紅棗中氨基丁酸含量及其影響因素

黃蓓蓓

三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品園林學(xué)院（三門峽 472000）

棗作為我國傳統(tǒng)的五果之一，已有超過4 000年的種植歷史。大棗作為經(jīng)濟(jì)作物已經(jīng)廣泛種植于亞洲，非洲，歐洲和歐洲的溫暖地區(qū)。棗中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如糖、有機(jī)酸、維生素、多種礦物質(zhì)，以及植物化學(xué)物質(zhì)，包括環(huán)磷酸腺苷、生物堿、皂苷、多酚、多糖，具有很高的生物活性[1-3]。《本草綱目》中記載：“大棗氣味甘平，安中養(yǎng)脾氣、平胃氣、通九竅、助十二經(jīng)，補(bǔ)少氣，久服輕身延年。”同時(shí)，在《本草綱目》中還記載一種民間處方，通過飲用棗湯可以緩解煩躁和失眠的癥狀。此外，中國藥典也將大棗列為一種重要的草藥，用于治療疲勞、貧血、失眠和其他健康問題[4-5]。近年來，大量相關(guān)研究表明，大棗中含有多種生理活性物質(zhì)，如大棗多糖、黃酮類、皂苷類、三萜類、生物堿類、環(huán)磷酸腺苷（cAMP）、環(huán)磷酸鳥苷（cGMP）等，具有很高的藥用價(jià)值，如抗腫瘤，抗氧化，輔助記憶調(diào)節(jié)，保肝和鎮(zhèn)靜等作用[6]。氨基丁酸是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，廣泛分布于從微生物到脊椎動物和植物的物種中。它被認(rèn)為是脊椎動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的主要抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，在維持心理健康方面起著極其關(guān)鍵的作用。此外，它還發(fā)揮一系列生理功能，包括降低血壓、改善記憶力、抑制癌細(xì)胞增殖、增強(qiáng)免疫力、減少失眠等[7-9]。氨基丁酸的這些功能與棗類制保健食品所描述的功效非常相似。為了更好地了解大棗的功效，通過試驗(yàn)手段測定呂梁木棗和交城駿棗中氨基丁酸含量，并研究采摘時(shí)機(jī)、干燥和貯藏處理對大紅棗中氨基丁酸的影響。試驗(yàn)結(jié)果有助于進(jìn)一步了解大棗的功能特性，也有利于培育大棗品種，優(yōu)化收獲時(shí)間，制定加工和貯藏策略。

1 材料與方法

1.1 化學(xué)試劑

γ-氨基丁酸；甲醇（HPLC級）；鄰苯二甲醛；β-巰基乙醇；四硼酸鈉；抗壞血酸；甲酸。

1.2 材料預(yù)處理

大紅棗均采自山西當(dāng)?shù)毓麍@。所有樣品（每個品種約3 kg）的采摘均遵循形貌完整，外觀完整和形態(tài)相似的原則。采集樣品隨機(jī)分成3份，存放在密封袋中，在室溫條件下立即轉(zhuǎn)移至實(shí)驗(yàn)室。樣品經(jīng)自來水清洗后，制成厚度0.3 mm切片，冷凍干燥后研磨成粉末。

為研究采摘時(shí)機(jī)，干燥和存儲方式對大紅棗中氨基丁酸的影響，準(zhǔn)備五類樣品進(jìn)行交叉對照試驗(yàn)，具體設(shè)計(jì)為：A，鮮棗果實(shí)（2018年10月6日采摘）；B，鮮棗果實(shí)（2018年11月6日采摘），C，B樣品在55 ℃熱空氣環(huán)境下干燥24 h；D，C樣品密封帶包裝，室溫下保存6個月；E，C樣品密封袋包裝，室溫下保存12個月。將所有樣品除去谷粒后冷凍干燥并研磨成粉末備用。

1.3 試驗(yàn)方法

室溫下，對棗果樣品進(jìn)行超聲提取處理（提取時(shí)間不短于30 min），在3 000 r/min下對提取物進(jìn)行離心處理（處理時(shí)間不短于15 min），將得到的上清液在4 ℃條件下保存?zhèn)溆茫ù娣艜r(shí)間不能超過72 h）。將150 mg鄰苯二甲醛，3 mL甲醇，27 mL 0.1 mol/L四硼酸鈉（pH 9.5），500 μLβ-巰基乙醇和30 mg抗壞血酸攪拌混合制備衍生化試劑。將650 μL樣品與等體積衍生化試劑混合，混合10 s后過濾并注入高效液相色譜儀。

試驗(yàn)的高效液相色譜測試選取LC-30AD高效液相色譜系統(tǒng)，包括LC-30AD四元梯度泵、SIL-30AC自動進(jìn)樣器、CTO-20AC柱溫箱、SPD-20A紫外檢測器（日本島津）；Empower色譜工作站；Mettler ME235S型電子天平（瑞士Mettler Toledo公司）；TTL-lOB（北京同泰聯(lián)科技公司）。

流動相A為甲醇，流動性B為0.05%甲酸作為洗脫溶劑，流速設(shè)定值為0.5 mL/min，注射量10 μL。梯度程序如表1所示。

表1 梯度洗脫程序

2 結(jié)果與分析

2.1 棗果中氨基丁酸的鑒定

如圖1所示，氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖和棗果樣品色譜圖具有很高的相似度。此外，氨基丁酸的色譜峰在棗果樣品色譜圖中表現(xiàn)為第二高峰。因此，可以定性認(rèn)為棗中確實(shí)含有一定量氨基丁酸。

圖1 氨基丁酸標(biāo)樣和大紅棗樣品的高效液相色譜圖

2.2 新鮮棗果中的氨基丁酸含量

圖2 新鮮交城駿棗和呂梁木棗的氨基丁酸含量

從圖2中可以定量看到2種新鮮棗的氨基丁酸含量。測試結(jié)果表明2種棗類之間氨基丁酸濃度存在一定差異（p＜0.05）。交城駿棗新鮮棗果中的氨基丁酸含量352.42 μg/g DW，而呂梁木棗新鮮棗果中氨基丁酸的含量280.31 μg/g DW，而這種氨基丁酸含量的差異，主要是由于2種棗果中氨基丁酸轉(zhuǎn)移酶的含量不同而造成。研究表明，每天消耗總量為26.4 mg的氨基丁酸時(shí)，有助于改善睡眠，每天口服10～70 mg氨基丁酸的食物，可有效降低血壓[10-11]。因此長期堅(jiān)持食用大紅棗對人體存在積極影響。

2.3 采摘時(shí)機(jī)、干燥方式和貯藏手段對棗中氨基丁酸的影響

由圖3和表2可以看出，不同條件下棗果中氨基丁酸濃度，發(fā)現(xiàn)采摘時(shí)機(jī)、干燥和貯藏處理對氨基丁酸含量有顯著影響。數(shù)據(jù)顯示，相比于10月份采摘的交城駿棗，11月份采摘的交城駿棗氨基丁酸濃度升高近1倍。

圖3 交城駿棗和呂梁木棗在不同處理?xiàng)l件下的氨基丁酸含量

表2 不同條件下棗果樣品中氨基丁酸含量 μg/g DW

一般來說，植物組織中的氨基丁酸含量非常低，范圍從3.12～624 μg/g DW，但在研究表明，植物暴露于多種生物和非生物脅迫后會出現(xiàn)大而快速的增加（＜1 000倍）。資料顯示，在機(jī)械或冷刺激的作用下，大豆葉片中的氨基丁酸濃度在5 min內(nèi)由1 μmol/g增至2 μmol/g DW。預(yù)冷處理后，龍眼中的氨基丁酸濃度增加89%。枇杷果實(shí)在1 ℃下儲存35 d時(shí)，其氨基丁酸含量幾乎翻倍，這是因?yàn)椋诶鋲毫ψ饔孟拢被∷峥寡趸富钚陨撸瑥亩３州^高的ATP含量和能量電荷，保護(hù)細(xì)胞膜免受冷害，進(jìn)而誘導(dǎo)果實(shí)表現(xiàn)出耐冷性[12]。此外，有研究表明，外部環(huán)境壓力是通過兩種不同的機(jī)制增加氨基丁酸積累。引起代謝或機(jī)械破壞的應(yīng)激導(dǎo)致細(xì)胞溶質(zhì)酸化，并誘導(dǎo)谷氨酸脫羧酶和氨基丁酸合成的酸性pH依賴性活化。壓力包括冷、熱、鹽、溫或瞬時(shí)環(huán)境因素，使細(xì)胞中Ca2+增加。細(xì)胞溶質(zhì)中的Ca2+的增加刺激鈣調(diào)蛋白依賴性谷氨酸脫羧酶活性和氨基丁酸的合成。11月初，恰巧是山西的深秋，夜間溫度通常低于0 ℃。這意味著棗果在收獲前自然經(jīng)歷一段寒冷的壓力。這些結(jié)果表明，氨基丁酸含量可能由于冷應(yīng)力而積累增多。由圖3和表2可以看出，干燥和儲存處理對棗中氨基丁酸的含量有顯著負(fù)面影響。與新鮮駿棗和木棗（B）相比，干棗果（C）中氨基丁酸含量分別降低12.6%和10.8%。與駿棗和木棗干棗果實(shí)（C）相比，氨基丁酸含量均有顯著降低，分別降低49.18%和46.55%（D，儲存6個月）和77.44%和79.43%（E，儲存12個月）。這些結(jié)果表明，干燥棗果實(shí)的氨基丁酸含量在一定環(huán)境溫度下儲存期間衰減十分明顯，這與之前文獻(xiàn)中得出的結(jié)論是一致的。因此，應(yīng)開發(fā)適當(dāng)貯藏技術(shù)，以減少干棗果實(shí)中氨基丁酸和其他生物活性成分的損失。

3 結(jié)論

試驗(yàn)證實(shí)大紅棗中確實(shí)含有一定量氨基丁酸。由于環(huán)境冷壓作用，新鮮大棗中氨基丁酸濃度會有所升高，而干燥和貯存處理均會對棗中氨基丁酸含量造成負(fù)面影響。為進(jìn)一步開發(fā)棗類的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)對收獲時(shí)間和開發(fā)加工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以便在干燥和儲存期間盡可能多地保留棗中氨基丁酸。