徐 晨 吴 科 阮怀思 张可馨 包宇晗 陈 鸿 简 兴
(1安徽科技学院建筑学院,安徽 蚌埠 233100;2安徽农业大学园艺学院,安徽 合肥 230061)
金丝桃属于藤黄科金丝桃属植物,有金线蝴蝶、狗胡花等别名。金丝桃是一种分枝众多的灌木类植物,整株光滑无毛,其小枝通常对称排列,颜色为红褐色。金丝桃的花的形态与桃花相似,拥有众多雄蕊,纤细如丝,并展现出金黄色的光泽。金丝桃在安徽、浙江、山东和重庆等地均有分布,主要生长在山坡、道路旁边或灌木丛里,是众多观赏灌木中的常见植物之一[1]。金丝桃以其独特的观赏性和较强的适应能力而受到人们的喜爱,成为园林绿化中常用的观赏树木。近年来,随着人们生活水平的不断提高和城市绿化事业的持续发展,金丝桃在华东、华北和华南等地的园林中得到了广泛应用[2]。
花卉常用的保存干燥方式包括自然风干法、热风干燥法、冷冻干燥法和硅胶干燥法等。自然风干法是一种简单而有效的方法,其能够保持花卉的形态和色彩,减少形变和颜色变化的风险。热风干燥法是生产过程中普遍采用的干燥技术,与自然风干法相比,其具有更高的效率,但某些植物材料在高温条件下容易发生变色。硅胶干燥法具有干燥速度快的优势,但是干燥剂可能会破坏植物材料。冷冻干燥技术能够最大限度地保证植物材料的品质,但是成本较高,一次性处理的样品数量有限。自然风干法经济简便,无须化学物质或能源,对环境友好并符合健康、可持续发展理念。这些优点使得自然风干法成为最为常用的花卉保存方法之一[3-5]。
金丝桃植物体内含有多种成分,包括黄酮类、抗坏血酸、胡萝卜素类、多酚类物质以及氨基酸等。这些成分赋予金丝桃一系列药用属性,使其成为常用的药品生产原材料。金丝桃中的黄酮类化合物具有多种功能,包括抗氧化、抗菌和抗炎等,对于抵御病毒感染和加强免疫系统功能具有重要作用。抗坏血酸是金丝桃中的另一个重要成分,有助于清除自由基,增强机体的免疫功能。抗坏血酸还参与胶原蛋白的合成,对皮肤健康和修复有益。研究发现,金丝桃素对高致病性禽流感病毒具有较好的抑制效果,具有抗病毒活性,目前已经在艾滋病的治疗中得到应用,并且因其具有光敏性特点,在肿瘤的光化学治疗中也具有应用潜力[6-7]。
金丝桃中含有多种氨基酸,如谷氨酸、丙氨酸和天冬氨酸等。这些氨基酸在维持机体正常代谢、调节神经系统功能和增强免疫力方面起着重要作用[8]。因此,研究金丝桃花朵营养物质成分对该植物资源的利用具有重要的意义[9-12]。本研究通过不同干燥处理方法对金丝桃花朵中的营养物质成分影响进行分析,为金丝桃的开发和利用提供参考。
本试验所用的金丝桃花朵新鲜样品采自安徽科技学院苗圃,分别经真空冷冻、自然风干和恒温烘干处理后,将样品贮藏于广口瓶中,盖紧瓶盖,保鲜膜封口,保存2个月。
测定含水量[9]:通过烘干前后质量差的比值进行测量。
测定可溶性糖、可溶性蛋白、类胡萝卜素、总黄酮、L-抗坏血酸和磷(P)元素含量[13-15]:采用分光光度法测量。
测定钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、锌(Zn)、铜(Cu)和铁(Fe)含量[16]:利用电感耦合等离子体质谱分析测定。
测定硫(S)含量[17]:利用盐酸反应滴定测定。
测量氮(N)含量[18]:碱化后蒸馏,利用硼酸溶液滴定测定。
使用Excel 2016 和SPSS 22.0 软件对数据进行处理与分析,包括误差分析和显著性分析。
金丝桃花朵中含有水分、可溶性糖、可溶性蛋白、类胡萝卜素、总黄酮和L-抗坏血酸等营养物质,测定含量的结果见表1。水分、可溶性糖和可溶性蛋白参与植物生长,调节物质的吸收、转运、合成及代谢,同时也是影响植物体生长的重要营养物质。水分是植物生长发育最重要的物质之一,自由水与束缚水的组成结构保证了植物生命活动的稳定性。试验结果表明,水分排序为自然风干>恒温烘干>真空冷冻,真空冷冻水分含量最低,自然风干的水分含量最高。这说明样品经过处理后,均去除了植物体内大部分水分。不同处理方法下金丝桃花朵可溶性糖含量排序为真空冷冻>自然风干>恒温烘干,这说明经过处理后的样品保留了少量的可溶性糖,其中真空冷冻处理环境下可溶性糖含量最高。不同处理方法下金丝桃花朵可溶性蛋白含量排序为真空冷冻>自然风干>恒温烘干,说明经过处理后的样品中含有少量可溶性蛋白,其中真空冷冻处理后的样品中可溶性蛋白含量最高。
表1 不同处理方法对金丝桃花朵营养物质含量的影响
类胡萝卜素是植物色素的主要构成,为植物光合作用提供生理基础。不同处理方法下金丝桃花朵类胡萝卜素含量排序为恒温烘干>自然风干>真空冷冻,说明样品中均含有较高的类胡萝卜素,其中恒温烘干处理后的样品中类胡萝卜素含量最高。总黄酮具有抗自由基、抗氧化的作用,也具备抗炎、杀菌等功效。不同处理方法下金丝桃花朵总黄酮含量排序为自然风干>真空冷冻>恒温烘干,结果说明样品中均含有较高的总黄酮物质,其中自然风干处理后的样品中总黄酮含量最高。L-抗坏血酸又称维生素C,是植物体重要的抗逆因子,也参与作用人体内许多重要的生物合成过程。不同处理方法下金丝桃花朵L-抗坏血酸含量排序为真空冷冻>恒温烘干>自然风干,结果说明样品中均含有微量L-抗坏血酸,其中真空冷冻处理后的样品中L-抗坏血酸含量最高。
不同处理方法对金丝桃花朵营养矿质元素含量的影响如表2 所示,其中,K、Ca 和Mg 矿质元素含量较高,在金丝桃植物生长发育中具有重要的作用。S、N和P矿质元素含量较低,是植物体各种蛋白质、生物酶构成的基本元素。
表2 不同处理方法对金丝桃花朵营养矿质元素含量的影响
金丝桃样品不同处理方法间K元素含量普遍存在差异,其排序为真空冷冻>恒温烘干>自然风干。真空冷冻处理下K元素含量高于恒温烘干法和自然风干法。金丝桃样品不同处理方法间Ca 元素含量存在差异,其排序为真空冷冻>恒温烘干>自然风干。真空冷冻处理下Ca 元素含量高于恒温烘干法和自然风干法。不同处理方法间Mg 元素含量差异有统计学意义,其排序为真空冷冻>恒温烘干>自然风干。真空冷冻处理下Mg 元素含量高于恒温烘干法和自然风干法。
自然界中二氧化硫(SO2)一般伴随着植物的呼吸作用随气孔进入植物体内,生产硫代化合物,多存在于氨基酸、辅酶A 等物质中。不同处理方法下金丝桃花朵S 元素含量排序为自然风干>真空冷冻>恒温烘干。植物体内N 元素主要分为氨态氮和硝态氮2 种。真空冷冻处理环境下金丝桃样品N含量高于其他处理方法,不同处理方法下金丝桃花朵N含量排序为真空冷冻>自然风干>恒温烘干。P可促进植物花芽分化,提升植物品质,同时也是细胞膜的重要组成,蛋白质合成的有机原料之一。不同处理方法下金丝桃花朵P 元素含量排序为自然风干>真空冷冻>恒温烘干。
金丝桃花朵中营养物质的含量受到不同处理方式的影响。在金丝桃干燥保存处理过程中,水分起到了关键作用,过高的水分含量可能会导致样本发霉或受到微生物的影响。真空冷冻处理时水分含量较少,可以最大限度地避免试样变质,且7项指标含量均高于其他处理方法。自然风干处理后的含水量、总黄酮、S和P含量高于其他处理方法,但是该处理方法下样品含水量最高且易受到环境的影响,因此不认为是最佳方法。恒温烘干处理后仅在类胡萝卜素含量指标上高于其他处理方法。综合来看,真空冷冻处理在指标数量上优于其他方法,是金丝桃干燥保存处理的最优方法。
相关研究表明,植物营养物质在不同保存方法处理后差异明显[19-23]。在实际操作中,真空冷冻处理等方法可能是较为理想的保存处理方式,可以最大限度地减少样品脱水引起的变性和溶解度损失。林炎娟等[19]对橄榄果粉进行不同干燥方式处理,结果表明真空冷冻干燥结果最佳,最接近新鲜样品的色泽,扫描电镜观察微观结构发现其组织较光滑完整;微波干燥的结果得分最低,颗粒间空隙小。杨梦婷等[20]对连翘花进行不同干燥方式处理,结果表明以真空冷冻干燥方式最佳,自然阴干法效果较差(因为易受到外界条件的影响)。陈恒辉等[21]使用不同干燥方式处理桑叶、枸杞,制备固体饮料,结果发现真空冷冻干燥处理品质优于微波干燥和鼓风干燥处理方法。方长发等[22]使用保鲜溶液处理和真空冷冻干燥技术处理玫瑰花,使其形状、色泽和柔软度都与鲜花相近,制得了比较理想的玫瑰干制花瓣。刘贵阁等[23]对黄桃采用了3种干燥方式,结果表明真空冷冻干燥方式在多项指标上表现优良,制备的果粉综合品质较佳。吴惠娟等[24]对火龙果采用了3种处理方式,结果表明真空冷冻干燥制备果干的综合评价最优。熊慧薇等[25]对铁皮石斛采用3种干燥方法,结果表明采用真空冷冻时间最短且外观保持良好,并且在3项指标上表现优良。
本研究中金丝桃样品均来自安徽省,样品地理位置和气候等因素可能导致与其他产地品种存在差异,影响试验结果。目前金丝桃种植主要应用于园林绿化方面,在营养物质方面的研究相对较少,可在以后对不同产地的金丝桃营养物质和矿质元素含量进行研究。本研究通过不同干燥处理方法对金丝桃花朵中的营养物质成分影响进行分析,为金丝桃的开发和利用提供参考。