大麥苗粉中氨基酸組成及含量

盧 偉 陸 寧

LU Wei LU Ning

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽 合肥 230036)

(College of Tea and Food Science and Technology, Anhui Agricultural University, Hefei, Anhui 230036, China)

大麥苗粉是取自大麥15～30 cm的嫩葉，經(jīng)割青、清洗、殺青、干燥、粉碎等獨(dú)特的制粉工藝加工而成，具有高膳食纖維、高蛋白、高維生素、低糖、低脂肪的特點(diǎn)。研究[1-3]發(fā)現(xiàn)，大麥苗粉具有提高睡眠質(zhì)量、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)傷口愈合、排毒養(yǎng)顏、延緩衰老、抗氧化、解毒、緩解抑郁等保健功能，比較適宜于亞健康人群食用。

大麥苗粉中含有豐富的蛋白質(zhì)，氨基酸是蛋白質(zhì)的組成單位，但目前有關(guān)大麥苗粉中所含氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的研究較少，多見大麥苗粉中維生素、脫鎂葉綠酸、葉綠素、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、黃酮類等成分的研究[4-6]。本研究擬通過全自動(dòng)氨基酸分析儀對(duì)大麥苗粉中所含的18種水解氨基酸和35種游離氨基酸進(jìn)行測(cè)定，為進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用大麥苗粉提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

大麥苗粉：市售；

鹽酸：優(yōu)級(jí)純，西隴化工股份有限公司；

4%磺基水楊酸：上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

日立全自動(dòng)氨基酸分析儀：L-8900型，日本 Hitachi公司；

真空干燥箱：DZF-6050型，上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；

單列單控三孔水浴鍋：HH-3A型，江蘇金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；

分析天平：BS210S型，北京賽多利斯天平有限公司；

超速冷凍離心機(jī)：5417R型，德國(guó)Eppendorf公司；

數(shù)控超聲清洗器：JK-5000DB型，合肥金尼克機(jī)械制造有限公司；

電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱：DGT-G 42型，合肥華德利科學(xué)器材有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 水解氨基酸測(cè)定樣品的制備 根據(jù)文獻(xiàn)[7～8]，樣品制備方法修改如下：

(1) 稱取100 mg大麥苗粉置于消解管中，加入6 mol/L 的HCl溶液10 mL，然后充N2蓋緊管蓋。

(2) 置于105 ℃電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱中水解22～24 h。

(3) 用超純水定容至50 mL。

(4) 取1 mL于小燒杯中，在55～60 ℃真空干燥箱中烘干。

(5) 向燒杯中加入1 mL 0.02 mol/L的HCl溶解后，過0.45 μm水膜上樣。

1.2.2 游離氨基酸測(cè)定樣品的制備 根據(jù)文獻(xiàn)[9]，樣品制備方法修改如下：

(1) 稱取100 mg大麥苗粉置于10 mL離心管中，加入4%的磺基水楊酸溶液5 mL，將離心管置于超聲儀中，超聲浸提30 min。

(2) 取上清液于2 mL離心管中，于4 ℃，12 000 r/min離心30 min。

(3) 取離心后的上清液過0.45 μm水膜上樣。

1.2.3 全自動(dòng)氨基酸分析儀分析條件 采用全自動(dòng)氨基酸分析儀測(cè)定大麥苗粉中氨基酸的含量，分離柱：4.6 mm × 60 mm，3 μm的離子交換樹脂；反應(yīng)柱：4.6 mm ID ×40 mm L(柱后衍生)；輸液泵壓力：0～30 MPa；進(jìn)樣量：20 μL；凹面衍射光柵，波長(zhǎng)：570，440 nm。

2 結(jié)果與分析

2.1 水解氨基酸

2.1.1 水解氨基酸圖譜分析 圖1為17 種氨基酸分析色譜圖。其中，570 nm(VIS1)波長(zhǎng)檢測(cè)到16 種氨基酸的高度峰，440 nm (VIS2)波長(zhǎng)檢測(cè)到脯氨酸(Pro)的高度峰。其中圖1(a)、(c)為17種氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品在570，440 nm處的圖譜，可以看出氨基酸峰分離效果良好。

2.1.2 大麥苗粉水解氨基酸總量及組成分析

(1) 大麥苗粉水解氨基酸總量分析：由于試驗(yàn)中采用蛋白質(zhì)保護(hù)性鹽酸水解法[10-11]，Trp在鹽酸水解蛋白質(zhì)的過程中被破壞[12-13]，所以測(cè)定氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品和大麥苗粉的水解氨基酸時(shí)，沒有檢測(cè)到Trp。如表1所示，大麥苗粉中Glu含量最高，占水解氨基酸總量的15.179%，其次是Asp，占水解氨基酸總量的13.307%。Gln和Asn在水解過程中會(huì)產(chǎn)生Glu和Asp[14-15]，可能是Glu和Asp檢測(cè)結(jié)果含量比較高的原因之一。Met和Cys含量較低，分別占水解氨基酸總量的0.328%和0.756%，可能是Met和Cys與空氣接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)[16]，損失了部分Met和Cys。

大麥苗粉水解氨基酸中有7種人體必需氨基酸，占水解氨基酸總量的40%以上，說明大麥苗粉氨基酸含量豐富，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。必需氨基酸含量與非必需氨基酸含量非常接近WHO/FAO 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的40%和60%[17]。

(2) 大麥苗粉必需氨基酸組成分析：為了較好地說明大麥苗粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，采用氨基酸比值系數(shù)法[18-19]對(duì)大麥苗粉中的必需氨基酸詳細(xì)分析。氨基酸比值系數(shù)法，即根據(jù)氨基酸平衡理論利用WHO/FAO的必需氨基酸模式計(jì)算樣品中必需氨基酸的氨基酸比值(Ratio of amino acid，RAA)，氨基酸比值系數(shù)(Ratio coefficient of amino acid，RC)和比值系數(shù)分(Score of ratio coefcients，SRC)。RC值的大小可反映氨基酸的過剩與不足程度，越接近1，說明該必需氨基酸越接近WHO/FAO的推薦值；RC>1，說明該氨基酸含量相對(duì)過剩；RC<1，則說明該氨基酸含量相對(duì)缺乏，RC值最低的氨基酸為第一限制氨基酸。SRC是評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的指標(biāo)，越接近100，說明該物質(zhì)中必需氨基酸含量越均衡，該物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高。

圖1 氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品、大麥苗粉水解氨基酸分析圖譜

Figure 1 The Chromatograms of standard amino acids and hydrolyzed samples of barley leaf powder

由表2可知，大麥苗粉中Val、Ile和Met+Cys占總水解氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于模式譜標(biāo)準(zhǔn)。從必需氨基酸的RAA和RC的計(jì)算結(jié)果可以看出，Lys含量較符合氨基酸模式譜的要求；Thr、Leu和Phe+Tyr含量相對(duì)過剩。大麥苗粉中Met含量較低，為大麥苗粉的第一限制氨基酸。

(3) 大麥苗粉藥用氨基酸組成分析：自然界中氨基酸有20多種，其中Glu、Asp、Arg、Gly、Phe、Tyr、Met、Leu、Lys 9種氨基酸在一般植物中含量少，有些氨基酸人體不能合成，但又是維持機(jī)體氮平衡所必需的，稱為藥用氨基酸[20]。

由表3可知，大麥苗粉中共檢測(cè)出9種藥用氨基酸，其中Glu的含量最高，占藥用總氨基酸的23.758%，谷氨酸與血氨結(jié)合形成谷酰胺，具有解毒的功效，而且谷酰胺具有保護(hù)肝臟、促進(jìn)傷口愈合、緩解疲勞等療效[21-23]，可能是大麥苗具有解毒功效的原因之一。大麥苗粉中Asp的含量也比較高，達(dá)到1 219.391 mg/100 g。Asp在消除疲勞、預(yù)防高血壓、保護(hù)心肌[24-26]等方面具有重要意義。它是多胺合成的起始物，在調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)原發(fā)性免疫反應(yīng)中至關(guān)重要[27-29]，大麥苗粉富含Arg可能是大麥苗粉具有提高人體免疫力的原因之一。

表1 水解氨基酸分析測(cè)定結(jié)果?

? “*” 必需氨基酸。

表2 大麥苗粉中人體必需氨基酸組成分析?

? 氨基酸比值(RAA)=樣品中氨基酸含量/WHO/FAO模式譜氨基酸含量；氨基酸比值系數(shù)(RC)=氨基酸比值/氨基酸比值均數(shù)；比值系數(shù)分(SRC)=100-CV×100；CV：RC的變異系數(shù)。

表3大麥苗粉中藥用氨基酸的含量及比例

Table3 Therapeutic amino acid contents andpercentages of barley leaf powder

藥用氨基酸含量/(10-2 mg·g-1)占總藥用氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%Asp1 219.39120.828Glu1 390.87323.758Gly579.7289.902Met30.0520.513Leu767.54913.111Tyr307.2725.249Lys559.3799.555Arg506.8528.658Phe 493.3448.427藥用氨基酸總量5 854.440100.000

2.2 大麥苗粉游離氨基酸

2.2.1 游離氨基酸圖譜分析 圖2為氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品和大麥苗粉樣品中35種游離氨基酸色譜圖。其中，440 nm處檢測(cè)到脯氨酸(Pro)的高度峰；570 nm處檢測(cè)到其他氨基酸的高度峰。由圖2(a)可以看出，氨基酸峰分離效果良好，說明該種檢測(cè)方法條件設(shè)置合適。由圖2(b)可知，大麥苗粉中含有25種游離氨基酸且每種氨基酸分離效果良好。對(duì)比圖2(c)、(d)可知，Pro在440 nm處分離良好。

2.2.2 大麥苗粉游離氨基酸總量及組成分析

(1) 大麥苗粉游離氨基酸總量分析：由表4可知，大麥苗粉中游離氨基酸總量為983.852 mg/100 g，共含有26種游離氨基酸，包含人體所需的8種必需氨基酸，說明大麥苗粉中氨基酸種類齊全，營(yíng)養(yǎng)豐富。

(2) 大麥苗粉中風(fēng)味氨基酸組成分析：氨基酸根據(jù)所帶側(cè)鏈基團(tuán)的不同呈現(xiàn)不同的風(fēng)味，一般D-氨基酸呈現(xiàn)甜味；L-氨基酸的側(cè)鏈基團(tuán)較小時(shí)，呈現(xiàn)甜味；當(dāng)側(cè)鏈基團(tuán)較大并帶有堿基時(shí)，呈現(xiàn)苦味；當(dāng)側(cè)鏈基團(tuán)含有芳香基團(tuán)時(shí)，呈現(xiàn)芳香味。甜味氨基酸主要包括Gly、Ala、Ser、Thr、Pro、His；苦味氨基酸主要包括Val、Leu、Ile、Met、Trp、Arg；鮮味氨基酸主要包括Lys、Glu、Asp；芳香族氨基酸主要包括Phe、Tyr、Cys[30-31]。

氨基酸作為營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)，參與風(fēng)味物質(zhì)的合成，自身也具有呈味作用[32]。水解氨基酸在水中不能立即水解，風(fēng)味表現(xiàn)不明顯，游離氨基酸比較容易將風(fēng)味表現(xiàn)出來，因此游離氨基酸對(duì)風(fēng)味影響較大[33]。不同的氨基酸呈現(xiàn)不同的味道，其中8種必需氨基酸中Thr呈現(xiàn)甜味，Lys呈現(xiàn)鮮味，Phe呈現(xiàn)芳香味，其他5種均呈現(xiàn)苦味。大麥苗粉中風(fēng)味氨基酸對(duì)大麥苗粉風(fēng)味影響的順序?yàn)椋乎r味氨基酸>甜味氨基酸>苦味氨基酸>芳香族氨基酸。大麥苗粉中風(fēng)味氨基酸總含量為534.945 mg/100 g，其中Glu含量最高，為82.512 mg/100 g。根據(jù)表5可以看出，Glu的RCT值最大，為1 650.240，對(duì)大麥苗粉風(fēng)味的呈現(xiàn)貢獻(xiàn)最大；大麥苗粉中呈現(xiàn)甜味的氨基酸主要有Pro、His，呈現(xiàn)苦味的氨基酸有Val、Arg，呈現(xiàn)鮮味的氨基酸主要有Glu、Asp，因此Pro、His、Val、Arg、Glu、Asp 6種游離氨基酸使大麥苗粉呈現(xiàn)出獨(dú)特風(fēng)味。

圖2 游離氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品、大麥苗粉游離氨基酸分析圖譜

序號(hào)出峰時(shí)間/min標(biāo)樣氨基酸含量/(10-2 mg·g-1)占總游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%序號(hào)出峰時(shí)間/min標(biāo)樣氨基酸含量/(10-2 mg·g-1)占總游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%11.747P-Ser19.8162.0141948.953Ile*23.207 2.35922.287Tau16.6261.6902050.640Leu*21.7052.20632.993PEA324.68233.0012152.560Tyr16.4431.671410.620Asp69.3937.0532255.920Phe*31.2643.178515.327Thr*28.9842.9462359.293β-Ala21.7012.206616.880Ser40.6004.1272460.867β-AiBA2.3750.241721.573Glu82.5128.3872564.640γ-ABA32.6063.314826.020Sar0.0000.0002669.327Trp*16.4031.667928.813a-AAA0.0000.0002781.453Hylys0.0000.0001033.353Pro51.7945.2642885.347Orn0.0000.0001135.147Gly3.6170.3682988.367Lys*23.0942.3471237.087Ala55.4855.6403090.4271-Mehis0.0000.0001338.780Cit0.0000.0003192.880His*8.5470.8691440.353a-ABA20.8692.1213297.1733-Mehis0.0000.0001542.600Val*36.5513.71533100.420Ans22.7262.3101643.953Cys1.5650.15934104.200Car0.0000.0001745.513Met1.0550.10735109.673Arg0.0000.0001847.167Cysthi10.2321.040總量--983.852100.000

? “*”必需氨基酸。

表5 大麥苗粉中風(fēng)味氨基酸的含量及RCT?

? 氨基酸含量閾值比[33-34](ratio of content and taste threshold, RCT)，RCT=氨基酸含量(mg/100 g)/對(duì)應(yīng)氨基酸閾值(mg/100 mL)，RCT<1時(shí)，該氨基酸對(duì)物質(zhì)的風(fēng)味基本無影響，RCT≥1時(shí)，該氨基酸對(duì)物質(zhì)的風(fēng)味有影響，RCT值越大，該氨基酸對(duì)風(fēng)味影響越大。

3 結(jié)論

大麥苗粉中共檢測(cè)出26種氨基酸，氨基酸種類多樣，含量豐富，所以大麥苗粉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。大麥苗粉含有17種水解氨基酸，其中Glu含量最豐富，高達(dá)1 390.873 mg/100 g，其次是Asp，含量為1 219.391 mg/100 g。8種人體必需氨基酸含量占總水解氨基酸的40%以上，Met為大麥苗粉的第一限制氨基酸。大麥苗粉中PEA含量最多，高達(dá)324.682 mg/100 g，Asp、Glu、Arg、Pro、His、Val 6種游離氨基酸，使大麥苗粉呈現(xiàn)出獨(dú)特風(fēng)味。