碧螺春废弃枝叶营养成分分析及其抗氧化活性研究

刘菊华　金震　朱本顺　朱昫飏　蒋晨威　王鹏程　王桃云

摘要：为评价碧螺春废弃枝叶的营养成分，采用国标法及其他方法对碧螺春废弃枝叶的总花色苷、总多酚、总黄酮、氨基酸、矿质元素等营养成分进行了测定，并对其提取物的抗氧化活性进行了研究。结果表明，碧螺春废弃枝叶中营养成分很丰富，其中总花色苷、总多酚及总黄酮含量分别为0.77 mg矢车菊花素-3-葡萄糖苷/g（DW）、165.22 mg没食子酸/g（DW）和52.62 mg芦丁/g（DW），其水分、灰分、粗脂肪、有机酸、可溶性蛋白质和可溶性总糖含量分别为76.77%、4.80%、3.66%、0.16%、2.99%、3.86%。碧螺春废弃枝叶含有18种氨基酸，总量为55.8 mg/g，8种人体必需氨基酸含量为20.53 mg/g;其中苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、赖氨酸含量均高于FAO/WHO模式。同时，其亮氨酸和赖氨酸含量还高于鸡蛋蛋白质模式。碧螺春废弃枝叶提取物具有良好的抗氧化能力，且其总抗氧化能力与提取物含量呈正相关性。因此，碧螺春废弃枝叶具有很好的应用价值，值得进行深入的开发利用。

关键词：碧螺春废弃枝叶;营养成分;分析鉴定;提取物;总抗氧化力

中图分类号：S571.1         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）18-0111-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.18.027           開放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Nutritional components analysis and antioxidant activity of

abandoned branches and leaves of Biluochun

LIU Ju-hua，JIN Zhen，ZHU Ben-shun，ZHU Xu-yang，JIANG Chen-wei，WANG Peng-cheng，WANG Tao-yun

（College of Chemical，Biological and Material Engineering，Suzhou University of Science and Technology，Suzhou 215009，Jiangsu，China）

Abstract： To analysis and evaluate nutrient quality of abandoned branches and leaves of Biluochun（ABLB）， using the national standard methods and some other methods， total anthocyanin contents， total polyphenols， total flavonoids， mineral elements and some other nutritional components were determined. And total antioxidant capacity（T-AOC） of ABLB was investigated. The results indicated that there are many kinds of nutrients in ABLB. And contents of anthocyanin， polyphenol and flavnoid were 0.77 mg cyanidin 3-galactoside/g（DW）， 165.22 mg gillic acid/g（DW） and 52.62 mg rutin/g（DW）， respectively. The contents of moisture，ash，crude fat，crude fiber，total soluble protein and total soluble sugar in ABLB were 76.77%，4.80%，3.66%，0.16%，2.99% and 3.86%. The ABLB had 18 kinds of amino acids， total amino acid and essential amino acid were 55.8 mg/g and 20.53 mg/g， respectively. The amino acids of Thr， Val， Leu， Phe+Tyr and Lys were higher than that in the pattern of FAO/WHO and Leu， Lys were higher than the pattern of egg. The extract of ABLB had good antioxidant activity and the content of ABLB was positively correlated with antioxidant capacity. So， the ABLB appear to have a good prospect of exploitation and application. And it is worth our in-depth development and utilization.

Key words： abandoned branches and leaves of Biluochun （ABLB）; nutritional components; analysis and identification; evaluation; extraction; total antioxidant capacity

碧螺春是中国十大名茶之一，属于绿茶类，距今已有1 000多年历史。碧螺春炒成后的干茶翠碧诱人，卷曲成螺，产于春季，故名“碧螺春”。因碧螺春产于江苏省苏州市太湖的洞庭山一带，所以又称“洞庭碧螺春”[1]。碧螺春废弃枝叶为碧螺春采摘后植株剩余的地上部分。目前，苏州市碧螺春种植面积为 2 000 hm2，年产量300 t，在修整、采摘、加工过程中，每年约有100 t的废弃枝叶产生[2]。然而，在碧螺春种植和生产过程中，数量庞大的茶园废弃枝叶被直接抛弃在茶园中，造成了极大的资源浪费，同时也造成了环境污染。碧螺春废弃枝叶中富含多酚、花色苷、粗蛋白质、粗脂肪、精油、叶绿素等成分[3]，所以碧螺春废弃枝叶是值得进一步开发和应用植物资源。

本研究以碧螺春废弃枝叶为原料，研究其具体营养成分，为碧螺春废弃枝叶的开发利用提供了科学依据。

1  材料与方法

1.1   材料与试剂

1.1.1  材料  碧螺春废弃枝叶：2018年5月从苏州吴中区东山茶场收集的废弃碧螺春枝叶，用清水冲洗干净后，在35 ℃下烘干后磨碎，过80目筛，备用。

1.1.2  试剂  槲皮素标准品，Folin-ciocalteu试剂，碱性酒石酸，考马斯亮蓝G-250，磷酸，盐酸，氢氧化钠，蒽酮试剂，邻苯二甲酸氢钾，酚酞，铜、锌、铁、镁、锰、钙标准液，氨基酸混合标准液，冰乙酸，乙酸锂，柠檬酸钠，茚三酮，总抗氧化能力（T-AOC）检测试剂盒。

1.2  主要仪器设备

A300型氨基酸分析仪（德国MembraPure公司）;EYELA N-1100S-W型旋转蒸发仪（东京理化器械株式会社）;AA-7000型原子吸收光谱仪、UV-2450型紫外-可见光分光光度计（日本岛津公司）;Fa2004N型电子分析天平（上海恒平科学仪器有限公司）等。

1.3  测定方法

1.3.1  主要营养成分测定方法  氨基酸组成分析：氨基酸经酸水解后氨基酸自动分析仪测定，参照 GB/T 5009.124-2003;水分：常压干燥，重量法，参照GB/T 5009.3-2010;灰分：灼烧氧化，重量法，GB/T 5009.4-2010;粗脂肪：索氏提取法，重量法，GB/T 5009.6-2003;可溶性总糖：蒽酮比色法[4];总花色苷：pH示差法[5];总多酚：Folin-Ciocalteu试剂法[6];总黄酮：可见分光光度法[7];可溶性蛋白质：采用考马斯亮蓝法测定[8];有机酸：电位滴定法[9]。

1.3.2  矿质元素含量测定方法  铜：GB/T5009.13-2003;锌：GB/T 5009.1-2003;铁、镁、锰：GB/T 5009.090-2003;钙：GB/T 5009.092-2003。

1.3.3  氨基酸分析评价  按照2007年联合国粮农组织与世界卫生组织（FAO/WHO）建议的氨基酸评分标准模式[10]和中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提出的鸡蛋蛋白质模式进行氨基酸评价。其计算公式为：①氨基酸评分=待测蛋白质中某种氨基酸（mg/g）×100/“FAO/WHO”评分标准模式同种氨基酸含量（mg/g）;②化学评分=待测蛋白质中某种氨基酸（mg/g）×100/鸡蛋蛋白质模式同种氨基酸含量（mg/g）;③氨基酸比值系数=氨基酸评分/各氨基酸评分的平均值。

1.3.4  碧螺春废弃枝叶提取物总抗氧化力测定  以純水为溶剂，在液料比10∶1、提取温度50 ℃、超声功率300 W条件下，提取时间30 min，所得提取物经离心、旋蒸浓缩和冷冻干燥后，所得ABLB提取物密封储于-20 ℃冰柜中，备用。然后采用T-AOC检测试剂盒测定T-AOC水平（试剂盒购于南京建成生物工程研究所），使用紫外分光光度仪，520 nm波长测定OD值。总抗氧化能力=（测定OD值-对照OD值）/（0.01×30）×（反应液总量/取样量）×样本稀释倍数。

1.4  数据分析处理

测定样品均做3组重复试验后取平均值，采用 SPSS 22.0软件进行数据统计分析。

2  结果与分析

2.1  碧螺春废弃枝叶的基本营养成分测定

碧螺春废弃枝叶的基本营养成分测定结果如表1所示。由表1可知，碧螺春废弃枝叶中的花色苷、总多酚、总黄酮的含量丰富，而花色苷、多酚和黄酮类化合物具有抗氧化、抗菌及治疗心血管、肿瘤等多种疾病的活性功能[11，12]，这与文献中报道的碧螺春具有抗氧化、抑菌等多项生理活性功能结果相吻合[13]。同时，碧螺春废弃枝叶中还含有较多的可溶性蛋白质及可溶性糖。

2.2  碧螺春废弃枝叶的氨基酸组成及其含量分析

氨基酸是人体组织的构成部分，具有保持氮平衡，转化成糖和脂肪，参与人体内酶、激素及部分维生素的合成，加速骨骼生长，提高人体免疫力，完成吸收和消化功能，维持人体代谢平衡，提供脑部发育的营养，促进病后、产后康复，缓解疲劳，调节内分泌等功效[14，15]。因此，氨基酸是人体必需的一类重要营养成分。碧螺春废弃枝叶中所含氨基酸种类及其含量、必需氨基酸总量、非必需氨基酸总量及所含氨基酸总量见表2和表3。

由表2可知，碧螺春废弃枝叶共含有18种氨基酸，含量丰富，其总氨基酸含量与一些常见的茶相近或更高[16，17]。碧螺春废弃枝叶中甜味氨基酸（甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸、脯氨酸、苏氨酸和赖氨酸）总量为20.02 mg/g;鲜味氨基酸（谷氨酸和天冬氨酸）总量为1.94 mg/g;苦味氨基酸（精氨酸、亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸和组氨酸）总量为31.87 mg/g。另外，碧螺春废弃枝叶中还含多种药效氨基酸：苯丙氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、谷氨酸、甘氨酸、酪氨酸和精氨酸总量为33.68 mg/g，含量达18种氨基酸总量的60.35%，说明碧螺春废弃枝叶具有较好的药效功能。

从表3可知，碧螺春废弃枝叶中Thr、Val、Leu、Phe+Tyr、Lys的含量均高于FAO/WHO模式;同时，其Leu和Lys含量还高于鸡蛋蛋白质模式。Thr、Ile和Val的AAS评分接近100.00，是最接近于人体营养需要的3种氨基酸。AAS评价结果和CS评分结果都表明Met+Cys为第一限制性氨基酸，Trp为第二限制性氨基酸。氨基酸比值系数值的范围为0.06～1.59，碧螺春废弃枝叶中必需氨基酸有明显特色，可以有目的性地进行开发应用。

2.3  碧螺春废弃枝叶的矿质元素分析

矿质元素对维持人体正常生理功能起着重要的作用，任何一种矿质元素缺乏或过剩，都会造成人体生理功能的紊乱，从而导致人体产生各种疾病[18]，全国营养调查结果显示，铁、钙、锌是人体最容易缺乏的必需矿质元素[19]。其中，铁参与氧的运输和贮存，参与合成细胞色素和多种金属酶，增强机体免疫功能等非常重要的生理作用。人体内缺铁或铁过量都会发生相应病变[20]。钙是人体的生命之源，是人体含量最丰富的无机元素，总量超过1 kg，有人体“生命元素”的美誉。钙对人体至关重要，不但关系到骨骼健康，而且可能与高血压、经前期紧张综合征等有关[21]。锌是人体重要的无机元素，在人体内起到指挥和监督身体各种功能的有效运作以及酶系统和细胞的维护，是合成蛋白质的主要物质，能保持前列腺正常运作，加速人体内部和外部伤口的愈合，消除指甲上的白色斑点以及防止味觉丧失。同时，锌具有帮助生殖能力障碍的治疗，预防前列腺疾病，促进生长发育和使思维敏捷，减少胆固醇的蓄积以及有助于治疗精神失常等多项生理功能[22]。镁是维持人体生命活动的必需元素，具有调节神经和肌肉活动、增强耐久力的神奇功能。此外，镁也是高血压、高胆固醇、高血糖的“克星”，它还有助于防治中风、冠心病和糖尿病。锰在碳水化合物、脂类、蛋白质和胆固醇代谢中作为酶活化因子或组成部分，并可促进骨骼发育。人体内如果缺乏锰会影响脑功能下降、生殖能力低下等症状。铜是人体必需微量元素之一，也是多种酶的主要原料，分布在身体各部分，对骨骼组织和大脑的发育及功能有重要影响，能加速过氧化物分解，对胆固醇代谢、机体防御机能、激素分泌等过程均有影响，过多摄入铜元素可致使黄疸性肝炎、肝硬化等[23]。

碧螺春废弃枝叶中6种重要的矿质元素含量如表4所示。由碧螺春废弃枝叶中6种矿质元素含量测试结果可知，Ca、Mn和Fe的含量较高，Mg、Zn元素含量较低，含量最低的是Cu元素。因此，碧螺春废弃枝叶可以帮助提供人体必需的Ca、Mn和Fe等微量元素。

2.4  碧螺春废弃枝叶提取物总抗氧化能力测定

对碧螺春废弃枝叶水提取物总抗氧化能力进行了测定，测定结果如图1所示。由图1可知，碧螺春废弃枝叶水提取物具有一定的抗氧化能力，且其总抗氧化能力随着提取物用量增加而增强，但其抗氧化能力比抗坏血酸要弱。这与碧螺春废弃枝叶中含有花色苷、多酚和黄酮的测定结果吻合，但要进一步增强其抗氧化能力，需对其提取物进行进一步分离纯化。

3  结论

废弃碧螺春枝叶中的生物活性成分花色苷、总多酚、总黄酮的含量很丰富，为其在抗氧化、抗菌及治疗心血管、肿瘤等多种疾病等方面的应用奠定了基础。同时，废弃碧螺春枝叶中还含有较多的可溶性蛋白质及可溶性糖。

废弃碧螺春枝叶中的氨基酸的种类全，含量丰富，尤其精氨酸含量高达15.37 mg/g，这有助于人体内产生的氨转变成无毒的尿素，从而降低血氨浓度。碧螺春廢弃枝叶中18种氨基酸，其中Thr、Val、Leu、Phe+Tyr、Lys的含量均高于FAO/WHO模式;同时，其Leu和Lys含量还高于鸡蛋蛋白质模式。Thr、Ile和Val的AAS评分接近于100.00，是最接近于人体营养需要的3种氨基酸。AAS评价结果和CS评分结果都表明Met+Cys为第一限制性氨基酸，Trp为第二限制性氨基酸。氨基酸比值系数值的范围为0.06～1.59。废弃碧螺春枝叶中含有多种矿质元素，具有较高的矿质营养价值。其中，Ca、Mn和Fe的含量较高，可以帮助提供人体必需的Ca、Mn和Fe等微量元素，维护人体健康。

碧螺春废弃枝叶提取物具有良好的抗氧化能力，为其进一步研究与开发提供了良好的物质基础。由此可见，碧螺春废弃枝叶中含有丰富的营养素及各种矿质元等。此外，碧螺春废弃枝叶中花色苷、总多酚、总黄酮的含量很丰富，具有良好的保健功能。因此，可以充分利用碧螺春废弃枝叶资源， 制备花色苷、总多酚、总黄酮等生物活性成分，以提高碧螺春茶叶的综合应用价值。

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