木本森林蔬菜金雀花花蕾中類黃酮及主要營養(yǎng)成分分析*

華梅,孟夢,付玉嬪,李云琴,周云,劉恒鵬

(1.云南省林業(yè)和草原科學(xué)院,云南 昆明 650201;2.國家林業(yè)和草原局云南珍稀瀕特森林植物保護(hù)和繁育重點實驗室/云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點實驗室,云南 昆明 650201)

木本森林蔬菜指莖梢、葉、花、果等可作蔬菜食用的喬、灌木或木質(zhì)藤本植物[1]。木本蔬菜多生長在山野、荒地,無公害、無污染或很少污染,含有豐富的維生素、常量和微量元素,對人體健康極有益,營養(yǎng)價值高[2],因具有無污染、營養(yǎng)豐富、藥食兼用、風(fēng)味獨特等特性在我國受到極大關(guān)注[3-4]。隨著生活水平的提高,越來越多的人對生、鮮、野等有特點的蔬菜需求加大,木本森林蔬菜能提供膳食纖維,同時具有多種獨特的風(fēng)味。伴隨野生植物資源的馴化、良種選育、豐產(chǎn)栽培、深加工,以及營養(yǎng)成分的分析、保鮮技術(shù)等的發(fā)展,木本森林蔬菜的開發(fā)利用進(jìn)入快速發(fā)展階段。對營養(yǎng)價值高且具有一定風(fēng)味的木本森林蔬菜的開發(fā)利用具有非凡的意義,前景十分廣闊[5]。

金雀花[Caraganasinica(Buc’hoz) Rehd.]屬豆科(Leguminosae)錦雞兒屬(Caragana)植物。野生金雀花分布于云南省的保山、大理、紅河、曲靖、昆明、楚雄等地海拔1 500～2 000 m的區(qū)域(林地),以及四川、重慶、廣西、江西等省。當(dāng)?shù)卮迕裣膊烧ɡ偈秤?有素炒、炒雞蛋、炒肉絲、燉豬肉和蒸雞蛋等烹飪法,風(fēng)味獨特,色味俱佳,深受廣大消費者的喜愛,是天然無公害的“綠色食品”[6]。金雀花的花和根均可入藥,在《全國中草藥匯編》[7]和《云南天然藥物圖鑒》[8]中均已收錄。其根具有滋陰強(qiáng)腎,活血調(diào)經(jīng),祛風(fēng)利濕,清肺益脾功效;花具有祛風(fēng)活血,止咳化痰,滋陰健脾功效[9-10]。據(jù)文獻(xiàn)報道,金雀花的根中含有三萜、黃酮、生物堿、二苯乙烯、苯丙素、有機(jī)酸類化合物,有抗炎、抑菌、降壓、免疫抑制、血栓抑制、平喘、抗腫瘤及鎮(zhèn)痛等藥理作用[11-17]。金雀花的主要化學(xué)成分包括黃酮類、甾醇類、萜類、生物堿類等[18-20],其中黃酮類化合物是該植物的主要活性化學(xué)成分[21],這些成分在抗炎、保護(hù)神經(jīng)、抗氧化等方面表現(xiàn)出良好的藥用價值[22-24]。本研究采用超高效液相色譜技術(shù)對金雀花花蕾中類黃酮、花青素和氨基酸進(jìn)行靶向定量分析,同時對其營養(yǎng)成分進(jìn)行分析,旨在闡明其營養(yǎng)價值,為這一木本森林蔬菜的開發(fā)利用及推廣提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 金雀花花蕾采摘與預(yù)處理

2023年4月4日,在云南省林業(yè)和草原科學(xué)院樹木園(25°8′N、102°45′E)的金雀花種質(zhì)資源圃采摘金雀花花蕾,采摘后即刻用液氮速凍,置于100 mL 離心管中,于-80 ℃冰箱短期保存?zhèn)溆谩?/p>

圖1 金雀花花蕾采摘與預(yù)處理

1.1.2 儀器與試劑

儀器:超高效液相色譜(UPLC,Thermo,美國)、色譜柱Waters HSS T3(50×2.1 mm,1.8 μm)、高分辨質(zhì)譜(QExactive,Thermo,美國)、低溫高速離心機(jī)(Eppendorf,5430R,德國)、氮氣吹掃儀(Thermo,Reacti-thermo,美國)、臺式快速離心濃縮干燥器(ZLS-1,湖南赫西儀器裝備有限公司,中國)、組織破碎儀(Tissuelyser-48,上海凈信實業(yè)發(fā)展有限公司)、冷凍干燥機(jī)(LGJ-10C,四環(huán)福瑞科儀科技發(fā)展(北京)有限公司)。

試劑:甲醇/乙腈/乙酸(安譜,色譜級)、衍生試劑(Waters)、鹽酸(國藥,分析純)、液氮。

標(biāo)準(zhǔn)品:類黃酮標(biāo)準(zhǔn)品、花青素標(biāo)準(zhǔn)品、氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品、混合標(biāo)樣Kit包。

1.2 實驗方法

1.2.1 金雀花花蕾中類黃酮及花青素靶向定量分析

1.2.1.1 金雀花花蕾樣品提取

類黃酮提取:取約100 mg金雀花花蕾樣品,加入1 mL 70%甲醇水溶液(體積比),采用超聲波提取法進(jìn)行樣品提取30 min,放入冷凍離心機(jī)中4 ℃離心10 min(轉(zhuǎn)速12 000 rpm/min)后取上清液稀釋后進(jìn)行上機(jī)檢測。

花青素提取:精確稱量100 mg金雀花花蕾樣品,加入1 mL甲醇、水、甲酸的混合物(70∶30∶1,體積比);將樣品高速渦旋并超聲處理20 min。2 000×g離心10 min,重復(fù)提取2次;冷凍干燥,加200 μL甲醇復(fù)溶上機(jī)。

1.2.1.2 液相色譜參數(shù)

類黃酮測定參數(shù):流動相A相為超純水,B相為乙腈,均含0.1%甲酸;流動相流速為0.3 mL/min;色譜柱柱溫為40 ℃;樣品進(jìn)樣量為2 μL;洗脫方式為梯度洗脫:0～2.0 min 水/乙腈(90∶10,體積比),2.1～9.0 min 水/乙腈(40∶60,體積比),9.1～12.0 min 水/乙腈(90∶10,體積比)。

花青素測定參數(shù):流動相同1.2.1.2,流動相流速0.3 mL/min;色譜柱柱溫為40 ℃;樣品進(jìn)樣量為2 μL。洗脫方式為梯度洗脫:0～1 min 水/乙腈(95∶5,體積比),1.1～6 min 水/乙腈(70∶30,體積比),6.1～8 min 水/乙腈(5∶95,體積比),8.1-10 min 水/乙腈(95∶5,體積比)。

1.2.1.3 QE質(zhì)譜條件

類黃酮檢測質(zhì)譜條件:輔助氣10 arb;鞘氣40 arb;離子傳輸管溫度320 ℃;離子噴霧電壓-2 800 V;溫度 350 ℃。掃描模式為單離子檢測(SIM)模式;掃描方式為負(fù)離子。一級掃描范圍(scan m/z range) :100～900。

花青素檢測質(zhì)譜條件:輔助氣10 arb;鞘氣40 arb;離子傳輸管溫度320 ℃;離子噴霧電壓3 000 V;溫度 350 ℃。掃描模式為單離子檢測(SIM)模式;掃描方式為正離子。一級掃描范圍(scan m/z range) :200～700。

1.2.1.4 數(shù)據(jù)分析

利用軟件Trace Finder處理質(zhì)譜數(shù)據(jù)。以外標(biāo)法根據(jù)未知樣品中相應(yīng)化合物的峰面積計算其濃度。

固體樣品中各組分含量(ng/mg)=(C×V×F)/M

①

液體樣品中各組分含量(ng/mL)=C×F

②

式中:C為儀器讀取濃度(ng/mL);V為樣品提取液體積,單位(mL);M為樣品稱取總量(mg);F為稀釋因子。

1.2.2 金雀花花蕾中主要營養(yǎng)成分測定分析

1.2.2.1 基本營養(yǎng)成分測定分析

含水量測定采用GB 5009.3—2016推薦方法[25];灰分、粗蛋白測定采用GB 5009.4—2016推薦方法[26];維生素C測定采用LC-MS法[27];可溶性總糖測定采用苯酚硫酸法[28];總類胡蘿卜素測定采用國標(biāo)法GB 5009.83-2016[29];總膳食纖維測定采用GB/T37492-2019法[30];總花青素和總類黃酮測定采用SZDB/Z 349-2019方法[31];脂肪測定采用索氏抽提法GB 5009.6-2016[32]。

1.2.2.2 礦物元素測定分析

用PerkinElmer ELAN公司的混合標(biāo)樣Kit包作為標(biāo)準(zhǔn)品,根據(jù)采購標(biāo)準(zhǔn)品的濃度,吸取一定量的標(biāo)準(zhǔn)品混合液,稀釋至100 μg/L,按照梯度稀釋,裝入15 mL或50 mL的硝解管中。根據(jù)樣品金屬離子含量,稱取100 mg樣品于硝煮管中,加入2 mL硝酸溶液。沸水蒸煮1 h,加去離子水,定容至20 mL。采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES;Perkin Elmer Avio 200,MA,USA)進(jìn)行測定。

樣品含量(g/kg)=(C×V×F)/M

③

式中:C為儀器讀取的樣品濃度(ng/mL);V為樣品最終定容體積(mL);F為樣品稀釋倍數(shù);M為樣品稱量質(zhì)量(mg)。

1.2.2.3 氨基酸測定分析

配制氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品混標(biāo),采用waters ACCQ-Tag 衍生體系進(jìn)行測定。

液相色譜參數(shù):流動同于1.2.1.2;流動相流速0.5 mL/min;柱溫55 ℃;進(jìn)樣量1 μL;洗脫方式為梯度洗脫:0.0～5.0 min 水/乙腈(95∶5,體積比),5.1～7.5 min 水/乙腈(90∶10,體積比),7.6～8.0 min 水/乙腈(75∶25,體積比),8.1～8.5 min 水/乙腈(40∶60,體積比),8.6～13 min 水/乙腈(95∶5,體積比)。整個測定過程中樣品置于4 ℃自動進(jìn)樣器中。

質(zhì)譜條件:輔助氣10 arb;鞘氣40 arb;離子傳輸管溫度320 ℃;離子噴霧電壓+3 000 V;溫度350 ℃。掃描模式為全掃(Full MS)模式;掃描方式為正離子。一級掃描范圍(scan m/z range):150～700。

2 結(jié)果與分析

2.1 金雀花花蕾中類黃酮及花青素靶向定量結(jié)果

金雀花花蕾樣品的類黃酮及花青素檢測總離子流圖見圖2。綜合類黃酮、花青素混合標(biāo)準(zhǔn)品及金雀花花蕾樣品色譜圖中各色譜峰的保留時間、峰型特點及對應(yīng)的質(zhì)譜信息,鑒定出金雀花花蕾樣品中各類黃酮和花青素的種類。經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)曲線分析計算后得到金雀花花蕾樣品中類黃酮及花青素靶向定量測定結(jié)果(表1)。金雀花花蕾樣品中含量較高的類黃酮為兒茶素、蘆丁、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、山奈酚-3-O-葡萄糖苷,其中含量最高的兒茶素達(dá)到95.58 ng/mg(鮮樣,FW)。金雀花花蕾樣品中含量較高的花青素為原花色素B4(102.12 ng/100 mg)和矢車菊素半乳糖苷(79.83 ng/100 mg)。金雀花花蕾中花青素的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于類黃酮的含量,測定結(jié)果表明類黃酮為金雀花花蕾中主要的活性化學(xué)成分。

表1 金雀花花蕾樣品中類黃酮及花青素靶向定量測定結(jié)果

圖2 金雀花花蕾樣品類黃酮及花青素檢測的總離子流圖(a.類黃酮;b.花青素)

2.2 金雀花花蕾中主要營養(yǎng)成分含量

2.2.1 基本營養(yǎng)成分含量

金雀花花蕾基本營養(yǎng)成分含量如表2所示,含水量81.84%,粗蛋白23.65 g/100 g、維生素C 40.00 μg/100 mg、可溶性總糖86.80 mg/g、總膳食纖維23.40 g/100 g、總類黃酮0.74 mg/g。

表2 金雀花花蕾基本營養(yǎng)成分及含量

2.2.2 礦物元素含量

金雀花花蕾樣品中含有鎂(Mg)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)等礦物元素,未檢測到有毒有害的礦物元素鉛(Pb)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、砷(As)(表3)。

表3 金雀花花蕾樣品中礦物元素含量

2.2.3 氨基酸含量

綜合氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)品及金雀花花蕾樣品色譜圖中各色譜峰的保留時間、峰型特點及對應(yīng)的質(zhì)譜信息,鑒定出金雀花花蕾中含22種氨基酸(圖3)。金雀花花蕾中氨基酸種類豐富,除了不含L-胱氨酸外,其余氨基酸都能檢測得到,富含人體所需的8種氨基酸,含量較高的氨基酸為L-天冬酰胺(1 883.58 μg/g)、L-脯氨酸(562.27 μg/g)和 L-谷氨酰胺(496.96 μg/g)(表4)。

表4 金雀花花蕾樣品中氨基酸各成分及含量

圖3 金雀花花蕾樣品氨基酸檢測總離子流

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

木本森林蔬菜富含胡蘿卜素、維生素 B、維生素C及鈣、鎂、磷、鈉、鐵、錳、鋅、銅等多種礦物質(zhì)[3-4],對人體健康極有益處,具有極大的開發(fā)潛力和廣闊的前景。金雀花花蕾可作為蔬菜食用,能烹制出多種菜肴,風(fēng)味獨特,是天然無公害的“綠色食品”,深受廣大消費者的喜愛,金雀花的花和根均可入藥,是一種極具開發(fā)價值的木本森林蔬菜[5-6]。采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)對金雀花花蕾中的礦質(zhì)元素進(jìn)行測定,金雀花花蕾中含有鎂、磷、鉀、鈣等礦物元素,未檢測到有毒有害的礦物元素鉛、鎘、鉻、砷。樊建等[9]報道野生金雀花中維生素C含量為52 μg/100 mg、粗蛋白27.98 g/100 g、碳水化合物 46.11 g/100 g、粗脂肪1.78 g/100 g、粗纖維19.62 g/100 g。本研究中,金雀花花蕾樣品中含水量81.84%、粗蛋白23.65 g/100 g、維生素C 40.00 μg/100 mg、可溶性總糖86.80 mg/g、總膳食纖維23.40 g/100 g,與野生金雀花一樣,金雀花花蕾中營養(yǎng)成分種類齊全,含量豐富,具有較高的營養(yǎng)價值。

金雀花的主要化學(xué)成分包括黃酮類、甾醇類、萜類、生物堿類等,其中黃酮類化合物是該植物的主要活性成分[18-21]。采用超高效液相色譜法對金雀花花蕾中類黃酮和花青素進(jìn)行靶向定量分析測定,發(fā)現(xiàn)金雀花花蕾中含有16種類黃酮化合物,分別為兒茶素、表兒茶素、二氫山奈酚、蘆丁、牡荊素、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、二氫楊梅素、山奈酚-3-O-葡萄糖苷、二氫山奈酚、木犀草素、槲皮素、柚皮苷查爾酮、柚皮素、芹菜素、山奈酚、異鼠李素。其中含量較高的類黃酮為兒茶素、蘆丁、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、山奈酚-3-O-葡萄糖苷,含量最高的兒茶素達(dá)到95.58 ng/mg。金雀花花蕾中總類黃酮鮮樣含量為0.74 mg/g,根據(jù)含水率換算成干樣品含量約為4.11 mg/g,這一結(jié)果比文獻(xiàn)報道的黃酮平均含量為1.54 mg/g高出兩倍多[21]。金雀花花蕾中含有矢車菊素半乳糖苷、飛燕草素、矢車菊素、原花色素B4、雙聚原矢車菊苷元B2、矮牽牛色素、天竺葵色素、錦葵色素、芍藥色素9種花青素類化合物,新鮮花蕾中總花青素含量為16.06 μg/g,其中含量較高的花青素為原花色素B4(102.12 ng/100 mg)和矢車菊素半乳糖苷(79.83 ng/100 mg)。金雀花花蕾中花青素的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于類黃酮的含量,類黃酮總含量為總花青素含量的46倍,類黃酮為金雀花花蕾主要的活性化學(xué)物質(zhì)。

3.2 結(jié)論

金雀花花蕾中總類黃酮鮮樣含量為0.74 mg/g,其中含量較高的類黃酮為兒茶素、蘆丁、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、山奈酚-3-O-葡萄糖苷,含量最高的兒茶素達(dá)到95.58 ng/mg。總花青素鮮樣含量為16.064 μg/g,其中含量較高的花青素為原花色素B4(102.12 ng/100 mg)和矢車菊素半乳糖苷(79.83 ng/100 mg)。金雀花花蕾含水量81.84%,粗蛋白23.65 g/100 g、維生素C 40.00 μg/100 mg、可溶性總糖86.80 mg/g、總膳食纖維23.40 g/100 g。富含22種氨基酸,含量較高的氨基酸為L-天冬酰胺(1883.58 μg/g)、L-脯氨酸(562.27 μg/g)和L-谷氨酰胺(496.96 μg/g),同時含有Mg、P、K、Ca等礦物元素,未檢測到有毒有害的礦物元素,金雀花新鮮花蕾中主要營養(yǎng)成分種類齊全、含量豐富,具有較高的營養(yǎng)價值,建議適宜地區(qū)推廣種植。