孫 英,林舒琪,楊秋玲,陳瑞丹
(花卉種質(zhì)創(chuàng)新與分子育種北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,國(guó)家花卉工程技術(shù)研究中心,城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境北京實(shí)驗(yàn)室,園林學(xué)院,北京林業(yè)大學(xué),北京 100083)
菊花(Chrysanthemum)是我國(guó)十大傳統(tǒng)名花之一,具有較高的觀賞、食用和保健價(jià)值。茶菊是指經(jīng)窨制后既可與茶葉混用,也可單獨(dú)飲用的菊花品種,可明目除煩、生津潤(rùn)喉、解暑清心,自古以來就有茶菊可延年益壽的說法[1-4]。近年來研究也發(fā)現(xiàn),茶菊中含有維生素C、氨基酸、黃酮類化合物以及多酚類物質(zhì),具有降壓、抗菌、消炎、強(qiáng)身健體的功效?!袢嗣妗顷惪∮浣淌谕ㄟ^實(shí)生選種的方式,獲得的一種具有極強(qiáng)重瓣性的白色觀賞地被菊。此外,‘玉人面’還具有很好的飲用價(jià)值,為主流茶用菊花品種之一[5-7]?!袢嗣妗栈ú杈哂械乇痪盏膬?yōu)點(diǎn):低矮、抗蟲、抗病、抗寒、抗鹽堿。隨著人們生活質(zhì)量的提高,茶用菊花越來越受到人們的喜愛,‘玉人面’發(fā)展前景十分廣闊。目前‘玉人面’在北京地區(qū)已經(jīng)得到了小范圍的市場(chǎng)推廣。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)菊屬植物例如亳菊、滁菊、杭菊及貢菊等的研究已經(jīng)取得了不少進(jìn)展,如趙素會(huì)等[8]對(duì)開封特育6個(gè)菊花品種(黃飛舞、黃山皇菊、金絲大菊、銀絲大菊、白線菊、巧梁紫禹)中的六大營(yíng)養(yǎng)成分,即水分、多糖、氨基酸、維生素C、礦物質(zhì)元素及脂肪進(jìn)行了分析測(cè)定,李鵬等[9]對(duì)中國(guó)滁菊、貢菊、毫菊、杭菊四種主要藥用菊花的揮發(fā)油、總黃酮和綠原酸的含量進(jìn)行了比較研究,得出總黃酮和綠原酸含量均高者才是優(yōu)良品種。劉戰(zhàn)永等[10]以菊花細(xì)粉作對(duì)比,對(duì)粉體的粒徑分布、細(xì)胞形態(tài)以及粗蛋白、粗脂肪、礦物質(zhì)、黃酮、多酚、多糖等成分的變化進(jìn)行了對(duì)比研究,得出超微粉碎可以提高菊花的營(yíng)養(yǎng)保健功能。但目前對(duì)新興茶菊‘玉人面’與‘冰甜玉人’的內(nèi)在品質(zhì)研究還較少。呂晉慧等[11]的研究了地被菊‘玉人面’品種的遺傳轉(zhuǎn)化體系,并對(duì)轉(zhuǎn)化植株的開花特性進(jìn)行分析。崔峰等[12]探討了茶菊‘玉人面’對(duì)堿脅迫的耐受程度,采用營(yíng)養(yǎng)液砂培方法,研究了不同濃度Na2CO3脅迫對(duì)植株形態(tài)、生理生化和光合生長(zhǎng)的影響。可見鮮有對(duì)兩種茶菊的營(yíng)養(yǎng)成分與功效成分的研究[12-16]。
為了充分利用茶菊資源,對(duì)茶菊的品質(zhì)進(jìn)行較為合理且全面的綜合評(píng)價(jià),本文擬對(duì)兩種茶菊5個(gè)開花時(shí)期共10份樣品,以7項(xiàng)基本營(yíng)養(yǎng)成分分析與3項(xiàng)功效成分為品質(zhì)指標(biāo),進(jìn)行測(cè)定,并對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。旨在篩選出品質(zhì)較好且感官評(píng)價(jià)高的茶菊樣品。以期為研究?jī)蓚€(gè)品種茶菊的品質(zhì)質(zhì)量提供資料,為實(shí)際生產(chǎn)中的采收時(shí)期提供依據(jù)。
‘玉人面’茶菊 為干燥樣品,北京順義苗圃基地;‘冰甜玉人’茶菊 為干燥樣品,北京順義苗圃基地;綠原酸(Chlorogenic Acid)標(biāo)準(zhǔn)品 HPLC≥98%,批號(hào):17030620,中國(guó)藥品生物制品檢定所;福林酚試劑、甲硫氨酸、盧丁對(duì)照品 分析純,Sigma公司;水合茚三酮 分析純,上海生工;乙醇、氫氧化鈉、碳酸鈉、硝酸鋁、亞硝酸鈉,沒食子酸、磷酸一氫鈉,磷酸二氫鈉、氯化亞錫 均為分析純,北京化工廠;乙腈與甲醇 均為色譜純,北京化工廠。
Biomate 3S紫外可見分光光度計(jì) 賽默飛世爾科技公司;BSA124S-CW分析天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;電熱恒溫水浴鍋 北京市長(zhǎng)鳳儀器儀表公司;SF-6型索氏提取器 日本三紳儀器;DHG-9123A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海恒科技有限公司;1200LC型高效液相色譜儀 美國(guó)安捷倫有限公司。
1.2.1 茶菊的采集與處理 采集‘玉人面’和‘冰甜玉人’5個(gè)開花時(shí)期的茶菊,如下圖1所示。‘玉人面’開花的5個(gè)時(shí)期分別用YRM1、YRM2、YRM3、YRM4、YRM5表示;‘冰甜玉人’的5個(gè)開花時(shí)期分別用BTYR1、BTYR2、BTYR3、BTYR4、BTYR5表示。
圖1 茶菊5個(gè)開花時(shí)期狀態(tài)示意圖Fig.1 Tea Chrysanthemum state diagram of 5 flowering period
由圖1可看出,根據(jù)花蕾期、舌狀花未開、舌狀花開20%~30%、舌狀花開50%~60%、全開的標(biāo)準(zhǔn),將茶菊分為5個(gè)開花時(shí)期。分別進(jìn)行清洗、晾曬,將晾好菊花平鋪于篩網(wǎng)中,(35±5) ℃的條件下,烤房中進(jìn)行持續(xù)的加熱烘干至恒重,粉碎,過200目篩,備用。
1.2.2 各成分指標(biāo)的測(cè)定方法 有機(jī)酸測(cè)定方法采用酸堿中和滴定法,參照Amir等[17]方法;粗纖維測(cè)定采用酸堿洗滌法,參照Amir等[8]方法;維生素C含量測(cè)定采用2,4-二硝基苯肼比色法,參照《GB/T 5009.86-2003 蔬菜、水果及其制品中總抗壞血酸的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定;可溶性糖測(cè)定采用蒽酮比色法,參照李合生等[18]測(cè)定方法;粗蛋白測(cè)定采用凱氏定氮法,參照《GB 5009.5-2010食品中粗蛋白的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定;游離氨基酸采用茚三酮比色法,參照《GB/T 8314-2002茶游離氨基酸總量測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定,粗脂肪采用索氏提取法,參照《GB/T 5009.6-2003食品中脂肪的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定;總黃酮測(cè)定采用亞硝酸鈉-硝酸鋁法,參照翟梅枝[19]等方法;茶多酚含量測(cè)定采用福林酚(Folin-Ciocalten)比色法,參照《GB/T 8313-2008 茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測(cè)方法》測(cè)定。以上實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次。
1.2.3 綠原酸含量的測(cè)定 色譜條件:色譜柱:Dikma Diamonsil C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動(dòng)相:乙腈-1%乙酸水溶液(12∶88);流速為1.0 mL/min;柱溫:30 ℃;檢測(cè)波長(zhǎng)為326 nm;進(jìn)樣量:10 μL。
供試品溶液的提取與制備:參照《中國(guó)藥典2015版》,取樣品0.5 g,精密稱定后置于提取瓶中,加甲醇100 mL,索氏提取2 h,冷卻,用甲醇定容于100 mL的容量瓶中,搖勻,過0.45 μm微孔濾膜,作為供試品溶液,備用。
線性關(guān)系:取綠原酸標(biāo)準(zhǔn)品1.638 mg,定容于10 mL棕色容量瓶中,即配制為綠原酸濃度為0.1638 mg/mL的母液,從母液中分別取1、2、4、6、8、10 mL至10 mL棕色容量瓶中,加甲醇溶液至刻度,0.45 μm微孔濾膜過濾,即得一系列標(biāo)準(zhǔn)液,備用。分別取上述標(biāo)準(zhǔn)液10 μL,平行進(jìn)樣3次,進(jìn)行測(cè)定。以進(jìn)樣量為橫坐標(biāo),綠原酸的峰面積為縱坐標(biāo),得回歸方程:Y=32906X-68.271,R2=0. 9995,可看出綠原酸濃度在 0.01638~0.1638 mg/mL范圍內(nèi),線性關(guān)系良好。
樣品的測(cè)定:取供試樣品溶液10 μL,平行進(jìn)樣3次,得到樣品溶液的色譜圖。由以上得出的回歸方程,可求得綠原酸質(zhì)量,并得出茶菊中綠原酸的含量。
1.2.4 兩種茶菊5個(gè)開花時(shí)期的品質(zhì)分析 聚類分析法:以茶菊的7項(xiàng)基本營(yíng)養(yǎng)成分和3項(xiàng)功效成分含量指標(biāo)為依據(jù),采用Euclidean距離的方法,對(duì)10份茶菊樣品進(jìn)行聚類分析。
主成分分析法:將茶菊的7項(xiàng)基本營(yíng)養(yǎng)成分和3項(xiàng)功效成分含量指標(biāo)作為變量,以供試的兩種茶菊的5個(gè)開花時(shí)期共10份茶菊作為樣本,進(jìn)行主成分分析。以主成分特征值、貢獻(xiàn)率及累計(jì)貢獻(xiàn)率等主成分分析結(jié)果為依據(jù),對(duì)兩種茶菊的5個(gè)開花時(shí)期的品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)分。
1.2.5 茶菊品質(zhì)感官評(píng)審方法 根據(jù)《GB/T 23776-2009茶葉感官評(píng)審方法》[20]中各類茶葉的感官評(píng)價(jià)方法,略有修改,制定出茶菊的感官評(píng)價(jià)方法。由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的10人組成感官質(zhì)量評(píng)價(jià)小組,對(duì)10份茶菊樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià),評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
表1 菊花茶感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)(分)table 1 Tea Chrysanthemum sensory scoring criteria(score)
在計(jì)算結(jié)果中,去掉一個(gè)最高分,去掉一個(gè)最低分,求得剩余分?jǐn)?shù)的平均值。總得分計(jì)算公式為:總分=外形得分×20%+湯色得分×20%+香氣得分×30%+滋味得分×30%。
采用Excel建立數(shù)據(jù)庫(kù),用SPSS 17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析、聚類分析和主成分分析。
兩種茶菊5個(gè)開花時(shí)期的7項(xiàng)基本營(yíng)養(yǎng)成分(有機(jī)酸、可溶性糖、粗蛋白、粗纖維、粗脂肪、游離氨基酸、維生素C)和3項(xiàng)有效成分含量(總黃酮、茶多酚、綠原酸)的測(cè)定結(jié)果見表2。
由表2可以看出,10份茶菊樣品的營(yíng)養(yǎng)成分與功效成分存在顯著差異。其中BTYR1、BTYR2中有機(jī)酸含量顯著高于YRM1、YRM4和YRM5(p<0.05);YRM4、YRM5和BTYR5中可溶性糖的含量顯著高于其他7份茶菊樣品(p<0.05);10分茶樣中粗蛋白和粗纖維含量無顯著差異(p>0.05);YRM1、YRM2中粗脂肪的含量顯著高于YRM5、BTYR1、BTYR4、BTYR5(p<0.05);BTYR2、BTYR3、BTYR4中游離氨基酸含量顯著高于YRM2、YRM4、YRM5、BTYR1、BTYR5;YRM5、BTYR4、BTYR5中VC含量顯著高于YRM2、BTYR1(p<0.05);YRM3、BTYR1、BTYR2中總黃酮含量顯著高于YRM2、BTYR1(p<0.05);BTYR1中茶多酚含量顯著高于其它茶菊樣品(p<0.05);YRM4、BTYR1中綠原酸含量顯著高于其它茶菊樣品(p<0.05)。
表2 兩種茶菊5個(gè)開花時(shí)期的茶菊品質(zhì)Table 2 Quality characteristics of five flowering period of tea Chrysanthemum from 2 varieties
根據(jù)7項(xiàng)基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量和3項(xiàng)功效成分的含量對(duì)兩種茶菊5個(gè)開花時(shí)期的茶菊進(jìn)行了聚類分析,結(jié)果如圖2所示。
圖2 茶菊品質(zhì)聚類分析樹狀圖Fig.2 Tea Chrysanthemum quality clustering tree
由圖2可看出,當(dāng)聚為2類時(shí),YRM5、BTYR5、YRM4、BTYR4聚為一類,其可溶性糖含量高,但游離氨基酸與茶多酚含量較其他茶菊樣品偏低。YRM2、BTYR2、BTYR3、YRM3、BTYR1、YRM1聚為一類。
當(dāng)聚為4類時(shí),BTYR4單獨(dú)聚為一類,其游離氨基酸和維生素C優(yōu)于其他茶菊樣品,但粗脂肪、粗纖維和總黃酮含量偏低;YRM4、YRM5和BTYR5聚為一類,其可溶性糖含量?jī)?yōu)于其他茶菊樣品,但游離氨基酸含量偏低;BTYR1單獨(dú)聚為一類,其綠原酸含量?jī)?yōu)于其他茶菊樣品,維生素C含量偏低;其他茶菊樣品聚為一類,其10項(xiàng)指標(biāo)含量處于居中或較低狀態(tài)。
當(dāng)聚為6類時(shí),YRM5、BTYR5、YRM4仍聚為一類,BTYR2、BTYR3、YRM3聚為一類,這三個(gè)茶菊樣品的共同特征為,可溶性糖與綠原酸的含量相近且處于中等水平。YRM2單獨(dú)聚為一類,其特點(diǎn)為粗纖維與粗脂肪含量高,而可溶性糖、VC、總黃酮含量較其他茶菊樣品偏低。
BTYR4單獨(dú)聚為一類,其特點(diǎn)為,游離氨基酸、VC含量很高,粗纖維、粗脂肪、總黃酮、茶多酚含量偏低,其他指標(biāo)處于中等水平。BTYR1單獨(dú)聚為一類,其特點(diǎn)為,有機(jī)酸、總黃酮、茶多酚、綠原酸含量均較高,游離氨基酸與VC含量偏低,其他指標(biāo)含量一般。YRM1單獨(dú)聚為一類,其特點(diǎn)為,粗蛋白含量較高,粗纖維與綠原酸含量較低。
2.3.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 為統(tǒng)一數(shù)量級(jí)與量綱,需對(duì)表2的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果見表3。
表3 10份茶菊樣品品質(zhì)性狀的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化值Table 3 The standardized data for 10 quality evaluation indexes of ten tea Chrysanthemum samples
標(biāo)準(zhǔn)化消去了不同數(shù)量級(jí)與量綱的影響,用SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,得到無量綱數(shù)據(jù)。再利用標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù),進(jìn)行主成分分析。
2.3.2 主成分分析 表4為經(jīng)主成分分析后,得到的兩種茶菊5個(gè)開花時(shí)期品質(zhì)主成分的方差貢獻(xiàn)率。由表4可知,第1主成分的特征值為3.870,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為38.697%;第2主成分的特征值為2.082,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為59.521%;第3、4主成分的特征值均大于1,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率分別為74.781%、86.124%。在初始解中由于提取了10個(gè)因子,因此原有變量的總方差均被解釋,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為100%。前4個(gè)主成分共解釋了原變量總方差的86.124%,原有變量的信息丟失較少,因子分析效果較理想。因此提取前4個(gè)主成分代替原10個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)兩種茶菊5個(gè)開花時(shí)期的品質(zhì)。
表4 10份茶菊樣品品質(zhì)主成分的方差貢獻(xiàn)率Table 4 Variance contribution rates of principal components to the quality characteristics of 10 tea Chrysanthemum samples
表5為茶菊各品質(zhì)指標(biāo)的主成分載荷矩陣,它顯示了原始變量與各主成分之間的相關(guān)程度。由表5可見,第1主成分中有機(jī)酸、粗蛋白和茶多酚載荷系數(shù)較高,酸度是決定風(fēng)味的重要因子,它決定于有機(jī)酸的含量[21]。植物蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極為豐富,一般含有一種氨基酸,其中人體所需的種必需氨基酸含量較高[21]。茶多酚是形成茶葉色香味的主要成份之一,也是茶葉中有保健功能的主要成份之一。具有根強(qiáng)的抗氧化作用[22-23]。因此,可命名為營(yíng)養(yǎng)型品質(zhì)因子。第2主成分綠原酸的載荷權(quán)數(shù)較高,因綠原酸有抗菌、利膽、升高白血球等作用[24-26],可命名為藥理型保健因子。第3主成分綜合了總黃酮信息,因其具有抗氧化與消除自由基的作用[25-26],可命名為抗衰老型保健因子。第4主成分綜合了粗纖維信息,粗纖維可促進(jìn)腸胃運(yùn)動(dòng),助消化[27],可命名為消化型保健因子。
表5 茶菊各品質(zhì)指標(biāo)的主成分載荷矩陣Table 5 The loading matrix of four principal components
2.3.3 兩種茶菊5個(gè)開花時(shí)期品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià) 用各指標(biāo)變量的主成分載荷(表5)除以主成分相對(duì)應(yīng)的特征值開平方根,便得到4個(gè)主成分中每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù),即為特征向量,以特征向量為權(quán)重構(gòu)建4個(gè)主成分的表達(dá)函數(shù)式:
F1=0.370X1-0.426X2+0.334X3+0.032X4+0.291X5+0.079X6-0.447X7+0.238X8+0.424X9+0.193X10
F2=-0.239X1+0.304X2-0.157X3+0.340X4-0.062X5-0.575X6-0.182X7+0.193X8+0.231X9+0.502X10
F3=0.210X1+0.087X2-0.137X3-0.414X4-0.585X5+0.220X6+0.316X7+0.515X8+0.141X9+0.252X10
F4=0.444X1-0.100X2-0.433X3+0.487X4-0.275X5+0.230X6+0.049X7-0.427X8+0.195X9+0.128X10
根據(jù)主成分的特征值所占主成分特征值之和的比例為權(quán)重,計(jì)算主成分綜合模型,按照以下公式計(jì)算綜合得分并進(jìn)行排序:F=0.204X1-0.116X2+0.031X3+0.087X4-0.024X5-0.034X6-0.214X7+0.189X8+0.297X9+0.269X10。
5個(gè)表達(dá)式中,X1為有機(jī)酸、X2為可溶性糖、X3為粗蛋白、X4為粗纖維、X5為粗脂肪、X6為游離氨基酸、X7為維生素C、X8為總黃酮、X9為茶多酚、X10為綠原酸。
根據(jù)主成分綜合得分模型,可計(jì)算出兩種茶菊5個(gè)開花時(shí)期的綜合得分值和排序結(jié)果(表6)。
表6 兩種茶菊5個(gè)開花時(shí)期的主成分因子得分Table 6 Scores of the principal component factors from 2 varieties of five flowering period of tea Chrysanthemum
由表6可看出,綜合得分排在前5位的是依次是BTYR4、BTYR5、BTYR2、YRM3、YRM5。綜合得分在后5位的是BTYR1、BTYR3、YRM2、YRM4、YRM1。
由表1可得茶菊感官質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果中,排名前5位的是YRM4、BTYR5、YRM5、YRM3、BTYR4。排名后5位的依次是BTYR2、BTYR3、YRM1、YRM2、BTYR1。具體結(jié)果如表7所示。
表7 茶菊品質(zhì)的感官評(píng)分結(jié)果Table 7 Tea Chrysanthemum quality of sensory score results
綜合10份茶菊樣品的主成分分析的綜合得分與感官質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果,評(píng)分結(jié)果均較高的是BTYR4、BTYR5、YRM3、YRM5。
本文使用主成分分析法對(duì)10份茶菊樣品中的 10項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析,來綜合反映10份茶菊的的品質(zhì),綜合得分越高表明該茶菊的品質(zhì)越好,評(píng)分結(jié)果由高到低依次是:BTYR4>BTYR5>BTYR2>YRM3>YRM5>BTYR1>BTYR3>YRM2>YRM4>YRM1,‘玉人面’茶菊品質(zhì)最好為開花第3時(shí)期,‘冰甜玉人’茶菊品質(zhì)最好的為開花第4時(shí)期,可看出,兩者品質(zhì)達(dá)到最好的時(shí)期有所不同,但都集中于盛花期,初開與完全盛開時(shí)品質(zhì)均未達(dá)到最佳狀態(tài)。且‘冰甜玉人’茶菊排名總體靠前,表現(xiàn)出更為優(yōu)良的品質(zhì)。
感官質(zhì)量評(píng)審結(jié)果顯示,說明兩種茶菊都在開花第4時(shí)期、第5時(shí)期時(shí),感官質(zhì)量較好。說明盛開期或者完全盛開的茶菊更易獲得好評(píng)。綜合內(nèi)在品質(zhì)與感官評(píng)審結(jié)果,BTYR4、BTYR5、YRM3、YRM5四份茶菊樣品得分均較高。實(shí)際生產(chǎn)中,優(yōu)先選擇盛開期進(jìn)行采摘生產(chǎn)較為合適。而初開期綜合品質(zhì)排名較后,說明其營(yíng)養(yǎng)成分與功效成分綜合含量較低,感官評(píng)審結(jié)果亦不夠理想,所以不宜進(jìn)行胎菊的生產(chǎn)。
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