不同產地黑果枸杞的蛋白質營養價值評價

郭家平，陳怡雪，王亞盟，劉利娥, *，于斐, ，吳擁軍,

1. 鄭州大學公共衛生學院（鄭州 450001）；2. 鄭州市納米醫學與衛生檢驗重點實驗室（鄭州 450001）

黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murray）屬于茄科（Solanaceae）枸杞屬（Lycium）多年生落葉多棘刺灌木，抗寒、抗旱、耐鹽堿，能夠在沙漠、干旱等惡劣貧瘠的土地上生長，在我國主要分布于陜、甘、寧、新、青、藏等地[1]。它在民族醫藥、營養食品和沙漠生態系統恢復方面都發揮重要作用，具有較大的研究價值和開發價值[2]。研究發現，其不僅含有黃酮類化合物[3]、花青素[4]、多糖[5]、酚酸[3]、脂肪和植物甾醇[6]等生物活性物質，還含有較為豐富的蛋白質和氨基酸[7-9]。

近年來，關于黑果枸杞中蛋白質的研究多是對粗蛋白、氨基酸種類及含量的報道，未進一步對其蛋白質營養價值進行系統評價分析，鮮見對不同產地進行對比分析的有關報道。因此，對黑果枸杞進行蛋白質營養價值評價并對產地間的差異性進行分析具有深遠意義。試驗采用GB 5009.124—2016對來自寧夏、新疆、青海、內蒙古、甘肅和西藏6省22地區的黑果枸杞樣品進行氨基酸含量檢測，用氨基酸評分、化學評分、必需氨基酸指數等多種指標進行蛋白質營養價值評價，利用主成分分析和聚類分析對產地間的差異性進行分析，以期為黑果枸杞進一步的合理開發和利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 樣品的產地信息

對來自22個不同地區的黑果枸杞進行編號，S1，S2，S3，…，S22，分別對應地區為：寧夏回族自治區中衛、石嘴山；新疆維吾爾自治區阿克蘇、庫爾勒、阿勒泰、喀什、吐魯番、哈密；青海省德令哈、諾木洪、格爾木；內蒙古自治區烏拉特前旗、額濟納旗、察哈爾；甘肅省酒泉、敦煌、武威、白銀；西藏自治區拉薩、山南、林芝、日喀則。

1.2 試驗方法

委托農業部農產品質量監督檢驗測試中心（鄭州）測定樣品中氨基酸含量，方法采用GB 5009.124—2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》。

1.3 蛋白質營養價值評價

考慮到黑果枸杞的消費人群不在嬰幼兒，故氨基酸評分（AAS）和化學評分（CS）根據FAO（2011）3歲以上人群模式進行計算[10]，必需氨基酸指數（EAAI）、生物價（BV）、營養指數（NI）分別根據參考文獻[11]的方法計算。

1.4 數據處理

試驗數據采用Excel建立數據庫，用SPSS 20.0軟件進行主成分分析和聚類分析。

2 結果與分析

2.1 樣品中氨基酸的組成及含量

各樣品均檢出天冬氨酸（A s p）、蘇氨酸（Thr）、絲氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、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）、賴氨酸（Lys）、組氨酸（His）、精氨酸（Arg）和脯氨酸（Pro），共計16種氨基酸，其中7種必需氨基酸（Thr、Val、Met、Ile、Leu、Phe、Lys）均在其列，種類較齊全。在各樣品中，氨基酸總量（TAA）為5.24～10.76 g/100 g，必需氨基酸（EAA）為1.76～3.37 g/100 g，藥用氨基酸（Asp、Glu、Gly、Met、Leu、Tyr、Phe、Lys、Arg）為3.59～7.34 g/100 g，分別占總氨基酸含量的26.62%～36.66%和64.41%～68.54%，可見含量較為豐富。各樣品必需氨基酸含量存在差異，如圖1所示，苯丙氨酸含量最高（0.38～0.60 g/100 g），蛋氨酸含量最低（0.08～0.12 g/100 g）。在各樣品間同種氨基酸也存在一定差異，其中丙氨酸變異系數（26.40%）最大，蛋氨酸（9.15%）最小，因此有必要對產地間的差異進行分析。

2.2 黑果枸杞樣品的營養價值評價

氨基酸評分結果顯示，第一限制氨基酸是蛋氨酸+半胱氨酸，氨基酸評分為42.48%～66.70%。第二限制氨基酸是亮氨酸，氨基酸評分為74.61%～100.79%。其余所有必需氨基酸含量均超過了FAO（2011）3歲以上人群模式，特別是苯丙氨酸+酪氨酸和蘇氨酸含量遠超該標準模式，其氨基酸評分分別達160.96%～239.41%和154.72%～196.32%?；瘜W評分結果顯示，僅有S8樣品的蘇氨酸和苯丙氨酸+酪氨酸含量超過雞蛋蛋白模式，其余樣品各種氨基酸的化學評分均低于100%，基本趨勢與氨基酸評分大致相同。必需氨基酸指數在53.81～71.43之間；生物價以S20（66.16）最大，S6（46.96）最低；營養指數在3.59～6.91之間，各指標結果見表1。

圖1 不同地區黑果枸杞必需氨基酸堆積柱形圖

表1 黑果枸杞樣品的AAS、CS、EAAI、BV、NI

2.3 黑果枸杞蛋白質營養價值與主糧及其他類似水果的比較

對以上TAA、EAA、AAS、CS、EAAI、BV、NI的結果分別取均值，并與主糧白米[12]及其他類似水果（黑桑葚[13]、蔓越莓[14]、黑加侖[15]）進行比較，結果見表2。黑果枸杞各項指標基本均高于黑桑葚、蔓越莓和黑加侖，與白米較相近，且TAA、EAA和NI高于白米，可見其蛋白質營養價值較高，可以達到主糧的水平。

2.4 主成分分析與評價

2.4.1 主成分分析

主成分分析法適用性檢驗結果表明，16種氨基酸之間的相關系數均大于0，且基本上大于0.5，呈現出較強的正相關性，KMO檢驗值為0.742（＞0.6），Bartlett’s檢驗p＜0.05，因此有必要運用主成分分析對黑果枸杞氨基酸產地間的差異性進行分析。

表2 黑果枸杞蛋白質營養價值與主糧及其他類似水果的比較

根據成分累積貢獻率的觀點，應提取≥85%的值作為主成分[16]，主成分分析結果見表3和表4。

表3 特征值與累計貢獻率

表4 因子載荷矩陣

由表3可知，前2個主成分特征值均大于1，且累積方差貢獻率達到91.36%，因此提取前2個主成分能夠全面反映出黑果枸杞氨基酸的主要信息。原始變量和所提取的主成分之間的相關系數越大，表示這些變量對于主成分的貢獻越大[17]。由表4可知，第一主成分和各種氨基酸均呈正相關，其中蘇氨酸、甘氨酸、賴氨酸、絲氨酸、纈氨酸、精氨酸、組氨酸的載荷系數較高，均大于95%；第二主成分與氨基酸正、負相關均存在，其中丙氨酸的載荷系數最高（80.30%），其余氨基酸較低（均小于50%）。

2.4.2 樣品綜合評價

根據數理統計的相關知識[16]，得出綜合評價函數為F=0.816 98F1+0.096 6F2。各樣品的綜合得分及排名具體如表5所示，甘肅白銀、青海德令哈和新疆阿勒泰黑果枸杞綜合得分排在前三，故可認為其蛋白質綜合質量較佳；綜合得分最末的3個樣本為新疆哈密、青海格爾木和內蒙古額濟納旗黑果枸杞，故可認為其蛋白質綜合質量相對較差。

表5 樣品的綜合評價得分及排名

2.5 聚類分析

對22份黑果枸杞樣品氨基酸含量進行系統聚類分析，結果如圖2所示。22份黑果枸杞可以分為四大類，其中第一大類包括12份樣品，分別為S1、S12、S10、S2、S4、S17、S3、S6、S15、S20、S11和S8；第二類包括7份樣品，分別為S7、S16、S5、S21、S22、S14和S19；第三大類包括2份樣品，分別是S9和S18；S13單獨成為第四大類。對比主成分分析的綜合評價排名可知，第一大類的排名基本在10～21之間，第二大類的排名基本在3～9之間，第三大類S9和S18分別排名2和1，第四類S13排名22為最末，由此表明，聚類分析結果與主成分分析相一致。

3 討論與結論

黑果枸杞中至少含有16種氨基酸，其EAA與FAO（2011）3歲以上人群模式相比，除第一和第二限制氨基酸外，其余氨基酸均能滿足3歲以上人群的需要，而且藥用氨基酸含量較高，占TAA的64.41%～68.54%，TAA、EAA、AAS、CS、EAAI、BV、NI基本均高于黑桑葚、蔓越莓和黑加侖，與白米較相近，且TAA、EAA和NI高于白米。黑果枸杞的蛋白質營養價值較高，可以達到主糧水平。

蛋氨酸+半胱氨酸為黑果枸杞的第一限制氨基酸，故在制作黑果枸杞復合飲料等商業產品時，應該有針對性地加以補充，進一步提高其營養價值。苯丙氨酸為黑果枸杞含量最豐富的必需氨基酸，含量達0.38 g/100 g，但典型苯丙酮尿癥患者對苯丙氨酸的耐受量僅250 mg/d[18]，提示該類患者不建議食用太多黑果枸杞。天冬氨酸和谷氨酸是黑果枸杞中含量最豐富的兩種氨基酸，均屬于藥用氨基酸。有研究表明，天冬氨酸和谷氨酸對人肝癌細胞都具有抗增殖活性，且具有協同作用，聯合應用對誘導腫瘤細胞死亡可能有一定作用，具備作為腫瘤治療藥物的臨床應用潛力[19]。此外，谷氨酸還是腸神經系統的信號分子，通過調節胃腸道的神經內分泌反射，對腸道功能和進食行為的調節具有重要作用[20]，這可能提示食用黑果枸杞有益于消化吸收有助于腸道健康。這都為黑果枸杞的藥用價值找到理論依據。

主成分分析結果顯示黑果枸杞氨基酸可分為兩大主成分，第一主成分蘇氨酸、甘氨酸、賴氨酸、絲氨酸屬于甜味氨基酸，纈氨酸、精氨酸、組氨酸屬于苦味氨基酸，第二主成分丙氨酸也屬于甜味氨基酸，因而黑果枸杞具有其獨特風味，深受消費者的喜愛。進一步計算發現，各個地區甜、苦、酸、鮮4類呈味氨基酸的含量比值很接近，所有樣品4類呈味氨基酸總含量比值為1∶0.66∶0.69∶0.64，這提示該比值可能是黑果枸杞所特有的性質。此外，發現西藏4個地區的黑果枸杞苦味氨基酸比例均明顯低于其他地區，因此西藏地區的黑果枸杞可能會較甜。綜合主成分分析和聚類分析的結果，發現不同地區的黑果枸杞蛋白質營養價值有所差別，其中甘肅白銀、青海德令哈、新疆阿勒泰較高，新疆哈密、青海格爾木、內蒙古額濟納旗較低。試驗為黑果枸杞氨基酸的快速分析與評價，以及為消費者的選擇提供理論依據。

試驗在測定黑果枸杞氨基酸種類及含量的基礎上，還對其蛋白質營養價值進行分析與評價，并用主成分分析和聚類分析對產地間的差異性進行分析。結果表明，不同產地的黑果枸杞品質有所差別，但總體上氨基酸種類齊全、含量豐富、配比合理，具有較高的蛋白質營養價值和藥用價值。這為黑果枸杞進一步的合理開發和利用提供理論依據。后續研究可對黑果枸杞中的礦物質、維生素、多酚、多糖等多種活性成分及其功效性，生物可利用性進行深入研究，構建出更加系統、全面的綜合評價模式，推進其進一步的開發利用。