不同甘蔗品种蔗汁中氨基酸含量分析

樊丽娜，何慧怡，罗青文，劳方业，余构彬，齐永文*

(1广东省科学院生物工程研究所，广东广州510316；2国家糖业质量监督检验中心，广东广州510316)

0 前言

甘蔗传统的加工产品是白砂糖，主要成分是蔗糖。在传统白砂糖加工过程中，由于蔗糖是通过化学结晶生产，甘蔗中除蔗糖外的一些有益物质，如多糖、氨基酸、多酚、黄酮及矿质元素等往往随之流失。随着健康知识的进一步普及和人民生活水平的提高，甘蔗中多糖、氨基酸、多酚、黄酮、矿质元素等有益物质的营养价值越来越受到重视[1-3]。目前对甘蔗高糖品种研究很多，但是系统研究甘蔗汁中氨基酸含量与组成的报道较少。

本研究选取18个不同地域的甘蔗品种，测定了氨基酸含量，对不同甘蔗材料的氨基酸含量进行分析，以期筛选营养价值较高的甘蔗[4]。通过甘蔗品种选育改进，发展营养糖和饮料及特色水果型甘蔗等高值化产品，提高甘蔗种植和加工效益，促进甘蔗产业健康发展。

1 材料与方法

1.1 供试材料

18份供试材料：荔浦22号，黄皮果蔗(广东)，崖城 84-125，桂糖 02-901，CP74-383，YCE07-65，内江 57-416，ROC25，象岭黑(广东)，海蔗 22号，桂糖 03-1453，粤糖 01-71，粤糖 55号，ROC20，云蔗94-343，ROC10，CP67-412，云蔗89-7。种植于广东省翁源县，种植时间2016年12月上旬，采样时间2017年11月中旬，随机区组设计，种植3个小区，每个品种种植3行，行距1.2 m，行长5 m，共3个重复，收获时各品种每小区取样10株，混合压榨，测定混合甘蔗汁中氨基酸含量。

1.2 仪器与试剂

1.2.1 主要仪器

S-433D全自动氨基酸分析仪，德国SYKAM(赛卡姆)公司；DHG-9075A恒温干燥箱，上海一恒科技有限公司。

1.2.2 主要试剂

氨基酸混合标样，购自德国 SYKAM(赛卡姆)公司；浓盐酸购自广州化学试剂厂。

1.3 实验方法

选取无病虫害、健康的成熟蔗茎，清除表面杂质，经压榨机榨汁、蔗汁混匀、取样。采用全自动氨基酸分析仪测定甘蔗汁水解后氨基酸总量(mg/kg DW)[5]。

2 结果与分析

2.1 不同甘蔗品种蔗汁氨基酸含量分析

结果表明：甘蔗品种在氨基酸含量上存在着丰富的遗传多样性。18个品种氨基酸总量平均值为4122.2 mg/kg(见表1)。3个品种氨基酸总量在6000 mg/kg以上。氨基酸总量最低的品种是荔浦 22号，为1444.8 mg/kg。氨基酸总量最高的是云蔗89-7，为6579.9 mg/kg，是荔浦22号的4.5倍。

表1 试验品种氨基酸总量

2.2 不同甘蔗品种蔗汁中必需氨基酸含量分析

如表2所示，不同甘蔗品种在必需氨基酸含量上存在显著差异。在7种必需氨基酸中，苏氨酸的含量最高，其次是缬氨酸和异亮氨酸，含量较低的是苯丙氨酸、蛋氨酸和赖氨酸。在18个试验品种中，必需氨基酸总量最高的是云蔗89-7，为870.5 mg/kg。必需氨基酸总量最低的是荔浦22号，为248.0 mg/kg。云蔗89-7的必需氨基酸总量为荔浦22号的3.51倍。18个品种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满足人体需要或人体无法合成的，只能从食物中摄取的氨基酸。在 7种必需氨基酸中，苏氨酸可保护细胞膜、促进人体发育[6-7]。苏氨酸含量介于41.0～282.8 mg/kg之间，平均值为132.7 mg/kg，含量最高的3个品种依次是云蔗94-343、云蔗89-7、CP67-412，分别为平均值的 2.13、1.73、1.47倍，含量最低的 3个品种依次为黄皮果蔗、荔浦22号、海蔗22号，分别为平均值的30%、39%、42%。

缬氨酸可促进身体正常生长，修复组织，调节血糖，提供能量。缬氨酸含量介于91.5～340.3 mg/kg之间，18个品种的缬氨酸平均值为209.0 mg/kg。含量最高的品种是云蔗89-7，为平均值的1.63倍，其他几个品种，即 ROC20、云蔗 94-343、ROC10、CP67-412、粤糖55号这5个品种缬氨酸含量分别是平均值的1.29、1.29、1.26、1.26、1.23倍。缬氨酸含量最低的2个品种为黄皮果蔗和荔浦22号，分别是平均值的44%和49%。

蛋氨酸含量介于4.8～88.4 mg/kg之间，蛋氨酸的平均值是 33.3 mg/kg，蛋氨酸含量最高的品种云蔗94-343是平均值的2.65倍，其次是品种云蔗89-7和ROC10，蛋氨酸含量是平均值的约1.70倍。含量最低的2个品种黄皮果蔗和荔浦22号分别是平均值的14%和21%。

异亮氨基酸含量介于37.3～142.8 mg/kg之间，含量最高的2个品种是ROC10和海蔗22号，其异亮氨基酸含量分别为142.8和140.1 mg/kg，分别是平均值的1.59和1.56倍。含量最低的2个品种黄皮果蔗和荔浦22号分别是平均值的38%和47%。

亮氨酸含量介于18.9～93.4 mg/kg之间，含量最高的2个品种海蔗22号和ROC20分别为9.34和91.6 mg/kg，是平均值的1.69和1.66倍。含量最低的品种为荔浦22号和ROC25，分别是平均值的34%和52%。

苯丙氨酸介于9.4～66.0 mg/kg之间，含量最高的品种为ROC20是平均值的2.02倍，其次是品种CP67-412，为平均值的1.88倍。品种ROC10、云蔗89-7苯丙氨酸含量为平均值的1.75和1.64倍。苯丙氨酸含量最低的品种为荔浦 22号和 ROC25，分别是平均值的29%和43%。

赖氨酸介于16.5～83.5 mg/kg之间，含量最高的品种是崖城 84-125，是平均值的 2.43倍，品种ROC20、CP67-412、云蔗94-343的赖氨酸含量分别为 40.3、43.3、46.0 mg/kg，为平均值的 1.17、1.26、1.34倍。赖氨酸含量最低的品种为荔浦22号和黄皮果蔗，分别是平均值的48%和63%。

2.3 功能氨基酸

表2 不同品种甘蔗汁必需氨基酸含量 单位：mg/kg

γ-氨基丁酸是一种天然非蛋白质氨基酸，是重要的抑制性神经递质，具有预防肥胖、镇定安神、健肝、利肾、增强脑活力、调节激素代谢等功效[8]。甘蔗汁中γ-氨基丁酸含量如表3所示，18个甘蔗品种的蔗汁 γ-氨基丁酸的平均值为 173.3 mg/kg，CP67-412的γ-氨基丁酸最高达343.0 mg/kg，是平均值的1.98倍，云蔗89-7、粤糖55号、ROC25的γ-氨基丁酸含量分别是平均值的1.34、1.30、1.28倍。

表3 不同品种的甘蔗汁功能氨基酸含量 单位：mg/kg

精氨酸是目前发现的功能最多的一种氨基酸，精氨酸在改善繁殖能力、心血管功能、胃肠道发育、调控免疫能力发挥作用，是一种非常有开发前景的功能性氨基酸[9]。18种甘蔗汁中精氨酸含量平均值为 68.1 mg/kg，CP67-412的精氨酸含量最高，达155.3 mg/kg，是平均值的2.28倍。其次是云蔗94-343，精氨酸含量为134.3 mg/kg，是平均值的1.97倍。

3 结论

本文对 18个不同甘蔗品种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进行测定和比较分析。结果表明：云蔗89-7氨基酸总量和必需氨基酸含量最高；品种 CP67-412、云蔗 94-343以及ROC10氨基酸总量和必需氨基酸含量较高；品种CP67-412的γ-氨基丁酸和精氨酸含量最高。

本研究分析了 18个甘蔗品种的蔗汁中的氨基酸含量，发现了甘蔗品种在氨基酸总量、必需氨基酸含量、功能氨基酸含量等方面都存在着丰富的遗传多样性。研究结果可为甘蔗的多用途加工提供参考，根据不同的加工用途选择优良品种，但是氨基酸含量受不同产区生态环境、不同发育时期等因素影响。