貴州喀斯特地區(qū)果梅果實(shí)游離氨基酸含量分析

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(貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院,貴州省果樹(shù)工程技術(shù)研究中心,貴州貴陽(yáng) 550025)

果梅富含多種營(yíng)養(yǎng)保健成分,是一種極具開(kāi)發(fā)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(zhì)[2],是不可或缺的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和蛋白質(zhì)的基本組成物質(zhì);同時(shí),一些氨基酸作為生長(zhǎng)因子、抗氧化劑、DNA和RNA穩(wěn)定劑、代謝調(diào)節(jié)劑和生物體內(nèi)的第二信使起著至關(guān)重要的作用[3-4]。目前,已有刺梨[5]、杏[6]、山楂[7]蘋(píng)果[8]、李[9]、棗[10]等多種果樹(shù)果實(shí)氨基酸種類(lèi)及含量分析研究的大量報(bào)道。貴州省荔波喀斯特地區(qū)作為我國(guó)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(zhì)資源的挖掘、應(yīng)用和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及其生物活性物質(zhì)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(qū)野生果梅果實(shí)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(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)提供理論依據(jù),為地方野生梅的開(kāi)發(fā)利用以及開(kāi)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(guó)家級(jí)茂蘭喀斯特野生梅自然保護(hù)區(qū),采集樹(shù)勢(shì)健壯,樹(shù)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(biāo)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(shí)間均為2016年5月下旬,采后放入冰盒,立即帶回實(shí)驗(yàn)室。樣品經(jīng)洗滌、烘干研磨后過(guò)40目篩備用;氨基酸混合標(biāo)樣含42種游離氨基酸各100 nmol/mL,德國(guó)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(shù)控超聲清洗器中國(guó)昆山市超聲儀器有限公司;Sorvall Stratos冷凍高速離心機(jī)美國(guó)Thermo公司;A300型氨基酸自動(dòng)分析儀德國(guó)MembraPure公司;Milli-Q AdvantageA10超純水儀美國(guó)Merck Millipore公司。

1.2　實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1游離氨基酸樣品前處理稱(chēng)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(guò)濾后待上機(jī)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(dòng)分析儀,柱溫60 ℃,反應(yīng)器115 ℃,進(jìn)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(yīng),除脯氨酸及羥脯氨酸在波長(zhǎng)440 nm處測(cè)定吸光度,其余氨基酸在波長(zhǎng)570 nm處測(cè)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(jì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)(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(jì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3　數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用Excel軟件完成,氨基酸含量以干重計(jì)算。

2　結(jié)果與分析

2.1　氨基酸的含量與組分

野生果梅果實(shí)中游離氨基酸種類(lèi)豐富,所有果梅單株果實(shí)中共檢測(cè)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(shù)據(jù)見(jiàn)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(lèi)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T(mén)hr、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(cè)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(guò)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(dá)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(dá)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(qiáng)體外和體內(nèi)蛋白質(zhì)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(guò)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(dá)10.35%,其余單株均在0.87%～6.63%范圍內(nèi)。

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(guò)1000 mg/100 g;藥效氨基酸占總氨基酸的比例為15.15%～46.71%,多數(shù)單株果梅所占比例基本一致;果梅果實(shí)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(jià)值較高的食物資源。

表1　果梅果實(shí)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(xù)表

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

表2　果梅果實(shí)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(biāo)有不同小寫(xiě)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(dòng),還參與果實(shí)其他品質(zhì)特征成分和風(fēng)味物質(zhì)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(dá)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(dá)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(dá)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(guò)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(shù)果梅單株呈味氨基酸含量占總氨基酸含量的比例超過(guò)50%,果梅獨(dú)特的氣味可能與高含量的呈味氨基酸有密切聯(lián)系,因此果梅產(chǎn)品風(fēng)味開(kāi)發(fā)潛力很大。

表3　果梅果實(shí)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(cè)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(lèi)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(fā)現(xiàn)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(cè)色氨酸),而楊競(jìng)奮[15]發(fā)現(xiàn)青梅中含有8種人體必需氨基酸,但在本研究未檢測(cè)到色氨酸和賴(lài)氨酸,這可能是其在該地區(qū)果梅中缺乏或含量較低。貴州喀斯特地區(qū)大多數(shù)果梅果實(shí)中的總氨基酸含量和必需氨基酸含量均較高,高于已報(bào)道的其它地區(qū)果梅[14](520.40 mg/100 g)、梨[16](24.26 mg/100 g)、蘋(píng)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(yuǎn)低于多數(shù)水果。果梅果實(shí)中含有大量?jī)和匦璋被?且多數(shù)果梅支鏈氨基酸含量較高,最高可達(dá)212.05 mg/100 g。果梅藥效氨基酸的含量亦很豐富,遠(yuǎn)高于桑葚[18](203.41 mg/100 g)、荔枝[19](70.30 mg/100 g),果梅果實(shí)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(dòng)物的一種必需氨基酸[20],且具有改善心腦血管疾病、提高機(jī)體免疫力、促進(jìn)腸道發(fā)育等保健作用[21]。果梅果實(shí)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(shù)果梅樣品中呈味氨基酸占總氨基酸含量的比例超過(guò)50%,因此果梅有其獨(dú)特的風(fēng)味。

在野生梅資源中荔波-14果實(shí)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(jīng)與栽培果梅品種對(duì)比后發(fā)現(xiàn),荔波-14果實(shí)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(yōu)質(zhì)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(shí)鮮味、甜味及呈味氨基酸總量均最高,且芳香族氨基酸含量?jī)H次于荔波-14,這使得其具有特殊的風(fēng)味與香氣,因此荔波-19可作為果梅風(fēng)味產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。此外,野生梅中還發(fā)現(xiàn)荔波-6果實(shí)中含有較高的Met和Gly;荔波-10果實(shí)中以支鏈氨基酸總量最高,其中Val含量遠(yuǎn)高于栽培品種;荔波-16果實(shí)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(yōu)質(zhì)原材料,也可直接應(yīng)用于生產(chǎn)。因此,合理利用這些具有優(yōu)良特性的地方果梅資源,對(duì)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(jià)值。

4　結(jié)論

不同單株果梅果實(shí)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(biāo)來(lái)看,在野生梅資源中荔波-14果實(shí)含量最高,品質(zhì)最好;野生梅果實(shí)中呈味氨基酸和藥用氨基酸含量豐富,開(kāi)發(fā)利用潛質(zhì)較大。

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