4種小檗科植物葉片的蛋白質(zhì)及氨基酸組成分析

牛麗麗，張華峰，①，楊曉華，李 璐，張弘宇，張 翔

(1.陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院藥用資源與天然藥物化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室西北瀕危藥材資源開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710062;2.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院衛(wèi)生部法醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710061)

蛋白質(zhì)和氨基酸是植物體內(nèi)重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，研究藥用植物的蛋白質(zhì)和氨基酸組成對(duì)藥用植物資源的合理開發(fā)和綜合利用具有重要意義，但目前對(duì)藥用植物次生代謝物的研究較為廣泛 (如黃酮類化合物)［1-2］，而對(duì)其初生代謝物的研究相對(duì)較少［3-4］。

中國(guó)分布有小檗科(Berberidaceae)植物11屬303種［5］，其中的南天竹屬(Nandina Thunb.)、十大功勞屬(Mahonia Nutt.)和小檗屬(Berberis Linn.)的很多種類都具有藥用或食用價(jià)值［1，6］，但鮮見對(duì)其蛋白質(zhì)和氨基酸組成的研究報(bào)道［2，6］。作者對(duì)其中的4種植物葉片的蛋白質(zhì)及氨基酸組成進(jìn)行了分析，以期為小檗科植物資源的開發(fā)利用提供研究依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試4種植物為南天竹(Nandina domestica Thunb.)、十大功勞〔Mahonia fortunei(Lindl.)Fedde〕、闊葉十大功勞〔M.bealei(Fort.)Carr.〕和日本小檗(Berberis thunbergii DC.)。各種類的葉片于2012年12月中旬采自武漢植物園。每種植物隨機(jī)選擇3株樣株分別采集頂端葉片，分別置于通風(fēng)處陰干粉碎后過80目篩，并置于60℃干燥至恒質(zhì)量，供試。

1.2 方法

1.2.1 總蛋白質(zhì)含量測(cè)定 分別準(zhǔn)確稱取各樣株葉片粉末樣品 0.300 0 g，參照 GB 5009.5—2010［7］的方法依次消化后，用Kjeltec 2300型全自動(dòng)凱氏定氮儀(瑞典FOSS公司)測(cè)定總蛋白質(zhì)含量。3次重復(fù)，結(jié)果取平均值。

1.2.2 蛋白質(zhì)組分的分離和含量測(cè)定 準(zhǔn)確稱取各樣株葉片粉末0.200 0 g，參照文獻(xiàn)［8］的方法分離蛋白質(zhì)組分。分別獲得清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白提取液;采用考馬斯亮藍(lán)法［9］測(cè)定各組分含量。3次重復(fù)，結(jié)果取平均值。

1.2.3 氨基酸組成分析 分別準(zhǔn)確稱取各樣株葉片粉末樣品0.100 0 g，加入 6 mol·L-1HCl 10 mL，持續(xù)吹氮?dú)?5 min 后用壓蓋器封口，置于(110±1)℃水解22 h;水解液用0.45 μm濾膜過濾;取200 μL濾液，用氮?dú)獯蹈?殘留物用0.02 mol·L-1HCl 5 mL復(fù)溶，0.45 μm 濾膜過濾;用 L-8900型全自動(dòng)氨基酸分析儀(日本HITACHI公司)分析氨基酸種類和含量，其中色氨酸(Trp)未檢出。3次重復(fù)，結(jié)果取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)分析

［10］的方法計(jì)算必需氨基酸與總氨基酸含量的比值(E/T值);以雞蛋蛋白為參考蛋白質(zhì)計(jì)算必需氨基酸的化學(xué)評(píng)分(CS值)［11］，以標(biāo)準(zhǔn)蛋白為參考蛋白質(zhì)計(jì)算必需氨基酸的評(píng)分(AAS值)，AAS值=(1g總蛋白質(zhì)中某種必需氨基酸的含量/1g標(biāo)準(zhǔn)蛋白中同種必需氨基酸的含量)×100%，其中，參照文獻(xiàn)［12］確定標(biāo)準(zhǔn)蛋白的氨基酸構(gòu)成模式。采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，采用Oneway ANOVA方法檢測(cè)樣本間的差異顯著性。

2 結(jié)果和分析

2.1 蛋白質(zhì)組成分析結(jié)果

4種小檗科植物葉片中總蛋白質(zhì)的組成及含量見表1。南天竹的總蛋白質(zhì)含量最高(129.50 g·kg-1)，與其他3種植物有顯著差異(P＜0.05);日本小檗的總蛋白質(zhì)含量最低(53.50 g·kg-1)。清蛋白含量由高到低依次為十大功勞、闊葉十大功勞、日本小檗、南天竹;球蛋白含量以闊葉十大功勞最高(1.75 g·kg-1)，南天竹最低(0.12 g·kg-1);醇溶蛋白含量以南天竹最高(10.48 g·kg-1)，日本小檗最低(6.85 g·kg-1);谷蛋白含量以南天竹最高(11.24 g·kg-1)，十大功勞最低(4.31 g·kg-1)。4種植物的各蛋白質(zhì)組分含量有顯著差異(P＜0.05)。總體上看，南天竹和闊葉十大功勞葉片中總蛋白質(zhì)含量較高，而日本小檗葉片中總蛋白質(zhì)含量較低。

2.2 氨基酸組成分析結(jié)果

4種小檗科植物葉片中氨基酸的組成及含量見表2。日本小檗葉片中氨基酸種類最多，可檢出17種氨基酸;而南天竹、十大功勞和闊葉十大功勞葉片中未檢出半胱氨酸(Cys)。南天竹葉片中賴氨酸(Lys)含量顯著高于其他種類(P＜0.05)，其半必需氨基酸〔組氨酸(His)和精氨酸(Arg)〕的含量也顯著高于其他種類;而日本小檗葉片中半必需氨基酸含量最低。

表1 4種小檗科植物葉片中蛋白質(zhì)組成及含量的比較(n=3)1)Table 1 Comparison on composition and content of protein in leaf of four species in Berberidaceae(n=3)1)

此外，4種植物葉片中總氨基酸和必需氨基酸含量也有明顯差異，其中，南天竹葉片中總氨基酸和必需氨基酸含量均最高、日本小檗葉片中均最低。此外，南天竹葉片中E/T值也最高，達(dá)到了WHO對(duì)于優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源的推薦標(biāo)準(zhǔn)(36%)。

2.3 必需氨基酸的CS值和AAS值比較

4種小檗科植物葉片中必需氨基酸的CS值和AAS值見表3。南天竹、十大功勞和闊葉十大功勞葉片中的第一限制氨基酸(limiting amino acids)為甲硫氨酸+半胱氨酸(Met+Cys)，其CS值分別為9.04、3.79和4.53;日本小檗葉片中第一限制氨基酸為亮氨酸(Leu)，CS值為5.64。4種植物的第二限制氨基酸均為異亮氨酸(Ile)。此外，由表2和表3可知:南天竹葉片中必需氨基酸含量和AAS值均最高，說明南天竹葉片中必需氨基酸種類相對(duì)比較齊全、組成比例較為合理。

表2 4種小檗科植物葉片中氨基酸組成及含量比較(n=3)1)Table 2 Comparison on composition and content of amino acids in leaf of four species in Berberidaceae(n=3)1)

表3 4種小檗科植物葉片中必需氨基酸的CS值和AAS值的比較Table 3 Comparison on CS and AAS values of essential amino acids in leaf of four species in Berberidaceae

3 討論和結(jié)論

供試的4種小檗科植物葉片的蛋白質(zhì)和氨基酸組成差異較大，其中十大功勞和闊葉十大功勞雖為同屬植物，但兩者的總蛋白質(zhì)組成和含量及氨基酸含量卻有顯著差異(P＜0.05)，表明植物遺傳因素對(duì)其蛋白質(zhì)和氨基酸組成影響較大。

供試4種植物中，南天竹葉片中賴氨酸(Lys)、甲硫氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)、纈氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)和異亮氨酸(Ile)的含量均最高，并且其氨基酸組成也更接近人體的需求;其葉片中 Lys、Met、Phe、Val、Leu、Ile、蘇氨酸(Thr)和組氨酸(His)等的含量均明顯高于桑(Morus alba Linn.)葉［13］，其E/T 值(40.92%)則超過了蓮(Nelumbo nucifera Gaertn.)的種子(36.40%)［14］。綜合分析結(jié)果顯示:南天竹葉片所含的蛋白質(zhì)品質(zhì)較好、氨基酸組成較為平衡，更加接近人體必需氨基酸的構(gòu)成模式值，在不考慮其他因素的前提下可以作為良好的植物蛋白質(zhì)來源，具有較大的研究及開發(fā)潛力。

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