新疆尉犁县野生黑果枸杞与黑杞一号的营养成分及氨基酸分析

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(1.新疆林业科学院科技推广处,新疆乌鲁木齐 830063;2.新疆林业科学院经济林研究所,新疆乌鲁木齐 830063)

新疆尉犁县野生黑果枸杞与黑杞一号的营养成分及氨基酸分析

王建友1,王琴2,刘凤兰2,毛金梅2,李勇2,蒋江照2,韩宏伟2

(1.新疆林业科学院科技推广处,新疆乌鲁木齐 830063;2.新疆林业科学院经济林研究所,新疆乌鲁木齐 830063)

以新疆尉犁县野生黑果枸杞与黑杞一号为试材,测定其总糖、还原糖、脂肪、蛋白质含量及氨基酸组分,探讨其营养价值。结果表明,野生黑果枸杞与黑杞一号的各基本营养成分差异显著,野生黑果枸杞的总糖和还原糖含量相对较高,总酸、脂肪和蛋白质含量相对较低。两种黑果枸杞中氨基酸种类较齐全,至少有17种。其中,人体必需氨基酸7种、儿童必需氨基酸2种、甜味氨基酸6种、苦味氨基酸7种、酸鲜味氨基酸2种、芳香族氨基酸6种、支链氨基酸3种、药效氨基酸7种。在氨基酸总量以及儿童必需氨基酸、酸鲜味氨基酸、药用氨基酸与总氨基酸比例方面,野生黑果枸杞的含量低于黑杞一号。在必需氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸、芳香族氨基酸、支链氨基酸与总氨基酸比例方面,野生黑果枸杞的含量高于黑杞一号。与FAO/WHO氨基酸模式谱比较,两种黑果枸杞的Met+Cys、Ile、Val和Leu基本符合氨基酸模式谱要求,Thr和Phe+Tyr相对过剩,Lys相对较低。氨基酸比值系数(RC)分析表明,野生黑果枸杞的蛋白质品质优于黑杞一号。

黑果枸杞,氨基酸,营养成分,野生,黑杞一号

黑果枸杞(LyciumruthenicumMurr.)为茄科(Solanaceae)枸杞属(Lycium)落叶多棘刺灌木,抗旱、抗寒、耐盐碱,常以群落形式在我国新疆、青海、甘肃、宁夏等地区分布[1-3]。它素有“软黄金”之称,经《晶珠本草》记载,可用于治疗心热病、心脏病、月经不调等病症[4]。黑果枸杞集营养、经济、生态价值于一体,广受市场青睐,近年来人工栽培逐步兴起。新疆巴州尉犁县地处塔里木盆地腹地,现为全疆最大规模的黑果枸杞种植基地。黑杞一号由新疆林科院从野生黑果枸杞中选育,具有大果、丰产的特性,目前是新疆唯一通过自治区认定的黑果枸杞品种。当前,对于黑果枸杞营养方面的研究主要集中在其功能性成分花色苷和黄酮,而针对野生种与栽培种的营养成分,尤其在氨基酸方面的比较分析,尚未见报道。本文以新疆尉犁县野生黑果枸杞和栽培种黑杞一号为研究对象,对其营养成分进行测定,重点分析氨基酸含量及组分,以期为黑果枸杞的开发利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

黑果枸杞 自然晒干粉碎后,直接测定;野生黑果枸杞 采于新疆巴州尉犁县塔里木乡老七大队沙丘;黑杞一号 采于新疆巴州尉犁县墩阔坦乡琼库勒村“黑杞一号”示范推广基地;硫酸铜、酒石酸钾钠、氢氧化钠、盐酸等 均为化学试剂,均为国产分析纯;18种氨基酸标准品:天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、脯氨酸、色氨酸(纯度≥98%) 美国Sigma公司。

Kjeltec 8400全自动凯氏定氮仪 丹麦Foss公司;S433D 氨基酸分析仪 德国Sykam公司。

1.2实验方法

各种营养成分与氨基酸测定:参照GB/T 5009.8-2008《食品中蔗糖的测定》,采用酸水解法,测定总糖的含量。参照GB/T 5009.7-2008《食品中还原糖的测定》,采用直接滴定法,测定还原糖的含量。参照GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》,采用酸碱滴定法,测定总酸的含量。参照GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的测定》,采用索氏抽提法,测定脂肪的含量。参照GB 5009.5-2010《食品中蛋白质的测定》,利用全自动凯氏定氮仪,测定蛋白质的含量。参照GB 5009.124-2003《食品中氨基酸的测定》,利用氨基酸分析仪,测定氨基酸的含量。各指标分别重复3次测定。

质量分数(%,MF)=氨基酸含量/氨基酸总量×100;

氨基酸评分(AAS)=样品中氨基酸含量/FAO模式谱氨基酸含量;

氨基酸比值系数(RC)=MF/MF的平均数。

1.3数据处理

采用Excel 2007统计分析软件进行基础数据整理,利用DPS 7.55中邓肯多重比较法对数据进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1常规成分的比较与评价

由表1可知,野生黑果枸杞与黑杞一号的各基本营养成分存在显著差异。黑杞一号的脂肪和蛋白质含量更加丰富,比野生种分别高1.00%和3.54%。野生黑果枸杞比黑杞一号的总糖和还原糖含量分别高出6.80%和2.40%,总酸含量低10.45 g/kg。这可能与黑果枸杞的生长环境有关。野生黑果枸杞多生长在干旱、盐碱的荒漠与半荒漠地区,与栽培种相较,野生种处于水分亏缺状态,仅由荒漠地区有限的自然降水供应。叶片小而肥厚,果实体积小,形态结构能够有效减少植物蒸发量。而人工栽培条件下水分充足,黑果枸杞形态显著变异:叶面积明显增大,单果重及含水量增加,株产增高[5]。果实成熟时,较野生种供水量大、次数频繁,果实易出现增糖降酸现象[6-8]。

表1 野生黑果枸杞与黑杞一号营养成分的比较Table1 Comparison of nutrient component in wildand Heiqi No.1 Lycium ruthenicum Murr.

注:同行不同小写字母表示具有显著性,p<0.05。

2.2氨基酸的分析

2.2.1 氨基酸组成和含量 表2反映了野生黑果枸杞与黑杞一号氨基酸的组成情况。在两种黑果枸杞中,均检测出17种氨基酸(由于色氨酸在盐酸水解时被破坏,未检出),栽培种的氨基酸总量比野生种高出2.53%。野生黑果枸杞中,谷氨酸含量最高,占氨基酸总量的15.26%,其次为天冬氨酸,甲硫氨酸最低,仅占氨基酸总量的1.29%。栽培黑果枸杞中,谷氨酸含量最高,占氨基酸总量的15.56%,其次为天冬氨酸,甲硫氨酸最低,仅占氨基酸总量的1.20%。刘凤兰[9]等研究结果表明,红枸杞氨基酸总量最大为4.03%,可见黑果枸杞中的氨基酸含量高于红枸杞。

表2 野生黑果枸杞与黑杞一号氨基酸的组成和含量

2.2.2 氨基酸的组成比较

2.2.2.1 人体必需氨基酸和儿童必需氨基酸 人体必需氨基酸是指人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要,必须从食物中摄取的氨基酸。由表2可看出,除色氨酸在酸水解中破坏外,两种黑果枸杞均包含7种人体必需氨基酸,即苏氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸。由表3可知,野生黑果枸杞中,必需氨基酸占氨基酸总量的32.17%,必需氨基酸与非必需氨基酸比例为47.42%。黑杞一号中,必需氨基酸占氨基酸总量的28.68%,必需氨基酸与非必需氨基酸比例为40.25%。与黑杞一号相较,野生黑果枸杞的必需氨基酸更加丰富,含量高0.54%,占氨基酸总量百分比高出7.17%。1973年FAO/WHO提出理想蛋白质的标准,即必需氨基酸与总氨基酸比例为40%,必需氨基酸与非必需氨基酸比例为60%以上[9-10]。从分析结果可知,黑果枸杞尚未达到理想蛋白质的要求。

表3 野生黑果枸杞与黑杞一号中各类氨基酸的含量

对于成人，精氨酸和组氨酸为非必需氨基酸,而对于机体发育不成熟的儿童,则是必需氨基酸。结果表明,两种黑果枸杞中均含有2种儿童必需氨基酸。与野生黑果枸杞相较,黑杞一号的组氨酸含量高0.06%,精氨酸高0.37%,儿童必需氨基酸总量高0.43%,占氨基酸总量的百分比高1.19%。

2.2.2.2 味觉氨基酸比较 不同的氨基酸具有不同的味感特性。天然蛋白质中的氨基酸都属L型,L型的氨基酸主要分为甜味、苦味、酸鲜味及芳香味[15-16]。甜味类氨基酸主要为丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、赖氨酸与脯氨酸之和。由表3可知,与黑杞一号相较,野生黑果枸杞的甜味氨基酸总量低0.65%,所占总氨基酸的比例高1.47%。苦味类氨基酸主要包含缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸与精氨酸。黑杞一号中苦味氨基酸比野生种的含量高0.83%,但所占总氨基酸的比例低1.19%。酸鲜味氨基酸为天冬氨酸和谷氨酸。与黑杞一号相较,野生黑果枸杞的酸鲜味氨基酸总量低0.93%,所占总氨基酸的比例低2.97%。芳香族氨基酸主要包含Val、Leu、Tyr、Phe、Lys和Arg 6种[17],能够增进香味。黑杞一号中芳香族氨基酸比野生种的含量高0.81%,所占总氨基酸的比例低1.11%。结果表明,两种黑果枸杞的甜味氨基酸和酸鲜味氨基酸总量均达到苦味氨基酸1.5倍以上,可能有着不错的口感。黑果枸杞中呈味作用的味觉氨基酸含量较高,可赋予黑果枸杞特有的芳香和风味,同时也可在食品添加剂、调味剂等方面进行开发利用。

2.2.2.3 支链氨基酸和芳香族氨基酸的比较 芳香族氨基酸(AAA)不仅影响着食物的香美程度,还与支链氨基酸构成支/芳比值,具有临床疗效。支链氨基酸(branched-chain amino acids,BCAA)包括Val、Leu和Ile。BCAA能够促进肌肉增长、胰岛素和生长激素释放,提高运动耐力,延长寿命[18]。研究表明,BCAA在胚胎成长、胎儿生存和发育中具有重要作用[19],在肝病治疗中,富含支链搭配和低芳香氨基酸的制剂具有临床意义。表3表明,与黑杞一号相较,野生黑果枸杞的支链氨基酸总量低0.28%,但所占总氨基酸的比例高1.51%。野生黑果枸杞支/芳比为44.56%,黑杞一号支/芳比为41.61%,在医疗保健产品方面具有开发潜力。

2.2.2.4 药用氨基酸 药用氨基酸主要为天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸,是主要的药理成分。如天门冬氨酸能够增强肝功,保护心肌;谷氨酸可治疗肝性昏迷,助于儿童智力发育;甲硫氨酸参与组成血红蛋白、组织与血清,促进脾脏、胰脏及淋巴功能;亮氨酸能促进胃液分泌。黑杞一号比野生黑果枸杞的药用氨基酸总量高1.78%。野生黑果枸杞的药用氨基酸与总氨基酸比例为64.34%,黑杞一号的药用氨基酸与总氨基酸比例为66.20%,比前者高1.86%。结果表明,黑果枸杞中药用氨基酸种类丰富,含量较高,值得深入研究开发。

2.2.2.5 人体必需氨基酸比例与模式谱的比较 与FAO/WHO模式谱比较:植物氨基酸营养价值优劣,可通过必需氨基酸的种类、含量及组成比例等指标进行评价[11]。分别计算Met+Cys、Thr、Lys、Ile、Val、Phe+Tyr和Leu占氨基酸总量的相对含量,并将其与FAO/WHO推荐的人体必需氨基酸模式谱比较,结果见表4。两种黑果枸杞的Met+Cys、Ile、Val和Leu的平均氨基酸评分为0.9～1.0,基本符合氨基酸模式谱要求;Thr和Phe+Tyr评分>1.0,相对过剩;Lys评分<0.8,相对较低。

表4 野生黑果枸杞与黑杞一号中人体必需氨基酸的比例与氨基酸模式谱的比较

各种必需氨基酸比值系数(RC)的比较:根据FAO/WHO提出的氨基酸平衡理论,若氨基酸比值系数RC=1表示食物中氨基酸组成与氨基酸模式一致,RC>1表示该氨基酸相对过剩,RC<1表示该氨基酸相对不足,RC最小的氨基酸则为限制氨基酸[12]。由表4可知,野生黑果枸杞中,7类氨基酸均相对微量过剩。黑杞一号中,7类氨基酸基本符合要求,Lys 为第一限制性氨基酸。蛋白质的营养价值与蛋白质的氨基酸组成密切相关,食物蛋白质的氨基酸组成越接近人体蛋白质组成,其质量越优[13-14]。通过RC值的比较说明,野生黑果枸杞的蛋白质品质优于黑杞一号。

3 结论

3.1野生黑果枸杞与黑杞一号的各基本营养成分差异显著。与黑杞一号相较,野生黑果枸杞的总糖和还原糖分别高出6.8%、2.40%,总酸、脂肪和蛋白质含量分别低10.45 g/kg 、1.00%和3.54%。

3.2野生黑果枸杞和黑杞一号中氨基酸种类较齐全,至少有17种。其中,人体必需氨基酸7种、儿童必需氨基酸2种、甜味氨基酸6种、苦味氨基酸7种、酸鲜味氨基酸2种、芳香族氨基酸6种、支链氨基酸3种、药效氨基酸7种。

3.3在氨基酸总量以及儿童必需氨基酸、酸鲜味氨基酸、药用氨基酸与总氨基酸比例方面,野生黑果枸杞的含量低于黑杞一号。在必需氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸、芳香族氨基酸、支链氨基酸与总氨

基酸比例方面,野生黑果枸杞的含量高于黑杞一号。

3.4与FAO/WHO氨基酸模式谱比较,两种黑果枸杞的Met+Cys、Ile、Val和Leu基本符合氨基酸模式谱要求,Thr和Phe+Tyr相对过剩,Lys相对较低。氨基酸比值系数(RC)分析表明,野生黑果枸杞的蛋白质品质优于黑杞一号。

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TheanalysisofnutrientcontentandaminoacidinwildandHeiqiNo.1LyciumruthenicumMurr.

WANGJian-you1,WANGQin2,LIUFeng-lan2,MAOJin-mei2,LIYong2,JIANGJiang-zhao2,HANHong-wei2

(1.Department of Science and Technology Popularization,Xinjiang Academy of Forestry Sciences,Urumqi 830063,China;2.Institute of Economic Forestry,Xinjiang Academy of Forestry Sciences,Urumqi 830063,China)

Taking the wild and Heiqi No.1LyciumruthenicumMurr. of Xinjiang Yuli County as test materials,analyzing their total sugar,reducing sugar,fat and protein content and the component of amino acid,in order to explore their nutritional value. The results showed that there was a significant difference between the wild and Heiqi No.1’s nutrient content. Comparing with Heiqi No.1,the wild’s total sugar and reducing sugar content were higher,the total acid,fat and protein content were lower. TheLyciumruthenicumMurr. contained all kinds of essential amino acids,at least 17 kinds,including 7 essential amino acids,2 children essential amino acids,6 sweet amino acids,7 bitter amino acid,2 sour taste amino acids,6 aromatic amino acids,3 branched chain amino acids and 7 medicinal amino acids. The wild’s content of total amino acid and the proportion of children essential amino acids,sour taste amino acids,medicinal amino acids in the total were lower than Heiqi No.1’s. But its proportion of essential amino acids,sweet amino acids,bitter amino acids,aromatic amino acids and branched chain amino acids of the total were higher than Heiqi No.1’s. Comparing with the FAO/WHO amino acid pattern spectrum,LyciumruthenicumMurr.’s Met+Cys,Ile,Val and Leu conformed to the requirements,Thr and Phe+Tyr were higher,Lys was lower. The analysis of RC showed that,the wild’s protein quality was better than Heiqi No.1’s.

LyciumruthenicumMurr.;amino acid;nutrient content;wild;Heiqi No.1

2017-04-25

王建友(1964-)，男，大学本科，研究员，研究方向：经济林，E-mail:almonds@126.com。

新疆维吾尔自治区科技计划项目(2016B01005-3)；中央财政林业科技推广示范项目“精河枸杞优质苗木繁育及丰产栽培技术示范推广”；自治区公益性科研院所基本科研资助项目(KYGY2016061)；自治区公益性科研院所基本科研资助项目(KY201529)。

TS201.4

A

1002-0306(2017)22-0306-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.22.059