云南紫仁核桃必需氨基酸含量及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

肖良俊，毛云玲，吳 濤，寧德魯，張 雨*

（云南省林業(yè)科學(xué)院 云南省木本油料工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650201）

云南紫仁核桃必需氨基酸含量及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

肖良俊，毛云玲，吳 濤，寧德魯，張 雨*

（云南省林業(yè)科學(xué)院 云南省木本油料工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650201）

以云南大泡核桃做對(duì)照，測(cè)定分析了28 個(gè)紫仁核桃樣品的9 種必需氨基酸含量，明確了各氨基酸含量范圍。根據(jù)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行了必需氨基酸含量的變異分析、相關(guān)性分析和主成分分析。結(jié)果表明，變異系數(shù)最大的是組氨酸為39%，變異系數(shù)最小的是精氨酸為7%；各氨基酸之間相關(guān)性不大；主成分分析結(jié)果表明，前5 個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到85.59%，基本概況了全部9 種必需氨基酸成分的主要信息；根據(jù)主成分分析結(jié)果確定各成分的權(quán)重值，對(duì)各紫仁核桃必需氨基酸含量及營(yíng)養(yǎng)特性進(jìn)行了模糊綜合評(píng)判，其中25 種紫仁核桃資源的必需氨基酸含量及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值均大于對(duì)照（大泡核桃）。

紫仁核桃；大泡核桃；必需氨基酸；營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

核桃（Juglans spp.）是一種綜合開發(fā)利用價(jià)值很高的木本油料及干果樹種[1-2]。云南泡核桃（Juglans sigilltata L.），分布廣泛，遍布云南省128 個(gè)縣（區(qū)），在栽培面積、產(chǎn)量和質(zhì)量上均居全國(guó)之首[3]。由于云南復(fù)雜的地形地貌，特殊的氣候條件和多種多樣的土壤類型，致使核桃的類型繁多，種質(zhì)資源極其豐富[4-5]，紫仁核桃屬云南核桃晚實(shí)特異類群，因其堅(jiān)果核仁皮色為紫（烏）色而得名，其核仁顏色特殊，是我國(guó)極其寶貴的核桃種質(zhì)資源，可作為育種材料開發(fā)和利用[6]。核桃所含的18 種氨基酸總量（total amino acid，TAA）占核桃仁的20%左右，必需氨基酸（essential amino acids，EAA）含量較高[7-11]。現(xiàn)代飲食提倡高蛋白低脂肪，而氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位，除能直接滿足人體所需外，有的還具有多種藥理活性，在調(diào)節(jié)神經(jīng)、內(nèi)分泌、免疫和酶活性等方面發(fā)揮作用[12-16]。目前對(duì)紫仁核桃研究尚處于空白階段，未見到有關(guān)于其氨基酸含量及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)研究報(bào)道。2010年云南省林業(yè)科學(xué)院與云南省林木種苗站聯(lián)合開展了全省核桃種質(zhì)資源調(diào)查，各市（州）縣林業(yè)種苗站選送800多份本地優(yōu)良的泡核桃樣品。在選送樣品考種和核果質(zhì)量分析過程中發(fā)現(xiàn)，種仁紫（烏）色的核桃口感明顯要比其他核桃好，食味更加香純。因此有意對(duì)核桃仁紫色做特殊標(biāo)記，最后收集整理共得到28 份樣品。本研究通過測(cè)試分析此28 份紫仁核桃樣品中核桃仁的EAA含量，對(duì)各氨基酸進(jìn)行分析比較，以期為紫仁核桃資源收集、評(píng)價(jià)及新品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

以28 份紫仁核桃為試材，編號(hào)分別為紫1～紫28，種質(zhì)來源見表1；同時(shí)以云南省栽培面積最大、品質(zhì)優(yōu)良的大泡核桃為對(duì)照。

氨基酸水解標(biāo)準(zhǔn)溶液 美國(guó)Sigma公司；AccQFluor試劑盒、質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%乙腈、醋酸鹽緩沖溶液（pH 5.2） 美國(guó)Waters公司；乙腈（色譜純） 美國(guó)Fisher公司。

1.2 儀器與設(shè)備

600高效液相色譜儀（配2487紫外檢測(cè)儀）、Nova-pak C18柱 美國(guó)Waters公司；T-203型電子天平 美國(guó)丹佛公司。

1.3 方法

1.3.1 氨基酸的測(cè)定

稱取研細(xì)0.5 g核桃樣品于水解管中，加入6 mol/L鹽酸溶液水解樣品，使果肉中蛋白在酸作用下，水解成單一氨基酸，然后經(jīng)離子交換色譜法分離并以茚三酮柱后衍生，依據(jù)GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測(cè)定》[17]。其中氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為100 nmol/mL。氨基酸含量計(jì)算見下式：

式中：X為試樣中測(cè)定的某氨基酸含量/（mg/100 g）；c為試樣測(cè)定液中氨基酸含量/（nmol/50 ?L）；F為試樣稀釋倍數(shù)；V為水解后試樣定容體積/mL；M為氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量；m為試樣質(zhì)量/g。

1.3.2 色譜條件

色譜柱：Nova-pak C18柱；升溫程序：柱起始溫度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；載氣N2；恒流速率1.5 mL/min；進(jìn)樣方式：分流比50∶1、進(jìn)樣量1 μL、進(jìn)樣口溫度280 ℃；氫火焰離子化檢測(cè)器；檢測(cè)器溫度300 ℃。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003、SPSS 18.0軟件對(duì)紫仁核桃測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、變異性分析、相關(guān)性分析，通過主成分分析對(duì)9 種EAA分別賦予權(quán)重值、對(duì)分析測(cè)定原始數(shù)據(jù)用極值法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到評(píng)判模糊矩陣R，R=（rij），rij=（xij—min xj）/（max xij—min xij）并進(jìn)行矩陣綜合評(píng)判及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 EAA含量

表1 紫仁核桃和對(duì)照（大泡核桃）的氨基酸組成及含量Table1 Contents of essential amino acids in purple kernel walnut

對(duì)核桃EAA的研究報(bào)道較少，如吳開志等[18]對(duì)核桃種仁粗脂肪和氨基酸含量的差異性分析，其結(jié)果表明，含有7 種人體EAA，EAA占TAA的29.02%。對(duì)28 份紫仁核桃及對(duì)照品種（大泡核桃）的EAA測(cè)定結(jié)果見表1，紫仁核桃9 種EAA與TAA的比值平均是50%，比對(duì)照稍高。紫仁核桃EAA含量范圍分別為：組氨酸2.12～8.51 mg/100 g、精氨酸9.78～12.63 mg/100 g、蘇氨酸8.42～17.52 mg/100 g、纈氨酸3.88～11.87 mg/100 g、蛋氨酸3.52～4.96 mg/100 g、賴氨酸3.53～7.10 mg /100 g、異亮氨酸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中組氨酸比對(duì)照高19%，精氨酸比對(duì)照高9%，纈氨酸比對(duì)照高72%，賴氨酸比對(duì)照高56%，亮氨酸比對(duì)照高17%，苯丙氨酸比對(duì)照高47%。

2.2 EAA的變異分析與相關(guān)性分析

表2 紫仁核桃EAA的變異分析Table2 Variation analysis of essential amino acids in purple kernel walnut

由表2可知，在所測(cè)定的9 種氨基酸中，變異系數(shù)最大的是組氨酸，為39%，變異系數(shù)較大的是異亮氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸，分別為28%、24%、23%、23%、17%、15%，蛋氨酸和精氨酸的變異系數(shù)較小，分別是8%和7%。對(duì)紫仁核桃EAA含量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見表3。

表3 EAA的相關(guān)性矩陣Table3 Correlation matrix of essential amino acids

9 種EAA之間，蘇氨酸與纈氨酸、蘇氨酸與亮氨酸、亮氨酸與纈氨酸、異亮氨酸與纈氨酸含量之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.60、0.55、0.62和0.58，即蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸與異亮氨酸有一定相關(guān)性，其他EAA之間相關(guān)性不大。

2.3 EAA的主成分分析

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

對(duì)28 份紫仁核桃樣品的9 種EAA做主成分分析[19-21]（表4），結(jié)果顯示：第1主成分的貢獻(xiàn)率較高（39.22%），其中纈氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、精氨酸有較高的正載荷，因此第1主成分主要反映紫仁核桃的纈氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、精氨酸；第2主成分的貢獻(xiàn)率為16.97%，其中組氨酸有較高的正載荷，因此第2主成分主要反映紫仁核桃的組氨酸；第3主成分的貢獻(xiàn)率為12.54%，其中組氨酸和精氨酸有較高的正載荷，因此第3主成分主要反映紫仁核桃組氨酸和精氨酸；第4主成分的貢獻(xiàn)率為10.41%，其中組氨酸和蛋氨酸有較高的正載荷，因此第4主成分主要反映紫仁核桃組氨酸和蛋氨酸；第5主成分的貢獻(xiàn)率為6.46%，其中賴氨酸有較高的正載荷，因此第5主成分主要反映紫仁核桃賴氨酸。前5 個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到85.59%，說明前5 個(gè)主成分可基本概括紫仁核桃9 種EAA的主要信息，在反映紫仁核桃EAA含量中纈氨酸和蘇氨酸為首要性狀，其次為異亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、精氨酸、組氨酸、蛋氨酸和賴氨酸。

2.4 綜合評(píng)判及排序結(jié)果

對(duì)表1的數(shù)據(jù)進(jìn)行極值標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到評(píng)判模糊矩陣R，R=（rij），rij=（xij—min xj）/（max xij—min xij）；根據(jù)主成分分析結(jié)果中各成分在5 大主成分中所占比例的綜合，對(duì)紫仁核桃9 種EAA賦予權(quán)重值，建立評(píng)判模型，確立評(píng)判關(guān)系，得到權(quán)重矩陣A（表5），評(píng)判結(jié)果為B=A·R。通過矩陣運(yùn)算，得到評(píng)判結(jié)果，評(píng)判值越大，說明該紫仁核桃EAA的綜合營(yíng)養(yǎng)越高[22-25]。按綜合評(píng)判值大小進(jìn)行排序，結(jié)果見圖1。

表5 紫仁核桃EAA營(yíng)養(yǎng)綜合評(píng)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

從紫仁核桃EAA含量及綜合營(yíng)養(yǎng)的綜合評(píng)判值可知，28 份紫仁核桃之間有一定差異，最大的為紫14號(hào)，評(píng)判值為0.91，最小的為紫26號(hào)，評(píng)判值為0.22。與對(duì)照大泡核桃相比，28 個(gè)紫仁核桃的評(píng)判值有25 個(gè)大于對(duì)照（0.24），可見紫仁核桃的EAA含量與EAA的綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值普遍優(yōu)于對(duì)照。

圖1 紫仁核桃EAA營(yíng)養(yǎng)綜合評(píng)判Fig.1 Comprehensive nutritional evaluation of essential amino acids in purple kernel walnut

3 結(jié)論與討論

3.1 綜合評(píng)判權(quán)重值的確定

用模糊綜合評(píng)判的方法評(píng)價(jià)紫仁核桃9 種EAA的含量及綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，利用主成分分析結(jié)果中9 種EAA含量在5大主成分中所占比例的綜合給紫仁核桃9 種EAA分別賦以權(quán)重值，此法雖然有一定的科學(xué)性，但只能確定各EAA之間的相對(duì)比值，其精確性有待進(jìn)一步研究。

3.2 紫仁核桃EAA組成含量

本研究測(cè)定了28 份紫仁核桃9 種EAA的含量，其中紫仁核桃組氨酸、精氨酸、纈氨酸、賴氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸的平均值比對(duì)照分別高19%、9%、72%、56%、17%、47%。表明紫仁核桃EAA含量高，非常具有開發(fā)價(jià)值。9 種氨基酸中，變異系數(shù)最大的是組氨酸，為39%，蛋氨酸和精氨酸的變異系數(shù)較小，分別是8%和7%。相關(guān)性分析表明各EAA之間相關(guān)性不大。

3.3 紫仁核桃EAA的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

本項(xiàng)研究中，28 份紫仁核桃樣品的9 種EAA含量的模糊綜合評(píng)價(jià)分析評(píng)價(jià)結(jié)果表明，25個(gè)樣品優(yōu)于對(duì)照（大泡核桃），表明紫仁核桃營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值普遍比大泡核桃高。其中紫6號(hào)組氨酸含量最高為對(duì)照的3.36 倍、紫4號(hào)賴氨酸含量最高為對(duì)照的2.10 倍、紫14號(hào)纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸含量最高分別為對(duì)照的3.41、2.04、2.28 倍和2.22 倍。紫14號(hào)EAA含量及綜合營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高，可作為高保健價(jià)值的核桃進(jìn)行開發(fā)和利用。總而言之，紫仁核桃作為我國(guó)特異的核桃種質(zhì)資源，不但仁色性狀特異，而且EAA營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比云南省主要栽培品種（大泡核桃）較高，具有很好的市場(chǎng)前景，亟需加以收集、保護(hù)、評(píng)價(jià)和開發(fā)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”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2011BAD46B01-1）

肖良俊（1983—），男，助理研究員，碩士，主要從事核桃資源調(diào)查及良種選育研究。E-mail：Xiaoliangjun2008@126.com

*通信作者：張雨（1967—），女，研究員，碩士，主要從事核桃良種選育及栽培研究。E-mail：zhangyu_67@126.com