不同品种木芙蓉花氨基酸组成分析及评价

蔡 露，曾心美，王 希，李梦霞，唐国良，陈 存

（1.成都市植物园，四川成都 610036；2.成都师范学院化学与生命科学学院，四川成都 611130）

木芙蓉（Hibiscus mutabilisL.）为锦葵科、木槿属，落叶灌木或小乔木[1]。除具有极高的观赏价值，还具有较高的药用和食用价值[2]。木芙蓉的化学成分主要包括黄酮、有机酸、挥发性成分，以及豆甾、蒽醌、香豆素、三萜、木脂素和无机元素等成分[3]。木芙蓉花、叶均可入药，《本草纲目》记载：“木芙蓉花并叶，气平而不寒不热，味微辛而滑涎粘，其治痈肿之功，殊有神效”[4]。现代研究表明木芙蓉具有良好的抗病毒能力[5]，对肝损伤有显著的治疗作用[6]。木芙蓉花还是一种色味俱佳的天然美食，可做成芙蓉花茶、“雪霞羹”、芙蓉花卷等，滋养身体，促进健康[7]。近年来，国内外对木芙蓉的研究大部分集中在木芙蓉叶上，忽视了对其花的研究，化学成分研究方面除黄酮类成分相对较全面，其他方面也有待进一步确证与阐明。

氨基酸是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成人体营养所需蛋白质的基本物质[8]。氨基酸在人体营养与生理上占有重要地位，不仅是营养成分，与药效也有着密切的关系，同时，氨基酸还是一种呈味物质[9]。现代营养学理论认为，组成人体各组织蛋白质的氨基酸是按一定比例组成的，食物蛋白质的氨基酸组成越接近人体蛋白质的组成，人体对蛋白质的利用程度就越高，该种蛋白质的营养价值就越高[10−11]。在对茶叶[12]、小米[13]、枸杞[14−15]、马铃薯[16−17]等研究中发现，氨基酸的组分和含量在品种间存在明显差异，直接影响其功效、口感和营养价值。

本研究首次以木芙蓉花为材料，测定18个品种的氨基酸组成和含量，进一步对营养价值进行分析，比较不同品种在食用和药用方面的差异，以期为不同应用目的筛选出价值较高的木芙蓉品种，为更好地利用木芙蓉资源提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

18个木芙蓉品种 ‘百日华彩’（BRHC）、‘彩霞’（CX）、‘单瓣白’（DBB）、‘单瓣白变红’（DBBBH）、‘单瓣红’（DBH）、‘金秋颂’（JQS）、‘锦碧玉’（JBY）、‘锦秋紫’（JQZ）、‘锦蕊’（JR）、‘锦绣紫’（JXZ）、‘牡丹粉’（MDF）、‘牡丹红’（MDH）、‘秋云’（QY）、‘玉蕊’（YR）、‘重瓣白’（CBB）、‘重瓣白变红’（CBBBH）、‘醉红’（ZH）、‘醉云’（ZY），所有品种均种植于成都市植物园科研苗圃内的同一地块，日常栽培管理条件相同，各品种树龄相近，树体大小相似；在木芙蓉各品种的盛花期进行采样，每个品种取当天盛开的新鲜花朵，重复取样5次。

Agilent1260高效液相色谱仪 配置DAD检测器，美国Agilent；台式高速离心机 四川蜀科仪器有限公司；电子天平 德国SARTORIUS；超声清洗仪上海易净超声波仪器有限公司；干式氮吹仪 上海欧戈电子有限公司。

1.2 实验方法

采用高效液相色谱法[18]：将新鲜样品于液氮中研磨至粉碎，准确称量2.0 g于水解管中；加入6 mol·L−1的HCl水溶液10 mL后，氮气置换空气并封闭水解管；于烘箱中115 ℃水解24 h；放置室温后，取出水解液，用0.22 μm孔径的滤膜过滤，取1 mL续滤液至进样小瓶中，氮吹至干。用1 mL 0.1 mol·L−1的HCl水溶液超声溶解固体物质，取溶液进样测定。

1.3 数据处理

氨基酸总量用T表示；人体必需氨基酸含量用E表示，为异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸7种氨基酸含量之和；非必需氨基酸含量用N表示，为胱氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸10种氨基酸含量之和。根据FAO/WHO提出的标准模式与全鸡蛋蛋白标准模式为参考，计算E/T及E/N[19]。呈味氨基酸的计算包括甜味类氨基酸（丝氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丙氨酸）、鲜味类氨基酸（天冬氨酸、谷氨酸）和芳香族类氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸）[20]。药用氨基酸的计算包括谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、甘氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、天冬门氨酸、甲硫氨酸和亮氨酸等9种氨基酸之和[21]。

统计分析采用DPS 7.05，利用Excel 2016进行图表制作。

2 结果与分析

2.1 不同品种木芙蓉花氨基酸组成及含量分析

本研究测定了18个木芙蓉品种花中的17种游离氨基酸，其组成及含量见表1。18个木芙蓉品种花的氨基酸总量差异较大，为7.36~13.28 mg·g−1，平均9.23 mg·g−1，JXZ的氨基酸总量最高，MDF最低。从平均数可以得出，木芙蓉花的17种氨基酸中，谷氨酸含量最高，为1.87 mg·g−1。

表1 不同木芙蓉品种花氨基酸含量及组分（mg·g−1）Table 1 Content of amino acid components of different Hibiscus varieties (mg·g−1)

本研究中，18个木芙蓉品种花中均含有赖氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸等7种必需氨基酸（色氨酸未检测）。不同品种木芙蓉花的必需氨基酸含量差异较大，为1.92~3.42 mg·g−1，占氨基酸总量的22.33%~37.51%。以7种必需氨基酸的平均值来看，木芙蓉花中必需氨基酸含量为：亮氨酸>赖氨酸>苏氨酸>异亮氨酸>苯丙氨酸>甲硫氨酸>缬氨酸。从不同品种来看，JXZ的必需氨基酸含量最高，JR的必需氨基酸含量最低。

2.2 不同品种木芙蓉花价值评价

2.2.1 FAO/WHO模式评价 1973年联合国粮食组织和世界卫生组织研究提出的符合成人需要的8种必需氨基酸FAO/WHO模式，在此基础上提出了氨基酸评分的概念，包括FAO/WHO和全鸡蛋蛋白两种推荐模式值[19]。由表2可知，在两种推荐模式下，18个木芙蓉品种花均不完全符合推荐的7种模式谱，缬氨酸在两种模式下均低于推荐值，说明缬氨酸为木芙蓉花的第一限制氨基酸。在FAO/WHO推荐的7种模式谱中，有14个品种高于除缬氨酸外的6种模式谱，分别为BRHC、CX、DBB、DBBBH、DBH、JBY、JQZ、MDF、QY、YR、CBB、CBBBH、ZH、ZY。在全鸡蛋7种模式谱中，有15个品种高于除缬氨酸外的6种模式谱，包括BRHC、CX、DBB、DBBBH、DBH、JBY、JQZ、MDF、QY、YR、CBB、CBBBH、ZH、ZY、JXZ。从不同品种来看，MDH品种的氨基酸模式最接近FAO/WHO和全鸡蛋蛋白模式的推荐值，营养价值较均衡。

表2 不同品种木芙蓉各种必需氨基酸所占比例与WHO/FAO推荐氨基酸模式谱比较（%）Table 2 Comparison of the essential amino acid ratios in different Hibiscus varieties and the FAO/WHO recommended model(%)

根据FAO/WHO提出的理想蛋白模式，质量较好的氨基酸组成为必需氨基酸与氨基酸总量的比例（E/T）在40%左右，必需氨基酸总量与非必需氨基酸总量的比例（E/N）在60%以上[19]。由表3可知，不同品种木芙蓉花中E/T为22.33%~37.51%，E/N为28.74%~60.04%。与FAO/WHO提出的理想蛋白质标准相比较，MDH的E/T与E/N均为最佳，分别为37.51%和60.04%；JR则相差最远，分别为22.33%和28.74%。

表3 不同品种芙蓉中必需氨基酸比例与理想蛋白质标准比较（%）Table 3 Comparison of the essential amino acids in different Hibiscus varieties and the ideal protein standards (%)

2.2.2 呈味氨基酸评价 由表4可知，18个木芙蓉品种花均含有4种甜味类氨基酸、2种鲜味类氨基酸和2种芳香族类氨基酸。甜味类氨基酸的含量为1.13~2.27 mg·g−1，占氨基酸总量的12.26%~24.51%，甜味类氨基酸含量最高的品种是JXZ，最低的是JR；鲜味类氨基酸的含量为2.15~5.80 mg·g−1，占氨基酸总量的26.96%~43.67%，鲜味类氨基酸含量最高的品种是JXZ，最低的是MDF；芳香族类氨基酸的含量为0.51~0.99 mg·g−1，占氨基酸总量的4.60%~11.51%，芳香族类氨基酸含量最高的品种是JR，最低的品种是JQS。总的来看，呈味氨基酸含量共4.17~8.86 mg·g−1，占氨基酸总量的43.82%~66.72%，18个木芙蓉品种花中呈味氨基酸含量最高的品种为JXZ，最低的是MDF。

表4 不同木芙蓉品种花呈味氨基酸含量（mg g−1）Table 4 Taste amino acid content of different Hibiscus varieties (mg g−1)

2.2.3 药用氨基酸评价 由表5可知，18个木芙蓉品种花中均含有9种药用氨基酸，不同品种药用氨基酸含量差异较大，为4.86~9.51 mg·g−1，占氨基酸总量的58.73%~71.61%。药用氨基酸含量最高的品种为JXZ，含量最低的为MDF。从不同种类的药用氨基酸来看，木芙蓉花中谷氨酸含量最高，平均达到1.87 mg·g−1，其次为天冬氨酸，含量最低的为甲硫氨酸，平均含量仅为0.09 mg·g−1。

表5 不同木芙蓉品种花药用氨基酸含量（mg·g−1）Table 5 Medicinal amino acid content of different Hibiscus varieties (mg·g−1)

3 讨论

2019年，国家认监委发布新版《有机产品认证目录》，木芙蓉花作为食用花卉收录其中。食物蛋白营养价值的优劣主要取决于所含必需氨基酸的种类、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，则其质量越优，WHO/FAO规定的标准为E/T为40%[19]，本研究中，虽然18个木芙蓉品种花中的E/T未完全达到标准，为22.33%~37.51%，但由于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，如食用菊花花瓣E/T也仅为29.23%[22]，百香果为29.5%[23]，龙牙百合花中为31.2%[24]。本研究中，缬氨酸为木芙蓉花的第一限制氨基酸，因此在木芙蓉花在作为食品开发过程中，可与其他富含缬氨酸的材料结合，以提高其营养价值；此外，赖氨酸、苏氨酸是以米面为主食的人的第一、二大限制性氨基酸[25]，而木芙蓉花赖氨酸和苏氨酸含量均高于WHO/FAO模式谱标准，说明以木芙蓉花为辅食，可促进以米面为主食的地区食物蛋白氨基酸平衡。并且，本研究中木芙蓉花呈味氨基酸含量为4.17~8.86 mg·g−1，占氨基酸总量的比值达到43.82%~66.72%，高于已报道的可食用菊花[9]和木槿花[26]，呈味氨基酸可赋予木芙蓉花入菜肴时鲜美的口感，这是作为优良食材的必备因素之一。因此，木芙蓉花是一种值得开发利用的营养丰富的天然食物。

木芙蓉在我国分布广泛，资源丰富[27]，其具有抗感染、抑菌、抗病毒的药理活性，与化学药物相比具有其独特的优势[3]。近年来，有关木芙蓉药理作用的研究主要集中于叶上，并作为新增药材收录于2015年版《中国药典》[28]，而花的药理作用方面报道较少。本研究中，木芙蓉花的药用氨基酸含量为4.86~9.51 mg·g−1，占氨基酸总量的58.73%~71.61%，高于金花茶[29]和枸杞[14]。木芙蓉花的药用氨基酸中谷氨酸含量最高，含量为1.34~3.86 mg·g−1；其次为天冬氨酸，含量为0.68~1.94 mg·g−1。在人体中，谷氨酸被吸收后，能解除代谢过程中氨的毒害作用，因而能预防和治疗肝昏迷，是肝脏疾病患者的辅助药物[30]；天冬氨酸则能调节脑和神经的代谢功能[31]。已有研究表明木芙蓉具有抗肝病[32]、缓解代谢综合征[33]等药理作用，而这些作用是否与木芙蓉花中含有的药用氨基酸有关，需进一步的深入研究。

氨基酸含量除与遗传因素有关外，与植物的立地环境和栽培管理措施也有很大关系[34]。赵琼玲等[35]研究表明余甘子果实氨基酸组成在不同产地和不同种质间差异极显著；许启德等[36]发现不同栽培措施对茶叶氨基酸含量和茶叶品质有显著影响。本研究中，不同木芙蓉品种花的氨基酸总量为7.36~13.28 mg·g−1，差异较大，由于18个木芙蓉品种的立地环境及栽培管理措施相同，推测不同品种间氨基酸含量的差异可能主要是由于其自身的遗传特性所致。不同品种的氨基酸含量不同，会导致其营养价值和食药用功效的差异，在开发和利用时可根据不同的目的选择不同品种，以充分发挥其优势功效[14]。李先民等[29]研究表明夏石金花茶花朵富含鲜味氨基酸，可开发为饮用口感较佳的花茶，李晓杰等[37]发现银杏C94-53为药用价值方面的优秀品种。本研究中，MDH的E/T达到37.51%，与WHO/FAO规定的标准E/T为40%差距不大，说明该品种含有较优质的植物蛋白，可作为食品开发资源。JXZ的呈味氨基酸含量和药用氨基酸含量均为所有品种中最高，说明其在食药用开发上可能具有遗传学上的优势。

4 结论

木芙蓉花中氨基酸种类齐全，含量丰富，富含呈味氨基酸和药用氨基酸。不同品种间氨基酸含量差异明显，在开发和利用时应根据不同目的选择不同的品种。木芙蓉品种‘牡丹红’的E/T接近WHO/FAO模式蛋白含量，‘锦绣紫’的呈味氨基酸含量最高，这两个品种均有作为开发成食品的潜力；‘锦绣紫’药用氨基酸含量最多，可作为药用资源利用。