4种小檗科植物叶片的蛋白质及氨基酸组成分析

牛丽丽，张华峰，①，杨晓华，李 璐，张弘宇，张 翔

(1.陕西师范大学食品工程与营养科学学院药用资源与天然药物化学教育部重点实验室西北濒危药材资源开发国家工程实验室，陕西西安710062;2.西安交通大学医学院卫生部法医学重点实验室，陕西西安710061)

蛋白质和氨基酸是植物体内重要的营养物质，研究药用植物的蛋白质和氨基酸组成对药用植物资源的合理开发和综合利用具有重要意义，但目前对药用植物次生代谢物的研究较为广泛 (如黄酮类化合物)［1-2］，而对其初生代谢物的研究相对较少［3-4］。

中国分布有小檗科(Berberidaceae)植物11属303种［5］，其中的南天竹属(Nandina Thunb.)、十大功劳属(Mahonia Nutt.)和小檗属(Berberis Linn.)的很多种类都具有药用或食用价值［1，6］，但鲜见对其蛋白质和氨基酸组成的研究报道［2，6］。作者对其中的4种植物叶片的蛋白质及氨基酸组成进行了分析，以期为小檗科植物资源的开发利用提供研究依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试4种植物为南天竹(Nandina domestica Thunb.)、十大功劳〔Mahonia fortunei(Lindl.)Fedde〕、阔叶十大功劳〔M.bealei(Fort.)Carr.〕和日本小檗(Berberis thunbergii DC.)。各种类的叶片于2012年12月中旬采自武汉植物园。每种植物随机选择3株样株分别采集顶端叶片，分别置于通风处阴干粉碎后过80目筛，并置于60℃干燥至恒质量，供试。

1.2 方法

1.2.1 总蛋白质含量测定 分别准确称取各样株叶片粉末样品 0.300 0 g，参照 GB 5009.5—2010［7］的方法依次消化后，用Kjeltec 2300型全自动凯氏定氮仪(瑞典FOSS公司)测定总蛋白质含量。3次重复，结果取平均值。

1.2.2 蛋白质组分的分离和含量测定 准确称取各样株叶片粉末0.200 0 g，参照文献［8］的方法分离蛋白质组分。分别获得清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白提取液;采用考马斯亮蓝法［9］测定各组分含量。3次重复，结果取平均值。

1.2.3 氨基酸组成分析 分别准确称取各样株叶片粉末样品0.100 0 g，加入 6 mol·L-1HCl 10 mL，持续吹氮气 5 min 后用压盖器封口，置于(110±1)℃水解22 h;水解液用0.45 μm滤膜过滤;取200 μL滤液，用氮气吹干;残留物用0.02 mol·L-1HCl 5 mL复溶，0.45 μm 滤膜过滤;用 L-8900型全自动氨基酸分析仪(日本HITACHI公司)分析氨基酸种类和含量，其中色氨酸(Trp)未检出。3次重复，结果取平均值。

1.3 数据分析

［10］的方法计算必需氨基酸与总氨基酸含量的比值(E/T值);以鸡蛋蛋白为参考蛋白质计算必需氨基酸的化学评分(CS值)［11］，以标准蛋白为参考蛋白质计算必需氨基酸的评分(AAS值)，AAS值=(1g总蛋白质中某种必需氨基酸的含量/1g标准蛋白中同种必需氨基酸的含量)×100%，其中，参照文献［12］确定标准蛋白的氨基酸构成模式。采用SPSS 13.0统计分析软件对数据进行统计和分析，采用Oneway ANOVA方法检测样本间的差异显著性。

2 结果和分析

2.1 蛋白质组成分析结果

4种小檗科植物叶片中总蛋白质的组成及含量见表1。南天竹的总蛋白质含量最高(129.50 g·kg-1)，与其他3种植物有显著差异(P＜0.05);日本小檗的总蛋白质含量最低(53.50 g·kg-1)。清蛋白含量由高到低依次为十大功劳、阔叶十大功劳、日本小檗、南天竹;球蛋白含量以阔叶十大功劳最高(1.75 g·kg-1)，南天竹最低(0.12 g·kg-1);醇溶蛋白含量以南天竹最高(10.48 g·kg-1)，日本小檗最低(6.85 g·kg-1);谷蛋白含量以南天竹最高(11.24 g·kg-1)，十大功劳最低(4.31 g·kg-1)。4种植物的各蛋白质组分含量有显著差异(P＜0.05)。总体上看，南天竹和阔叶十大功劳叶片中总蛋白质含量较高，而日本小檗叶片中总蛋白质含量较低。

2.2 氨基酸组成分析结果

4种小檗科植物叶片中氨基酸的组成及含量见表2。日本小檗叶片中氨基酸种类最多，可检出17种氨基酸;而南天竹、十大功劳和阔叶十大功劳叶片中未检出半胱氨酸(Cys)。南天竹叶片中赖氨酸(Lys)含量显著高于其他种类(P＜0.05)，其半必需氨基酸〔组氨酸(His)和精氨酸(Arg)〕的含量也显著高于其他种类;而日本小檗叶片中半必需氨基酸含量最低。

表1 4种小檗科植物叶片中蛋白质组成及含量的比较(n=3)1)Table 1 Comparison on composition and content of protein in leaf of four species in Berberidaceae(n=3)1)

此外，4种植物叶片中总氨基酸和必需氨基酸含量也有明显差异，其中，南天竹叶片中总氨基酸和必需氨基酸含量均最高、日本小檗叶片中均最低。此外，南天竹叶片中E/T值也最高，达到了WHO对于优质蛋白质资源的推荐标准(36%)。

2.3 必需氨基酸的CS值和AAS值比较

4种小檗科植物叶片中必需氨基酸的CS值和AAS值见表3。南天竹、十大功劳和阔叶十大功劳叶片中的第一限制氨基酸(limiting amino acids)为甲硫氨酸+半胱氨酸(Met+Cys)，其CS值分别为9.04、3.79和4.53;日本小檗叶片中第一限制氨基酸为亮氨酸(Leu)，CS值为5.64。4种植物的第二限制氨基酸均为异亮氨酸(Ile)。此外，由表2和表3可知:南天竹叶片中必需氨基酸含量和AAS值均最高，说明南天竹叶片中必需氨基酸种类相对比较齐全、组成比例较为合理。

表2 4种小檗科植物叶片中氨基酸组成及含量比较(n=3)1)Table 2 Comparison on composition and content of amino acids in leaf of four species in Berberidaceae(n=3)1)

表3 4种小檗科植物叶片中必需氨基酸的CS值和AAS值的比较Table 3 Comparison on CS and AAS values of essential amino acids in leaf of four species in Berberidaceae

3 讨论和结论

供试的4种小檗科植物叶片的蛋白质和氨基酸组成差异较大，其中十大功劳和阔叶十大功劳虽为同属植物，但两者的总蛋白质组成和含量及氨基酸含量却有显著差异(P＜0.05)，表明植物遗传因素对其蛋白质和氨基酸组成影响较大。

供试4种植物中，南天竹叶片中赖氨酸(Lys)、甲硫氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)和异亮氨酸(Ile)的含量均最高，并且其氨基酸组成也更接近人体的需求;其叶片中 Lys、Met、Phe、Val、Leu、Ile、苏氨酸(Thr)和组氨酸(His)等的含量均明显高于桑(Morus alba Linn.)叶［13］，其E/T 值(40.92%)则超过了莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)的种子(36.40%)［14］。综合分析结果显示:南天竹叶片所含的蛋白质品质较好、氨基酸组成较为平衡，更加接近人体必需氨基酸的构成模式值，在不考虑其他因素的前提下可以作为良好的植物蛋白质来源，具有较大的研究及开发潜力。

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