药食同源植物丁香各部位全营养素分析及评价

Total nutrient analysis of various parts of Eugenia caryophyllata

摘要

采用最新发布的食品安全国家标准规定方法，对桃金娘科丁香（Eugenia caryophyllata Thunb.）的花蕾、果实、枝、叶各个部位进行全营养素检测分析。结果表明：丁香各部位均含有丰富多样的营养成分，但各部位营养成分构成有一定差异，丁香果实总糖含量最高为168.12 mg/g，丁香花蕾总脂含量最高为123.58 mg/g，丁香枝和叶则在粗纤维方面较高。在矿质元素方面，花蕾部位整体含量高于其他部位。脂肪酸组成方面，丁香叶具有脂肪酸的种类最多，丁香花蕾单不饱和脂肪酸相对占比最高为41.93%。氨基酸组成方面，丁香花蕾和果实的人体必需氨基酸组成占比相近，且均高于丁香枝和丁香叶。通过对桃金娘科丁香各部位全营养素分析，以期为后续的综合利用价值和产品开发提供参考依据。

Abstract

The methods specified in the latest national food safety standards were adopted for total nutrient detection and analysis of flower buds， fruits， branches and leaves of Eugenia caryophyllata Thunb. The results showed that all parts of the clove contained rich and diverse nutritional components， and the compositions of nutritional components in each part were slightly different. The total sugar content of clove fruit was up to 168.12 mg/g， and the total fat content of clove buds was 123.58 mg/g. The coarse fiber contents were higher in the branches and leaves. In terms of mineral elements， the overall content of flower buds was higher than other parts. In terms of fatty acid composition， the leaves had the most kinds of fatty acids， and the relative proportion of monounsaturated fatty acids in the flower buds was up to 41.93%. In terms of amino acid composition， the proportions of human essential amino acids in the flower buds and fruits were similar， and both were higher than those of the branches and the leaves. Through the analysis of total nutrients in all parts of cloves in Myrtaceae， it is expected to provide a reference and basis for the subsequent development of comprehensive utilization value.

Graphical abstract

关键词

丁香 / 营养成分 / 矿质元素 / 氨基酸 / 脂肪酸

Key words

Eugenia caryophyllata / nutritional composition / mineral element / amino acid / fatty acid

0 引 言

丁香（Eugenia caryophyllata Thunb.）是桃金娘科（Myrtaceae）植物，其干燥花蕾是《中国药典》2015年版中收录的中草药^［1］。丁香作为药食两用植物，是国家颁布的既为食品又为药品的101种物品名单中的一种^［2］。调味料王守义十三香的配方中一香就为丁香^［3］。对丁香的研究工作主要集中在其药用价值方面，目前国内外的研究大多为对丁香花蕾部位（公丁香）的药用价值研究，其中对挥发油的研究占据了多数^［4~8］。而针对桃金娘科丁香果实、枝、叶的研究甚少，丁香的综合利用价值还有待开发。桃金娘科丁香花蕾部位被国家卫计委收录为药食两用植物，这表明丁香花蕾兼具有不俗的药用价值和食用价值，是一个具有较强营养价值的食用部位。本研究对丁香花蕾、果实、枝、叶四个部位进行全营养素分析，期望发掘出花蕾部位以外其他部位的食用价值，为其他部位后续的综合利用和新食品原料开发提供科学依据和理论基础。

1 材料和方法

1.1 材料

花蕾（公丁香）采购自广西药材市场，果实（母丁香）采购自三亚药材市场，丁香枝和丁香叶于2018年11月初采自中国医学科学院药用植物研究所海南分所兴隆药用植物园，采集的样品为带有叶片的小枝条，枝叶分离，自然风干。

1.2 方法

1.2.1 常规营养成分测定方法

参照《食用菌中总糖含量的测定》（GB/T 15672-2009）测定总糖^［9］；参照国家标准《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》（GB 5009.6-2016）测定总脂含量^［10］；参照国家标准《植物类食品中粗纤维的测定》（GB/T5009.10-2003）测定粗纤维含量^［11］；参照国家标准《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》（GB 5009.4-2016）测定总灰分^［12］。参照国家标准《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》（GB 5009.5-2016）测定蛋白质含量^［13］。

1.2.2 脂肪酸组成分析方法

脂肪酸甲酯化：称取挥干石油醚后的油脂，加入1%硫酸⁃甲醇2 mL于70 ℃水浴中加热60 min，加入正己烷摇匀，取上清液，再加入正己烷，取上清液，合并上清液，保存待测。将待测液用0.22 μm微孔滤膜过滤，通过气相色谱⁃质谱联用仪进行检测^［14］。

气相条件：毛细管柱Agilent HP⁃5MS（5%苯基甲基氧化硅，325 ℃，30 m×250 μm×0.25 μm）；进样口温度：270 ℃；载气：He；柱流量：1 mL/min；分流比：20∶1。质谱条件：EI 源，电离电压：70 eV，离子源温度：230 ℃，扫描范围：10 amu~500 amu，进样量：1.0 μL^［15］。

1.2.3 矿质元素分析方法

根据《食品安全国家标准 食品中多元素的测定 电感耦合等离子体质谱法（ICP⁃MS）》（GB 5009.268-2016）进行测定^［16］，样品处理：准确称取样品粉末0.3 g于压力消解内罐中，加入5 mL浓硝酸，放置1 h，于150~170 ℃的恒温干燥箱中消解4~5 h，冷却后，缓慢旋开，内罐超声脱气2 min，用水定容至25 mL^［9，11］。

1.2.4 氨基酸组成分析方法

样品进行水解处理后，用AccQ·Fluor Reagent Kit（P/N WAT052880）进行衍生处理，使用高效液相色谱（HPLC）外标法测定样品中的游离氨基酸含量^［17］。

HPLC检测方法：AccQ·Tag柱（Nava⁃Pak C18，3.9 mm×150 mm， Φ0.4 μm），柱温37 ℃；进样体积10 μL；Waters 515双泵梯度洗脱，洗脱液A为AccQ·Tag，用超纯水11倍稀释而成，洗脱液B为60%色谱纯乙腈；洗脱速度1.0 mL/min，洗脱时间50 min。梯度洗脱按如下程序进行：洗脱液B初始浓度为0，在0.5 min内升至1.0%，接着在17 min内升至7.0%，然后21 min内升至10.0%，30 min再升至33.0%，31 min升至100.0%，保持3 min，最后于35 min降到0，并维持15 min。

游离氨基酸评价方法：根据1973年FAO/WTO公布的人体必需氨基酸模式，计算样品中某必需氨基酸与总氨基酸的比值（EAA值），并与FAO/WTO模式谱EAA值进行比较，计算公式如下：

\mathrm{E}\mathrm{A}\mathrm{A}=\frac{A_{\mathrm{0}}}{A}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}

A₀：样品中某必需氨基酸含量；A：样品中的总氨基酸含量。

2 结果与分析

2.1 常规营养成分

丁香各部位常规营养成分组成含量见表1。丁香果实总糖含量最高为168.12 mg/g，丁香枝的含量也达到106.47 mg/g。总脂含量花蕾部位最高为123.58 mg/g，丁香枝部位最低为10.35 mg/g，各部位总脂含量之间均具有显著性差异。蛋白质含量以丁香叶最高为61.75 mg/g，随后丁香枝45.1 mg/g。粗纤维含量方面，枝可能由于其功能机制和细胞结构的原因而含量最高，达到了368.55 mg/g。

2.2 矿质元素

矿质元素是机体必不可少的物质，每个元素对人体机能都有其特殊的作用，并且缺少会致使机体处于不健康状态^［18］。丁香各部位矿质元素含量结果见表2，其各部位微量元素除Fe、Mn、Al元素外均较为接近，Fe元素在果实中含量最高，为1 364.26 mg/kg，Mn元素在叶中含量最高，为870.30 mg/kg，Al元素在果实中含量高达427.40 mg/kg。Ca、K、Mg、Na等常量矿质元素总含量在丁香花蕾中最高，在丁香枝中最低，其中Ca元素在叶中含量最高，为9 299.14 mg/kg， K、 Mg、 Na元素含量在花蕾部位最高， 分别为14 087.39 mg/kg、 3 406.92 mg/kg、 3 995.71 mg/kg。

2.3 脂肪酸组成

表3为丁香各部位脂肪酸组成结果，通过GCMS谱图（图1）对比和面积归一化法进行分析计算。其中花蕾部位检出的6种脂肪酸，在其他部位均有检出，且在各部位中相对含量占比的分布趋势也比较接近。结果表明各部位均以C16∶0、C18∶0、C18∶1（n⁃9）、C18∶2（n⁃6）含量较高。果实部位相比花蕾部位，多检出C16∶1（n⁃7），丁香枝比花蕾多检出C17∶0和C18∶1（n⁃12），而丁香叶则比花蕾部位多检出6种脂肪酸，分别为C12∶1（n⁃7）、C15∶0、C16∶1（n⁃7）、C17∶0、C18∶1（n⁃7）、C20∶1（n⁃9）。饱和脂肪酸占比最高的是丁香枝，其相对含量达到73.66%；丁香果实和叶的单不饱和脂肪酸占比较高，分别为15.47%和14.04%；多不饱和脂肪酸占比最高为丁香花蕾，达到了41.93%。

2.4 氨基酸组成

丁香各部位氨基酸组成结果见表4，使用HPLC结合外标法进行分析测定，丁香花蕾和丁香果实检出16种氨基酸，丁香枝检出10种氨基酸，丁香叶检出12种氨基酸。丁香花蕾和丁香果实的氨基酸组成结构整体比较接近，总含量分别为1 351.1 mg/kg和1 251.2 mg/kg，人体必需氨基酸占比分别为32.05%和32.46%。丁香花蕾和果实含量最高的氨基酸均为脯氨酸，分别为154.9 mg/kg和203.7 mg/kg；丁香枝含量最高的氨基酸为精氨酸250.1 mg/kg；丁香叶含量最高的氨基酸为组氨酸120.6 mg/kg。花蕾、果实、枝、叶的必需氨基酸占比分别为32.05%，32.46%，13.2%和29.8%。

丁香各部位必需氨基酸，及常见食物必需氨基酸EAA值见表5^［19］，由于胱氨酸（Cys）和酪氨酸（Tyr）分别由甲硫氨酸（Met）和苯丙氨酸（Phe）转化而来，因此将Phe和Tyr，Cys和Met合并计算^［20］。由EAA值的组成结构来看，丁香花蕾和果实的结构最相似，各EAA值较为接近。丁香花蕾和果实苏氨酸（Thr）和缬氨酸（Val）均低于FAO/WHO模式谱的EAA值，但其高于黄豆的EAA值。丁香枝和叶由于有多种必需氨基酸未检出，所以丁香枝和叶的必需氨基酸组成结构不够平衡，不如花蕾和果实部位。但枝和叶检出的必需氨基酸EAA值均高于FAO/WHO的模式谱值，且丁香叶的Phe+Tyr的EAA值为最高（达到了19.4）。各部位综合比较氨基酸价值排序为：花蕾≈果实>叶>枝。而与其他常见食物相比，可以发现丁香花蕾和果实的氨基酸营养价值约等于或略高于黄豆，而丁香叶具有突出的（Phe+Tyr） EAA值，这在后续开发中具有一定的价值。

3 讨 论

桃金娘科丁香作为药食同源植物，且花蕾部位为药食两用部位，根据全营养素分析结果表明，丁香各部位营养成分丰富且各有长处，除常规营养成分外，含有多种矿质元素、脂肪酸及氨基酸成分，在食品、医药、饲料等方面具有较强的发展潜力。

丁香枝的粗纤维含量最高为368.55 mg/g，其次是丁香叶，含量为253.13 mg/g，丁香果实粗纤维含量最低，为73.38 mg/g。在蛋白质方面，含量最高的部位为丁香叶61.75 mg/g，其次是丁香枝，含量45.1 mg/g，丁香果实最低，为33.73 mg/g，与尖枣40.4 mg/g的含量^［21］相当，高于毛樱桃果实的含量（5.6 mg/g）^［22］。丁香果实总糖含量最高，为168.12 mg/g，含量最低部位为花蕾（86.75 mg/g），丁香各部位总糖含量均高于十二种野生食用菌中总糖的含量^［23］。常量矿质元素中，丁香花蕾K、Mg、Na元素含量最高；丁香果实Fe元素含量最高；丁香叶Ca元素含量最高。丁香不同部位全营养素分析与质量评价表明丁香花蕾、果实、叶和枝均具有丰富的营养成分和较高的营养价值。

从全营养素的构成整体来看，丁香花蕾和丁香果实的营养成分种类最为接近，可用于普通食品、添加剂、调料、保健品等方面产品的开发，丁香枝和叶虽种类不如其他两个部位，但各有其突出的地方，丁香叶可用于茶叶、调料或动物饲料等方面的开发，丁香枝适合作为饲料或饲料添加剂进行开发。由于课题时间限制，本研究无法将样品产地控制于同一地点，此外，桃金娘科丁香果实、枝、叶部位还有巨大的研究空间，需要更进一步的研究和开发。

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基金资助

国家科技型中小企业技术创新基金项目(13C26244604892)

海南省产学研一体化项目(CXY20150034)

海南省中药现代化科技专项(ZY201327)

国家科技支撑计划项目(2011BAD14B01)

海口市应用技术研究与开发项目(2017044)

海南省重点研发计划项目(ZDYF2020169)