不同甘蔗品種蔗汁中氨基酸含量分析

樊麗娜，何慧怡，羅青文，勞方業(yè)，余構(gòu)彬，齊永文*

(1廣東省科學(xué)院生物工程研究所，廣東廣州510316；2國家糖業(yè)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，廣東廣州510316)

0 前言

甘蔗傳統(tǒng)的加工產(chǎn)品是白砂糖，主要成分是蔗糖。在傳統(tǒng)白砂糖加工過程中，由于蔗糖是通過化學(xué)結(jié)晶生產(chǎn)，甘蔗中除蔗糖外的一些有益物質(zhì)，如多糖、氨基酸、多酚、黃酮及礦質(zhì)元素等往往隨之流失。隨著健康知識(shí)的進(jìn)一步普及和人民生活水平的提高，甘蔗中多糖、氨基酸、多酚、黃酮、礦質(zhì)元素等有益物質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值越來越受到重視[1-3]。目前對(duì)甘蔗高糖品種研究很多，但是系統(tǒng)研究甘蔗汁中氨基酸含量與組成的報(bào)道較少。

本研究選取18個(gè)不同地域的甘蔗品種，測(cè)定了氨基酸含量，對(duì)不同甘蔗材料的氨基酸含量進(jìn)行分析，以期篩選營養(yǎng)價(jià)值較高的甘蔗[4]。通過甘蔗品種選育改進(jìn)，發(fā)展?fàn)I養(yǎng)糖和飲料及特色水果型甘蔗等高值化產(chǎn)品，提高甘蔗種植和加工效益，促進(jìn)甘蔗產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 供試材料

18份供試材料：荔浦22號(hào)，黃皮果蔗(廣東)，崖城 84-125，桂糖 02-901，CP74-383，YCE07-65，內(nèi)江 57-416，ROC25，象嶺黑(廣東)，海蔗 22號(hào)，桂糖 03-1453，粵糖 01-71，粵糖 55號(hào)，ROC20，云蔗94-343，ROC10，CP67-412，云蔗89-7。種植于廣東省翁源縣，種植時(shí)間2016年12月上旬，采樣時(shí)間2017年11月中旬，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，種植3個(gè)小區(qū)，每個(gè)品種種植3行，行距1.2 m，行長5 m，共3個(gè)重復(fù)，收獲時(shí)各品種每小區(qū)取樣10株，混合壓榨，測(cè)定混合甘蔗汁中氨基酸含量。

1.2 儀器與試劑

1.2.1 主要儀器

S-433D全自動(dòng)氨基酸分析儀，德國SYKAM(賽卡姆)公司；DHG-9075A恒溫干燥箱，上海一恒科技有限公司。

1.2.2 主要試劑

氨基酸混合標(biāo)樣，購自德國 SYKAM(賽卡姆)公司；濃鹽酸購自廣州化學(xué)試劑廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

選取無病蟲害、健康的成熟蔗莖，清除表面雜質(zhì)，經(jīng)壓榨機(jī)榨汁、蔗汁混勻、取樣。采用全自動(dòng)氨基酸分析儀測(cè)定甘蔗汁水解后氨基酸總量(mg/kg DW)[5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同甘蔗品種蔗汁氨基酸含量分析

結(jié)果表明：甘蔗品種在氨基酸含量上存在著豐富的遺傳多樣性。18個(gè)品種氨基酸總量平均值為4122.2 mg/kg(見表1)。3個(gè)品種氨基酸總量在6000 mg/kg以上。氨基酸總量最低的品種是荔浦 22號(hào)，為1444.8 mg/kg。氨基酸總量最高的是云蔗89-7，為6579.9 mg/kg，是荔浦22號(hào)的4.5倍。

表1 試驗(yàn)品種氨基酸總量

2.2 不同甘蔗品種蔗汁中必需氨基酸含量分析

如表2所示，不同甘蔗品種在必需氨基酸含量上存在顯著差異。在7種必需氨基酸中，蘇氨酸的含量最高，其次是纈氨酸和異亮氨酸，含量較低的是苯丙氨酸、蛋氨酸和賴氨酸。在18個(gè)試驗(yàn)品種中，必需氨基酸總量最高的是云蔗89-7，為870.5 mg/kg。必需氨基酸總量最低的是荔浦22號(hào)，為248.0 mg/kg。云蔗89-7的必需氨基酸總量為荔浦22號(hào)的3.51倍。18個(gè)品種蔗汁的必需氨基酸平均含量是 586.5 mg/kg。

必需氨基酸是合成速度不能滿足人體需要或人體無法合成的，只能從食物中攝取的氨基酸。在 7種必需氨基酸中，蘇氨酸可保護(hù)細(xì)胞膜、促進(jìn)人體發(fā)育[6-7]。蘇氨酸含量介于41.0～282.8 mg/kg之間，平均值為132.7 mg/kg，含量最高的3個(gè)品種依次是云蔗94-343、云蔗89-7、CP67-412，分別為平均值的 2.13、1.73、1.47倍，含量最低的 3個(gè)品種依次為黃皮果蔗、荔浦22號(hào)、海蔗22號(hào)，分別為平均值的30%、39%、42%。

纈氨酸可促進(jìn)身體正常生長，修復(fù)組織，調(diào)節(jié)血糖，提供能量。纈氨酸含量介于91.5～340.3 mg/kg之間，18個(gè)品種的纈氨酸平均值為209.0 mg/kg。含量最高的品種是云蔗89-7，為平均值的1.63倍，其他幾個(gè)品種，即 ROC20、云蔗 94-343、ROC10、CP67-412、粵糖55號(hào)這5個(gè)品種纈氨酸含量分別是平均值的1.29、1.29、1.26、1.26、1.23倍。纈氨酸含量最低的2個(gè)品種為黃皮果蔗和荔浦22號(hào)，分別是平均值的44%和49%。

蛋氨酸含量介于4.8～88.4 mg/kg之間，蛋氨酸的平均值是 33.3 mg/kg，蛋氨酸含量最高的品種云蔗94-343是平均值的2.65倍，其次是品種云蔗89-7和ROC10，蛋氨酸含量是平均值的約1.70倍。含量最低的2個(gè)品種黃皮果蔗和荔浦22號(hào)分別是平均值的14%和21%。

異亮氨基酸含量介于37.3～142.8 mg/kg之間，含量最高的2個(gè)品種是ROC10和海蔗22號(hào)，其異亮氨基酸含量分別為142.8和140.1 mg/kg，分別是平均值的1.59和1.56倍。含量最低的2個(gè)品種黃皮果蔗和荔浦22號(hào)分別是平均值的38%和47%。

亮氨酸含量介于18.9～93.4 mg/kg之間，含量最高的2個(gè)品種海蔗22號(hào)和ROC20分別為9.34和91.6 mg/kg，是平均值的1.69和1.66倍。含量最低的品種為荔浦22號(hào)和ROC25，分別是平均值的34%和52%。

苯丙氨酸介于9.4～66.0 mg/kg之間，含量最高的品種為ROC20是平均值的2.02倍，其次是品種CP67-412，為平均值的1.88倍。品種ROC10、云蔗89-7苯丙氨酸含量為平均值的1.75和1.64倍。苯丙氨酸含量最低的品種為荔浦 22號(hào)和 ROC25，分別是平均值的29%和43%。

賴氨酸介于16.5～83.5 mg/kg之間，含量最高的品種是崖城 84-125，是平均值的 2.43倍，品種ROC20、CP67-412、云蔗94-343的賴氨酸含量分別為 40.3、43.3、46.0 mg/kg，為平均值的 1.17、1.26、1.34倍。賴氨酸含量最低的品種為荔浦22號(hào)和黃皮果蔗，分別是平均值的48%和63%。

2.3 功能氨基酸

表2 不同品種甘蔗汁必需氨基酸含量 單位：mg/kg

γ-氨基丁酸是一種天然非蛋白質(zhì)氨基酸，是重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有預(yù)防肥胖、鎮(zhèn)定安神、健肝、利腎、增強(qiáng)腦活力、調(diào)節(jié)激素代謝等功效[8]。甘蔗汁中γ-氨基丁酸含量如表3所示，18個(gè)甘蔗品種的蔗汁 γ-氨基丁酸的平均值為 173.3 mg/kg，CP67-412的γ-氨基丁酸最高達(dá)343.0 mg/kg，是平均值的1.98倍，云蔗89-7、粵糖55號(hào)、ROC25的γ-氨基丁酸含量分別是平均值的1.34、1.30、1.28倍。

表3 不同品種的甘蔗汁功能氨基酸含量 單位：mg/kg

精氨酸是目前發(fā)現(xiàn)的功能最多的一種氨基酸，精氨酸在改善繁殖能力、心血管功能、胃腸道發(fā)育、調(diào)控免疫能力發(fā)揮作用，是一種非常有開發(fā)前景的功能性氨基酸[9]。18種甘蔗汁中精氨酸含量平均值為 68.1 mg/kg，CP67-412的精氨酸含量最高，達(dá)155.3 mg/kg，是平均值的2.28倍。其次是云蔗94-343，精氨酸含量為134.3 mg/kg，是平均值的1.97倍。

3 結(jié)論

本文對(duì) 18個(gè)不同甘蔗品種的蔗汁中氨基酸含量及功能氨基酸 γ-氨基丁酸和精氨酸含量進(jìn)行測(cè)定和比較分析。結(jié)果表明：云蔗89-7氨基酸總量和必需氨基酸含量最高；品種 CP67-412、云蔗 94-343以及ROC10氨基酸總量和必需氨基酸含量較高；品種CP67-412的γ-氨基丁酸和精氨酸含量最高。

本研究分析了 18個(gè)甘蔗品種的蔗汁中的氨基酸含量，發(fā)現(xiàn)了甘蔗品種在氨基酸總量、必需氨基酸含量、功能氨基酸含量等方面都存在著豐富的遺傳多樣性。研究結(jié)果可為甘蔗的多用途加工提供參考，根據(jù)不同的加工用途選擇優(yōu)良品種，但是氨基酸含量受不同產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境、不同發(fā)育時(shí)期等因素影響。