潘蕓蕓,冉 聰,劉 瓊,王 慶,肖人峰,吳 衛(wèi)

(四川農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院,四川成都 611130)

菊花是菊科植物菊[Dendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvel.]的干燥頭狀花序,為我國常用中藥,具有散風清熱、清肝明目的功效,用于風熱感冒、目赤腫痛、頭痛眩暈[1-2]?，F(xiàn)代醫(yī)理表明,菊花含有多種黃酮類化合物、常量元素與微量元素、氨基酸、多酚類[3]、鞣花酸、菊苷、膽堿和腺嘌呤等成分[4-5],具有抗炎[6]、抗菌、抗病毒、抗寄生蟲、抗氧化[7]、抗腫瘤[8]和抗誘變的生物學功能[8],同時能擴張冠狀動脈、降血壓、加快膽固醇代謝和增強免疫調(diào)節(jié)活性[10]。同時,菊花為藥食同源植物,含有豐富的營養(yǎng)成分,可制成營養(yǎng)保健茶,加工成各類食品與飲料,具有極大的市場開發(fā)利用前景[11]。

目前國內(nèi)有關藥用菊花及觀賞菊花的研究較多,而對食用菊花報道較少,且主要集中在營養(yǎng)繁殖和栽培技術等方面。唐煥偉等[12]初步確立了4個品種日本食用菊花在黑龍江的生產(chǎn)模式,陳軍等[13]總結出了食用菊花的盆栽技術,李建國[14]以食用菊花為試驗材料,以花瓣作為外植體,愈傷組織誘導率和不定芽分化率都比較高;王桂珍[15]的研究發(fā)現(xiàn)單施硒0.06 g/L可以顯著提高食用菊花有效成分含量。食用菊花作為鮮食品種,具有清香甜爽的口感,少有一般菊花的苦澀味道,目前各地栽培的食用菊品種良莠不齊[16],好的品種主要集中在河南、江浙一帶,適宜各地栽培的優(yōu)良品種十分缺乏。因此,本研究以從河南引種至四川的4個品種食用菊花為試驗材料,測定其主要營養(yǎng)成分及功能性保健成分,并對其揮發(fā)油成分進行比較分析,旨在為四川食用菊花資源開發(fā)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

食用菊花 從河南引種至四川的4個食用菊品種,編號為SYJ1、SYJ2、SYJ3、SYJ4,于10月中旬選取健壯無病、顏色鮮艷、開放程度一致的新鮮食用菊花為試驗材料;水合茚三酮、氫氧化鈉、冰醋酸、抗壞血酸、牛血清白蛋白、乙酸、濃硫酸、考馬斯亮藍G-250、磷酸、蔗糖、蒽酮、草酸、2,6-二氯酚靛酚、蘆丁、乙醇、亮氨酸、亞硝酸鈉、硝酸鋁、乙酸鈉、正己烷等 分析純,國藥集團化學試劑有限公司;甲醇、乙酸、綠原酸、黃芩苷、槲皮素 色譜純,成都普思生物科技股份有限公司。

HH-4型恒溫水浴鍋 國華電器有限公司;7200型分光光度計 尤尼科食品有限公司;AP1301火焰光度計 上海精密儀器儀表有限公司;DHG-9245A型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海右一儀器有限公司;AW220型分析天平 日本Shimadzu公司;1100series高效液相色譜儀、Agilent6890GC/5973NMS氣質(zhì)聯(lián)用儀 美國Agilent公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 水分含量測定 直接干燥法,參照GB/T 5009.3-2016《食品中水分的測定》[17]進行。

1.2.2 可溶性蛋白含量測定 采用考馬斯亮藍G-250染色法[18]:稱取食用菊鮮樣0.3 g,用5 mL蒸餾水研磨成勻漿后,3000 r/min離心10 min后,上清液定容至20 mL;取上清液0.5 mL于試管中,加入5 mL考馬斯亮藍G-250溶液,充分混合,放置2 min后在595 nm下比色,測定吸光度,通過標準曲線查得蛋白質(zhì)含量。利用牛血清蛋白測得的標準曲線為A=0.0035X-0.0082,r=0.9979,在0～100 μg范圍內(nèi)線性關系良好。

1.2.3 可溶性糖含量測定 蒽酮比色法[18]:取新鮮食用菊剪碎混勻,稱取0.2 g,放入50 mL PE離心管中,加入10 mL蒸餾水,保鮮膜封口,于沸水中提取30 min(提取2次),提取液過濾入25 mL容量瓶中,反復漂洗離心管及殘渣,定容至25 mL;吸取樣品提取液0.5 mL于20 mL刻度試管中,加入1.5 mL水和0.5 mL蒽酮試劑,搖勻后,沿試管壁緩緩加入5 mL濃硫酸,搖勻,沸水浴保溫1 min,在630 nm下測定樣品的吸光度,查標準曲線即可算出樣品中可溶性糖的含量。利用葡萄糖所測標準曲線方程為;A=0.008X-0.0269,r=0.9993,在0～140 μg范圍內(nèi)線性關系良好。

1.2.4 氨基酸含量測定 茚三酮溶液顯色法[18]:稱取新鮮樣品0.3 g左右,放在研缽中加3 mL 10%醋酸溶液研磨至勻漿,然后以蒸餾水轉(zhuǎn)移到容量瓶中,并定容至25 mL,仔細搖勻,過濾;吸取1 mL濾液,加入3 mL茚三酮,0.1 mL 0.1%抗壞血酸溶液,混勻,蓋上玻璃塞,置80 ℃浴中加熱30 min取出,取出后用冷水迅速冷卻并不時搖動,當管內(nèi)呈現(xiàn)藍紫色時,用60%乙醇定容至20 mL,混勻后在570 nm下測定吸光度。利用亮氨酸測得的標準曲線方程為A=0.0045X-0.01,r=0.9970,在0～100 μg范圍內(nèi)線性關系良好。

1.2.5 抗壞血酸含量測定 2,6-二氯酚靛酚滴定法[18]:稱取鮮樣1 g,置于研缽中,加入5 mL 2%草酸,研成勻漿。將樣品提取液轉(zhuǎn)移到25 mL容量瓶中,殘渣再用2%草酸提取3次,提取液及殘渣一并轉(zhuǎn)容量瓶中,最后以2%草酸定容,過濾備用;取10 mL標準抗壞血酸溶液至三角瓶中,以2,6-二氯酚靛酚鈉溶液滴定至出現(xiàn)明顯粉紅色,且30 s內(nèi)不退色為終點。計算1 mL染料相當于抗壞血酸的毫克數(shù)(重復3次,取平均值);吸取濾液20 mL,放入25 mL三角瓶中,立即用2,6-二氯酚靛酚鈉溶液滴定至出現(xiàn)明顯粉紅色,且30 s內(nèi)不退色為止,記錄所用滴定液體積,計算樣品中抗壞血酸含量。

式中:y1:滴定空白所用染料毫升數(shù)(mL);y0:滴定樣品所用染料毫升數(shù)(mL);A:1 mL染料相當于抗壞血酸的毫克數(shù)(mg);B:樣品克數(shù)(g);X:滴定時樣品的體積(mL);Z:樣品定容后總體積(mL)。

1.2.6 總黃酮含量測定 參照沈維治等[19]的方法,采用Al(NO3)3-NaN02分光光度比色法,其標準曲線方程為A=1.0636X-0.0153,r=0.9993。

1.2.7 綠原酸、黃芩苷和槲皮素含量測定 參照文獻[20],并對色譜條件加以改進。改進后的色譜條件為:Hypersil ODS C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相:A(甲醇∶0.4%乙酸溶液=10∶90),B(甲醇∶2.5%乙酸溶液=90∶1);梯度洗脫程序:0～8 min 87% A→75% A,8～25 min 25% B→70% B;25～40 min 70% B;流速:1.0 mL·min-1;檢測波長:337 nm;柱溫:25 ℃;進樣量:10 μL。

所測得的綠原酸、黃岑苷、槲皮素標準曲線分別為:A=1977.7X-4.7078,r=0.9999;A=1042.3X-6.9022,r=0.9998;A=2152.5X-4.0162,r=0.9998。

1.2.8 揮發(fā)油測定 參照賀曼曼[21]的方法并加以改進。樣品制備:將新鮮的食用菊花朵粉碎,稱取200 g,1500 mL超純水裝入5000 mL圓底燒瓶,連接揮發(fā)油測定儀和冷凝管裝置,電爐上加熱保持微沸8 h后停止加熱,靜置10 min后,用2 mL正己烷收集蒸餾出的揮發(fā)油,有機濾頭過濾后GC-MS檢測。

色譜條件:GC:HP-5MS毛細管色譜柱(0.25 mm×30 m×0.25 μm);進樣口溫度:260 ℃;載氣為高純氦氣,流速1.0 mL·min-1;恒流,分流比:25∶1;進樣量:2 μL;柱溫:初始溫度80 ℃,以2 ℃·min-1升至100℃保持20 min,再以10 ℃·min-1升至120 ℃,以12 ℃·min-1升至180 ℃,再以10 ℃·min-1升至250 ℃保持5 min。MS:EI源(70 eV),雙燈絲,離子源溫度230 ℃;四極桿溫度:150 ℃;質(zhì)量范圍m/z:50～500全程掃描,延時3 min。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗結果統(tǒng)計與分析采用Excel、SPSS 20.0 軟件進行統(tǒng)計分析(氨基酸、可溶性糖、可溶性蛋白、總黃酮、抗壞血酸、綠原酸、槲皮素和黃芩苷含量為折合含水量后干樣中的含量),Duncan’s法(p=0.05)進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 水分含量測定

水分含量是影響食用菊花口感的重要因素之一。四個品種的食用菊花水分含量如圖1所示,4種新鮮食用菊花中SYJ2含水量最高,為80.08%,SYJ3與SYJ2間含水量無顯著差異(p>0.05),SYJ1和SYJ4含水量顯著低于SYJ2和SYJ3,SYJ1和SYJ4品種間含水量差異顯著(p<0.05)。

圖1 新鮮食用菊花水分含量Fig.1 Water contents of fresh edible chrysanthemum注:相同指標不同品種數(shù)據(jù)間不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)；表1、圖2～圖3同。

2.2 營養(yǎng)成分含量測定

從表1中可以看出,4種食用菊花氨基酸含量為7.95～15.69 mg·g-1,其中SYJ4與SYJ2無顯著差異(p>0.05),SYJ3氨基酸含量最高,比氨基酸含量最低的SYJ1高出97.36%,SYJ3和SYJ2是氨基酸含量較高的食用菊品種。

表1 食用菊花營養(yǎng)成分含量Table 1 Nutrient contents of edible chrysanthemum

可溶性糖具有保持花瓣鮮艷的作用,食用菊花的可溶性糖含量與其觀賞性和口感成正相關關系[23]。SYJ3與SYJ1可溶性糖含量都高于60 mg·g-1且無顯著差異(表1,p>0.05),SYJ4可溶性糖含量為36.36 mg·g-1,顯著(p<0.05)低于其他品種,僅為SYJ1的52.35%。

蛋白質(zhì)可以為人體提供其必需氨基酸,具有延年益壽的作用,含量越高,食用菊花品質(zhì)更好[22]。SYJ2可溶性蛋白含量最高,SYJ3含量最低,SYJ2中含量比SYJ3高出66.09%,SYJ4與SYJ1可溶性蛋白含量無顯著差異(p>0.05)。

抗壞血酸(VC)是一種水溶性維生素,對超氧自由基有較強的清除能力,具有很強的還原性,是一種天然的抗氧化劑,適當攝入可保持身體健康[24]。SYJ3中抗壞血酸含量為156.97 μg·g-1,顯著(p<0.05)高于其他三個品種,SYJ4和SYJ1中抗壞血酸含量無顯著差異(p>0.05),SYJ2的抗壞血酸含量最低,僅為SYJ3的55.23%。

總的來說,SYJ3的氨基酸、可溶性糖和抗壞血酸含量整體較高,其營養(yǎng)價值相對較高。

2.3 功能性保健成分含量測定

如圖2所示,4個品種食用菊花的總黃酮含量范圍為30.26～86.34 mg·g-1,其中SYJ2的總黃酮含量為86.34 mg·g-1,顯著(p<0.05)高于其他三個品種,每個品種間的總黃酮含量都有顯著差異(p<0.05),含量高低為SYJ2>SYJ3>SYJ1>SYJ4,其中SYJ4的總黃酮含量只有SYJ2的35.05%。

圖2 食用菊花總黃酮含量Fig.2 Flavonoid contents of edible chrysanthemum

如圖3,對于綠原酸,SYJ3、SYJ4和SYJ2含量差異不顯著(p>0.05),SYJ1中綠原酸含量僅為1.23 mg·g-1,顯著低于其他品種(p<0.05)。4個品種食用菊花槲皮素含量為1.58～3.13 mg·g-1,各品種間差異顯著(p<0.05),含量由高到低依次為SYJ3>SYJ2>SYJ1>SYJ4,SYJ3槲皮素含量比SYJ4高出98.10%。同時,SYJ3黃芩苷含量也顯著高于其他品種,SYJ4其次,SYJ1黃芩苷含量最低,為8.31 mg·g-1,是SYJ3黃芩苷含量的47.16%。

圖3 綠原酸、槲皮素和黃芩苷含量Fig.3 Contents of chlonogenic acid,quercetin and baicalin

由此可見,不同品種食用菊花間功能性保健成分含量差異明顯,其中SYJ3的槲皮素和黃芩苷含量顯著高于其他品種,同時綠原酸含量也較高,具有更高的保健價值。

2.4 揮發(fā)油化學成分分析

按照1.2.8所示方法對食用菊揮發(fā)性成分進行檢測分析,將得到的總離子流圖中的各峰經(jīng)質(zhì)譜掃描后得到質(zhì)譜圖,經(jīng)過系統(tǒng)檢索、譜圖解析、文獻核對等步驟,最終鑒定出4個品種食用菊花揮發(fā)油中的49個化合物,并采用氣相色譜數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),以面積歸一化法測得不同品種食用菊花揮發(fā)油種類及其相對含量,結果見表2。圖4為SYJ2揮發(fā)油的GC-MS總離子流圖。

圖4 食用菊花的GC-MS總離子流圖Fig.4 GC-MS total ion current chromatograms of volatile oils from edible chrysanthemum

從表2可以看出,食用菊花所含揮發(fā)油成分主要為倍半萜類、單萜類及其含氧衍生物和脂肪族化合物等。4個品種食用菊主體香氣成分基本一致,包括了低沸點和高沸點的揮發(fā)油組分,如α-蒎烯、檜烯、1,8-桉葉油素和3-甲基-1,5-環(huán)辛二烯等;但不同品種所含揮發(fā)油成分總數(shù)及種類有差異。食用菊SYJ1、SYJ2、SYJ3和SYJ4含有已鑒定出的揮發(fā)油成分分別為37個、33個、25個和38個,分別占揮發(fā)性成分的99.15%、95.81%、95.53%和97.44%。含有18種主要相同成分,包括1,8-桉葉油素、雙環(huán)[2.2.2]癸烷-2-烯-5-酮、對傘花烴、2,6,6-三甲基-雙環(huán)(3.1.1)-庚-2-烯-4-醇-乙酯、β-欖香烯、(-)-β-石竹烯、α-蓽澄茄烯、β-倍半水芹烯和3-甲基-1,5-環(huán)辛二烯等,但含量差異較大。含量在5%以上的成分有α-蒎烯、1,8-桉葉油素、雙環(huán)(2.2.2)癸烷-2-烯-5-酮、冰片醋酸酯、2,6,6-三甲基-雙環(huán)(3.1.1)-庚-2-烯-4-醇-乙酯、β-欖香烯、(-)-β-石竹烯和α-蓽澄茄烯。

表2 食用菊花揮發(fā)油成分Table 2 Volatile constituents in fresh flowers of edible chrysanthemum

3 討論與結論

SYJ1、SYJ2和SYJ3中可溶性糖含量較高且無顯著差異,SYJ2和SYJ3氨基酸含量較高,SYJ2可溶性蛋白含量較高,SYJ3抗壞血酸含量較高,SYJ3和SYJ2整體營養(yǎng)品質(zhì)更高。賀曼曼[21]測得不同品種菊花中總游離氨基酸含量約在5.63～28.06 mg·g-1;金瀟瀟等[25]對20個菊花品種花瓣進行營養(yǎng)品質(zhì)分析,得出各品種可溶性糖含量為47.7～84.4 mg·g-1,可溶性蛋白含量為4.3～14.4 mg·g-1,維生素C含量為178.5～678.8 μg·g-1;而本試驗發(fā)現(xiàn)食用菊花中可溶性蛋白含量較高,其他成分含量與以上研究無明顯差異。因此不同品種食用菊花特定營養(yǎng)指標含量有所差異。

劉利軍等[26]發(fā)現(xiàn)安徽省3種藥用菊花總黃酮含量25.62～80.23 mg·g-1;郭巧生等[27]測得藥用白菊花中綠原酸含量為0.7～4.1 mg·g-1,總黃酮含量在19.0～71.8 mg·g-1;袁琦等[20]的研究表明菊花中黃芩苷和槲皮素含量分別為2.4%和0.2%;本試驗中四種食用菊花的這四種成分含量與上述報道基本一致。黃酮類化合物對植物的整個生長發(fā)育過程有重要作用,同時具有諸多保健功能,可以治療心血管疾病,具有抗菌、抗氧化自由基、鎮(zhèn)痛、抗肌瘤、保肝和抗病毒等功效[28]。因此,對食用菊花中黃酮類化合物進一步研究是具有重要意義的。

黃保民等[29]發(fā)現(xiàn)懷菊花揮發(fā)油組分主要有菊烯酮、桉油精、菊烯酮乙酸酯、聚傘花烯和β-石竹烯等。官艷麗等[30]鑒定了杭白菊和杭黃菊揮發(fā)油成分,發(fā)現(xiàn)了杭白菊中的59種揮發(fā)性化合物和杭黃菊的65種揮發(fā)油成分,分別占總量的83.6%和77.4%。同時發(fā)現(xiàn)杭白菊和杭黃菊中相同的揮發(fā)油組分有41種,包括樟腦、石竹烯、龍腦、β-金合歡烯、乙酸龍腦酯、α-姜黃烯等。王瑩等[31]發(fā)現(xiàn)小白菊中揮發(fā)油主要成分為石竹烯、α-杜松醇、杜松腦、氧化石竹烯。綜上所述,菊花產(chǎn)地和品種類型是影響揮發(fā)油種類和含量的主要因素,不同品種菊花揮發(fā)油種類大部分相同,但含量差異顯著,基本為單萜烯類、倍半萜烯類及其含氧衍生物等[32]。張菲菲等[33]在前人研究的基礎上,總結出菊花中單萜類成分主要有:樟腦、1,8-按葉醚、β-蒎烯、馬鞭草醇、對聚花傘素等;倍半萜類成分主要有:甜沒藥醇、金合歡醇、α-蓽澄茄醇、金合歡烯、姜烯等。本試驗結果表明,食用菊花主要成分有α-蒎烯、1,8-桉葉油素、雙環(huán)[2.2.2]癸烷-2-烯-5-酮、冰片醋酸酯、2,6,6-三甲基-雙環(huán)(3.1.1)-庚-2-烯-4-醇-乙酯、β-欖香烯、(-)-β-石竹烯和α-蓽澄茄烯等。SYJ3揮發(fā)油成分相對較少,18個共有成分的含量占總含量的85%以上,其中2,6,6-三甲基-雙環(huán)(3.1.1)-庚-2-烯-4-醇-乙酯含量高達33.51%。而SYJ4揮發(fā)油成分種類較多,共有成分的含量占總含量的71.53%,其中β-欖香烯含量為25.57%。本試驗的研究結果發(fā)現(xiàn)食用菊揮發(fā)油含有多種萜烯、萜醇類成分,有研究表明這些成分具有一定抗氧化和抗菌抑菌的作用[34],說明食用菊花同時具有藥理學研究價值和天然食品抑菌劑的潛能,是一種值得推廣的新型食品。

4個品種食用菊花主要化學成分含量存在顯著差異,其中SYJ3營養(yǎng)成分和功能性保健成分含量更高,可做為在四川推廣的優(yōu)質(zhì)食用菊品種,并配套相應的引種栽培技術。本研究發(fā)現(xiàn)2,6,6-三甲基-雙環(huán)(3.1.1)-庚-2-烯-4-醇-乙酯、(+)-γ-古蕓烯和β-欖香烯是食用菊中含量最高的三種揮發(fā)油成分,這與以往藥用菊花的研究結果不同,說明新鮮食用菊具有獨特的香味,同時也可為食用菊花的資源開發(fā)利用提供科學依據(jù)。