不同品系食用木槿花瓣营养、功能成分组成及营养价值评价

杨少宗，陈家龙，柳新红，林昌礼，程亚平，方 茹,*

（1.浙江省林业科学研究院，浙江 杭州 310023；2.温州科技职业学院，浙江 温州 325006；

3.云和县农业综合开发有限公司，浙江 丽水 323600；4.浙江省庆元县庆元林场，浙江 丽水 323800）

木槿（Hibiscus syriacus L.）为锦葵科木槿属，木本，花期长，是夏秋主要的观花植物，除了观赏绿化外，木槿还是一种具有优良保健作用的花卉。木槿属在全球分布约220 种[1-2]，目前对木槿属植物的研究主要集中在活性成分上，木槿属植物含有多酚类、萜类以及植物固醇类等多种活性成分，药理研究表明这些活性成分具有抗炎、退热、止泻、保肝、抗高血压、抗糖尿病、抗氧化、抗肿瘤等作用[3-4]。木槿花又被称为面花、鸡肉花，烹饪入馔早在晋代就有记载[5]，在浙南、皖南、闽北、闽西和赣南等地区一直保留食用木槿花的习俗[6-8]。随着社会经济的发展，木槿作为食用花卉，烹饪方法多样，味道清香，滑嫩可口，已成为绿色高档菜肴。目前对木槿花营养价值的报道已有涉及[9-11]，但都不够全面和深入，本实验将全面检测木槿花的中各营养成分，并通过科学的评价体系对其进行分析，为证明木槿花可作为一种优良的食材提供实验数据。

木槿在国内分布广泛，从辽宁到广东均有栽培，而作为食用花卉栽培生产，主要集中在长江以南地区，如安徽南部、江西、上海、浙江、福建和广州等地。在浙江南部地区广泛栽培生产的食用木槿变型主要有雅致木槿（H. syriacus f. elegantissimus）、白花重瓣木槿（H. syriacus f.albus-plenus）、紫花重瓣木槿（H. syriacus f. violaceu），通过引种驯化，各地形成了各自不同的品系。本研究将在浙江龙泉和苍南地区采集的以上3 个木槿变型的不同品系进行检测，比较这些品系的主要营养成分，为食用木槿的品种选育、开发利用等提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试样本总共5 份，分别为从浙江龙泉采集的雅致木槿（A1）、紫花重瓣木槿（A2）、白花重瓣木槿（A3）和浙江苍南采集的白花重瓣木槿（B1）、紫花重瓣木槿（B2）。

甲醇、乙腈为均色谱纯，其余试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

KJE LTEC 2300全自动凯氏定氮仪、2010纤维测定仪 丹麦Foss公司；SOLAAR Mk2-M6型原子吸收分光光度计 美国Thermo Elemental公司；LC-20A高效液相色谱仪 日本岛津公司；SPECORD®210 PLUS紫外-可见光分光光度计 德国Analytikjena公司；L-8900氨基酸分析仪 日本日立公司；7900电感耦合等离子体质谱仪美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 样本采集

通过对开花物候期的观察，确定木槿开花前1 d的花蕾大小和形状，于早晨8:00～9:00采集花蕾，并去掉苞片和雌雄蕊，取新鲜花瓣，放入冰盒中冷藏运输至实验室。同一变型按不同植株取样，每个变型采集花瓣500 g以上，充分混合后备用。

1.3.2 营养成分测定

水分含量测定：参照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》直接干燥法；粗蛋白含量测定：参照GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》定氮蒸馏法；粗灰分含量测定：参照GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》灼烧称重法；膳食纤维含量测定：参照GB/T 5009.10—2003《植物类食品中粗纤维的测定》酸碱消煮法；粗脂肪含量测定：参照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》酸水解法；多糖含量测定：参照GB/T 5009.8—2008《食品中蔗糖的测定》高效液相色谱法；铁、镁、锌、钙、钾、硒含量测定：分别依据GB/T 5009.90—2003《食品中铁、镁、锰的测定》、GB/T 5009.14—2003《食品中锌的测定》、GB/T 5009.92—2003《食品中钙的测定》、GB/T 5009.91—2003《食品中钾、钠的测定》、GB/T 5009.93—2010《食品中硒的测定》的原子吸收分光光度法；VA和VE含量测定：参照GB/T 5009.82—2003《食品中维生素A和维生素E的测定》高效液相色谱法；VC含量测定：参照GB/T 5009.86—2003《蔬菜、水果及其制品中总抗坏血酸的测定（荧光法和2,4-二硝基苯肼法）》荧光法和2,4-二硝基苯肼法；VPP含量测定：参照GB 5413.15—2010《婴幼儿食品和乳品中烟酸和烟酰胺的测定》微生物法；VB1和VB2含量测定：参照GB 5413.11—2010《婴幼儿食品和乳品中维生素B1的测定》、GB 5413.12—2010《婴幼儿食品和乳品中维生素B2的测定》高效液相色谱法；总黄酮和原花青素含量测定：参照《保健食品检验与评价技术规范》（2003版）的分光光度计法；亚硝酸盐含量测定：参照GB 5009.33—2010《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》分光光度法；氨基酸含量用SYKAM 443D氨基酸分析仪测定，检测方法参照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》。所有实验均重复3 次。营养成分、矿物质、主要维生素及其他成分含量均以湿基计。

1.3.3 总碳水化合物和能量的计算

总碳水化合物采用减差法计算，能量采用能量折算系数来计算[12]，均以湿基计。

1.3.4 氨基酸组成分析

采用世界卫生组织（World Health Organization，WHO）和联合国粮农组织（Food and Agriculture Organization，FAO）提出的必需氨基酸比值（essential amino acid，EAA）系数法[13-15]，并以FAO/WHO的必需氨基酸模式为标准模式[16-17]，根据公式（1）～（3）可计算木槿花所含必需氨基酸的氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA）、氨基酸比值系数（ratio coefficient，RC）和比值系数分（score of ratio coefficient，SRC）。氨基酸含量以每克蛋白含有氨基酸毫克数计（干基）。

1.3.5 主成分分析

根据主成分分析方法对5 份样本的基本营养成分、矿物质、维生素、氨基酸以及功能性成分共20 个指标进行主成分变量提取，建立综合评价函数，得到每个样品的综合得分及排名[18-20]。

1.4 数据处理

利用SPSS 19.0 软件进行显著性分析（P＜0.05）、数据标准化和主成分分析。

2 结果与分析

2.1 基本营养成分的比较分析

表1 木槿花基本营养成分Table 1 Proximate nutritional composition of the petals of Hibiscus syriacus L.

由表1可知，水分和粗灰分的含量5 份样本没有显著性差异，其余营养成分5 份样本之间存在显著性差异。另外，与常见的食用花卉玫瑰相比[21]，木槿花的粗蛋白质、粗脂肪和膳食纤维含量较低，而与绿叶类蔬菜花椰菜相比[14]，木槿花的粗蛋白质、粗脂肪和膳食纤维含量略高，能量则明显高于蔬菜。其中，膳食纤维虽然不具有营养价值，但与人体的营养有着密切关系，被称为第7营养素，能预防和治疗多种疾病[22-23]。

2.2 主要矿质元素含量的比较分析

表2 木槿花主要矿质营养元素含量Table 2 Contents of mineral elements in the petals of Hibiscus syriacus L.mg/100 g

如表2所示，各种矿质元素含量在5 份样本之间存在显著性差异，其中B2样本优势比较明显，其钙、铁、锌、硒的含量在5 份样本中均最高。木槿花与玫瑰花相比，其中钙和镁含量略低，铁含量明显低，锌含量较高；与花椰菜相比，其中钙、铁、锌含量基本相同，镁和钾含量较高，硒含量很低。

2.3 主要维生素含量的比较分析

表3 木槿花主要维生素含量Table 3 Vitamin contents in the petals of Hibiscus syriacus L.mg/100 g

由表3可知，5 份样本中VE、VC、VB1和VB2均存在显著性差异，其中，VE含量差异比较明显，A1、B1和B2的VE含量为0.01 mg/100 g，而A2为0.04 mg/100 g，A3为0.49 mg/100 g。与玫瑰花相比，木槿花VC含量较低。与花椰菜相比，木槿花的维生素含量也不占优势，总体偏低。其中，VC含量比蔬菜略低，其含量大多在20～30 mg/100 g之间，而花椰菜为61 mg/100 g，为木槿花的2 倍左右。木槿花V B1含量略高，在0.05～0.08 mg/100 g之间。木槿花中VE、VC和VPP含量比蔬菜低。

2.4 氨基酸组成及含量的比较分析

2.4.1 氨基酸组成分析

蛋白质通常由20 种氨基酸构成，其中包括8 种必需氨基酸。对人体而言，判断一种蛋白质是否为优质蛋白质，主要参考该蛋白质中必需氨基酸的种类、数量以及含量。虽然木槿花蛋白质含量较低，仅为2%左右，作为蛋白质来源意义不大，但作为一种食物资源，了解其组成有一定意义，同时作为一种食材，其中游离氨基酸的存在对于口感具有意义。由表4可知，木槿花含有16 种氨基酸，5份样本氨基酸的总量分别为1 034.92、718.75、644.44、908.33、875.63 mg/g，样本中氨基酸总量大于1 000 mg/g，说明在木槿花中存在较多的游离氨基酸。在各种氨基酸中，5 份样本均以谷氨酸最高，分别占总氨基酸含量的16.25%、12.11%、12.58%、17.84%、14.28%。除此以外，天冬氨酸和酪氨酸含量也较高，谷氨酸、天冬氨酸和酪氨酸均为呈味氨基酸，5 份样本呈味氨基酸所占比例分别为36.75%、31.88%、27.17%、41.84%、33.14%。食用玫瑰花的呈味氨基酸含量为26.60%[21]，与木槿花相比较低。

表4 木槿花氨基酸种类及含量Table 4 Amino acid composition of the petals of Hibiscus syriacus L.mg/g

食物蛋白营养价值的优劣主要取决于所含EAA的种类、数量和组成比例，其组成比例越接近人体需要氨基酸的比例，则其质量就越优，WHO/FAO规定的标准为EAA与总氨基酸比值为40%。在木槿花16 种氨基酸中含有7 种人体必需氨基酸，5 份样本中EAA与总氨基酸比值分别为32.65%、40.00%、37.93%、34.48%、33.57%，其中A2已达到标准，其余4 份样本比标准略低，但差距并不大。由于WHO/FAO规定的标准并非针对植物蛋白，目前研究表明完全符合此标准的植物蛋白并不多，如食用玫瑰花EAA与总氨基酸比值也仅为37.78%[21]。因此，总体来说木槿花所含蛋白属于比较优质的植物蛋白。

2.4.2 必需氨基酸比值系数法评价木槿花蛋白营养价值

表5 必需氨基酸平均比值系数比较Table 5 Average ratio coefficients of essential amino acids in the petals of Hibiscus syriacus L.

若木槿花蛋白中必需氨基酸的组成比例与WHO/FAO氨基酸模式一致，则各种必需氨基酸的RC应等于1，若大于1表明该种必需氨基酸相对过剩，若小于1则表明该种必需氨基酸相对不足，RC最小者为第1限制性氨基酸。由表5可知，5 份样本中色氨酸均未检测出，因而为第1限制性氨基酸。在A2、A3和B1样本中，蛋氨酸的RC值也较小，均小于0.5，为第2限制性氨基酸。SRC值是评判食物中蛋白营养价值的重要指标，SRC值越大，说明待评蛋白质越接近标准模式，其营养价值越高；相反，SRC值越小，说明待评蛋白质越偏离标准模式，其营养价值越低。5 份样本的SRC值分别为36.3、18.88、20.69、-6.23、43.18，说明在这5 份样本中，其蛋白质营养价值高低的顺序为B2＞A1＞A3＞A2＞B1。

2.5 功能性成分及亚硝酸盐含量的比较分析

表6 食用木槿新鲜花瓣中其他成分Table 6 Contents of bioactive components in the petals of Hibiscus syriacus L.

如表6所示，植物多糖具有较高的营养价值以及抗菌、抗氧化、抗衰老等作用，且植物多糖水溶性好，因此作为食用花卉，对其利用率高。在5 份样本中，A1、A2和B2多糖含量较高，分别为1 301.45、1 405.57 mg/100 g和1 605.76 mg/100 g，其中B2是A3（412.45 mg/100 g）的4 倍。植物多酚作为一大类次级代谢产物，具有很强抗氧化性和清除自由基能力，原花青素是其中重要的一类[24-25]，黄酮类化合物具有消除疲劳、保护血管、抗氧化、抗肿瘤、抑菌、抗病毒、抗辐射、抗过敏、降血糖等作用[26-27]。在5 份样本中，原花青素较高的有A1、A2和B2，分别为36.60、46.63、63.17 mg/100 g，总黄酮较高的有A1和B2，分别为92.33、66.33 mg/100 g。

根据GB 18406.1—2001《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》，要求新鲜食用蔬菜中亚硝酸盐含量一般控制在432 μg/g以下，由表6可知，在木槿花5 份样本中，亚硝酸盐含量均较低，不存在显著性差异，基本都在2 μg/g左右，远低于432 μg/g。

2.6 主成分分析结果

由于硒和VPP无具体数值需要剔除，用计算出来的必需氨基酸平均比值系数代替16 种氨基酸，利用软件SPSS 19.0对5 份样本的20 项指标进行主成分分析，得到各主成分的特征值，方差贡献率和累计方差贡献率，如表7所示。

表7 各主成分的特征值及方差贡献率Table 7 Eigen values of principal components and their contribution rates to total variance

由表7可知，前4 个主成分的特征值大于1，累计贡献率达到100.000%，该累计贡献率大于85%，说明前4 个主成分能够代表全部20 个指标的大部分信息（100.000%）。因此，将样品的20 个指标综合成4 个主成分。根据各主成分的载荷矩阵与特征值计算得到主成分的特征向量如表8所示。

根据表8，构建各主成分成分得分与样本各标准化后的指标值之间的线性关系式：

第1主成分得分F1=-0.091X1+0.087X2+0.054X3-0.074X4+0.044X5+0.088X6+0.092X7+0.009X8+0.03X9+0.058X10+0.092X11+0.094X12+0.063X13-0.08X14-0.032X15+0.033X16-0.063X17-0.073X18-0.057X19-0.094X20

第2主成分得分F2=-0.078X1-0.071X2-0.128X3+0.01X4+0.185X5+0.085X6+0.068X7+0.184X8+0.157X9+0.096X10+0.012X11-0.023X12+0.018X13-0.029X14+0.174X15-0.098X16+0.121X17+0.052X18+0.099X19+0.04X20

第3主成分得分F3=-0.006X1+0.112X2-0.143X3+0.214X4-0.017X5+0.003X6+0.022X7-0.154X8+0.083X9+0.2X10+0.006X11+0.082X12-0.218X13-0.178X14-0.145X15+0.095X16-0.05X17+0.193X18+0.174X19-0.037X20

第4主成分得分F4=0.014X1+0.027X2+0.18X3-0.073X4+0.083X5-0.077X6-0.062X7+0.078X8-0.253X9+0.145X10-0.157X11+0.046X12+0.191X13-0.087X14+0.09X15+0.36X16+0.231X17+0.114X18+0.196X19-0.08X20

表8 各主成分的载荷矩阵和特征向量Table 8 Principal component loadings matrices and characteristics vectors

根据综合评价函数中各主成分的系数为其对应的方差贡献，建立样品的综合评价模型：F=0.509F1+0.236F2+0.148F3+0.107F4。由该模型计算可得到5 个样本的综合评分及排名如表9所示。5 个样本的综合评分结果为B2＞A2＞A1＞B1＞A3，其中B2和A2的分值比较接近，说明从矿物质、生物活性物质和氨基酸各指标综合的主成分分析角度来说，B2和A2具有更高的价值。

表9 样品综合评价结果及排序Table 9 Comprehensive evaluation and ranking order of different samples

3 讨论与结论

3.1 木槿花营养价值解析

结果表明，木槿花中含有蛋白质、脂肪、粗纤维、糖、各种矿质元素和维生素等基本营养元素。与绿叶类蔬菜相比，蛋白质、脂肪、膳食纤维、钙、铁、锌的含量略高或基本相同，镁和钾含量较高，镁对心脏血管具有重要的保护作用，可防治中风、冠心病[28]，钾则有明显的降血压作用[29-30]。与食用玫瑰花相比，木槿花的蛋白质、脂肪、膳食纤维、VC以及大多数矿质元素均略低，因此，其营养价值低于食用玫瑰花。但从氨基酸组成的分析结果可知，木槿花的呈味氨基酸含量高于玫瑰花，呈味氨基酸赋予了木槿花瓣入菜肴时鲜美的口感，这是作为优良食材的必备因素之一。对木槿花必需氨基酸组成分析表明，蛋氨酸含量较低，色氨酸未检测出，因此，蛋氨酸和色氨酸为其限制性氨基酸，其他必需氨基酸含量则与标准氨基酸模式基本一致，如在菜肴中添加富含色氨酸和蛋氨酸的原材料，如芝麻、葵花籽等，可增加木槿花的营养价值。此外，木槿花中含有具有保健作用植物多糖、黄酮类化合物和原花青素等功能性成分。综上所述，木槿作为食用花卉，其营养成分种类齐全，含量丰富，既具有增加口感的营养成分，又具有增强保健作用的功能性成分，与现代人膳食理念一致，是一种具有推广和应用价值的食用花卉。

3.2 木槿花品种选育及开发前景

从木槿花5 份不同样本营养成分的比较结果来看，营养成分组成基本一致，但具体的含量有明显差异：在矿质元素含量上，B2样本优势比较明显，其钙、铁、锌、硒的含量在5 份样本中均最高；在功能性成分含量上，原花青素和多糖在B2、A2和A1样本中明显较高，总黄酮在A1和B2样本中较高；5 份样本VE含量相差较大，A2和A3相对较高，但总体上木槿花的维生素含量比普通绿叶蔬菜要低，因此，这种情况下样本之间的差异意义不大。主成分分析结果表明，B2具有最高分值，其次为A2，2 种分值比较接近。根据以上因素综合考虑，在本实验所选择的5 个不同品系中，B2和A2样本营养价值最高。由此可见，决定木槿花营养价值的主要原因是遗传因素，B2和A2样本属于食用木槿的同一变型，即紫花重瓣木槿，因此，在营养价值的各项指标上均比较相近。但本实验数据表明，环境因素对木槿花营养价值的高低也有影响，B2和A2分别栽培在浙江苍南和浙江龙泉，栽培地理环境、气候以及水肥管理等都不相同，造成2 个品系在具体的营养价值评价指标上也有较大差异。综上所述，紫花重瓣木槿变型在作为食用木槿品种选育上具有较大的发展前景，同时，合适栽培地的选择和科学的水肥管理也是关键。