貴州喀斯特地區果梅果實游離氨基酸含量分析

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(貴州大學農學院,貴州省果樹工程技術研究中心,貴州貴陽 550025)

果梅富含多種營養保健成分,是一種極具開發前景的藥食兼用型水果[1]。氨基酸作為一種重要的生物活性物質[2],是不可或缺的營養物質和蛋白質的基本組成物質;同時,一些氨基酸作為生長因子、抗氧化劑、DNA和RNA穩定劑、代謝調節劑和生物體內的第二信使起著至關重要的作用[3-4]。目前,已有刺梨[5]、杏[6]、山楂[7]蘋果[8]、李[9]、棗[10]等多種果樹果實氨基酸種類及含量分析研究的大量報道。貴州省荔波喀斯特地區作為我國梅的自然分布中心之一,孕育了許多重要的野生梅資源。但在野生果梅種質資源的挖掘、應用和營養品質及其生物活性物質含量分析等方面研究并不充分。為此,本研究以貴州省荔波喀斯特地區野生果梅果實為材料,分析其氨基酸組成及含量,了解不同單株間氨基酸組成差異,以期為其風味及營養價值評價提供理論依據,為地方野生梅的開發利用以及開展果梅功能性成分育種提供參考。

1　材料和方法

1.1　材料與儀器

果梅(PrunusmumeSieb.et Zucc)采自貴州省荔波縣國家級茂蘭喀斯特野生梅自然保護區,采集樹勢健壯,樹齡、立地條件基本一致的24棵單株果梅,其中20株為野生資源,并標記為荔波-1～荔波-20,其中荔波-3為課題組前期篩選的低酸野生梅,荔波-11為課題組前期篩選的高酸野生梅,其余4株為引種的栽培品種,分別為大白梅、大青梅、宮粉梅、綠萼梅,采樣時間均為2016年5月下旬,采后放入冰盒,立即帶回實驗室。樣品經洗滌、烘干研磨后過40目篩備用;氨基酸混合標樣含42種游離氨基酸各100 nmol/mL,德國MembraPure公司;印三酮、濃鹽酸、氫氧化鈉、磺基水楊酸等試劑均為分析純;超純水自制。

KQ5200DE型數控超聲清洗器中國昆山市超聲儀器有限公司;Sorvall Stratos冷凍高速離心機美國Thermo公司;A300型氨基酸自動分析儀德國MembraPure公司;Milli-Q AdvantageA10超純水儀美國Merck Millipore公司。

1.2　實驗方法

1.2.1游離氨基酸樣品前處理稱取100 mg干燥樣品于離心管中,加入2 mL 5 mmol/L鹽酸溶液后常溫超聲萃取30 min,10000 r/min離心15 min,取1 mL上清液,加入0.25 mL 10%磺基水楊酸溶液,于冰箱中4 ℃靜置60 min,溶液用0.45 μm微孔濾膜過濾后待上機分析[5]。

1.2.2氨基酸樣品組成與含量分析取濾液20 μL上氨基酸自動分析儀,柱溫60 ℃,反應器115 ℃,進樣速率250 μL/min。氨基酸被液相離子交換柱分離后和印三酮反應,除脯氨酸及羥脯氨酸在波長440 nm處測定吸光度,其余氨基酸在波長570 nm處測定吸光度[5]。

氨基酸總量用TAA表示,人體必需氨基酸含量(Ile、Leu、Thr、Val、Phe、Met含量之和)用EAA表示,兒童必需氨基酸含量(His和Arg含量之和)用CEAA表示,支鏈氨基酸含量(Ile、Leu、Val含量之和)用BCAA表示,藥效氨基酸含量(Asp、Glu、Gly、Met、Leu、Tyr、Phe、Lys、Arg含量之和)用MAA表示。計算人體必需氨基酸含量占氨基酸總量的百分比(EAA/TAA),兒童必需氨基酸含量占氨基酸總量的質量分數(CEAA/TAA),支鏈氨基酸含量與氨基酸總量之比(BCAA/TAA),藥效氨基酸含量占氨基酸總量的百分比(MAA/TAA)。

鮮味氨基酸含量為Clu和Asp之和,甜味氨基酸含量為Ala、Gly、Pro、Ser含量之和,芳香族氨基酸為Val、Leu、Tyr、Phe、Lys 和Arg含量之和。計算鮮味氨基酸、甜味氨基酸和芳香族氨基酸占氨基酸總量的質量分數。

1.3　數據處理

數據分析采用Excel軟件完成,氨基酸含量以干重計算。

2　結果與分析

2.1　氨基酸的含量與組分

野生果梅果實中游離氨基酸種類豐富,所有果梅單株果實中共檢測出谷氨酸(Glu)、丙氨酸(Ala)、纈氨酸(Val)、甲硫氨酸(Met)、異亮氨酸(Ile)等23種氨基酸,其中有6種為人體必需氨基酸和2種為兒童必需氨基酸組氨酸(His)和精氨酸(Arg)，具體數據見表1、表2、表3。在野生梅單株中荔波-11和荔波-16氨基酸的種類最多,含有21種氨基酸,而栽培品種大白梅中僅含13種氨基酸。果梅中氨基酸含量較高的主要為Arg、Hypro、Asn,其次為Thr、Glu、Ala、g-ABA、Pro。

不同單株果梅游離氨基酸總量變化范圍在747.04～10925.31 mg/100 g之間。果梅樣品中各氨基酸組分含量差異也較大,在單株樣品中荔波-14總氨基酸含量最高,其中Thr、Asn、Hypro含量分別為1011.57、3446.41、2408.75 mg/100 g,還含有較高的Val、Ile、Leu、Arg、Tyr;Val含量在荔波-10最高,為154.72 mg/100 g;荔波-6含有較高的Met和Gly;栽培品種中綠萼梅Glu、Arg等氨基酸含量較高。

果梅樣品中人體必需氨基酸的含量為32.09～1226.24 mg/100 g,檢測的6種必需氨基酸中,各樣品間的含量變化差異較大,Thr和Val含量較高,Met最低。必需氨基酸總量以荔波-14最高,荔波-6、荔波-9的必需氨基酸含量也超過500 mg/100 g。必需氨基酸含量占氨基酸總量的比例以荔波-9、荔波-10最高,占14%以上。

果梅樣品中兒童必需氨基酸的含量介于263.85～2463.84 mg/100 g,野生梅中兒童必需氨基酸含量在荔波-14最高,達1957.33 mg/100 g,兒童必需氨基酸占總氨基酸的含量最高為荔波-11,可達40.86%。

2.2　支鏈氨基酸和藥效氨基酸

支鏈氨基酸由亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸三種必需氨基酸組成,其不僅是肌肉蛋白的組成成分(占肌肉中必需氨基酸的35%),還有其他代謝功能[11]。在三種支鏈氨基酸中,亮氨酸具有增強體外和體內蛋白質合成的作用[12]。在表1、表2中,果梅支鏈氨基酸含量范圍為9.19～212.05 mg/100 g,荔波-10、荔波-14 支鏈氨基酸總量超過200 mg/100 g;荔波-13中支鏈氨基酸占總氨基酸的含量最高可達10.35%,其余單株均在0.87%～6.63%范圍內。

果梅中藥效氨基酸總量變化范圍在513.66～4666.45 mg/100 g,野生梅中以荔波-14和荔波-19最高,含量分別為2336.45、2111.25 mg/100 g;荔波-5、荔波-6等單株中藥效氨基酸的含量也較高,超過1000 mg/100 g;藥效氨基酸占總氨基酸的比例為15.15%～46.71%,多數單株果梅所占比例基本一致;果梅果實藥效氨基酸中Arg含量非常豐富,其也為兒童必需氨基酸,因此可將果梅視為藥用保健價值較高的食物資源。

表1　果梅果實游離氨基酸組分及含量(mg/100 g)Table 1　Free amino acids composition of fruit Prunus mume(mg/100 g)

續表

注：nd表示該樣品中未檢測到;每一行不同小寫字母表示種質間存在顯著差異(p<0.05)。

表2　果梅果實中總氨基酸、人體必需氨基酸、兒童必需氨基酸、藥效氨基酸和支鏈氨基酸的含量及比例(mg/100 g)Table 2　Proportions of total amino acids,human essential amino acids,childrens essentia lamino acid, medicinal amino acids and branched chain amino acids in of fruit Prunus mume(mg/100 g)

注：同列標有不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05),表3同。

2.3　呈味氨基酸

氨基酸不僅直接或間接參與各種生命活動,還參與果實其他品質特征成分和風味物質的合成[13]。果梅呈味氨基酸含量中芳香族氨基酸含量較高,鮮味氨基酸含量變化在9.26～2260.49 mg/100 g,占總氨基酸含量的比例介于1.17%～22.63%之間;野生梅中荔波-19的鮮味氨基酸含量最高,達到866.63 mg/100 g,占總氨基酸含量的15.74%。甜味氨基酸含量介于70.54～1798.50 mg/100 g,野生梅中荔波-19的含量最高達828.14 mg/100 g,占總氨基酸的15.04%,而荔波-18 甜味氨基酸含量占總氨基酸含量的比值最高,可達25.32%。芳香族氨基酸含量占總氨基酸的比例介于15.41%～40.78%之間,其中荔波-14和綠萼梅芳香族氨基酸含量最高,超過2000 mg/100 g,荔波-6、荔波-7等單株芳香族氨基酸含量也高于1000 mg/100 g。呈味氨基酸含量變化介于382.90～6543.54 mg/100 g,多數果梅單株呈味氨基酸含量占總氨基酸含量的比例超過50%,果梅獨特的氣味可能與高含量的呈味氨基酸有密切聯系,因此果梅產品風味開發潛力很大。

表3　果梅果實中呈味氨基酸的組成Table 3　Flavor amino acid compositions of fruits Prunus mume

3　討論

果梅樣品中共檢測出23種氨基酸,其中野生梅資源荔波-11和荔波-16氨基酸的種類最多,均含有21種氨基酸,而栽培品種中大白梅僅含13種氨基酸;在劉興艷[14]的研究中發現5種主栽果梅中均有16種氨基酸,包括7種人體必需氨基酸(未檢測色氨酸),而楊競奮[15]發現青梅中含有8種人體必需氨基酸,但在本研究未檢測到色氨酸和賴氨酸,這可能是其在該地區果梅中缺乏或含量較低。貴州喀斯特地區大多數果梅果實中的總氨基酸含量和必需氨基酸含量均較高,高于已報道的其它地區果梅[14](520.40 mg/100 g)、梨[16](24.26 mg/100 g)、蘋果[17](114.48 mg/100 g)、刺梨[5](247.90 mg/100 g)等水果,但是其人體必需氨基酸含量占氨基酸總量的比例遠低于多數水果。果梅果實中含有大量兒童必需氨基酸,且多數果梅支鏈氨基酸含量較高,最高可達212.05 mg/100 g。果梅藥效氨基酸的含量亦很豐富,遠高于桑葚[18](203.41 mg/100 g)、荔枝[19](70.30 mg/100 g),果梅果實中的藥效氨基酸主要為精氨酸,其含量占藥效氨基酸含量的一半以上。精氨酸也是胎兒期和哺乳期動物的一種必需氨基酸[20],且具有改善心腦血管疾病、提高機體免疫力、促進腸道發育等保健作用[21]。果梅果實中的呈味氨基酸含量高于桑葚[18](270.07 mg/100 g)、荔枝[19](32.72 mg/100 g)等植物,且多數果梅樣品中呈味氨基酸占總氨基酸含量的比例超過50%,因此果梅有其獨特的風味。

在野生梅資源中荔波-14果實中必需氨基酸、兒童必需氨基酸、藥效氨基酸、芳香族氨基酸以及氨基酸總量在野生梅中均為最高,且支鏈氨基酸含量、精氨酸含量等也較為豐富,經與栽培果梅品種對比后發現,荔波-14果實中羥基脯氨酸、γ-氨基丁酸、蘇氨酸、亮氨酸、天冬酰胺等多種氨基酸均高于栽培品種,所以荔波-14可以作為天然氨基酸提取加工的優質原材料,也可作為高氨基酸含量以及功能性氨基酸果梅品種選育的親本。荔波-19果實鮮味、甜味及呈味氨基酸總量均最高,且芳香族氨基酸含量僅次于荔波-14,這使得其具有特殊的風味與香氣,因此荔波-19可作為果梅風味產品開發。此外,野生梅中還發現荔波-6果實中含有較高的Met和Gly;荔波-10果實中以支鏈氨基酸總量最高,其中Val含量遠高于栽培品種;荔波-16果實中組氨酸含量較為突出,這表明荔波喀斯特野生梅在氨基酸組分及含量方面具有利用前景,可作為高氨基酸、功能性氨基酸選育的親本,或可作為藥用氨基酸提取的優質原材料,也可直接應用于生產。因此,合理利用這些具有優良特性的地方果梅資源,對于后期果梅功能性成分育種以及果梅的精深加工具有極高的參考價值。

4　結論

不同單株果梅果實總氨基酸含量在747.04～10925.31 mg/100 g之間,必需氨基酸含量在32.09～1226.24 mg/100 g之間;精氨酸、天冬酰胺、羥脯氨酸為主要氨基酸,且精氨酸含量最高;從氨基酸總量、必需氨基酸含量等指標來看,在野生梅資源中荔波-14果實含量最高,品質最好;野生梅果實中呈味氨基酸和藥用氨基酸含量豐富,開發利用潛質較大。

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