椰子水及其饮料中氨基酸组分分析

杨慧敏 周文化 李维敏 赵登登

（1．稻谷及副产物深加工国家工程实验室，湖南 长沙 410004；2．中南林业科技大学食品学院，湖南 长沙 410004；3．广州市艾可生物科技有限公司，广东 广州 516898）

椰子水（coconut water）是存在于椰子（Cocos nucifera L．）果实腔内的一种天然果汁，是椰子果在发育成熟过程中形成果肉的物质基础，富含多种营养素［1］。研究［2］表明，椰子水含有人体所需的17种氨基酸，必需氨基酸种类齐全，营养丰富；椰子水蛋白质中的精氨酸、丙氨酸、胱氨酸和丝氨酸的含量比牛奶还高。而且椰子水还具有医药价值，可以治疗胃功能紊乱、痢疾和儿童营养不良，具有解毒、抗菌消炎、驻颜美容、促消化和利尿等功能，对肾结石和尿道结石有一定疗效，还具有明目健胃醒酒和降压止血的功效［3，4］，是一种营养和保健价值很高的天然饮料。

氨基酸是果实品质的组成成分之一，并参与果实其他品质特征成分和风味物质合成［5］，其含量的高低是评价椰子水营养价值的重要指标。不同成熟度和新鲜度的椰子水，氨基酸的组分和含量会有很大的差别，因此所具有的营养价值也就不同了。国内外对椰子水中氨基酸的含量分析研究甚少，而且对氨基酸方法和种类的研究手段和覆盖面也不多。因此，椰子水及其饮料中氨基酸组分的准确定性定量分析，对于正确评价椰子水及其饮料品质和营养价值具有重要意义。以往氨基酸的分析测定方法主要集中在柱前和柱后衍生－反相高效液相色谱法研究［6－10］，这些传统的测定氨基酸的方法，均存在操作复杂、不稳定、精密度和重现性较差、分离效果不好、灵敏度不高的缺点。目前氨基酸的测定也同时应用氨基酸自动分析仪法［11－14］，氨基酸分析仪是为氨基酸分析而设计，它配制有专用的阳离子树脂氨基酸分离柱以及专用的检测器和符合国标标准的检测方法，可以直接测定样品中各种游离氨基酸含量，除去脂肪杂质后直接上柱分析。其操作简便，分辨程度高，选择性强、分离度高、稳定性好，但在椰子水及其饮料中的应用尚未见报道。本研究采用氨基酸自动分析仪法检测不同成熟度椰子（椰青、嫩椰子、成熟椰子）中椰子水及其椰子水饮料的氨基酸组成和含量，并进行比较分析。

1 材料与方法

1．1 材料

供试验的椰子为海南文昌椰子品种，在不同成熟期采集椰子果实样本（椰青、嫩椰子、成熟椰子。根据成熟度的不同确定的，三成成熟度绿色皮的是椰青、六成成熟度的是嫩椰子、九成成熟的是成熟椰子），以及（以嫩椰子为原料，通过试验调配，即椰子汁与水质量比为2∶1，糖度5%，pH 4．6，杀菌条件为100 ℃／15 min，制备得到的）天然椰子水饮料，分别用于实验室分析椰子水及饮料中氨基酸的含量。

1．2 主要仪器与试剂

全自动氨基酸分析仪：L－8900型，日本Hitachi公司；

氨基酸分析专用离子交换柱：No．2622型，日本Hitachi公司；

电子天平：AL－204型，天津市天马仪器厂；

恒温干燥箱：SPX－250C型，上海博讯实业有限公司医疗设厂；

混合氨基酸标准液（含17种氨基酸，包括天冬氨酸，苏氨酸，丝氨酸，谷氨酸，甘氨酸，丙氨酸，胱氨酸，缬氨酸，蛋氨酸，异亮氨酸，亮氨酸，酪氨酸，苯丙氨酸，赖氨酸，组氨酸，精氨酸，脯氨酸）：化学纯，日本和光纯药工业公司；

茚三酮衍生试剂成套、醋酸锂、冰醋酸、硼氢化钠、流动相：分析纯，日本和光纯药工业公司；

盐酸：分析纯，中国医药（集团）上海化学试剂公司。

1．3 方法

1．3．1 分析条件 氨基酸自动分析仪是采用柱后茚三酮离子交换色谱法，磺酸型阳离子树脂分离柱规格：4．6 mm×50mm，3μm；柱温：＜135 ℃；泵流速0～0．999mL／min；泵压力0～20kPa；分析时间约30 min；进样量20μL；双波长检测，440nm 处检测脯氨酸，570nm 处检测其它氨基酸；对100pmol以上的氨基酸进行准确分析［15］。

1．3．2 缓冲液的配制 使用自配缓冲液，各氨基酸的分离度较好，能够较长时间保持稳定，定量分析准确，具体见表1。

所有试剂配制完成后需置于超声波清洗器清洗15min，以使溶质充分溶解使试剂清亮透明，后经真空泵微孔滤膜过滤除去大部分杂质和微细颗粒，避免堵塞分离柱。配好的缓冲 液 置 于4 ℃冰 箱 保 存［16］。

1．4 样品测定

1．4．1 样品预处理

（1）样品蛋白质水解采用酸水解的方法：精密称取混合均匀的4个液体样品3．000～4．000g（使试样蛋白质含量在10～20mg范围内），置于水解管中（注意不要残留在管壁上），等体积加入浓盐酸3～4 mL，再补加6 mol／L 盐酸至10mL，将水解管抽真空10min后用酒精喷灯封口。将水解管置于（110±1）℃的恒温干燥箱内水解22h后，取出冷却至室温，水解过程中取出轻轻振摇2～3次，以洗下粘在管壁上的样品。打开水解管，将水解液全部转入50 mL 容量瓶中，用去离子水定容。过滤并弃去初滤液，取1mL滤液于小烧杯中，在40～50 ℃的真空干燥箱中烘干。残留物用0．02mol／L的盐酸溶液洗下并定容至2 mL，过滤膜后得到4个样品，最后上机采用L－8900氨基酸自动分析仪测定。

表1 缓冲液的配置Table1 Configuration of the buffer

（2）具体取样量：椰青椰子水3．609 g，嫩椰子水3．456g，成熟椰子水3．599g，椰子水饮料3．604g。

1．4．2 总氨基酸的定性及定量测定 根据氨基酸标准品的保留时间和光谱图对样品中氨基酸进行定性分析，用色谱工作站测定，依据外标曲线计算氨基酸的含量（mg／100g），试验数据用SAS9．0软件进行分析。结果计算公式见式（1）：

式中：

X—— 样品中氨基酸含量，g／100g；

C——20μL试样测定液中氨基酸的含量，nmol；

F—— 稀释倍数；

V—— 水解后定容体积，mL；

M—— 氨基酸分子量；

m—— 试样称样量，g；

20—— 进样体积，μL；

106—— 换算系数。

2 结果与分析

2．1 混合氨基酸标准溶液的色谱分离

按照上述分析条件，17种氨基酸混合标准溶液的色谱分离见图1，所有衍生物均可获得较好的分离。

2．2 椰子水中及其饮料中氨基酸图谱及检测结果

2．2．1 氨基酸衍生物的色谱图 不同成熟度椰子水氨基酸的色谱图见图2～5。

图1 17种标准氨基酸色谱图Figure1 The chromatograms of 17species of normal amino acids

图2 椰青椰子水中氨基酸衍生物的色谱图Figure2 The chromatogram of amino acids of young coconut water

图3 嫩椰子椰子水中氨基酸衍生物的色谱图Figure3 The chromatogram of amino acids of tender coconut water

由图2～5可知，每种椰子水和椰子水饮料的所有氨基酸衍生物均获得较好分离。共检测到17种氨基酸，其中必需氨基酸有7种（除成熟椰子水）。根据17种氨基酸图谱峰值的结果可知，椰青、嫩椰子、成熟椰子和椰子水饮料中含量最高的氨基酸是谷氨酸，其次是丙氨酸和天冬氨酸。

图4 成熟椰子水中氨基酸衍生物的色谱图Figure4 The chromatogram of amino acids of mature coconut water

图5 椰子水饮料氨基酸衍生物的色谱图Figure5 The chromatogram of amino acids of coconut water beverage

2．2．2 氨基酸含量检测结果 由表2可知，不同成熟度椰子水和椰子水饮料中氨基酸的含量均有差异。总氨基酸含量依次为嫩椰子水、椰青椰子水、成熟椰子水、椰子水饮料。其中，谷氨酸、丙氨酸和天冬氨酸含量均很高，在嫩椰子水、椰青椰子水、成熟椰子水、椰子水饮料中，谷氨酸占总氨基酸含量 的 比 例 最 大，分 别 为50．09%，28．79%，21．92%，41．61%；其次为丙氨酸，所占比例分别为12．01%，21．72%，17．04%，14．0%；再次是天冬氨酸，所占比例分别是7．41%，9．73%，10．69%，7．90%；这3 种 氨 基 酸 组 分 总 量 占 总 氨 基酸含量的比例分别为69．51%，60．24%，49．65%，63．51%。由此可见，谷氨酸、丙氨酸和天冬氨酸是椰子水和椰子水饮料中最主要的氨基酸组分。

此外，不同成熟度椰子水和椰子水饮料中必需氨基酸也比较齐全，但含量不同，必需氨基酸含量依次为嫩椰子水、成熟椰子水、椰青椰子水、椰子水饮料。其中椰青椰子水、嫩椰子水、成熟椰子水和椰子水饮料中，必需氨基酸占总氨基酸含量的比例分别为15%，18．3%，22．5%，17．3%。其他的氨基酸含量参差不齐，椰青椰子水中氨基酸种类齐全，丝氨酸、精氨酸和缬氨酸的含量较高；嫩椰子水中丝氨酸、精氨酸和苏氨酸含量较高；成熟椰子水中丝氨酸、精氨酸、赖氨酸和苏氨酸的含量丰富；椰子水饮料中丝氨酸、苏氨酸、精氨酸和蛋氨酸的含量丰富。说明椰子水及其饮料中精氨酸、丝氨酸和苏氨酸及赖氨酸的含量也较丰富。由此对比可以看出，嫩椰子水中氨基酸含量最丰富，总氨基酸含量最高，必需氨基酸含量也较高，还含有小儿发育期间必需的组氨酸和早产儿所必需的精氨酸、胱氨酸和酪氨酸，很新鲜，非常适合作为天然椰子水饮料的原料。椰青椰子水通常作为天然营养、健康安全的饮料直接饮用。而成熟椰子由于在生长后期各种营养成分大部分已经消耗，不够新鲜，而且在贮藏期间很容易发生变质，所以成熟椰子水的总氨基酸含量较低，不适宜作为制备饮料的原料。本试验加工的椰子水饮料中含有丰富的氨基酸，特别是必需氨基酸，由于加工过程中采用了高温杀菌，饮料中氨基酸的含量有所降低，但基本保留了嫩椰子水中的营养成分，具有独特的营养保健价值，可以为人体提供较为丰富的氨基酸组分，在饮料产业有着广阔的开发利用价值和市场潜力。

表2 椰子水及其饮料中的氨基酸含量的比较Table2 Comparative studies on amino acids content of coconut water and beverage／（10－2 mg·g－1 ）

3 结论

本试验利用氨基酸自动分析仪分别对不同成熟度椰子和椰子水饮料进行了氨基酸组分测定，并进行对比分析，判断它们营养成分的差别、营养价值的高低及品质的高低。结果表明，嫩椰子水中氨基酸含量最丰富，非常适合作为天然椰子水饮料的原料，由此作为椰子原料选择的依据。本研究弥补了对不同成熟度椰子水和椰子水饮料中氨基酸组分和含量研究的空白，可以为椰子水饮料的研发提供一定的理论依据。为了确保椰子水饮料中含有丰富的氨基酸成分和较高的含量，需要选择成熟度适宜、新鲜的嫩椰子，通过试验确定最优配方，在保证椰子水饮料品质和保质期的条件下适当降低杀菌的温度和时间，有望开发出一种天然营养和适合大众口味的椰子水饮料，提高椰子水的利用价值和社会价值。

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