天津地區(qū)引種的3個(gè)黑穗醋栗品種果實(shí)氨基酸組分與含量分析

辛微，聶江力，楊楠，裴毅

天津地區(qū)引種的3個(gè)黑穗醋栗品種果實(shí)氨基酸組分與含量分析

辛微，聶江力通信作者，楊楠，裴毅

（天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300392）

對3個(gè)黑穗醋栗品種的果實(shí)氨基酸組分與含量的差異分析，旨在為黑穗醋栗資源品質(zhì)研究和生產(chǎn)上提高果實(shí)品質(zhì)的技術(shù)措施提供理論依據(jù)。以天津地區(qū)引種的‘大粒黑’‘布勞德’和‘丹豐’為試驗(yàn)材料，采用氨基酸自動(dòng)分析儀對果實(shí)中19種氨基酸含量進(jìn)行了測定，3個(gè)黑穗醋栗品種果實(shí)中氨基酸種類較齊全，除‘大粒黑’和‘丹豐’果實(shí)中不含鳥氨酸外。3個(gè)黑穗醋粟品種均含有7種人體必需氨基酸，10種非必需氨基酸和9種藥用氨基酸。3個(gè)黑穗醋栗品種果實(shí)中氨基酸總量為534.32～734.80 mg/100g，其中‘丹豐’含量最低，‘布勞德’最高。‘布勞德’果實(shí)中藥用氨基酸含量最高。不同黑穗醋栗品種的人體必需氨基酸含量和藥用氨基酸含量存在差異。相較于其他2個(gè)品種，‘布勞德’果實(shí)有更高的營養(yǎng)價(jià)值和醫(yī)療保健功效。

黑穗醋栗；果實(shí)品質(zhì)；氨基酸；組分；含量

黑穗醋栗（L．），又稱黑加侖，黑豆果，紫梅。屬虎耳草科（Saxifragaceae）茶藨子屬（L）落葉直立灌木[1]，原產(chǎn)北美和歐洲，喜冷涼濕潤的氣候，主要分布在北半球，果實(shí)為黑色漿果，有光澤，近球形。植株喜光、耐寒、耐貧瘠，黑穗醋栗的野生種分布在歐洲和亞洲。16世紀(jì)開始在英國、荷蘭、德國馴化栽培，至今有400余年歷史。有關(guān)黑穗醋栗栽培的首次記錄出自英國17世紀(jì)初的藥物志。黑穗醋栗果實(shí)富含多糖、有機(jī)酸、花青素、黃酮、礦物質(zhì)、維生素、氨基酸、脂肪酸等營養(yǎng)成分[2]，有很高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。目前已知的保健功效包括預(yù)防痛風(fēng)、貧血、水腫、關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕病、口腔和咽喉疾病、咳嗽等，其富含的γ-亞麻酸和亞油酸，能夠軟化血管、阻止血栓形成[3]。由于黑穗醋栗具有眾多的獨(dú)特本質(zhì)，因此，在飲料工業(yè)和醫(yī)藥方面有著相當(dāng)重要的作用，是進(jìn)行釀酒、提取天然色素以及生產(chǎn)保健化妝品、保健藥品和保健飲食品的上等原料，具有很強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)延伸價(jià)值。

我國黑穗醋栗栽培主要集中在黑龍江省哈爾濱至綏芬河鐵路沿線的阿城、尚志、海林等地，已成為該省主栽經(jīng)濟(jì)林樹種之一，吉林省、遼寧省也有栽培[4-5]。本研究引種的品種來自黑龍江尚志市，天津市與尚志市氣候類型相似，年均降水量相近，天津市薊州區(qū)具有適宜黑穗醋栗生長的氣候條件。目前，黑穗醋栗已被引種栽培在我國陜西、山東、甘肅、新疆4省和自治區(qū)，國內(nèi)對黑穗醋栗的植物學(xué)性狀、生物學(xué)特性和栽培技術(shù)、果實(shí)品質(zhì)等方面有一定研究，但沒有在天津地區(qū)引種黑穗醋栗的相關(guān)報(bào)道。關(guān)于‘大粒黑’‘布勞德’‘丹豐’3個(gè)黑穗醋栗品種果實(shí)中氨基酸組分及含量方面的研究也鮮有報(bào)道。

氨基酸是果實(shí)品質(zhì)的主要成分之一，其組成與含量是評價(jià)果實(shí)營養(yǎng)價(jià)值的主要指標(biāo)。氨基酸的組成與含量對果實(shí)品質(zhì)與營養(yǎng)風(fēng)味有著重要的影響。因此，筆者對3個(gè)黑穗醋栗品種的果實(shí)氨基酸組分和含量進(jìn)行測定、分析和比較，探討氨基酸組分、含量與果實(shí)品質(zhì)的關(guān)系，旨在為在天津地區(qū)引種的黑穗醋栗資源品質(zhì)研究和生產(chǎn)上提高果實(shí)品質(zhì)的技術(shù)措施提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　材料

種苗引自黑龍江省尚志縣，系一年生苗。引種試驗(yàn)的品種為‘大粒黑’‘布勞德’‘丹豐’。試樣為2019年6月中旬采集的黑穗醋栗品種‘大粒黑’‘布勞德’‘丹豐’果實(shí)。供試黑穗醋栗果實(shí)樣品采摘后，用液氮進(jìn)行冷凍處理，研缽研磨成粉末狀備用。

1.2　儀器與試劑

1.2.1主要儀器

試驗(yàn)儀器選擇日本日立公司氨基酸自動(dòng)分析儀L-8900、德國Heidolph公司旋蒸儀Hei-VAP。

1.2.2主要試劑

鹽酸、苯酚、檸檬酸鈉；不同pH和離子強(qiáng)度的洗脫用緩沖溶液，茚三酮溶液（日本日立公司）；混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)溶液全部購自于中國計(jì)量科學(xué)研究院；γ-氨基丁酸和鳥氨酸標(biāo)準(zhǔn)品購自于北京北納創(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。

1.3　試驗(yàn)方法

1.3.1樣品前處理

稱取適量樣品（1.50 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，將水解液過濾至50 mL容量瓶中，少量多次沖洗水解管，水洗液移入同一容量瓶內(nèi)，最后用水定容至刻度，搖勻備用。

準(zhǔn)確吸取1 mL濾液于梨形瓶（50 mL）中，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在45 ℃加熱環(huán)境下減壓干燥至干，再用2 mL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檸檬酸鈉緩沖溶液將干燥后梨形瓶內(nèi)的物質(zhì)溶解，用渦旋震蕩器震蕩混勻后過0.22 μm濾膜至儀器進(jìn)樣小瓶，即為樣品測定液，待測。

1.3.2 測定方法

采用L-8900氨基酸自動(dòng)分析儀測定黑穗醋栗果實(shí)中游離氨基酸含量。色譜柱：4.6 mm ID× 40 mm，磺酸型陽離子樹脂；流速0.999 mL/min；檢測波長：570 nm和440 nm；進(jìn)樣量20 μL。

1.4　數(shù)據(jù)分析

所有樣品均設(shè)3次重復(fù)，使用Excel 2007和SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2　結(jié)果與分析

2.1　黑穗醋栗果實(shí)中氨基酸色譜圖

為了研究黑穗醋栗不同品種果實(shí)中氨基酸組成和含量及其差異性，本試驗(yàn)采用氨基酸自動(dòng)分析儀對其進(jìn)行定量測定。圖1是得到的19種氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)準(zhǔn)色譜圖，可以看出19種氨基酸色譜圖分離效果較好。圖2、圖3、圖4分別為‘大粒黑’‘布勞德’‘丹豐’3個(gè)品種的氨基酸色譜圖，各組分峰形較好，表明黑穗醋栗樣品在此色譜條件下能夠得到良好分離。

圖1 氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖

圖2 ‘大粒黑’氨基酸色譜圖

圖3 ‘布勞德’氨基酸色譜圖

圖4 ‘丹豐’氨基酸色譜圖

如表1所示，從‘大粒黑’‘布勞德’‘丹豐’果實(shí)中測得天門冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、纈氨酸、甲硫氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸、氨基丁酸、鳥氨酸等19種氨基酸。由于氨基酸在酸水解過程中色氨酸被破壞，故色氨酸未被檢測出。

表1 黑穗醋栗不同品種果實(shí)中氨基酸組分含量 mg/100g

續(xù)表

名稱大粒黑布勞德丹豐 亮氨酸●?42.24±0.14Bb53.48±0.83Aa36.53±0.01Cc Leu 酪氨酸?13.35±0.03Bb21.59±0.64Aa12.01±0.01Bc Tyr 苯丙氨酸●?27.67±0.04Bb36.50±0.41Aa23.13±0.01Cc Phe 氨基丁酸 1.75±0.01Bb8.18±0.06Aa0.60±0.01Cc g-ABA 鳥氨酸 0.00±0.00Bb 3.75±0.28Aa0.00±0.00Bb Orn 賴氨酸●?39.51±0.01Bb48.42±0.61Aa35.56±0.10Cc Lys 氨基39.43±0.48Aa14.30±0.26Bb12.05±0.02Cc NH3 組氨酸17.91±0.06Bb21.83±0.33Aa15.27±0.02Cc His 精氨酸?43.56±0.52Bb47.82±0.81Aa36.16±0.03Cc Arg 脯氨酸48.68±0.66Aa49.34±0.19Aa41.64±0.22Bb Pro

注：標(biāo)●為必需氨基酸；標(biāo)?為藥用氨基酸。表格中不同大寫字母表示差異顯著（＜0.05），不同小寫字母表示差異極顯著（＜0.01）

2.2 黑穗醋栗不同品種果實(shí)中氨基酸組成及含量

由表1所示，‘布勞德’果實(shí)中氨基酸總量最高，為734.8 mg/100g，其次為‘大粒黑’，為643.3 mg/100g，‘丹豐’氨基酸總量最少，為534.3 mg/100g。黑穗醋栗果實(shí)中含量較高的氨基酸有谷氨酸和天門冬氨酸，3個(gè)品種的谷氨酸含量由高到低為‘布勞德’（117.89 mg/100g）、‘大粒黑’（116.47 mg/100g）、‘丹豐’（100.57 mg/100g）。天門冬氨酸含量由高到低為‘布勞德’（66.67 mg/100g）、‘大粒黑’（58.30 mg/100g）、‘丹豐’（50.78 mg/100g）。其次脯氨酸、精氨酸和亮氨酸的含量也較多?！罅：凇汀へS’果實(shí)中鳥氨酸含量為0，‘布勞德’的鳥氨酸含量僅有3.75 mg/100g。

2.3　黑穗醋栗不同品種人體必需氨基酸含量比較

果實(shí)的營養(yǎng)價(jià)值取決于所含人體必需氨基酸的種類、數(shù)量和組成。供試3個(gè)品種均含有人體必需的7種氨基酸。由于在本試驗(yàn)中氨基酸在酸水解過程中色氨酸被破壞，故色氨酸未被檢測出。

表1所示，本試驗(yàn)各品種果實(shí)中的人體必需氨基酸含量從高到低依次為：‘布勞德’＞‘大粒黑’＞‘丹豐’。試驗(yàn)結(jié)果表明，‘布勞德’中人體必需氨基酸含量最高，為264.68 mg/100g，占總氨基酸比例為36.02%。必需氨基酸含量最低的為‘丹豐’，為175.84 mg/100g，占總氨基酸比例為32.91%。

研究數(shù)據(jù)表明，3個(gè)黑穗醋栗品種果實(shí)中，人體必需氨基酸含量占氨基酸總含量的31.82%～36.02%，必需氨基酸含量是非必需氨基酸含量的50.85%～59.64%。

據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，理想蛋白質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)是EAA/TAA（人體必需氨基酸含量/氨基酸總含量）在40%左右[6-7]，EAA/NAA（人體必需氨基酸含量/非必需氨基酸含量）在60%以上[8]。這3個(gè)品種果實(shí)中的氨基酸既符合前者的標(biāo)準(zhǔn)，也符合后者的標(biāo)準(zhǔn)。就黑穗醋栗果實(shí)中必需氨基酸含量分析，3個(gè)品種果實(shí)并無明顯差異。

2.4　黑穗醋栗不同品種的藥用氨基酸含量比較

由表1所示，本試驗(yàn)各品種果實(shí)中的藥用氨基酸總含量從高到低依次為‘布勞德’‘大粒黑’‘丹豐’?！紕诘隆兴幱冒被岷孔罡撸瑸?53.04 mg/100g，占總氨基酸含量的61.65%?！へS’中藥用氨基酸含量最低，為331.14 mg/100g。試驗(yàn)結(jié)果表明，‘大粒黑’‘布勞德’‘丹豐’3個(gè)品種的藥用氨基酸中，谷氨酸含量最高，分別為116.47、117.89、100.57 mg/100g。

2.5　黑穗醋栗不同品種果實(shí)外觀品質(zhì)比較

如圖5所示，種植在天津地區(qū)的3個(gè)黑穗醋栗品種均能正常生長，也能正常開花結(jié)果?！罅：凇麑?shí)的外觀品質(zhì)較差，在坐果初期，果實(shí)并無異樣，也無病蟲害。當(dāng)‘大粒黑’果實(shí)逐漸成熟，少數(shù)果實(shí)顏色變淺，直至呈現(xiàn)淡黃色，果實(shí)品質(zhì)整體下降，導(dǎo)致‘大粒黑’果實(shí)成熟時(shí)無法采摘（圖5a）?！紕诘隆麑?shí)外觀品質(zhì)較好，果實(shí)成熟時(shí)呈紫黑色，從坐果期到果實(shí)成熟期果實(shí)基本未發(fā)生病蟲害，在天津地區(qū)生長較好（圖5b）?！へS’果實(shí)外觀品質(zhì)較差，在果實(shí)成熟期，少數(shù)果實(shí)呈現(xiàn)蔫癟，顏色發(fā)黃。而‘丹豐’在坐果初期果實(shí)未出現(xiàn)蔫癟或病蟲害現(xiàn)象。（圖5c）

圖5 黑穗醋栗不同品種果實(shí)外觀品質(zhì)

注：a. ‘大粒黑’；b. ‘布勞德’；c. ‘丹豐’

3　討論

本試驗(yàn)在3個(gè)黑穗醋栗品種果實(shí)中檢測到19種氨基酸，包括蘇氨酸、纈氨酸、甲硫氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸7種人體必需氨基酸，以及半胱氨酸、組氨酸、精氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、絲氨酸、酪氨酸10種非必需氨基酸。與前人在其他黑穗醋栗品種中測得的氨基酸種類略有不同，劉洪章等[9]在黑穗醋栗品種‘亮葉’‘黑珍珠’‘新賓’中測得16種氨基酸，比本試驗(yàn)‘布勞德’的氨基酸種類少了半胱氨酸、氨基丁酸和鳥氨酸，比‘大粒黑’‘丹豐’中的氨基酸種類少了半胱氨酸和氨基丁酸。何莎莎等[10]在4種柑橘果實(shí)中檢測到 17 種氨基酸，比黑穗醋栗中少了氨基丁酸和鳥氨酸?？梢?，植物中氨基酸的含量因不同種類、品種而異。

本研究發(fā)現(xiàn)，引種天津地區(qū)的3個(gè)黑穗醋栗果實(shí)中的氨基酸組分和含量不同，‘布勞德’果實(shí)氨基酸總量最高，果實(shí)外觀品質(zhì)較好，病蟲害程度弱于其他2個(gè)黑穗醋栗品種，以上原因可能是‘布勞德’的果實(shí)中存在抗菌肽。梁英研究發(fā)現(xiàn)，thionins是第一類從植物中分離的抗菌肽，它能夠抑制多種植物病原菌的生長[11]。thionins一般由45～48個(gè)氨基酸殘基組成，富含精氨酸、賴氨酸和半胱氨酸[12]。黑穗醋栗果實(shí)中精氨酸和賴氨酸含量較多，其中‘布勞德’果實(shí)中精氨酸和酪氨酸含量明顯高于‘大粒黑’和‘丹豐’。

3個(gè)黑穗醋栗品種均含有9種藥用氨基酸。其中，含量最高的是谷氨酸，其次是亮氨酸和精氨酸。藥用氨基酸含量最低的是甲硫氨酸。谷氨酸、精氨酸等氨基酸單獨(dú)作用治療一些疾病，主要用于治療肝病疾病、消化道疾病、腦病、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力、兒科營養(yǎng)和解毒等[13]。精氨酸是條件性必需氨基酸，為創(chuàng)傷、手術(shù)等代謝應(yīng)激時(shí)所必需，可促進(jìn)傷口愈合。另外，精氨酸可以特異性地減少體內(nèi)腹部和腎周的脂肪，起到減肥的效果，也可控制腫瘤細(xì)胞的生長，改善心血管系統(tǒng)疾病，具有免疫調(diào)節(jié)作用[14]。谷氨酸具有預(yù)防貧血及解毒、健腦等作用；天門冬氨酸對心肌有保護(hù)作用。亮氨酸具有降低血液中血糖的作用[15]。

張曉煜等[16]認(rèn)為除了品種因子不同外，地域環(huán)境對枸杞蛋白質(zhì)和藥用氨基酸含量也有一定影響；楊昌貴等[17]研究不同種源太子參中多糖和氨基酸含量的比較發(fā)現(xiàn)，不同氨基酸在不同種源中的含量差異較大。影響植物氨基酸總量的主要因素為品種因子和環(huán)境[18-19]。李國和等[20]研究認(rèn)為核桃果仁中氨基酸的積累取決于核桃成熟期的溫度，溫度越高，越有利于氨基酸的積累。在本試驗(yàn)中，因‘布勞德’果實(shí)中總氨基酸、必需氨基酸、藥用氨基酸含量在3個(gè)黑穗醋栗品種中最高，以上可能是由黑穗醋栗品種因子和環(huán)境所致。

4　結(jié)論

通過對不同黑穗醋栗品種的氨基酸組分與含量分析，除‘大粒黑’和‘丹豐’果實(shí)不含鳥氨酸外，‘布勞德’含有本研究測定的19種氨基酸及人體必需的7種氨基酸，氨基酸種類較齊全。3個(gè)品種果實(shí)中均為谷氨酸含量最高，占氨基酸總含量的16.04%～18.82%。3個(gè)供試品種中‘布勞德’優(yōu)于其他品種，‘布勞德’果實(shí)中氨基酸總量、必需氨基酸總量、非必需氨基酸總量和藥用氨基酸含量均為最高。藥用氨基酸中各種氨基酸的含量也是‘布勞德’最高。黑穗醋栗果實(shí)的營養(yǎng)價(jià)值和醫(yī)療保健功能可能與氨基酸、有機(jī)酸、礦物質(zhì)等有關(guān)。因此，可初步推斷‘布勞德’果實(shí)具有更高的營養(yǎng)價(jià)值和醫(yī)療保健功效。黑穗醋栗果實(shí)的營養(yǎng)價(jià)值與保健功能是否與黑穗醋栗果實(shí)品質(zhì)中其他因素有關(guān)，尚有待進(jìn)一步研究。

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Amino acid composition and content analysis of fruits of 3 black currant varieties introduced in Tianjin

Xin Wei, Nie JiangliCoresponding Author, Yang Nan, Pei Yi

（College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300392, China）

The differences of amino acid components and contents in fruits of three black currant varieties were analyzed in order to provide theoretical basis for the research on the quality of currant resources and the technical measures to improve the fruit quality in production. The contents of 19 kinds of amino acids in fruitsof the three black currantvarieties in Tianjin area were determined by automatic amino acid analyzer. The amino acids in the fruits of the three black currant varieties were relatively complete, and the other varieties all contained 19 amino acids measured in this study, except the ‘big black’ and ‘danfeng’ fruits which did not contain ornithine. It included 7 essential amino acids, 10 non-essential amino acids and 9 medicinal amino acids. The total amount of amino acids in the fruits of the three black currant varieties was 534.32～734.80 mg/100g, among which the lowest content was ‘danfeng’ and the highest was ‘broad’. The amino acid content of “broad” fruit was the highest. The contents of essential amino acids and medicinal amino acids of different black currant varieties were different. Compared with the other two varieties, the fruit of “broad” has the highestnutritional value and health care effect.

black currant; fruit quality; amino acid; component; content

1008-5394（2020）04-0021-06

10.19640/j.cnki.jtau.2020.04.005

S663

A

2020-03-24

天津市科技計(jì)劃項(xiàng)目（16PTZSTG00020）；天津農(nóng)學(xué)院人才項(xiàng)目（無編號）

辛微（1992—），女，碩士在讀，果樹學(xué)專業(yè)。E-mail：xinww26@126.com。

聶江力（1972—），女，教授，博士，主要從事果樹資源研究與利用。E-mail：njlnie@126.com。

責(zé)任編輯：楊霞