云南核桃分心木氨基酸含量及綜合評(píng)價(jià)

賀 娜 耿樹(shù)香 寧德魯 肖良俊

(云南省林業(yè)科學(xué)院，云南 昆明 650201)

核桃(Diaphragmajuglandis)分心木，別名胡桃衣、胡桃?jiàn)A、胡桃隔[1-3]，是胡桃科 (Jualandaceae) 核桃屬植物核桃的果核內(nèi)木質(zhì)隔膜，體輕，有革質(zhì)和骨質(zhì)之別，易折斷[4-5]，通常占核桃質(zhì)量的4%～5%。分心木具有良好的藥理作用，可以健脾固腎、利尿清熱，對(duì)治療淋病尿血、暑熱瀉痢等疾病也有良好的效果。分心木中氨基酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)占分心木總質(zhì)量的3%～15%，現(xiàn)代飲食提倡低脂肪，氨基酸是蛋白質(zhì)高白的基本組成單位[6]。氨基酸除了在調(diào)節(jié)機(jī)體營(yíng)養(yǎng)代謝中具有獨(dú)特功能，參與機(jī)體一氧化氮、酶及多肽等多種生物活性物質(zhì)合成，有的還具有多種藥理活性，在調(diào)節(jié)神經(jīng)、內(nèi)分泌、免疫和酶活性方面發(fā)揮作用[7]。目前對(duì)核桃分心木中氨基酸的研究尚處于空白階段，尚無(wú)有關(guān)于氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)的相關(guān)研究。

核桃是云南省最重要的特色經(jīng)濟(jì)林木樹(shù)種之一，截至2017年底，全省核桃種植面積2.87 × 106hm2，產(chǎn)量達(dá)1.16 × 106t，副產(chǎn)品分心木近4.00 × 104t，資源巨大。近年來(lái)，隨著核桃分心木內(nèi)含物成分研究的開(kāi)展，發(fā)現(xiàn)了許多抗腫瘤、抗氧化活性成分[8-9]。本研究通過(guò)云南省14個(gè)核桃品種分心木中17種氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定，并對(duì)其進(jìn)行主成分分析，為分心木的功能性成分的提取和產(chǎn)品加工提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

14個(gè)供試核桃品種的成熟果實(shí)于2015年8月15日至9月30日采自云南臨滄、大理、麗江等主栽區(qū)，每個(gè)品種摘取4個(gè)方位各10個(gè)成熟果，混合后手工剝?nèi)デ嗥?，?0 ℃烘箱中烘干，剝?nèi)》中哪緜溆谩?/p>

1.2 氨基酸組成與質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定

參照GB/T 5009.124—2003[10]測(cè)定氨基酸組成。取14個(gè)核桃品種的備用分心木粉碎，稱(chēng)取過(guò)100目篩的0.5 g樣品于水解管中，加入6 mol/L鹽酸溶液水解樣品，利用Biochrom30 + 氨基酸分析儀測(cè)定，在440 nm波長(zhǎng)下測(cè)定脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在570 nm波長(zhǎng)下測(cè)定其余16種氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)，重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007和SPSS 18.0進(jìn)行主成分分析和綜合評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃分心木的氨基酸組成與質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由圖1可知，核桃分心木中僅檢測(cè)出17種氨基酸，其他未見(jiàn)的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)或太低，或在測(cè)定過(guò)程中遭到水解而未檢測(cè)出。14個(gè)核桃品種分心木中氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值為0.025%～0.355%。

2.2 氨基酸變異分析

由表1可知，17種氨基酸變異程度明顯不同，變異系數(shù)為21.38%～141.96%。其中酪氨酸和蛋氨酸的變異系數(shù)最大，分別為141.96%和132.74%，說(shuō)明這2種氨基酸遺傳變異較大，相對(duì)穩(wěn)定差。變異系數(shù)大小差異表明各品種核桃分心木中蛋白質(zhì)組成差異較大。

2.3 氨基酸的相關(guān)性分析

由表2可知，谷氨酸與絲氨酸、精氨酸間，絲氨酸與異亮氨酸、亮氨酸間，甘氨酸與酪氨酸、苯丙氨酸間，精氨酸與苯丙氨酸、異亮氨酸間，苯丙氨酸與亮氨酸間，亮氨酸與賴(lài)氨酸間存在顯著相關(guān) (P< 0.05)；天冬氨酸與谷氨酸間，絲氨酸與精氨酸間，組氨酸與蘇氨酸間，甘氨酸與精氨酸、丙氨酸間，苯丙氨酸與賴(lài)氨酸間，異亮氨酸與亮氨酸間存在極顯著相關(guān) (P< 0.01)。

注：①為天門(mén)冬氨酸；②為谷氨酸；③為絲氨酸；④為組氨酸；⑤為甘氨酸；⑥為蘇氨酸；⑦為精氨酸；⑧為丙氨酸；⑨為酪氨酸；為胱氨酸；為纈氨酸；為蛋氨酸；為苯丙氨酸；為異亮氨酸；為亮氨酸；為賴(lài)氨酸；為脯氨酸。

表1 氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)與變異系數(shù)Table 1 Amino acid contents and variation coefficients of D.juglandis fructus %

2.4 氨基酸主成分分析

由表3可知，第1主成分的貢獻(xiàn)率較高，為33.909%，其中絲氨酸、精氨酸、亮氨酸有較大的特征向量值；第2主成分的貢獻(xiàn)率為17.582%，其中組氨酸和蘇氨酸有較大的特征向量值，丙氨酸和苯丙氨酸有較大的負(fù)向量值；第3主成分的貢獻(xiàn)率為15.409%，其中蛋氨酸有較大的正向量值，谷氨酸有較大的負(fù)向量值；第4主成分貢獻(xiàn)率為12.727%，丙氨酸和酪氨酸有較大的向量值。前4個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到79.626%，說(shuō)明前4個(gè)主成分基本概括核桃分心木17種氨基酸的主要信息。

表2 17種氨基酸Pearson相關(guān)性分析Table 2 Pearson analysis of 17 amino acids

表3 17種氨基酸主成分矩陣Table 3 Principal component matrix of 17 amino acids

以上4個(gè)主成分的向量值為正且值較大，表明此成分對(duì)該主成分的正向影響越大；向量值為負(fù)且值較大，表明此成分對(duì)該主成分的負(fù)向影響越大。

2.5 綜合評(píng)判及排序結(jié)果

用Z1、Z2、Z3、Z4分別代表4個(gè)主成分，X1、X2、X3、……X15、X16、X17分別代表17個(gè)氨基酸成分，可得到如下的線性方程：

Z1=0.495X1+0.584X2+0.810X3+0.385X4+0.653X5+0.514X6+0.845X7+0.252X8+0.536X9+0.513X10+0.558X11+0.237X12+0.652X13+0.721X14+0.806X15+0.503X16+0.372X17

(1)

Z2=0.098X1-0.024X2+0.325X3+0.769X4-0.495X5+0.661X6+0.066X7-0.617X8-0.028X9-0.052X10-0.406X11+0.151X12-0.656X13+0.282X14+0.067X15-0.550X16+0.456X17

(2)

Z3=-0.577X1-0.722X2-0.292X3+0.274X4-0.164X5+0.307X6-0.309X7+0.206X8+0.316X9+0.577X10+0.120X11+0.755X12-0.077X13+0.175X14+0.208X15+0.346X16-0.358X17

(3)

Z4=-0.461X1-0.217X2+0.197X3+0.259X4+0.454X5+0.014X6+0.221X7+0.581X8+0.597X9+0.116X10-0.029X11-0.319X12-0.218X13-0.456X14-0.386X15-0.398X16+0.411X17

(4)

同時(shí)，分別以第1、2、3、4主成分對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率a1、a2、a3、a4作為權(quán)數(shù)，構(gòu)建的綜合評(píng)價(jià)模型如下：

C=a1Z1+a2Z2+a3Z3+a4Z4[11]

(5)

將14個(gè)核桃品種分心木的17種氨基酸指標(biāo)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)代入對(duì)應(yīng)的表達(dá)式中，得到各品種分心木氨基酸的綜合得分值 (C值)，見(jiàn)表4。

以4個(gè)主成分對(duì)云南14個(gè)核桃品種分心木中氨基酸進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析。結(jié)果表明，細(xì)香核桃綜合得分值最大，為1.548；大麻2號(hào)得分值最小，為0.611。所有核桃品種綜合得分值排序?yàn)椋杭?xì)香核桃 > 云新303 > 華寧大砂殼核桃 > 云新306 > 云新高原 > 魯?shù)榇舐?號(hào)核桃 > 大姚三臺(tái)核桃 > 云新301 > 云新36 > 華寧大白殼核桃 > 圓菠蘿 > 娘青核桃 > 永泡1號(hào) > 魯?shù)榇舐?號(hào)核桃。

表4 14個(gè)核桃品種分心木17種氨基酸的綜合得分值Table 4 Comprehensive scores of 14 cultivars based on contents of 17 amino acids

3 結(jié)論與討論

本研究測(cè)定了14份云南核桃分心木氨基酸的17種組成，通過(guò)變異系數(shù)分析，17種氨基酸組成變異程度明顯不同，變異系數(shù)為25.01%～87.68%。其中，半胱氨酸和蛋氨酸的變異系數(shù)最大，分別為87.68%和84.87%，說(shuō)明這2種氨基酸遺傳變異較大，相對(duì)穩(wěn)定差。

主成分分析中各成分是相對(duì)獨(dú)立的指標(biāo)體系，彼此各不相關(guān)，同時(shí)研究對(duì)象在各成分上存在明顯差異，便于對(duì)研究對(duì)象做出直觀的分析判斷與評(píng)價(jià)[12-13]。本研究通過(guò)對(duì)云南14個(gè)品種核桃分心木中氨基酸組成進(jìn)行主成分分析得出，4個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到79.626%，說(shuō)明這4個(gè)主成分基本概括核桃分心木17種氨基酸的主要信息，在反映核桃分心木氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成中絲氨酸、精氨酸、亮氨酸為首要性狀，組氨酸和蘇氨酸等為次要性狀。

氨基酸作為重要的生物活性物質(zhì)，具有多種重要功能。核桃分心木氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、種類(lèi)是評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。因此，核桃分析木中氨基酸的種類(lèi)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)分心木品質(zhì)有較大影響，分析其種類(lèi)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯得尤為重要。而分心木作為核桃的副產(chǎn)物，資源巨大，藥理作用強(qiáng)。本研究通過(guò)對(duì)云南14個(gè)品種核桃分心木中氨基酸組成進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，細(xì)香核桃、云新303、華寧大砂殼核桃氨基酸綜合得分值達(dá)1.548、1.249和1.146，分別排第1、2、3，這表明這3個(gè)核桃品種分心木中氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和保健價(jià)值優(yōu)于其他品種核桃分心木，為下一步核桃分心木功能成分的提取和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了重要的參考。