不同生长年限兰州百合质量比较分析

李艳，晋小军*，张迎芳，厚建霞，王霞，蒙俊杰

1(甘肃农业大学农学院,甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃 兰州，730070)2(卓尼县创信种植专业合作社，甘肃 甘南，747602)

百合为百合科百合属(Lilium)植物的干燥鳞茎，味甘性寒，归心、肺经，研究表明百合有皂苷类、黄酮类、酚酸甘油酯类、氨基酸类、生物碱类和多糖类等化学成分，具有广泛的药理作用，如止咳祛痰、清心安神、抑菌、降血糖、抗氧化[1-3]。百合也可用于食疗。兰州百合(L.davidiivar.unicolor)是川百合(L.davidii)的变种[4]，《甘肃新通志》中记载：清光绪时，兰州百合“种者渐多，得利甚优”[5]。作为我国西部地区大面积种植的食用百合，其色白味甘、低纤维，具有丰富的营养价值，不仅可以食用，也可进行药疗和观赏，是我国食用百合的最佳品种。

李瑞琴等[6]对兰州百合的营养品质进行分析测定，发现兰州百合的品质指标均优于文献记载。刘湘丹等[7]对不同来源的百合药材进行质量评价及分析，结果表明兰州百合浸出物显著高于其他品种百合。LI等[8]利用拉曼光谱法对兰州百合的质量进行了评价，证明了兰州百合富含多种营养物质，与其他品种相比有许多不同的优势。但是对于兰州百合的研究目前均在栽培种植及与其他品种的对比方面，关于种植年限对兰州百合的质量以及营养价值的影响未见报道。种植年限不仅影响口感和药用价值，还影响生产投入和经济效益。市场上关于商品百合的最佳种植年限鱼龙混杂，因此确定一个最佳的采收年限对兰州百合的生产有着重大意义。

本实验选取市场上出现的，其大小可以作为商品百合的3～7年生兰州百合，2020版《中国药典》中规定：在测定百合多糖及水溶性浸出物含量基础上，增加氨基酸的种类和含量、总黄酮、Regaloside A 3个指标。本文对收集的不同生长年限兰州百合的质量进行比较分析，以期为选择适宜的采收时间提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

样品采自甘肃省兰州市西固区，为3～7年生栽培品，经甘肃农业大学中草药栽培与鉴定系晋小军研究员鉴定均为百合科植物兰州百合。样品经超纯水洗净后，放入45 ℃烘箱干燥，粉碎、过60目筛，在4 ℃冰箱保存备用。

芦丁对照品(批号X16A11C111251含量以95%计)，上海源叶生物科技有限公司；无水葡萄糖对照品(批号20200612)、王百合苷A(批号C16D11S134691；含量≥98%)，上海源叶生物科技有限公司；甲酸铵、氨基酸标样，Sigma-Aldrich (St.Louis, MO, USA)公司，氨基酸在使用前于-70 ℃下贮存；乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、0.1%(体积分数)磷酸水溶液、乙腈(色谱纯)，均为国产试剂。

1.2 仪器与设备

Agilent 1260高效液相色谱仪，安捷伦科技有限公司；Agilent 6470三重四极杆液质联用系统，安捷伦科技有限公司；Agilent 1260 Infinity色谱柱(‖EC-C18,4.6 mm×150 mm，4 nm)，安捷伦科技有限公司；Agilent InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z色谱柱(2.1 mm×100 mm，2.7 μm)，安捷伦科技有限公司；UV3100紫外-可见检测器，大连依利特分析仪器有限公司；UPH-I-10T超纯水机，成都优普仪器设备有限公司；SB25-12DTD超声波清洗机，宁波新芝生物科技股份有限公司；HWS-24电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；101-1AB电热鼓风干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 基本成分测定

水分依照2020版《中国药典》[9]第四部通则0832第2法(烘干法)对15批百合样品进行测定分析，15批百合样品水分含量均符合药典规定；浸出物根据2020版《中国药典》水溶性浸出物测定法(通则2201)项下的冷浸法进行测定分析；多糖的测定按照2020版《中国药典》百合多糖的测定方法，在580 nm的紫外波长下测定吸光度，以吸光度A为纵坐标，浓度C为横坐标，绘制标准曲线，得到回归方程A=17.897C-0.545,R=0.999 1。

1.3.2 总黄酮的测定

1.3.2.1 对照品溶液的制备

精密称取芦丁10 mg，加入60%(体积分数)乙醇溶解，于100 mL容量瓶中定容即得。

1.3.2.2 供试品溶液的制备

参照李红娟[10]的方法并稍作修改。取1 g样品粉末，置于50 mL容量瓶，加入70%乙醇30 ml进行超声提取，提取功率为350 W，温度70 ℃，时间45 min，提取次数为2次，合并滤液作为提取液。

1.3.2.3 标准曲线的制备

精密量取对照品溶液0、1、2、3、4、5 mL，分别置于10 mL容量瓶中，分别加入60%乙醇5、4、3、2、1、0 mL，加入50 g/L NaNO20.3 mL，放置5 min，加入10 g/L Al(NO3)30.3 mL，放置6 min，加入40 g/L NaOH 4 mL后用60%乙醇定容到10 mL，放置15 min。在506 nm 下测定吸光度，纵坐标A为吸光度，浓度C为横坐标，绘制标准曲线。得回归方程A=51.114C-0.027 2，R=0.999 1。

1.3.3 王百合苷A的测定

1.3.3.1 供试品溶液的制备

参照袁志鹰等[11]的方法制备。

1.3.3.2 色谱条件

Agilent 1260 Infinity ‖ EC-C18色谱柱(4.6 mm×150 mm，4 nm)；流动相：V(0.1%磷酸水溶液)∶V(乙腈)=85∶15；流速1 mL/min；柱温25 ℃；进样体积2 μL；检测波长312 nm。Regaloside A 保留时间约为5.2 min。色谱图见图1。

a-王百合苷A标准品;b-兰州百合样品图1 兰州百合中王百合苷A的高效液相色谱图Fig.1 HPLC diagram of Regaloside A in Lanzhou lily

1.3.3.3 线性关系考察

精密量取王百合苷A对照品置于量瓶中，加入80%乙醇溶解，摇匀，配成质量浓度为20、40、60、80、100、120 μg/mL的系列标准溶液。按照“1.3.3.2”项色谱条件进样，记录色谱峰面积。以峰面积为纵坐标Y，对照品浓度为横坐标X，得到王百合苷A回归方程为Y=3.924 2X-40.012，R=0.999 2，在20～120 μg/mL线性关系良好。

1.3.4 氨基酸总量及组分分析

1.3.4.1 供试品溶液的制备

参照聂慧等[12]的方法制备。

1.3.4.2 色谱条件

色谱柱：Agilent InfinityLab Poroshell 120 HILIC-Z，2.1 mm×100 mm，2.7 μm。流动相A为含20 mmol/L甲酸铵水溶液，pH=3，流动相B为20 mmol/L水相甲酸铵，pH=3，溶于V(乙腈)∶V(水)=9∶1溶液，梯度洗脱：0～11.5 min ，100% B～70% B;11.5～12 min，70%B～100% B；流速为0.50 mL/min，柱温为25 ℃，进样量为1 μL。

1.3.4.3 质谱检测条件

电离模式：ESI正离子模式，干燥气温度330 ℃，气体流速13.0 L/min，雾化器35 psi，鞘气温度390 ℃，鞘气流速12 L/min，毛细管电压1 500 V，喷嘴电压0 V。

1.4 数据分析

利用Excel 2010软件进行数据统计，SPSS 23.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 生长年限对兰州百合水溶性浸出物及多糖含量的影响

不同生长年限兰州百合多糖和水溶性浸出物的测定结果见表1。由表1可知，不同生长年限兰州百合水溶性浸出物含量为49.26%～56.69%，均高于药典规定，其中6年生兰州百合浸出物含量最高，为56.69%，7年生最低，为49.26%。随着生长年限的增加，浸出物呈现出先增加后降低的趋势。所有兰州百合样品除3年生和4年生，其余均符合药典所规定百合多糖的含量，其中6年生多糖含量最高，5年生和6年生差异不显著(P>0.05)。

表1 不同生长年限兰州百合水溶性浸出物和多糖测定结果 单位：%

2.2 生长年限对兰州百合总黄酮及王百合苷A含量的影响

由图2可以看出，不同生长年限兰州百合中总黄酮及王百合苷A含量存在显著差异。其中总黄酮的含量整体呈增加趋势，以6年生兰州百合含量最高，含量为4.44 mg/g显著高于其他生长年限(P<0.05)，3年生兰州百合总黄酮含量最低，含量为1.88 mg/g。而王百合苷A的含量为0.63～0.97 mg/g，6年生兰州百合王百合苷A含量显著高于其他生长年限(P<0.05)，3年生、5年生和7年生兰州百合的王百合苷A含量差异不显著(P>0.05)。

图2 不同生长年限兰州百合中总黄酮及王百合苷A含量变化图Fig.2 Changes of total flavonoids and Regaloside A contents in Lanzhou lily from different growth years注：不同字母标注表示差异显著(P<0.05)

2.3 生长年限对氨基酸总量及组分的影响

西固区所产兰州百合含有丰富的氨基酸，由表2可知，不同生长年限的兰州百合样品均含有18种相同的氨基酸，包括苏氨酸(Thr)、苯丙氨酸(Phe)、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)等8种人体必需氨基酸，总氨基酸(total amino acid，TAA)的含量为20.73～31.61 mg/g，其中6年生兰州百合氨基酸含量最高，为31.61 mg/g，含量最低的为7年生兰州百合，氨基酸总量为20.73 mg/g。随着生长年限的增加，兰州百合氨基酸的总量先增加后减少。

从氨基酸组成分析，不同生长年限的兰州百合中氨基酸种类和含量高低顺序基本一致，排在前4位的均为谷氨酸(Glu)、丙氨酸(Ala)、酪氨酸(Tyr)、天冬氨酸(Asp)，这4种氨基酸为兰州百合的主要氨基酸。兰州百合中必需氨基酸(essential amino acids，EAA)的含量为4.06～5.62 mg/g，其中含量最高的为6年生兰州百合，其次为4年生和7年生兰州百合，含量最低的为3年生兰州百合；非必需氨基酸(non-essential amino acids，NEAA)的含量为16.11～25.99 mg/g，其中6年生含量最高，7年生最低，不同生长年限的兰州百合中非必需氨基酸含量在氨基酸总量中的占比为77.75%～84.84%，为兰州百合主要氨基酸。由表3得知，3～7年生兰州百合样品的必需氨基酸/非必需氨基酸(E/N)的值为17.87%～28.62%，显著低于60%，必需氨基酸/总氨基酸(E/T)的值为15.16%～22.25%，显著低于40%，不符合理想蛋白质的标准[13]。

2.4 必需氨基酸比例与模式谱的比较

根据1973年世界卫生组织(World Health Organization，WHO)和联合国粮农组织(Food and Agriculture Organization，FAO)提出的评价食物的必需氨基酸模式，如果食物中必需氨基酸种类组成比例越接近FAO/WHO氨基酸模式要求，则这种食物中蛋白质营养价值越高，越符合人体机理需求[14]。食品蛋白质中，根据人体的需要及其比例关系相对不足的氨基酸称为限制氨基酸，在限制氨基酸中缺乏最多并且氨基酸评分最低的称为第一限制氨基酸[15]，它会严重影响人体对蛋白质的吸收。由表3可知，与氨基酸模式谱比较，不同生长年限的兰州百合第一限制氨基酸均为Val，仅有Phe+Tyr符合 +FAO/WHO +提出的理想模式，其余均不符合氨基酸模式谱规定，因此，在食用兰州百合时要搭配食用富含Val的食物[16]。

表2 不同生长年限兰州百合氨基酸含量及组成对比分析 单位：mg/g

表3 必需氨基酸比例与氨基酸模式谱的比较 单位：%

3 结论与讨论

本研究主要对西固区不同生长年限兰州百合质量和营养价值进行评价和分析，从实验结果可以看出，种植年限对兰州百合质量及营养价值影响较大。6年生多糖含量最高，3年生最低，这与张之鹏[17]研究不同栽培年限对铁皮石斛多糖含量影响基本一致，可能与植物的代谢作用消耗能源物质有关。浸出物前6年呈增加趋势，第7年开始减少，这与蒙古黄芪水溶性浸出物含量变化一致[18]。总黄酮的含量随着种植年限的增加，整体呈增加趋势，与相关文献记载一致[19]。而对于王百合苷A，6年生的含量最高。不同生长年限兰州百合所含氨基酸种类相同，含量则以6年生最高，3年生最低，说明兰州百合氨基酸种类受种植年限的影响较小，但其含量受影响较大。氨基酸的变化可能与兰州百合生理生化作用和生长进程有关[20]，前几年生长处于旺盛阶段，有利于氨基酸的转化；当生长至第7年时，生长进程变缓慢，植物新陈代谢能力变弱，不利于氨基酸的转换和吸收。

西固区所产不同生长年限兰州百合所含氨基酸种类齐全，含有18种，其中包含了8种成人必需氨基酸。NEAA/TAA比率为77.75%～84.84%，兰州百合氨基酸总量中非必需氨基酸占比较大，含量最高的是谷氨酸，谷氨酸是中枢神经系统的主要兴奋性神经递质，可以通过与其配体依赖的同源受体相互作用而发挥作用，在人体代谢上有着重大意义[21]；其次含量较高的为酪氨酸和丙氨酸，酪氨酸经过一系列催化氧化最终形成黑色素。酪氨酸是酪氨酸酶单酚酶功能的催化底物，是最终形成优黑素和褐黑素的主要原料。在美白化妆品研发中，可以通过研究合成与酪氨酸竞争的酪氨酸酶，抑制酪氨酸酶的活性，清除自由基而达到美白的功效[22]。丙氨酸用于预防肾结石、协助葡萄糖代谢，有助缓和低血糖，改善身体能量。可见兰州百合中含量较高的几种氨基酸均具有较好的开发价值。

生长年限对兰州百合质量和营养价值影响较大。3年生和4年生兰州百合多糖不符合2020版《中国药典》规定；6年生兰州百合各成分含量显著高于其他生长年限(P<0.05)，5年生次之；生长7年的兰州百合所测成分含量均显著下降(P<0.05)，低于5年生和6年生，说明兰州百合生长7年后质量和营养价值降低，并且百合鳞茎出现分化，商品率下降。综合各项指标，若以生产投入和经济效益为标准，应选择5年生；若以食用价值和保健功效为标准，应选择6年生兰州百合，其营养价值显著优于其他生长年限。另外，本研究仅选取了一个产地进行不同生长年限兰州百合质量进行比较分析，来源单一，植物在生长过程中产地和栽培条件均可能对其质量产生影响。