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‘中天’玫瑰在廣東懷集引種栽培及花朵營養成分分析

2019-01-09 01:44王再花容靜東王玉豐詹速湖
廣東農業科學 2018年11期
關鍵詞:提取液玫瑰花開花

王再花,容靜東,王玉豐,詹速湖,李 杰

(1.廣東省農業科學院環境園藝研究所/廣東省園林花卉種質創新綜合利用重點實驗室/農業農村部華南都市農業重點實驗室,廣東 廣州 510640;2.廣東華辰玫瑰現代農業科技發展有限公司,廣東 肇慶 526400)

玫瑰(Rosa rugosaThunb.)是我國重要的觀賞、香料和食用植物,為薔薇科薔薇屬多年生常綠或落葉性灌木,原產于中國北部,在朝鮮、日本及前蘇聯遠東亦有分布[1-2],我國野生玫瑰的分布中心是在遼寧省東南部沿海地區[3],因破壞嚴重,已被列為國家二級瀕危植物[4]。玫瑰具有較高的食用、藥用和保健功能,以干燥花蕾入藥,富含酚類、黃酮類等化合物,具有鎮痛消炎、清熱解毒、抗氧化、調節血脂及護肝、行氣解郁、和血、止痛等作用[5]。玫瑰花開發的各類食品具有柔肝醒胃、舒氣活血、美容養顏等功效[6],而開發的日化品玫瑰露、玫瑰精油等還具有抑菌、抗氧化、養顏等作用[7-8],深受大眾喜愛。目前我國玫瑰產業在山東、新疆、甘肅、云南等地發展壯大,應用于旅游、醫療、餐飲、日化等多個領域,市場前景良好。近年由于鄉村振興戰略的大力實施,廣東一些園區和景區著力打造玫瑰園旅游觀光,對耐熱耐濕的玫瑰品種需求日益增加,但由于廣東屬亞熱帶季風氣候,高溫多濕,多數北方的玫瑰難以引種成功,同時在當地也未見野生玫瑰的記載,導致多以種植月季為主。

而單純的花海賞景難以給企業帶來持續的經濟效益,因此亟待開發適應當地的食藥用玫瑰。目前歷史記載的在廣東種植成功的玫瑰僅有中山小欖的荼薇品種[9],已開發出荼薇茶、荼薇餅、荼薇糖、荼薇酒等系列產品,市場認可度高;但荼薇在清明前后開花,花期15 d左右,全年僅一次開花,花產量不高,難以滿足周年觀光旅游和綜合開發的需求?!刑臁倒鍨橐八N薇與傳統玫瑰一代、二代雜交,結合轉抗鹽堿耐干旱基因的育種技術選育出的新品種,能耐澇、耐高溫,四季開花,在云南、山東等地推廣種植[10-11]。為提升企業園區休閑旅游檔次、延伸花卉產業鏈、促進一二三產業的融合、提高企業市場效益,我們首次引進‘中天’玫瑰在廣東肇慶懷集縣華辰玫瑰基地種植,經3年觀察,發現其長勢較好,一年多次開花,花量大,實現了成功引種。為更好地了解‘中天’玫瑰在廣東懷集的生長和品質狀況,本文從該品種的引種栽培觀察、花朵營養成分以及抗氧化活性分析等方面開展研究,以便為廣東地區食藥用玫瑰的大面積種植和產業發展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

‘中天’玫瑰由北京水木中天植物科學研究院引進,扦插成活后栽培于廣東華辰玫瑰現代農業科技發展有限公司基地(廣東肇慶市懷集縣)內,分別獲得1年生、2年生和3年生苗。2018年7月,采集1年生苗的鮮花,去除花柄,60℃烘干至恒重,粉碎后過孔徑0.425 mm篩,備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 生長及開花特性的調查 2018年7月,分別對‘中天’玫瑰1年生、2年生和3年生苗進行生長性狀和開花性狀觀察,每類苗各觀測90株,每重復30株。觀測其株高、冠幅、側枝數、開花時間、花朵數、鮮花產量和干花產量,其中株幅為植株縱橫方向上兩個測定值的平均值;花朵數(朵/株)為30株苗的平均值;鮮花產量(g/株)和干花產量(g/株)分別為花朵數乘以平均單株鮮重和平均單株干重。

1.2.2 氨基酸含量測定與營養價值評價 參照GB/T 5009.124-2003食品中氨基酸的測定方法,用Sykam S-433D型全自動氨基酸分析儀(德國)進行分析,進樣量為0.05 mL。以混合氨基酸標準品為參照,外標法分析樣品的氨基酸含量。利用氨基酸比值系數法對玫瑰花的氨基酸進行營養價值評價[12],將其與世界衛生組織(WHO)/聯合國糧農組織(FAO)提出的人體必需氨基酸模式比較[13],并按李杰等[14]的方法計算必需氨基酸的氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系數(RC)和氨基酸比值系數分(SRC)。

1.2.3 活性成分和礦質元素含量測定 多糖含量測定參考中國藥典中的苯酚-硫酸比色法[5],總酚含量測定參考福林酚比色法[15],總黃酮含量測定參考硝酸鋁比色法[16]。礦質元素K含量按GB/T 5009.91-2003法測定,Ca含量按FAAS(GB/T 5009.92-2003)法測定,Mg、Mn和Fe含量按GB/T 5009.90-2003法測定,Zn含量按GB/T 5009.14-2003/第一法測定,Cu含量按GB/T 5009.13-2003火焰法測定。

1.2.4 抗氧化活性測定 50%乙醇提取液的制備參考史國安等[17]的方法略加改進,稱取玫瑰花干燥粉末1 g,利用30 mL 50%乙醇加熱浸提20 min,反復浸提3次,合并3次濾液,冷卻后加50%乙醇定容至100 mL,制成1%的玫瑰花乙醇粗提液(每毫升提取液中含有10 mg干樣),然后用50%乙醇依次稀釋成濃度為0.015、0.03、0.06、0.125、0.25、0.50、1.00 mg/mL的待測液。參考李曉英等[15]方法,測定待測液清除DPPH自由基和ABTS自由基的能力,并以維生素C(Vc)為對照品在同等條件下進行比較。

1.2.5 農藥殘留和重金屬測定 總砷含量按GB 5009.11-2014法測定,鉛含量按GB 5009.12-2017測定,鎘含量按GB 5009.15-2014測定,氯氰菊酯含量按GB/T 5009.110-2003測定,吡蟲啉含量按GB/T 23379-2009測定,三唑磷含量按GB/T 5009.145-2003測定,阿維菌素含量按GB 23200.19-2016測定,聯苯菊酯含量按GB/T 5009.146-2008測定。

試驗數據整理采用Excel 2010軟件,利用SAS 8.1軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 ‘中天’玫瑰引種栽培農藝性狀

經引種栽培及觀察,‘中天’玫瑰在廣東懷集縣的種植效果不錯,生長和開花良好(圖1,封三)。隨著生長年限的增加,所觀測的各指標均顯著增加(表1),其中3年生苗株高和冠幅分別達到95.5 cm和101.7 cm,分別是1年生苗的2.2倍和1.3倍;側芽數2生苗和3年生苗明顯高于1年生苗,分別為19個和22個;花朵數則以3年生苗最佳,達123.7朵/株;而3年生苗的鮮花產量和干花產量分別為306.7 g/株和56.2 g/株,分別是1年生苗的4.9倍和3.6倍?!刑臁倒宓那げ迕绨肽瓯憧砷_花,全年可開花 4~5 次,花期一般集中在 4~5、6~7、9~10、11~12月,每次花期可達15~20 d,夏秋季節開花周期短,一般修剪后40~45 d可再次開花;冬季開花周期較長,一般修剪后50~60 d才開花,進入1月份后玫瑰開始進入休眠期,1~3月開花較少。

表1 ‘中天’玫瑰在廣東懷集引種栽培農藝性狀調查結果

2.2 ‘中天’玫瑰花氨基酸含量與營養價值評價

由表2可知,‘中天’玫瑰中氨基酸種類較齊全,含有檢測的16種氨基酸,氨基酸總和為7.42%,蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸等7種必需氨基酸占總氨基酸含量的30.59%(E/T值)。藥效氨基酸總和、鮮味氨基酸總和分別為4.88%和2.47%,兩者分別占總氨基酸含量的65.77%和33.29%。

氨基酸營養價值的高低主要取決于必需氨基酸的種類、數量和組成比例。由表3可知,廣東栽培的‘中天’玫瑰7類必需氨基酸與氨基酸總量的比值差異較大,其中蘇氨酸,苯丙氨酸+酪氨酸的比例均高于模式譜,賴氨酸和亮氨酸的比例稍高于模式譜,而其他氨基酸均低于模式譜。采用氨基酸比值系數法對其必需氨基酸進一步分析表明,花朵的SRC值為74.96,而異亮氨酸的RC值最小、為0.73,可見,異亮氨酸為玫瑰花的第一限制性氨基酸。

表2 ‘中天’玫瑰花氨基酸含量調查結果

表3 ‘中天’玫瑰花必需氨基酸的組成比例、RAA、RC和SRC值

2.3 ‘中天’玫瑰 花活性成分和礦質元素含量分析

由表4可知,在所檢測的活性成分中,‘中天’玫瑰花的多糖含量最高、達31.77%,其次為總酚含量、達6.31%,總黃酮含量稍低、為3.14%。礦質元素檢測結果表明,‘中天’玫瑰花中均含有鈣、鉀、鎂、鋅、銅、錳和鐵7種礦質元素,其中大量元素中以鉀含量最高、每100 g玫瑰花鉀含量1.6 g,微量元素中以錳含量最高(56.35 mg/kg)、其次為鐵(53.00 mg/kg)。

2.4 ‘中天’玫瑰花抗氧化活性分析

‘中天’玫瑰花的提取液具有較強的抗氧化活性。由圖2可知,當玫瑰花提取液濃度為0.03 mg/mL時,其對ATBS自由基的清除率達26.91%;隨著玫瑰花提取液濃度的升高,其對ATBS自由基的清除率顯著增加,當濃度為0.25 mg/mL時,玫瑰花提取液對ATBS自由基的清除率達92.10%,與對照Vc(93.82%)差異不顯著;隨著濃度繼續提高,玫瑰花提取液對ATBS自由基的清除率趨于平緩。玫瑰花提取液對DPPH自由基的清除率也呈相同的趨勢,濃度為0.03 mg/mL時,對DPPH自由基的清除率已達73.17%,而在濃度0.06 mg/mL時,玫瑰花提取液的清除率高達96.02%,與對照Vc(97.12%)差異不顯著。綜合來看,玫瑰花的抗氧化能力在低濃度時就表現出良好的效果。

圖2 ‘中天’玫瑰花抗氧化活性分析

2.5 ‘中天’玫瑰花農藥殘留和重金屬含量分析

通過檢測廣東懷集基地栽培的‘中天’玫瑰花樣品的農藥殘留和重金屬指標,并與國家農業部2015年12月29日發布的《NY/T 2140-2015 綠色食品 代用茶》標準比較可知,玫瑰花中代用茶規定的必測重金屬總As未檢測出,Pb(0.140 mg/kg)和Cd(0.028 mg/kg)含量也極低,均未超標。此外,對‘中天’玫瑰栽培過程中可能用到的5種農藥成分(氯氰菊酯、吡蟲啉、三唑磷、阿維菌素和聯苯菊酯)進行抽檢,也均未檢出農藥殘留,說明該地適宜高品質玫瑰花的種植,沒有出現重金屬和農藥殘留超標現象。

3 結論與討論

本研究結果表明,‘中天’玫瑰為北方選育的新品種,適應性廣,抗逆性強,經在廣東懷集首次引種3年來,長勢良好,能四季開花,花產量較高。盡管該山地經檢測土壤偏酸性(pH 4.2~5.5),氮、磷、鉀和多數中微量元素和有機質極低(數據未發表),十分貧瘠,經適度改良,能適應該品種玫瑰的生長。經多年的栽培發現,‘中天’玫瑰的鮮花產量和干花產量與其生長株高和冠幅成正相關,其花朵數還與側枝數存在正相關,可見影響玫瑰花產量的主要因子包括株高、冠幅、側枝數和花朵數等,這與前人報道的安寧食用玫瑰產量直接影響的重要性由高到低依次為單株花朵數、單花重、莖桿粗度、單枝花朵數、莖桿長度的結果[18]類似。后期試驗還發現,該品種玫瑰經嫁接后,其長勢更佳,具有對高溫高濕炎熱季節更好的適應性,抗病蟲害能力增強,開花效果更好(未發表)。

氨基酸的營養價值評價主要參考其必需氨基酸的種類、數量以及含量[19]。本研究結果表明,‘中天’玫瑰花富含氨基酸,氨基酸總和為7.42%,遠高于文獻報道的大紅玫瑰和粉紅玫瑰花的氨基酸含量(1.22%~1.44%)[20],與新疆玫瑰‘Rosa laxa Retz’的氨基酸含量(6.94%~6.99%)[21]接近。對照WHO/FAO氨基酸模式譜,‘中天’玫瑰花有3項低于模式譜,除了蛋氨酸+半胱氨酸明顯低于標準模式譜外,其他必需氨基酸比例均較接近標準值,說明玫瑰花必需氨基酸的組成比例較為均衡。盡管必需氨基酸E/T值(30.59%)低于WHO/FAD規定的氨基酸參考模式(40%),但藥效氨基酸占比(65.77%)與我們之前所報道的球花石斛花(63.8%)、鼓槌石斛花(65.35%)和大花黃牡丹花(63.69%~65.62%)等[14,22]接近。鮮味氨基酸含量(33.29%)略高于鐵皮石斛等石斛花含量(29.07%~33.11%)[22]。氨基酸營養價值評價顯示玫瑰花的SRC值為74.96,顯著高于石斛花(63.05~66.38)[22]、山茶花(63.1)[23]和西藏冬蟲夏草(66.0~69.7)[19]??梢?,‘中天’玫瑰花在廣東種植不僅具有較好的風味,也具有較高的營養價值和藥用價值。

研究發現,‘中天’玫瑰花富含所檢測的7種礦質元素,除了Fe與前人所報道的云南食用玫瑰大紅玫瑰和粉花玫瑰的含量(39.3%~57.3%)[20]接 近 外,Ca、K、Mg、Zn、Cu和Mn等其他元素含量遠高于這兩個品種。微量元素Mn(56.35 mg/kg)含量也較高(表4),遠高于大花黃牡丹(10.8~16.35 mg/kg)[14]、食用菊花(32.71~43.84 mg/kg)[24]和球花石斛等石斛花的含量(28.7~38.47 mg/kg)[22]??梢?,廣東懷集縣種植的‘中天’玫瑰含有較為豐富的礦質元素,尤以K和Mn含量突出。

玫瑰花具有抗氧化、降血糖、抗衰老、預防治療心血管疾病、抗菌、抗病毒、利膽解毒等作用[25]。含有較為豐富的酚類和黃酮類物質,牛淑敏等[26]通過對體外抗氧化活性部位進行分離純化,鑒定出槲皮素和沒食子酸兩種抗氧化活性成分,其中槲皮素還具有降血糖作用。謝瓊[27]測定玫瑰花黃酮類化合物含量達3.30%,確定玫瑰花渣中含有蘆丁,發現玫瑰花具有較強的DPPH自由基清除能力和較強的亞油酸過氧化抑制能力。本研究中發現廣東懷集縣種植的‘中天’玫瑰花總酚類物質含量非常高、達6.31%,遠高于前人報道的‘豐花’玫瑰花(2.46%~3.71%)和紅花油茶花多酚的含量(3.37%~4.83%)[28-29],而總黃酮和多糖含量也高于‘豐花’玫瑰花品種,其中多糖含量(31.77%)還高出該品種的2~3倍[28],也高于許多食用菊花的多糖含量(18.94%~25.39%)[24],與鼓槌石斛花朵中的多糖含量相近[22]。此外,‘中天’玫瑰花具有非常強的抗氧化活性,當提取液濃度為0.25 mg/mL時,其對ATBS和DPPH自由基的清除效果已與Vc相當,表現出比‘豐花’玫瑰更強的抗氧化活性[28]。

綜上所述,通過引種栽培,‘中天’玫瑰品種在廣東肇慶懷集縣生長良好,種植半年后可開花,全年花期4~5次。其花朵含有豐富的氨基酸、礦質元素、多糖、總酚和總黃酮以及較強的抗氧化活性,重金屬As、Pb、Cd的含量和多個抽檢農殘含量未超出國家規定的代用茶標準,具有良好的食用、藥用和保健價值。

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