紫果西番蓮和其它5種水果中氨基酸組分分析

何 潔,莫仁甫,勞水兵,覃國新,廖 潔

(廣西農業科學院農產品質量安全與檢測技術研究所,廣西南寧 530007)

西番蓮(PassifloraedulisSims.)又名雞蛋果、百香果、時計果、洋石榴[1],因其香味濃郁、滋味鮮美、營養豐富[2]而深受廣大消費者的喜愛。西番蓮是我國從海外引入栽種的水果,在我國主要栽培有紫果西番蓮(Passifloraedulisf. edulis Sims.)、黃果西番蓮(Passifloraedulisforma flavicarpa)和它們的雜交品種[3]。氨基酸不僅是西番蓮中的重要營養組成,也影響著西番蓮的風味和質量[45]。鄧博一等[6]分析了西番蓮中的蛋白質和游離氨基酸含量,分別為65.00 mg/(100 mL果汁)和329.72 mg/(100 g鮮果)。黃艷等[7]發現西番蓮游離氨基酸中脯氨酸的含量較高。目前未見關于西番蓮中氨基酸得分及營養評價的相關報道。

本文研究了紫果西番蓮和香蕉、芒果、臍橙、木瓜、火龍果5種水果中天冬氨酸(Asp)、蘇氨酸(Thr)、絲氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、半胱氨酸(Cys)、纈氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)、組氨酸(His)、賴氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、脯氨酸(Pro)等氨基酸組分,并評估了各種水果的氨基酸得分及營養價值。旨在了解紫果西番蓮和其它5種水果中氨基酸營養組成及其對品質的影響,并為紫果西番蓮食品加工提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

西番蓮、香蕉、芒果、臍橙、木瓜和火龍果 當地超市;17種氨基酸混合標準溶液(2.5 mmol/L)、緩沖液A、緩沖液B、再生液、茚三酮 德國Sykam公司;甲醇 HPLC純,Fisher公司;鹽酸 優級純,國藥集團化學試劑有限公司;超純水 實驗室自制。

GR202 分析天平 日本A&D有限公司;CAHT50L超純水器 北京中科智恒科技有限公司;數顯高速分散均質機 上海標本模型廠;VORTEX GENIUS 3渦旋振蕩器 德國IKA公司;S433D氨基酸全自動分析儀 德國SYKAM公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 氨基酸測定 采用氨基酸全自動分析儀,參考《GB 5009.1242016食品安全國家標準食品中氨基酸的測定》[8]的檢測方法。

樣品處理:每種水果取10個,洗凈、擦干,取可食部分切塊、絞碎,用均質機于10000 r/min速度均質1 min。稱取水果泥1.0 g移入具塞密封管中,加入10 mL 6 mol/L HCl溶液,冷凍30 min,抽真空,充N2,蓋上密封塞并旋緊蓋子,置于(110±1) ℃恒溫干燥箱中加熱水解22 h,取出冷卻,混勻后開管,轉移到25 mL容量瓶,超純水定容,過濾,取4 mL濾液,于55 ℃下真空蒸干,加入2 mL樣品稀釋液,混勻,用0.22 μm濾膜過濾,移入樣品瓶。

氨基酸全自動分析儀條件:色譜柱:LCA K06/Na,柱溫:58～74 ℃梯度控溫;流動相:緩沖液A為0.12 mol/L,pH3.45;緩沖液B為0.2 mol/L,pH10.85；流速:洗脫泵0.45 mL/min,衍生泵0.25 mL/min;檢測波長:570、440 nm(分別檢測伯氨型氨基酸和仲氨型氨基酸);反應器溫度:130 ℃。

1.2.2 氨基酸組成和風味氨基酸 總氨基酸(total amino acids,TAA)以天冬氨酸(Asp)、蘇氨酸(Thr)、絲氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、半胱氨酸(Cys)、纈氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)、組氨酸(His)、賴氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、脯氨酸(Pro)之和計[910]。必需氨基酸(essential amino acids,EAA)以蘇氨酸(Thr)、纈氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、賴氨酸(Lys)之和計。嬰幼兒必需氨基酸(infant essential amino acids,IEAA):以必需氨基酸(EAA)與組氨酸(His)之和計。分別計算必需氨基酸和非必需氨基酸(nonessential amino acid,NAA)與總氨基酸的比值E/T值和E/N值。

水果中影響風味的氨基酸主要分為鮮味和酸味氨基酸(Sour and MSGlike Amino Acids,SMAA)、甜味氨基酸(sweet amino acids,SAA)和苦味氨基酸(bitter amino acids,BAA)三大類[11]。

鮮味和酸味氨基酸以谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)含量之和計。

甜味氨基酸以蘇氨酸(Thr)、絲氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、脯氨酸(Pro)之和計。

苦味氨基酸以纈氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、精氨酸(Arg)、脯氨酸(Pro)、組氨酸(His)之和計。

1.2.3 營養評價 西番蓮和其它5種水果的氨基酸營養以WHO/FAO于1973年提出的氨基酸得分(amino acid score,AAS)、氨基酸比值系數(ratio coefficient,RC)[12]和由氨基酸比值系數變異系數(CV)求出的比值系數分(score of RC,SRC)為指數進行評價。其中,氨基酸得分是試樣的氨基酸含量占WHO/FAO參考蛋白的氨基酸含量的百分數。

比值系數分=100×(1變異系數)

EAA中AAS最低的氨基酸稱為第一限制氨基酸(first limiting amino acid)。

2 結果與分析

2.1 氨基酸組成

總氨基酸含量從大到小為:紫果西番蓮>香蕉>火龍果>芒果>臍橙>木瓜(表1)。必需氨基酸含量從大到小為:香蕉>紫果西番蓮>火龍果>芒果>木瓜>臍橙。幼兒必需氨基酸含量從大到小為:香蕉>紫果西番蓮>火龍果>芒果>木瓜>臍橙。E/T值從大到小為:芒果>火龍果>香蕉>木瓜>臍橙>紫果西番蓮。E/N值從大到小為:香蕉>火龍果>芒果>木瓜>臍橙>紫果西番蓮。

表1 紫果西番蓮和其它5種水果中氨基酸組成(g/100 g)Table 1 Amino acid composition of purple passionfruit and other 5 kinds of fruits(g/100 g)

本實驗得到紫果西番蓮中含量最高的3種氨基酸從大到小為天冬氨酸(Asp)>脯氨酸(Pro)>谷氨酸(Glu)。鄧博一[6]對西番蓮游離氨基酸的研究中,含量最高的也是這3種氨基酸,從大到小為谷氨酸(Glu)、脯氨酸(Pro)和天冬氨酸(Asp)。大小順序不同的原因可能是水解氨基酸和游離氨基酸的不同。本實驗得到紫果西番蓮中含量最低的氨基酸是半胱氨酸(Cys),其次是蛋氨酸(Met)和酪氨酸(Tyr)。

賴氨酸占必需氨基酸的比值(Lys/EAA)從大到小為:紫果西番蓮>臍橙>木瓜>芒果>香蕉>火龍果。紫果西番蓮必需氨基酸中賴氨酸含量最高,占了必需氨基酸的26.6%。而谷類的第一限制氨基酸為賴氨酸[13]。將紫果西番蓮和谷類一起搭配食用或開發為食品,可以提高蛋白質生物效價,達到蛋白質互補的效果。

三大類風味氨基酸的含量見表1。甜味氨基酸含量從大到小為:紫果西番蓮>火龍果>香蕉>臍橙>芒果>木瓜。鮮味和酸味氨基酸含量從大到小為:紫果西番蓮>香蕉>火龍果>木瓜>芒果>臍橙。苦味氨基酸含量從大到小為:紫果西番蓮>香蕉>火龍果>臍橙>芒果>木瓜。紫果西番蓮中三大類風味氨基酸的含量均高于其它5種水果:甜味氨基酸(0.359%),鮮味和酸味氨基酸(0.386%),苦味氨基酸(0.396%),其風味豐富。鮮味和酸味氨基酸中的天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)的含量較高(氨基酸含量排名第1和第3)。二者對紫果西番蓮的鮮味起到重要的作用。

2.2 營養評價

紫果西番蓮和其它5種水果的氨基酸得分、氨基酸比值系數和比值系數分見表2。由AAS可以看出,6種水果的第一限制氨基酸都是蛋氨酸，紫果西番蓮的第二限制氨基酸為蘇氨酸。6種水果比值系數分從大到小為:火龍果>芒果>木瓜>紫果西番蓮>香蕉>臍橙。火龍果的氨基酸比值系數分最高(83.4),接近參考蛋白的氨基酸模式,這與王彬[14]和邢晉寧[15]之前的研究結果相同。紫果西番蓮中的賴氨酸(Lys)、苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tys)、纈氨酸(Val)符合WHO/FAO參考氨基酸模式,異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)略低于WHO/FAO參考氨基酸模式,蛋氨酸+半胱氨酸(Met+Cys)、蘇氨酸(Thr)低于WHO/FAO參考氨基酸模式(分別為第一和第二限制氨基酸)。

表2 紫果西番蓮和其它5種水果的氨基酸得分、氨基酸比值系數和比值系數分Table 2 AAS,RC and SRC of purple passionfruit and other 5 fruits

3 結論

6種水果的氨基酸種類齊全。6種水果中紫果西番蓮的總氨基酸含量、甜味氨基酸含量、鮮味和酸味氨基酸含量、苦味氨基酸含量和必需氨基酸中賴氨酸含量均排在第1位,必需氨基酸含量和幼兒必需氨基酸含量均排在第2位。紫果西番蓮中天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)的含量較高,二者對紫果西番蓮的鮮味起到重要的作用。紫果西番蓮的蛋白質營養價值高,風味豐富,是很好的食材和食品原料。

6種水果的第一限制氨基酸都是蛋氨酸。紫果西番蓮的第二限制氨基酸是蘇氨酸。紫果西番蓮中含量最高的必需氨基酸是賴氨酸,其和谷類一起搭配食用或開發為食品,可以提高蛋白質生物效價,達到蛋白質互補的效果。

[1]趙玲艷,李羅明,蔣立文,等. 西番蓮飲料的加工工藝研究[J]. 中國食物與營養,2013,19(5):5357.

[2]周玉娟,談鋒,鄧君. 西番蓮屬植物的研究進展[J]. 中國中藥雜志,2008,33(15):17891793.

[3]孔永強,張弘,鄭華,等. 云南產紫果西番蓮果實揮發物的熱脫附氣相色譜/質譜聯用分析[J]. 廣東農業科學,2011,38(10):9496.

[4]劉娜,岳冬,魯博,等. 黃果番茄果實部分風味品質及氨基酸組成分析[J]. 食品與生物技術學報,2016,35(10):10811087.

[5]武彥文,歐陽杰. 氨基酸和肽在食品中的呈味作用[J]. 中國調味品,2001(1):1922.

[6]鄧博一,申鉉日,鄧用川. 海南百香果、蓮霧、青棗營養成分的比較分析[J]. 食品工業科技,2013,34(12):335-338,343.

[7]黃艷. 常見果蔬中游離氨基酸含量的測定[J]. 安徽農業科學,2013,41(9):40884089.

[8]中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會. GB5009.1242016食品安全國家標準食品中氨基酸的測定[S]. 北京:中國標準出版社.

[9]World Health Organization/Food and Agriculture Organization.Energy and protein requirements report of a Joint FAO/WHO ad hoc expert committee WHO technical report series,No. 522[M].Geneva:WHO,1973:4063.

[10]錢愛萍,林虬,余亞白,等. 閩產柑橘果肉中氨基酸組成及營養評價[J]. 中國農學通報,2008,24(6):8690.

[11]Kirimura J,Shimizu A,Kimizuka A,et al. Contribution of peptides and amino acids to the taste of foods[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1969,17(4):689695.

[12]魏冬梅,阿力木江·阿布都拉,申慧,等. 額爾齊斯河5種土著魚肌肉氨基酸組成及營養比較[J]. 新疆農業科學,2017(2):377385.

[13]鄭星泉,楊光圻. 我國谷類、豆類及魚類蛋白質中含硫氨基酸的總量[J]. 營養學報,1985(3):167172.

[14]王彬,蔡永強,鄭偉. 火龍果果實氨基酸含量及組成分析[J].中國農學通報,2009,25(8):210214.

[15]邢晉寧,陳訓,樊叢令. 不同品種火龍果的氨基酸含量測定及其營養評價[J]. 貴州農業科學,2011,39(5):193195.