘金秋頌’（JQS）、‘錦碧玉’（JBY）、‘錦秋紫’（JQZ）、‘錦蕊’（JR）、‘錦繡紫’（JXZ）、‘牡丹粉’（MDF）、‘牡丹紅’（MDH）、‘秋云’（QY）、‘玉蕊’（YR）、‘重瓣白’（CBB）、‘重瓣白變紅’（CBBBH）、‘醉紅’（ZH）、‘醉云’（ZY），所有品種均種植于成都市植物園科研苗圃內(nèi)的同一地塊，日常栽培管理條件相同，各品種樹齡相近，樹體大小相似；在木芙蓉各品種的盛花期進行采樣，每個品種取當天盛開的新鮮花朵，重復(fù)取樣5次。

Agilent1260高效液相色譜儀 配置DAD檢測器，美國Agilent；臺式高速離心機 四川蜀科儀器有限公司；電子天平 德國SARTORIUS；超聲清洗儀上海易凈超聲波儀器有限公司；干式氮吹儀 上海歐戈電子有限公司。

1.2 實驗方法

采用高效液相色譜法[18]：將新鮮樣品于液氮中研磨至粉碎，準確稱量2.0 g于水解管中；加入6 mol·L?1的HCl水溶液10 mL后，氮氣置換空氣并封閉水解管；于烘箱中115 ℃水解24 h；放置室溫后，取出水解液，用0.22 μm孔徑的濾膜過濾，取1 mL續(xù)濾液至進樣小瓶中，氮吹至干。用1 mL 0.1 mol·L?1的HCl水溶液超聲溶解固體物質(zhì)，取溶液進樣測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

氨基酸總量用T表示；人體必需氨基酸含量用E表示，為異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸7種氨基酸含量之和；非必需氨基酸含量用N表示，為胱氨酸、組氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、絲氨酸、酪氨酸10種氨基酸含量之和。根據(jù)FAO/WHO提出的標準模式與全雞蛋蛋白標準模式為參考，計算E/T及E/N[19]。呈味氨基酸的計算包括甜味類氨基酸（絲氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丙氨酸）、鮮味類氨基酸（天冬氨酸、谷氨酸）和芳香族類氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸）[20]。藥用氨基酸的計算包括谷氨酸、賴氨酸、精氨酸、甘氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、天冬門氨酸、甲硫氨酸和亮氨酸等9種氨基酸之和[21]。

統(tǒng)計分析采用DPS 7.05，利用Excel 2016進行圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種木芙蓉花氨基酸組成及含量分析

本研究測定了18個木芙蓉品種花中的17種游離氨基酸，其組成及含量見表1。18個木芙蓉品種花的氨基酸總量差異較大，為7.36~13.28 mg·g?1，平均9.23 mg·g?1，JXZ的氨基酸總量最高，MDF最低。從平均數(shù)可以得出，木芙蓉花的17種氨基酸中，谷氨酸含量最高，為1.87 mg·g?1。

表1 不同木芙蓉品種花氨基酸含量及組分（mg·g?1）Table 1 Content of amino acid components of different Hibiscus varieties (mg·g?1)

本研究中，18個木芙蓉品種花中均含有賴氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸等7種必需氨基酸（色氨酸未檢測）。不同品種木芙蓉花的必需氨基酸含量差異較大，為1.92~3.42 mg·g?1，占氨基酸總量的22.33%~37.51%。以7種必需氨基酸的平均值來看，木芙蓉花中必需氨基酸含量為：亮氨酸>賴氨酸>蘇氨酸>異亮氨酸>苯丙氨酸>甲硫氨酸>纈氨酸。從不同品種來看，JXZ的必需氨基酸含量最高，JR的必需氨基酸含量最低。

2.2 不同品種木芙蓉花價值評價

2.2.1 FAO/WHO模式評價 1973年聯(lián)合國糧食組織和世界衛(wèi)生組織研究提出的符合成人需要的8種必需氨基酸FAO/WHO模式，在此基礎(chǔ)上提出了氨基酸評分的概念，包括FAO/WHO和全雞蛋蛋白兩種推薦模式值[19]。由表2可知，在兩種推薦模式下，18個木芙蓉品種花均不完全符合推薦的7種模式譜，纈氨酸在兩種模式下均低于推薦值，說明纈氨酸為木芙蓉花的第一限制氨基酸。在FAO/WHO推薦的7種模式譜中，有14個品種高于除纈氨酸外的6種模式譜，分別為BRHC、CX、DBB、DBBBH、DBH、JBY、JQZ、MDF、QY、YR、CBB、CBBBH、ZH、ZY。在全雞蛋7種模式譜中，有15個品種高于除纈氨酸外的6種模式譜，包括BRHC、CX、DBB、DBBBH、DBH、JBY、JQZ、MDF、QY、YR、CBB、CBBBH、ZH、ZY、JXZ。從不同品種來看，MDH品種的氨基酸模式最接近FAO/WHO和全雞蛋蛋白模式的推薦值，營養(yǎng)價值較均衡。

表2 不同品種木芙蓉各種必需氨基酸所占比例與WHO/FAO推薦氨基酸模式譜比較（%）Table 2 Comparison of the essential amino acid ratios in different Hibiscus varieties and the FAO/WHO recommended model(%)

根據(jù)FAO/WHO提出的理想蛋白模式，質(zhì)量較好的氨基酸組成為必需氨基酸與氨基酸總量的比例（E/T）在40%左右，必需氨基酸總量與非必需氨基酸總量的比例（E/N）在60%以上[19]。由表3可知，不同品種木芙蓉花中E/T為22.33%~37.51%，E/N為28.74%~60.04%。與FAO/WHO提出的理想蛋白質(zhì)標準相比較，MDH的E/T與E/N均為最佳，分別為37.51%和60.04%；JR則相差最遠，分別為22.33%和28.74%。

表3 不同品種芙蓉中必需氨基酸比例與理想蛋白質(zhì)標準比較（%）Table 3 Comparison of the essential amino acids in different Hibiscus varieties and the ideal protein standards (%)

2.2.2 呈味氨基酸評價 由表4可知，18個木芙蓉品種花均含有4種甜味類氨基酸、2種鮮味類氨基酸和2種芳香族類氨基酸。甜味類氨基酸的含量為1.13~2.27 mg·g?1，占氨基酸總量的12.26%~24.51%，甜味類氨基酸含量最高的品種是JXZ，最低的是JR；鮮味類氨基酸的含量為2.15~5.80 mg·g?1，占氨基酸總量的26.96%~43.67%，鮮味類氨基酸含量最高的品種是JXZ，最低的是MDF；芳香族類氨基酸的含量為0.51~0.99 mg·g?1，占氨基酸總量的4.60%~11.51%，芳香族類氨基酸含量最高的品種是JR，最低的品種是JQS。總的來看，呈味氨基酸含量共4.17~8.86 mg·g?1，占氨基酸總量的43.82%~66.72%，18個木芙蓉品種花中呈味氨基酸含量最高的品種為JXZ，最低的是MDF。

表4 不同木芙蓉品種花呈味氨基酸含量（mg g?1）Table 4 Taste amino acid content of different Hibiscus varieties (mg g?1)

2.2.3 藥用氨基酸評價 由表5可知，18個木芙蓉品種花中均含有9種藥用氨基酸，不同品種藥用氨基酸含量差異較大，為4.86~9.51 mg·g?1，占氨基酸總量的58.73%~71.61%。藥用氨基酸含量最高的品種為JXZ，含量最低的為MDF。從不同種類的藥用氨基酸來看，木芙蓉花中谷氨酸含量最高，平均達到1.87 mg·g?1，其次為天冬氨酸，含量最低的為甲硫氨酸，平均含量僅為0.09 mg·g?1。

表5 不同木芙蓉品種花藥用氨基酸含量（mg·g?1）Table 5 Medicinal amino acid content of different Hibiscus varieties (mg·g?1)

3 討論

2019年，國家認監(jiān)委發(fā)布新版《有機產(chǎn)品認證目錄》，木芙蓉花作為食用花卉收錄其中。食物蛋白營養(yǎng)價值的優(yōu)劣主要取決于所含必需氨基酸的種類、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)量越優(yōu)，WHO/FAO規(guī)定的標準為E/T為40%[19]，本研究中，雖然18個木芙蓉品種花中的E/T未完全達到標準，為22.33%~37.51%，但由于WHO/FAO規(guī)定的標準并非針對植物蛋白，目前研究表明完全符合此標準的植物蛋白并不多，如食用菊花花瓣E/T也僅為29.23%[22]，百香果為29.5%[23]，龍牙百合花中為31.2%[24]。本研究中，纈氨酸為木芙蓉花的第一限制氨基酸，因此在木芙蓉花在作為食品開發(fā)過程中，可與其他富含纈氨酸的材料結(jié)合，以提高其營養(yǎng)價值；此外，賴氨酸、蘇氨酸是以米面為主食的人的第一、二大限制性氨基酸[25]，而木芙蓉花賴氨酸和蘇氨酸含量均高于WHO/FAO模式譜標準，說明以木芙蓉花為輔食，可促進以米面為主食的地區(qū)食物蛋白氨基酸平衡。并且，本研究中木芙蓉花呈味氨基酸含量為4.17~8.86 mg·g?1，占氨基酸總量的比值達到43.82%~66.72%，高于已報道的可食用菊花[9]和木槿花[26]，呈味氨基酸可賦予木芙蓉花入菜肴時鮮美的口感，這是作為優(yōu)良食材的必備因素之一。因此，木芙蓉花是一種值得開發(fā)利用的營養(yǎng)豐富的天然食物。

木芙蓉在我國分布廣泛，資源豐富[27]，其具有抗感染、抑菌、抗病毒的藥理活性，與化學藥物相比具有其獨特的優(yōu)勢[3]。近年來，有關(guān)木芙蓉藥理作用的研究主要集中于葉上，并作為新增藥材收錄于2015年版《中國藥典》[28]，而花的藥理作用方面報道較少。本研究中，木芙蓉花的藥用氨基酸含量為4.86~9.51 mg·g?1，占氨基酸總量的58.73%~71.61%，高于金花茶[29]和枸杞[14]。木芙蓉花的藥用氨基酸中谷氨酸含量最高，含量為1.34~3.86 mg·g?1；其次為天冬氨酸，含量為0.68~1.94 mg·g?1。在人體中，谷氨酸被吸收后，能解除代謝過程中氨的毒害作用，因而能預(yù)防和治療肝昏迷，是肝臟疾病患者的輔助藥物[30]；天冬氨酸則能調(diào)節(jié)腦和神經(jīng)的代謝功能[31]。已有研究表明木芙蓉具有抗肝病[32]、緩解代謝綜合征[33]等藥理作用，而這些作用是否與木芙蓉花中含有的藥用氨基酸有關(guān)，需進一步的深入研究。

氨基酸含量除與遺傳因素有關(guān)外，與植物的立地環(huán)境和栽培管理措施也有很大關(guān)系[34]。趙瓊玲等[35]研究表明余甘子果實氨基酸組成在不同產(chǎn)地和不同種質(zhì)間差異極顯著；許啟德等[36]發(fā)現(xiàn)不同栽培措施對茶葉氨基酸含量和茶葉品質(zhì)有顯著影響。本研究中，不同木芙蓉品種花的氨基酸總量為7.36~13.28 mg·g?1，差異較大，由于18個木芙蓉品種的立地環(huán)境及栽培管理措施相同，推測不同品種間氨基酸含量的差異可能主要是由于其自身的遺傳特性所致。不同品種的氨基酸含量不同，會導(dǎo)致其營養(yǎng)價值和食藥用功效的差異，在開發(fā)和利用時可根據(jù)不同的目的選擇不同品種，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢功效[14]。李先民等[29]研究表明夏石金花茶花朵富含鮮味氨基酸，可開發(fā)為飲用口感較佳的花茶，李曉杰等[37]發(fā)現(xiàn)銀杏C94-53為藥用價值方面的優(yōu)秀品種。本研究中，MDH的E/T達到37.51%，與WHO/FAO規(guī)定的標準E/T為40%差距不大，說明該品種含有較優(yōu)質(zhì)的植物蛋白，可作為食品開發(fā)資源。JXZ的呈味氨基酸含量和藥用氨基酸含量均為所有品種中最高，說明其在食藥用開發(fā)上可能具有遺傳學上的優(yōu)勢。

4 結(jié)論

木芙蓉花中氨基酸種類齊全，含量豐富，富含呈味氨基酸和藥用氨基酸。不同品種間氨基酸含量差異明顯，在開發(fā)和利用時應(yīng)根據(jù)不同目的選擇不同的品種。木芙蓉品種‘牡丹紅’的E/T接近WHO/FAO模式蛋白含量，‘錦繡紫’的呈味氨基酸含量最高，這兩個品種均有作為開發(fā)成食品的潛力；‘錦繡紫’藥用氨基酸含量最多，可作為藥用資源利用。