不同葡萄品種果實(shí)中氨基酸含量分析

徐雯，蘇雅，陳秋生，裴毅,通信作者，聶江力，王柏茗

不同葡萄品種果實(shí)中氨基酸含量分析

徐雯1，蘇雅1，陳秋生2，裴毅1,通信作者，聶江力1，王柏茗1

（1. 天津農(nóng)學(xué)院園藝園林學(xué)院，天津 300384；2. 天津市農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，天津 300381）

為研究不同品種葡萄果實(shí)中氨基酸含量的差異，以河北省昌黎縣的6個(gè)葡萄品種為主要試材，采用氨基酸自動(dòng)分析儀，對(duì)葡萄果實(shí)中的氨基酸組分進(jìn)行定量分析。結(jié)果表明，葡萄果實(shí)中的主要氨基酸有谷氨酸、精氨酸、脯氨酸和天冬氨酸；葡萄果實(shí)中氨基酸總量為197.17～368.33 mg/100g，必需氨基酸含量介于41.88～84.36mg/100g，占總氨基酸含量的17.88%～25.33%，藥效氨基酸和非必需氨基酸在品種間差異顯著；6個(gè)品種所含有的19種氨基酸中含量最高的是谷氨酸，其中‘巨峰’谷氨酸的含量為106.96 mg/100g，而胱氨酸、蛋氨酸和酪氨酸含量很少，說(shuō)明不同品種葡萄果實(shí)在營(yíng)養(yǎng)學(xué)上有較大差異。

葡萄果實(shí)；氨基酸；含量；分析

葡萄（L.）是葡萄科（Vitaceae）葡萄屬（L.）中多年生落葉藤本植物，是世界上栽培歷史最長(zhǎng)、產(chǎn)量最大的果樹(shù)種類(lèi)之一，是比較耐旱的果樹(shù)樹(shù)種[1-2]。

在自然界中，氨基酸種類(lèi)多，達(dá)150多種，但在生物體內(nèi)，組成蛋白質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的氨基酸有20 多種，包括人體必需的7種氨基酸[3-4]。植物中氨基酸的存在形式有兩種，一種以游離態(tài)形式存在；另一種以結(jié)合態(tài)的形式存在于肽和蛋白質(zhì) 中[5]。氨基酸種類(lèi)及含量影響植物的生長(zhǎng)、成熟和休眠。研究發(fā)現(xiàn)，植物中游離氨基酸含量是反映植物抗逆性的重要生理指標(biāo)，尤其是植物的耐寒性[6]。葡萄中氨基酸具有抗氧化、抗菌和乳化作用，其中游離氨基酸不僅是葡萄生長(zhǎng)的主要代謝產(chǎn)物，也是葡萄酒釀制過(guò)程中酵母菌和細(xì)菌的必需營(yíng)養(yǎng)素，而氮源的多少是影響葡萄酒發(fā)酵的重要因素[7]。葡萄中氨基酸含量受品種、氣候、種植條件等因素的影響，研究氨基酸組分含量對(duì)提高葡萄品質(zhì)具有重要意義。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于葡萄果實(shí)中氨基酸含量的研究較少，本試驗(yàn)以6個(gè)葡萄品種為研究試材，對(duì)葡萄果實(shí)中的氨基酸含量進(jìn)行定量分析，以便更深入地研究葡萄果實(shí)品質(zhì)和風(fēng)味，為葡萄品種的選育、種植及推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的6個(gè)葡萄品種（‘黑提’‘美人指’‘巨峰’‘紅提’‘馬奶’‘玫瑰香’）均采自河北省秦皇島市昌黎縣十里鋪鄉(xiāng)，每個(gè)品種在果實(shí)成熟期隨機(jī)采摘適量樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室冷凍保存，用于氨基酸含量的測(cè)定。

1.2 試劑與儀器

1.2.1 主要試劑

茚三酮溶液（色譜純，日本日立公司）；混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品（GBW（E）100062）：天門(mén)冬氨酸（Asp）、蘇氨酸（Thr）、絲氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、胱氨酸（Cys）、纈氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、異亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、賴氨酸（Lys）、組氨酸（His）、精氨酸（Arg）、脯氨酸（Pro）全部購(gòu)自于中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院；γ-氨基丁酸和鳥(niǎo)氨酸標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自于北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術(shù)研究院。單個(gè)氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品均為固體，純度≥98%。試驗(yàn)用水為Milli-Q超純水。

1.2.2 主要儀器

水解管：耐壓螺旋蓋玻璃管（上海安譜儀器有限公司），旋蒸儀（德國(guó)Heidolph公司），氮吹儀（北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司），ME204E電子天平（美國(guó)梅特勒－托萊多公司），L-8900氨基酸自動(dòng)分析儀（日本日立公司），101-2AB型數(shù)顯電熱鼓風(fēng)干燥箱（天津泰斯特儀器有限公司），SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品前處理

稱(chēng)取適量樣品（2.00 g）于20 mL耐壓螺蓋玻璃試管中，加入15 mL 6 mol/L鹽酸溶液，向水解管中加入苯酚3～4滴，將水解管放入冷凍劑中，冷凍3～5 min，并接到真空泵上抽真空后充入氮?dú)?，在充氮?dú)鉅顟B(tài)下擰緊螺絲蓋。然后將已封口的水解管放在（110±1）℃的電熱鼓風(fēng)干燥箱中水解22 h后，取出冷卻至室溫，將水解液過(guò)濾至50 mL容量瓶中，用少量超純水多次沖洗水解管，水洗液移入同一容量瓶?jī)?nèi)，最后用超純水定容至刻度，搖勻備用。

準(zhǔn)確吸取1 mL濾液于梨形瓶中，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于45 ℃減壓干燥至干，再用2 mL超純水將其殘留物溶解，繼續(xù)以同樣的條件旋蒸至干，最后用2 mL檸檬酸鈉緩沖溶液復(fù)溶，用渦旋震蕩器震蕩混勻后，過(guò)0.22 μm濾膜，轉(zhuǎn)移至儀器進(jìn)樣瓶，即為樣品測(cè)定液，待測(cè)[8]。

1.3.2 測(cè)定方法

采用L-8900氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定葡萄果實(shí)中氨基酸含量。色譜柱：4.6 mm ID×40 mm，磺酸型陽(yáng)離子樹(shù)脂；流速0.999 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)：570 nm和440 nm；進(jìn)樣量20 μL。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和SPSS 22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和處理分析。運(yùn)用單因素方差分析（ANOVA）方法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種葡萄果實(shí)中氨基酸組分分析

2.1.1 葡萄果實(shí)中氨基酸種類(lèi)與總量分析

為研究不同葡萄品種果實(shí)中氨基酸組分含量，對(duì)6個(gè)葡萄品種進(jìn)行了氨基酸定量分析，不同葡萄品種果實(shí)中氨基酸種類(lèi)和含量見(jiàn)表1。6個(gè)葡萄品種均檢測(cè)到19種氨基酸，所含的氨基酸種類(lèi)較為豐富，由于色氨酸在酸水解過(guò)程中被破壞，故未被檢測(cè)出。這6個(gè)葡萄品種果實(shí)中氨基酸總量在197.17～368.33 mg/100g之間，其中‘巨峰’果實(shí)中氨基酸總量最高，為368.33 mg/100g，極顯著高于其他5個(gè)品種，含量最低的是‘馬奶’（197.17 mg/100g），與‘紅提’差異不顯著，但和其他4個(gè)品種之間存在極顯著差異。6個(gè)葡萄品種果實(shí)中氨基酸含量排在前4位的均為谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸和脯氨酸，這4種氨基酸為葡萄的主要氨基酸。其中‘巨峰’谷氨酸的含量最高，占氨基酸總量的29.04%；含量較高的還有天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、亮氨酸和賴氨酸，而纈氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、氨基丁酸和組氨酸含量較少，由于氨基酸的氧化作用，胱氨酸、蛋氨酸和酪氨酸含量很低。

表1 不同品種葡萄果實(shí)氨基酸組分含量 mg/100g

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同行字母不同表示不同品種葡萄同一種氨基酸含量達(dá)到Duncan’s新復(fù)極差檢驗(yàn)的顯著水平，小寫(xiě)字母表示0.05顯著水平，大寫(xiě)字母表示0.01極顯著水平。標(biāo)●為必需氨基酸，△為藥用氨基酸

2.1.2 葡萄果實(shí)中必需氨基酸含量分析

本試驗(yàn)共檢測(cè)到7種必需氨基酸，即異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸。由測(cè)定結(jié)果（表1）可知，6個(gè)葡萄品種中，‘黑提’的必需氨基酸含量最高，為84.36 mg/100g，極顯著高于其他5個(gè)品種，而‘巨峰’和‘玫瑰香’，‘紅提’和‘馬奶’之間差異不顯著。兒童必需氨基酸是由精氨酸、組氨酸加上人體必需的7種氨基酸構(gòu)成，其含量為98.19～ 152.45 mg/100g，占總氨基酸含量平均值的48.06 %。

2.1.3 葡萄果實(shí)中藥效氨基酸含量分析

天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸 、苯丙氨酸、賴氨酸、精氨酸等常被稱(chēng)為藥效氨基酸。根據(jù)表1可知，6個(gè)葡萄品種果實(shí)中藥效氨基酸含量存在極顯著差異，‘巨峰’的藥效氨基酸含量最高，為249.10 mg/100g，說(shuō)明‘巨峰’的藥用價(jià)值優(yōu)于其他5個(gè)品種。藥效氨基酸占氨基酸總量的比例較高，為64.47%～68.95%，其中精氨酸、谷氨酸、脯氨酸和天冬氨酸含量較高，說(shuō)明葡萄具有重要的食療和藥用 價(jià)值。

2.1.4 葡萄果實(shí)中呈味氨基酸含量分析

大多數(shù)氨基酸都有一定的味感，這些氨基酸參與果實(shí)風(fēng)味物質(zhì)形成過(guò)程，從而使果實(shí)呈現(xiàn)出獨(dú)特的風(fēng)味，此類(lèi)氨基酸通常被稱(chēng)為呈味氨基酸，根據(jù)對(duì)味覺(jué)產(chǎn)生的影響，可分為鮮味氨基酸、甜味氨基酸和苦味氨基酸[9]。鮮味氨基酸包括谷氨酸和天冬氨酸，由表2可知，6個(gè)葡萄品種果實(shí)中鮮味氨基酸含量介于34.05～128.03 mg/100g，占總氨基酸含量的16.22%～34.76%，其中谷氨酸是重要的鮮味劑[10]，谷氨酸在葡萄果實(shí)中含量較高。甜味氨基酸主要是由蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸組成，在葡萄果實(shí)中，甜味氨酸含量占總氨酸的22.35%～28.16%。葡萄果實(shí)中的苦味氨基酸主要為亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸和精氨酸，其含量為74.30～114.88 mg/100g，占總氨基酸含量的28.98%～44.59%，苦味氨基酸含量略高于鮮味和甜味氨基酸。其中‘巨峰’鮮味氨基酸含量較其他品種高，‘紅提’苦味氨基酸占總氨基酸含量較高。

表2 不同品種葡萄果實(shí)中呈味氨基酸含量

注：“比值”表示各種呈味氨基酸的含量與19種氨基酸總含量的比值

2.2 不同品種葡萄中必需氨基酸與FAO/WHO氨基酸模式譜（%）比較

世界衛(wèi)生組織（WHO）和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）在1973年提出的評(píng)價(jià)食物的必需氨基酸模式，食物中必需氨基酸種類(lèi)齊全且組成比例越接近FAO/WHO氨基酸模式要求，則這種食物中蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越高，越符合人體需求[11]。表3為6個(gè)葡萄品種中必需氨基酸與FAO/WHO氨基酸模式譜的比較，從表3可以看出，必需氨基酸可分為7類(lèi)，6個(gè)葡萄品種的必需氨基酸模式都不符合FAO/WHO提出的理想模式，質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)其EAA/TAA在40%左右，NEAA/TAA大于60%，不同品種葡萄果實(shí)中的EAA/TAA，NEAA/TAA均低于理想模式。同時(shí)從表3可知，6個(gè)葡萄品種中第一限制氨基酸為蛋氨酸＋胱氨酸，第二限制氨基酸為亮氨酸，因此，在食用葡萄時(shí)要搭配食用富含蛋氨酸＋胱氨酸和亮氨酸的食物，如芝麻、葵花籽、燕麥、乳制品、葉類(lèi)蔬菜，以及動(dòng)物蛋白質(zhì)等。

表3 不同品種葡萄果實(shí)中必需氨基酸與FAO/WHO氨基酸模式譜比較 %

3 討論

我國(guó)在果樹(shù)栽培方面歷史悠久，對(duì)于大宗果品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面的分析也日漸成熟，但對(duì)于葡萄果實(shí)中氨基酸含量的研究還較少。于惠春等[12]對(duì)煙臺(tái)地區(qū)6種釀酒白葡萄中的17種氨基酸組分進(jìn)行了測(cè)定，研究結(jié)果顯示，葡萄果實(shí)中總氨基酸含量為13 397.48～50 395.31 μg/g，必需氨基酸占氨基酸總量的比例為15.02%～30.25%；成冰等[13]對(duì)釀酒白葡萄中的氨基酸組分的研究表明，14種釀酒白葡萄中總氨基酸含量為1 128.550～4 967.779 mg/100g，并且脯氨酸、精氨酸、絲氨酸、蘇氨酸和谷氨酸為釀酒白葡萄中的主要氨基酸；付濤等[14]對(duì)浙江設(shè)施栽培品種‘鄞紅’葡萄及其8個(gè)突變體果實(shí)中氨基酸含量進(jìn)行了分析發(fā)現(xiàn)，親本和突變體果實(shí)中氨基酸含量差異顯著，‘鄞紅’葡萄氨基酸總量范圍在1 350～4 860 mg/kg，谷氨酸、丙氨酸和精氨酸含量處在前三位，含量較高的還有天冬氨酸、絲氨酸、蘇氨酸和脯氨酸等。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，6個(gè)葡萄品種果實(shí)中均測(cè)定出19種氨基酸，其中‘巨峰’總氨基酸含量最高（368.33 mg/100g），‘馬奶’中氨基酸總量最少（197.17 mg/100g），必需氨基酸含量占氨基酸總量的17.88%～25.73%。這與于惠春等[12]和成冰等[13]的研究結(jié)果相差較大，但與付濤等[14]的結(jié)果基本一致。研究表明，脯氨酸和精氨酸是釀酒葡萄的主要氨基酸，精氨酸、谷氨酸和丙氨酸是釀酒酵母的重要氮源[15]，而本試驗(yàn)中6種葡萄均以鮮食為主，這可能是氨基酸含量相比釀酒葡萄較低的根本原因。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，6種葡萄果實(shí)中的主要氨基酸均為谷氨酸、精氨酸、脯氨酸和天冬氨酸，這與成冰等[13]和付濤等[14]研究結(jié)果一致。本研究中，由于6種葡萄均來(lái)自同一產(chǎn)區(qū)，種植條件極其氣候等環(huán)境條件幾乎一致，但大部分氨基酸組分含量仍存在明顯差異，說(shuō)明品種對(duì)氨基酸含量有很大影響。

氨基酸也是果實(shí)中重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和味覺(jué)成分，氨基酸組分和含量差異對(duì)果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值有直接影響[16]。本試驗(yàn)中，6個(gè)葡萄不同品種果實(shí)中呈味氨基酸的含量豐富，占其氨基酸總量的86.32%～89.44%，從而呈現(xiàn)出葡萄獨(dú)特的風(fēng)味。葡萄也是藥食同源的功能性食品，其果實(shí)中的藥用氨基酸占總含量的64.47%～68.95%，其中精氨酸含量最高，其次是谷氨酸。FAO/WHO氨基酸模式已被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)水果的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)分析，也是研究不同品種葡萄果實(shí)中營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)的重要標(biāo) 準(zhǔn)[17-18]。本研究表明，供試的6個(gè)葡萄品種果實(shí)中均含有人體必需的7種氨基酸，EAA含量為41.88～84.36 mg/100g，占氨基酸總量的17.88%～25.73%，EAA/TAA、NEAA/TAA均低于FAO/WHO氨基酸模式譜中的組成比例，可見(jiàn)供試的6個(gè)葡萄品種果實(shí)中蛋白質(zhì)未達(dá)到理想的要求。氨基酸是評(píng)價(jià)水果營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要因素之一，通過(guò)測(cè)定葡萄果實(shí)中氨基酸的組成和含量，有助于了解葡萄的品種特性及氨基酸的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，為葡萄鮮果品種選育及營(yíng)養(yǎng)保健功能成分的合理開(kāi)發(fā)利用提供基礎(chǔ)信息和理論依據(jù)。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)對(duì)6個(gè)葡萄品種果實(shí)中氨基酸含量進(jìn)行測(cè)定。研究表明，在6個(gè)葡萄不同品種果實(shí)中均測(cè)出19種氨基酸，其中有11種氨基酸組分含量在6個(gè)品種間存在明顯差異，其中‘巨峰’的總氨基酸含量最高，其次是‘黑提’和‘玫瑰香’，‘馬奶’氨基酸總量最少。除‘巨峰’和‘玫瑰香’之外，必需氨基酸含量也存在顯著差異，‘黑提’必需氨基酸含量最高，其次是‘玫瑰香’，雖然6種葡萄均來(lái)自同一產(chǎn)區(qū)，種植條件極其氣候等環(huán)境條件幾乎一致，但其氨基酸組分含量等指標(biāo)仍存在差異。

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Analysis of amino acid content in different cultivars ofL. fruits

XU Wen1, SU Ya1, CHEN Qiu-sheng2, PEI Yi1,Corresponding Author, NIE Jiang-li1, WANG Bai-ming1

（1. College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Tianjin Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology, Tianjin 300381, China）

In order to study the differences of amino acid contentamong different cultivars ofL. fruits ,six cultivars ofL. in Changli County of Hebei Province were used as the main test materials .The amino acid contents inL. fruits were quantitatively analyzed by amino acid automatic analyzer. The results showed that the main amino acids inL. fruits were Glu, Arg, Pro and Asp. The total amount of amino acids inL. fruits was 368.33～197.17 mg/100g, and the content of essential amino acids was between 84.36～41.88 mg /100g, accounting for 17.88%～25.33% of the total amino acid content. Among the six cultivars, the difference of medicinal amino acid annonessenbial amino acid was significant. Glu was the most abundant amino acid among the 19 amino acids contained in the 6 varieties, among which the Glu content of Kyoho grape was 106.96 mg/100g, while the contents of Cys, Met and Tyr were few, which indicated that there were great differences in nutrition among different cultivars ofL. fruits.

L. fruits; amino acid; content; analysis

1008-5394（2020）03-0030-05

10.19640/j.cnki.jtau.2020.03.007

S663.9

A

2019-12-11

天津市自然科學(xué)基金項(xiàng)目（17JCYBJC29800）；天津市科技計(jì)劃項(xiàng)目（17YFXTZC0040，16PTZSTG00020）；天津市濱海新區(qū)科技項(xiàng)目（BHXQKJXM-SF-2018-33）；天津農(nóng)學(xué)院人才項(xiàng)目（無(wú)編號(hào)）

徐雯（1983-），女，碩士在讀，主要從事果樹(shù)資源研究與利用。E-mail：1127587029@qq.com。

裴毅（1971-），男，副教授，博士，主要從事藥用植物學(xué)、植物資源開(kāi)發(fā)與利用的研究。E-mail：peiyee@126.com。

責(zé)任編輯：楊霞