云南紫仁核桃必需氨基酸含量及营养评价

肖良俊，毛云玲，吴 涛，宁德鲁，张 雨*

（云南省林业科学院 云南省木本油料工程技术研究中心，云南 昆明 650201）

云南紫仁核桃必需氨基酸含量及营养评价

肖良俊，毛云玲，吴 涛，宁德鲁，张 雨*

（云南省林业科学院 云南省木本油料工程技术研究中心，云南 昆明 650201）

以云南大泡核桃做对照，测定分析了28 个紫仁核桃样品的9 种必需氨基酸含量，明确了各氨基酸含量范围。根据测定结果进行了必需氨基酸含量的变异分析、相关性分析和主成分分析。结果表明，变异系数最大的是组氨酸为39%，变异系数最小的是精氨酸为7%；各氨基酸之间相关性不大；主成分分析结果表明，前5 个主成分累计方差贡献率达到85.59%，基本概况了全部9 种必需氨基酸成分的主要信息；根据主成分分析结果确定各成分的权重值，对各紫仁核桃必需氨基酸含量及营养特性进行了模糊综合评判，其中25 种紫仁核桃资源的必需氨基酸含量及营养价值均大于对照（大泡核桃）。

紫仁核桃；大泡核桃；必需氨基酸；营养评价

核桃（Juglans spp.）是一种综合开发利用价值很高的木本油料及干果树种[1-2]。云南泡核桃（Juglans sigilltata L.），分布广泛，遍布云南省128 个县（区），在栽培面积、产量和质量上均居全国之首[3]。由于云南复杂的地形地貌，特殊的气候条件和多种多样的土壤类型，致使核桃的类型繁多，种质资源极其丰富[4-5]，紫仁核桃属云南核桃晚实特异类群，因其坚果核仁皮色为紫（乌）色而得名，其核仁颜色特殊，是我国极其宝贵的核桃种质资源，可作为育种材料开发和利用[6]。核桃所含的18 种氨基酸总量（total amino acid，TAA）占核桃仁的20%左右，必需氨基酸（essential amino acids，EAA）含量较高[7-11]。现代饮食提倡高蛋白低脂肪，而氨基酸是蛋白质的基本组成单位，除能直接满足人体所需外，有的还具有多种药理活性，在调节神经、内分泌、免疫和酶活性等方面发挥作用[12-16]。目前对紫仁核桃研究尚处于空白阶段，未见到有关于其氨基酸含量及营养评价研究报道。2010年云南省林业科学院与云南省林木种苗站联合开展了全省核桃种质资源调查，各市（州）县林业种苗站选送800多份本地优良的泡核桃样品。在选送样品考种和核果质量分析过程中发现，种仁紫（乌）色的核桃口感明显要比其他核桃好，食味更加香纯。因此有意对核桃仁紫色做特殊标记，最后收集整理共得到28 份样品。本研究通过测试分析此28 份紫仁核桃样品中核桃仁的EAA含量，对各氨基酸进行分析比较，以期为紫仁核桃资源收集、评价及新品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

以28 份紫仁核桃为试材，编号分别为紫1～紫28，种质来源见表1；同时以云南省栽培面积最大、品质优良的大泡核桃为对照。

氨基酸水解标准溶液 美国Sigma公司；AccQFluor试剂盒、质量分数60%乙腈、醋酸盐缓冲溶液（pH 5.2） 美国Waters公司；乙腈（色谱纯） 美国Fisher公司。

1.2 仪器与设备

600高效液相色谱仪（配2487紫外检测仪）、Nova-pak C18柱 美国Waters公司；T-203型电子天平 美国丹佛公司。

1.3 方法

1.3.1 氨基酸的测定

称取研细0.5 g核桃样品于水解管中，加入6 mol/L盐酸溶液水解样品，使果肉中蛋白在酸作用下，水解成单一氨基酸，然后经离子交换色谱法分离并以茚三酮柱后衍生，依据GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》[17]。其中氨基酸混合标准溶液的浓度为100 nmol/mL。氨基酸含量计算见下式：

式中：X为试样中测定的某氨基酸含量/（mg/100 g）；c为试样测定液中氨基酸含量/（nmol/50 ☒L）；F为试样稀释倍数；V为水解后试样定容体积/mL；M为氨基酸的相对分子质量；m为试样质量/g。

1.3.2 色谱条件

色谱柱：Nova-pak C18柱；升温程序：柱起始温度120 ℃，保持1 min，以8 ℃/min升至175 ℃，保持10 min，以3 ℃/min升至210 ℃，保持4 min，再以5 ℃/min升至230 ℃，保持10 min；载气N2；恒流速率1.5 mL/min；进样方式：分流比50∶1、进样量1 μL、进样口温度280 ℃；氢火焰离子化检测器；检测器温度300 ℃。

1.4 数据处理

采用Excel 2003、SPSS 18.0软件对紫仁核桃测定数据进行整理、变异性分析、相关性分析，通过主成分分析对9 种EAA分别赋予权重值、对分析测定原始数据用极值法进行标准化处理，得到评判模糊矩阵R，R=（rij），rij=（xij—min xj）/（max xij—min xij）并进行矩阵综合评判及作图。

2 结果与分析

2.1 EAA含量

表1 紫仁核桃和对照（大泡核桃）的氨基酸组成及含量Table1 Contents of essential amino acids in purple kernel walnut

对核桃EAA的研究报道较少，如吴开志等[18]对核桃种仁粗脂肪和氨基酸含量的差异性分析，其结果表明，含有7 种人体EAA，EAA占TAA的29.02%。对28 份紫仁核桃及对照品种（大泡核桃）的EAA测定结果见表1，紫仁核桃9 种EAA与TAA的比值平均是50%，比对照稍高。紫仁核桃EAA含量范围分别为：组氨酸2.12～8.51 mg/100 g、精氨酸9.78～12.63 mg/100 g、苏氨酸8.42～17.52 mg/100 g、缬氨酸3.88～11.87 mg/100 g、蛋氨酸3.52～4.96 mg/100 g、赖氨酸3.53～7.10 mg /100 g、异亮氨酸2.56～9.81 mg/100 g、亮氨酸5.85～17.74 mg/100 g、苯丙氨酸4.12～10.26 mg/100 g。EAA中组氨酸比对照高19%，精氨酸比对照高9%，缬氨酸比对照高72%，赖氨酸比对照高56%，亮氨酸比对照高17%，苯丙氨酸比对照高47%。

2.2 EAA的变异分析与相关性分析

表2 紫仁核桃EAA的变异分析Table2 Variation analysis of essential amino acids in purple kernel walnut

由表2可知，在所测定的9 种氨基酸中，变异系数最大的是组氨酸，为39%，变异系数较大的是异亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸，分别为28%、24%、23%、23%、17%、15%，蛋氨酸和精氨酸的变异系数较小，分别是8%和7%。对紫仁核桃EAA含量进行相关性分析，结果见表3。

表3 EAA的相关性矩阵Table3 Correlation matrix of essential amino acids

9 种EAA之间，苏氨酸与缬氨酸、苏氨酸与亮氨酸、亮氨酸与缬氨酸、异亮氨酸与缬氨酸含量之间的相关系数分别为0.60、0.55、0.62和0.58，即苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸与异亮氨酸有一定相关性，其他EAA之间相关性不大。

2.3 EAA的主成分分析

表4 EAA主成分矩阵Table4 The principal component matrix of essential amino acids in

对28 份紫仁核桃样品的9 种EAA做主成分分析[19-21]（表4），结果显示：第1主成分的贡献率较高（39.22%），其中缬氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、精氨酸有较高的正载荷，因此第1主成分主要反映紫仁核桃的缬氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、精氨酸；第2主成分的贡献率为16.97%，其中组氨酸有较高的正载荷，因此第2主成分主要反映紫仁核桃的组氨酸；第3主成分的贡献率为12.54%，其中组氨酸和精氨酸有较高的正载荷，因此第3主成分主要反映紫仁核桃组氨酸和精氨酸；第4主成分的贡献率为10.41%，其中组氨酸和蛋氨酸有较高的正载荷，因此第4主成分主要反映紫仁核桃组氨酸和蛋氨酸；第5主成分的贡献率为6.46%，其中赖氨酸有较高的正载荷，因此第5主成分主要反映紫仁核桃赖氨酸。前5 个主成分的累积贡献率达到85.59%，说明前5 个主成分可基本概括紫仁核桃9 种EAA的主要信息，在反映紫仁核桃EAA含量中缬氨酸和苏氨酸为首要性状，其次为异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、精氨酸、组氨酸、蛋氨酸和赖氨酸。

2.4 综合评判及排序结果

对表1的数据进行极值标准化处理，得到评判模糊矩阵R，R=（rij），rij=（xij—min xj）/（max xij—min xij）；根据主成分分析结果中各成分在5 大主成分中所占比例的综合，对紫仁核桃9 种EAA赋予权重值，建立评判模型，确立评判关系，得到权重矩阵A（表5），评判结果为B=A·R。通过矩阵运算，得到评判结果，评判值越大，说明该紫仁核桃EAA的综合营养越高[22-25]。按综合评判值大小进行排序，结果见图1。

表5 紫仁核桃EAA营养综合评判Table 5 Weights of essential amino acids for comprehensive nutritionalTable 5 Weights of essential amino acids for comprehensive nutritional evaluation of purple kernel walnut t

从紫仁核桃EAA含量及综合营养的综合评判值可知，28 份紫仁核桃之间有一定差异，最大的为紫14号，评判值为0.91，最小的为紫26号，评判值为0.22。与对照大泡核桃相比，28 个紫仁核桃的评判值有25 个大于对照（0.24），可见紫仁核桃的EAA含量与EAA的综合营养价值普遍优于对照。

图1 紫仁核桃EAA营养综合评判Fig.1 Comprehensive nutritional evaluation of essential amino acids in purple kernel walnut

3 结论与讨论

3.1 综合评判权重值的确定

用模糊综合评判的方法评价紫仁核桃9 种EAA的含量及综合营养价值，利用主成分分析结果中9 种EAA含量在5大主成分中所占比例的综合给紫仁核桃9 种EAA分别赋以权重值，此法虽然有一定的科学性，但只能确定各EAA之间的相对比值，其精确性有待进一步研究。

3.2 紫仁核桃EAA组成含量

本研究测定了28 份紫仁核桃9 种EAA的含量，其中紫仁核桃组氨酸、精氨酸、缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸的平均值比对照分别高19%、9%、72%、56%、17%、47%。表明紫仁核桃EAA含量高，非常具有开发价值。9 种氨基酸中，变异系数最大的是组氨酸，为39%，蛋氨酸和精氨酸的变异系数较小，分别是8%和7%。相关性分析表明各EAA之间相关性不大。

3.3 紫仁核桃EAA的营养价值

本项研究中，28 份紫仁核桃样品的9 种EAA含量的模糊综合评价分析评价结果表明，25个样品优于对照（大泡核桃），表明紫仁核桃营养保健价值普遍比大泡核桃高。其中紫6号组氨酸含量最高为对照的3.36 倍、紫4号赖氨酸含量最高为对照的2.10 倍、紫14号缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸含量最高分别为对照的3.41、2.04、2.28 倍和2.22 倍。紫14号EAA含量及综合营养价值最高，可作为高保健价值的核桃进行开发和利用。总而言之，紫仁核桃作为我国特异的核桃种质资源，不但仁色性状特异，而且EAA营养价值比云南省主要栽培品种（大泡核桃）较高，具有很好的市场前景，亟需加以收集、保护、评价和开发利用。

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Contents of Essential Amino Acids and Nutritional Evaluation of Purple Kernel Walnut from Yunnan Province

XIAO Liangjun, MAO Yunling, WU Tao, NING Delu, ZHANG Yu*
(Woody Oil Engineering Research Center of Yunnan Province, Yunnan Academy of Forestry, Kunming 650201, China)

The contents of nine essential amino acids were analyzed in 28 purple kernel walnut samples from Yunnan province in comparison with Juglans sigillata cv. ‘Dapao’ as the reference, and the variability, correlation and principal component analysis of amino acid contents were studied at the same time. The results showed that histidine had the maximum value of variation coefficient (39%) among the tested essential amino acids, and arginine revealed the minimum variation coefficient (7%). No signifi cant correlation was observed among various amino acids based on correlation analysis. The results of principal component analysis (PCA) showed that the cumulative contribution of the top five principal components reached 85.59%, which included the major information about the nine essential amino acids. The weight of each amino acid was determined according to the results of PCA, and nutritional characteristics of purple kernel walnuts were evaluated by fuzzy comprehensive evaluation. The contents of essential amino acids and nutritional value of 25 purple kernel walnut samples exceeded the reference ‘Dapao’ walnut.

purple kernel walnut; Juglans sigillata cv. ‘Dapao’; essential amino acids; nutritional evaluation

S664.1

A

1002-6630（2015）04-0106-04

10.7506/spkx1002-6630-201504020

2014-05-25

“十二五”国家科技支撑计划项目（2011BAD46B01-1）

肖良俊（1983—），男，助理研究员，硕士，主要从事核桃资源调查及良种选育研究。E-mail：Xiaoliangjun2008@126.com

*通信作者：张雨（1967—），女，研究员，硕士，主要从事核桃良种选育及栽培研究。E-mail：zhangyu_67@126.com