成都平原兩季收獲的藜麥中氨基酸的組成及其營養評價

張琦,高婭,潘鑫,騫帆,鄔曉勇*

1(成都大學 食品與生物工程學院,四川 成都,610106)2(農業農村部雜糧加工重點實驗室,四川 成都,610106)

隨著人們對高品質食物的不斷追求,藜麥逐漸出現在大眾視野中。藜麥(ChenpodiumquinoaWilld.)屬于藜科藜屬植物,目前主要可食用部分是圓形藥片狀的種子,口感口味都讓人易于接受,市面上常見的主要有黑、紅、白等幾種顏色。藜麥籽粒營養豐富且比例均衡,如表1所示,相較于我們日常食用的作物,藜麥籽粒的蛋白質、不飽和脂肪酸、膳食纖維、維生素E含量較高,碳水化合物含量較低,被聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)認定為唯一一種單作物即可滿足人類所需全部營養的糧食。藜麥耐旱、耐寒、耐鹽堿、耐貧瘠等,對環境的適應性較強,不丹[1]、巴西低海拔大草原[2]、四川省西昌市[3]等地區可以在秋季播種藜麥冬季收獲藜麥籽粒,進一步提高藜麥的產量和經濟效益,這為未來的藜麥種植模式及相關產品的研發開辟了新的研究思路和方向。

氨基酸是構成動物營養所需蛋白質的基本物質,易被腸道吸收并在肝臟內分解或合成蛋白質,或隨血液分布到其他組織器官合成特異性的組織蛋白質,起到生理調節的作用。作物中氨基酸的不同會影響到加工產品的研發思路。不同海拔收獲的菊花氨基酸含量不同,可分別作為開發以易消化利用及味覺和功能性氨基酸為目標的相關產品[4]。若羌紅棗中富含藥效氨基酸,具有開發和利用其藥用功能的潛質[5]。因此,探索不同藜麥籽粒中氨基酸的差異,可以開拓藜麥氨基酸相關制品的研發思路,有助于進一步挖掘藜麥籽粒的營養和經濟價值。目前關于藜麥氨基酸的研究主要集中在探索種植環境[6]、品種[7]、加工方式[8]等因素對其造成的影響,結果表明這些因素都在不同程度上影響了藜麥籽粒中氨基酸含量,且部分氨基酸具有較大的變異特性。

本文以在成都市金堂縣五鳳鎮試驗基地2021年6月及2021年12月收獲的12個品種的藜麥籽粒(編號:1、2、3、C49、H1、HQ1、HQ2、LL-1、ML-2、QHXL、XL-3、ZL-7)為原料,測定其氨基酸含量,通過對其必需氨基酸、呈味氨基酸、功能性氨基酸占總氨基酸含量的比例進行分析,分析收獲季節對藜麥氨基酸含量和品質的影響,為藜麥的加工方式提供新的思路,并通過氨基酸評分對24種藜麥籽粒中的氨基酸進行營養價值評價,一方面挖掘出氨基酸較全面均衡的藜麥品種,另一方面,針對氨基酸品質的不同,為開發藜麥氨基酸相關食品提供理論支撐。

表1 藜麥[9]與大米、小麥、大豆[10]的部分營養 成分含量(約每100 g食物中的含量)Table 1 Partial nutrient content of quinoa, rice, wheat and soybean (about content per 100 g of food)

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

24批次藜麥籽粒均分別于2021年6月、12月收獲于成都大學藜麥種植基地——金堂縣五鳳鎮試驗基地(東經104°30′50.79″、北緯30°21′21.97″、海拔406 m。氣象條件:亞熱帶濕潤季風氣候,年均氣溫16.8 ℃。土壤狀況:沙壤土,pH值6.59),收獲的藜麥經晾曬、捶打去皮、人工除雜后得到干凈的藜麥籽粒于種子庫保存備用。

鹽酸、氫氧化鈉、檸檬酸鈉,成都市科隆化學品有限公司;氨基酸標準品,上海安譜實驗科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

電子分析天平FA2204,力辰科技寧波市鄞州華豐電子儀器廠;多功能粉碎機,永康市紅太陽機電有限公司;德國氨基酸分析儀SykamS433D,賽卡姆(北京)科學儀器有限公司;電熱鼓風干燥箱,上海博迅實業有限公司醫療設備廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 藜麥籽粒形態指標的測定

千粒重參照GB/T 3543.7—1995 《農作物種子檢驗規程-其他項目》百粒法,并對100～200粒藜麥籽粒進行拍照。

1.3.2 樣品制備

藜麥籽粒清洗干凈,干燥后打粉過120目篩后留全粉備用。

1.3.3 藜麥籽粒氨基酸含量測定

氨基酸含量測定參照GB 5009.124—2016 《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》,每個樣品做3次平行。

1.3.3.1 試樣水解液的制備

稱取約20～80 mg藜麥粉末于20 mL水解管中,加6 mol/L鹽酸10 mL,充氮氣后封口,于(110±1) ℃恒溫干燥箱中,水解22～24 h,冷卻,混勻,開管,過濾,定量吸取適量的濾液,不高于60 ℃減壓蒸干(必要時,加少許水,重復蒸干1～2次),加入適量稀釋上機用檸檬酸鈉緩沖液,使樣液中氨基酸濃度達50～250 nmol/mL,搖勻,過濾或離心,取清液上機測定。

1.3.3.2 儀器色譜條件

流動相:檸檬酸鈉A=0.12 mol/L,pH值3.45;B=0.2 mol/L,pH值10.85;色譜柱:LCA K06/Na,58～74 ℃梯度控溫;檢測波長:570 nm+440 nm(脯氨酸);流速:洗脫泵0.45 mL/min+衍生泵0.25 mL/min;壓力:30～40 bar。

1.3.4 藜麥籽粒中的氨基酸分析

計算總氨基酸(total amino acid,TAA)含量,根據文獻[11]從營養學、滋味特征、功能特征的角度將藜麥籽粒中的氨基酸進行分類,并計算各類型氨基酸占總氨基酸含量的比例。

1.3.4.1 營養學

必需氨基酸 (essential amino acid,EAA)和非必需氨基酸 (non-essential amino acid,NEAA) 含量計算如公式(1)和公式(2)所示:

EAA含量=賴氨酸含量+色氨酸含量+苯丙氨酸含量+甲硫氨酸含量+蘇氨酸含量+異亮氨酸含量+亮氨酸含量+纈氨酸含量+組氨酸含量

(1)

NEAA含量=甘氨酸含量+丙氨酸含量+脯氨酸含量+酪氨酸含量+絲氨酸含量+半胱氨酸含量+天門冬氨酸含量+谷氨酸含量

(2)

1.3.4.2 滋味特征

酸味氨基酸(sour amino acids,SAA)、甜味氨基酸(sweet amino acid,SwAA)、苦味氨基酸(bitter amino acids,BAA)、鮮味氨基酸(flavor amino acid,FAA)和芳香族氨基酸(aromatic amino acid,ArAA)含量計算如公式(3)～公式(7)所示:

中國古代宗族是一個封閉的血緣團體，氏族活動主要圍繞著家族來開展。通過氏族祠堂的修建、祭拜祖先等活動，使氏族成員獲得歸屬感、同源性和親切感。徽州居民呈聚居特征，形成了聚落規模，每個家庭都有一個甚至幾個家譜，而且他們的祠堂很大。同樣的，他們的家譜系統是清楚的，并且有許多分類，如總族譜、分族譜、通譜、支譜等，使成千上萬種的族譜倍增，這是很復雜的。對于局外人來說，很難辨認清楚。徽州歷史上有許多有名的氏族姓，其中最有名的就是汪、程、胡、黃、吳、王和李等。這些姓氏的分支廣泛，分布在徽州6個縣中，在各自強大的社會力量和經濟實力中，為當地商業繁榮發展提供了強有力的保障［2］。

SAA含量=天門冬氨酸含量+谷氨酸含量+組氨酸含量

(3)

SwAA含量=甘氨酸含量+丙氨酸含量+絲氨酸含量+蘇氨酸含量+脯氨酸含量

(4)

BAA含量=纈氨酸含量+亮氨酸含量+異亮氨酸含量+蛋氨酸含量+酪氨酸含量+精氨酸含量+苯丙氨酸含量+組氨酸含量

(5)

FAA含量=賴氨酸含量+谷氨酸含量+天門冬氨酸含量

(6)

ArAA含量=苯丙氨酸含量+酪氨酸含量+半胱氨酸含量

(7)

1.3.4.3 功能特征

藥用氨基酸(medicinal amino acid,MAA)和支鏈氨基酸(branched chain amino acid,BcAA)含量計算如公式(8)和公式(9)所示:

MAA含量=天門冬氨酸含量+谷氨酸含量+甘氨酸含量+蛋氨酸含量+異亮氨酸含量+亮氨酸含量+苯丙氨酸含量+酪氨酸含量+賴氨酸含量+精氨酸含量

(8)

BcAA含量=纈氨酸含量+異亮氨酸含量+亮氨酸含量

(9)

1.3.4.4 氨基酸比值系數法[12]

根據公式(10)～公式(12)計算各藜麥籽粒中氨基酸比值(ratio of amino acid,RAA)、氨基酸比值系數(ratio coefficient of amino acid,RCAA)、氨基酸比值系數分(score of coefficient of amino acid,SRCAA),并進行品種及不同季節收獲的藜麥籽粒的營養價值評價。

RAA=藜麥中蛋白質中某種必需氨基酸質量分數/FAO/WHO(World Health Organization,世界衛生組織)評分標準模式中相應必需氨基酸質量分數

(10)

RCAA=藜麥蛋白質中某種必需氨基酸的RAA/各種氨基酸RAA的平均值

(11)

SRCAA=(100-標準差/均數)×100

(12)

1.4 數據處理

所有數據采用Excel進行數據收集,SPSS 26.0進行整理分析處理,Origin 2021進行繪制條形圖。

2 結果與分析

2.1 不同品種及季節收獲的藜麥籽粒形態分析

24批次藜麥籽粒如表2、表3所示,H1品種的藜麥籽粒是黑色的,其余品種呈現出白色偏黃。在外觀上,不同收獲期收獲的藜麥籽粒具有較大差異。夏季收獲的藜麥籽粒大小大部分較均勻且飽滿,顏色較明亮,冬季收獲的藜麥籽粒大小差異較大,顏色較為暗沉偏黃不均勻。兩季收獲的藜麥籽粒千粒重也具有較大差異,其中2、3、C49、H1、LL-1、ML-2、ZL-7品種的兩季收獲的藜麥籽粒千粒重具有顯著差異,除1、LL-1、QHXL、XL-3品種表現出冬季收獲的藜麥籽粒更重之外,其余品種的千粒重皆有所下降。綜上,兩季收獲的藜麥籽粒在形態上具有明顯差異,因此以此藜麥籽粒為材料,探索不同收獲季節對氨基酸含量的影響具有現實意義。

表2 24批次藜麥籽粒形態照片Table 2 Morphological pictures of quinoa grains in 24 batches

表3 24批次藜麥籽粒千粒重 單位:g

2.2 藜麥籽粒中氨基酸的組成及含量分析

由表4可知,24批次藜麥的總氨基酸含量達到10.93～13.86 g/100 g,平均為12.14 g/100 g,該結果與陳志婧等[13]結果較接近。其中H1品種總氨基酸含量最高,為13.66 g/100 g,2號品種總氨基酸含量最低,為11.14 g/100 g。夏季收獲的藜麥籽粒中總氨基酸含量為10.93～13.75 g/100 g,平均為12.14 g/100 g,其中ML-2品種總氨基酸含量最高,為13.75 g/100 g,2號品種總氨基酸含量最低,為10.93 g/100 g。冬季收獲的藜麥籽粒中總氨基酸含量約11.17～13.86 g/100 g,平均為12.14 g/100 g,其中H1品種總氨基酸含量最高,為13.86 g/100 g,HQ2品種總氨基酸含量最低,為11.17 g/100 g。綜合分析,1、3、C49、HQ2、ML-2品種夏季收獲的藜麥籽粒中總氨基酸含量高于冬季收獲的藜麥籽粒總氨基酸含量,其余反之。1、HQ1、HQ2、ML-2、ZL-7品種間不同季節收獲的藜麥籽粒中總氨基酸含量表現出顯著性差異,其中差值最大的是ML-2品種,為1.17 g/100 g,差值最小的是XL-3品種,為0.04 g/100 g,說明收獲季節可能會影響不同品種的藜麥籽粒中總氨基酸含量,具體的影響還有待深入探究。

從氨基酸組成及含量分析,藜麥籽粒中均含有17種氨基酸。表5顯示夏季收獲的藜麥籽粒中各氨基酸含量占總氨基酸含量的比例從高到低依次是谷氨酸(Glu)、精氨酸(Arg)、天門冬氨酸(Asp)、亮氨酸(Leu)、賴氨酸(Lys)、甘氨酸(Gly)、絲氨酸(Ser)、纈氨酸(Val)、丙氨酸(Ala)、苯丙氨酸(Phe)、蘇氨酸(Thr)、異亮氨酸(Ile)、脯氨酸(Pro)、組氨酸(His)、酪氨酸(Tyr)、蛋氨酸(Met)、胱氨酸(Cys),這與楊春霞等[14]結果一致。但12個品種冬季收獲的藜麥籽粒中甘氨酸(Gly)含量平均值大于賴氨酸(Lys)含量平均值,異亮氨酸(Ile)含量平均值大于蘇氨酸(Thr)含量平均值,12個品種夏季收獲的藜麥籽粒中絲氨酸(Ser)含量平均值小于纈氨酸(Val)和丙氨酸(Ala)的含量平均值。12個品種的藜麥籽粒受收獲季節的影響,各氨基酸含量具有顯著性差異,ML-2品種中有14種氨基酸含量具有顯著性差異,HQ2品種有12種氨基酸含量具有顯著性差異,1、3、C49、H1、HQ1、LL-1、ZL-7品種有8～11種氨基酸具有顯著性差異,其中顯著性差異主要表現在酪氨酸(Tyr)、絲氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、谷氨酸(Glu)、賴氨酸(Lys)、蛋氨酸(Met)、天門冬氨酸(Asp)、蘇氨酸(Thr)、亮氨酸(Leu)、脯氨酸(Pro)、胱氨酸(Cys)含量上,說明溫度[15]、光照和水分[16]等不僅影響藜麥籽粒中總氨基酸含量,可能還影響藜麥籽粒中各氨基酸的分布,從而造成氨基酸營養成分的差異。

2.3 藜麥籽粒中必需氨基酸的含量分析

必需氨基酸是指人體不能合成或合成速度不適應機體的需要,必須由食物蛋白供給的氨基酸,在體內承擔著不同的重要作用。由表6可知,24批次藜麥籽粒中含有必需氨基酸4.12～5.32 g/100 g,占總氨基酸含量35.78%～39.49%,平均為37.78%。必需氨基酸占總氨基酸含量的比例從高到低依次是亮氨酸(Leu)、賴氨酸(Lys)、纈氨酸(Val)、苯丙氨酸(Phe)、蘇氨酸(Thr)、異亮氨酸(Ile)、組氨酸(His)、蛋氨酸(Met),這與李美鳳等[17]的結果相同,其中H1、C49、1三個品種夏季收獲的藜麥籽粒中的必需氨基酸含量最高,占其總氨基酸含量39%以上。藜麥籽粒中含有非必需氨基酸6.75～8.74 g/100 g,占總氨基酸含量60.51%～64.23%,平均為62.22%,必需氨基酸與非必需氨基酸的比值為55.70%～65.26%,平均值為60.75%,與FAO/WHO推薦的人體每日所需攝取的氨基酸比例EAA/TAA(40%)和EAA/NEAA(60%)十分接近。通常認為食物所含必需氨基酸的種類、含量及其組成比例越接近人體所需要,該食物的蛋白質營養價值就越高,所以藜麥籽粒中必需氨基酸種類豐富,含量較高,組成比例十分接近人體所需,蛋白質營養價值較高,容易被人體消化吸收。綜合分析,夏季收獲的藜麥籽粒中必需氨基酸含量更高,占總氨基酸含量比例更接近40%,說明收獲季節對藜麥籽粒中必需氨基酸的合成有一定的影響,且夏季收獲的藜麥籽粒中必需氨基酸含量占非必需氨基酸含量的比值皆超過60%,而冬季收獲的藜麥籽粒不足60%,說明夏季收獲的藜麥籽粒更符合人體每日所需氨基酸攝取量。

表4 24批藜麥籽粒中氨基酸含量

表5 24批藜麥籽粒中各氨基酸占總氨基酸含量的比例 Table 5 The proportion of each amino acid to the total amino acid of 24 batches of quinoa seeds

表6 24批藜麥籽粒中必需氨基酸、非必需氨基酸含量及占總氨基酸含量的比例Table 6 Essential amino acid, non-essential amino acid content and proportion to total amino acid content in 24 batches of quinoa grains

2.4 藜麥籽粒中呈味氨基酸的含量分析

天然蛋白質中的氨基酸都屬于L型氨基酸,大多數具有甜味或苦味,少數幾種具有鮮味或酸味,學術上一般統稱為呈味氨基酸。由表7可知,藜麥籽粒中含有5種呈味氨基酸,按其占總氨基酸含量的比例排序依次是苦味氨基酸,為39.19%、鮮味氨基酸,為34.20%、酸味氨基酸,為30.94%、甜味氨基酸,為25.12%、芳香族氨基酸,為8.67%,不同類型的呈味氨基酸排序一致,這些氨基酸對藜麥籽粒的口感起到一定作用。從收獲季節分析,除1、2號品種外,其他品種均表現出冬季收獲的藜麥籽粒中苦味氨基酸含量占總氨基酸含量的比例小于夏季收獲的藜麥籽粒,冬季收獲的QHXL品種的苦味氨基酸比例最低,為38.68%,H1品種的降幅最大,降低了1.54%,這可能對消除藜麥籽粒的不良口感起到良好作用。除2號品種外,其他品種均表現出冬季收獲的藜麥籽粒中鮮味氨基酸含量占總氨基酸含量的比例大于夏季收獲的藜麥籽粒,冬季收獲的XL-3品種的鮮味氨基酸比例最高,為34.99%,H1品種的增幅也最大,提高了1.17%。所有品種都表現出冬季收獲的藜麥籽粒中酸味氨基酸比例增加,冬季收獲的XL-3品種酸味氨基酸比例最高,為32.26%,LL-1品種增幅最大,提高了1.55%。收獲季節對藜麥籽粒中的甜味氨基酸比例也有較大影響,但不同品種的藜麥籽粒受收獲季節的影響具有不確定性,1、2、HQ1、HQ2、XL-3、ZL-7號品種的藜麥籽粒表現出夏季收獲的藜麥籽粒中甜味氨基酸比例大于冬季收獲的藜麥籽粒,其余反之,夏季收獲的2號藜麥籽粒中甜味氨基酸比例最高,為25.54%,夏季收獲的H1品種藜麥籽粒中甜味氨基酸比例最低,為24.56%。除2、HQ1、ZL-7品種外,夏季收獲的藜麥籽粒中芳香族氨基酸比例大于冬季收獲的藜麥籽粒,夏季收獲的LL-1品種藜麥籽粒中芳香族氨基酸比例最高,為9.27%,夏季收獲的2號品種藜麥籽粒中芳香族氨基酸比例最低,為8.34%。綜上所述,冬季收獲的藜麥籽粒會比夏季收獲的藜麥籽粒品嘗起來味道更鮮,且苦味更少,但酸味會更明顯,芳香味偏弱。

2.5 藜麥籽粒中功能性氨基酸的含量分析

由表8可知,24批次藜麥籽粒中藥用氨基酸含量占總氨基酸含量的比例范圍是70.51%～71.98%,其中冬季收獲的ZL-7品種藜麥籽粒中藥用氨基酸比例最高,為71.98%,夏季收獲的1號品種藜麥籽粒中藥用氨基酸比例最低,為70.51%。整體來看,除ML-2、C49品種外,冬季收獲的藜麥籽粒會或多或少增加其藥用特性,增幅為0.29%～1.10%,1號品種增幅最大,為1.10%。藥用氨基酸通常具有改善智力發育、消除疲勞、保護肝臟等作用[18],這為提高藜麥籽粒藥用價值方面提供更多思路,即冬季收獲的藜麥籽粒更具有藥用相關制品研發的潛力。24批次藜麥籽粒中支鏈氨基酸含量占總氨基酸含量的比例范圍是15.81%～17.93%,夏季收獲的H1品種藜麥籽粒中支鏈氨基酸含量最高,為17.93%,冬季收獲的XL-3品種藜麥籽粒中支鏈氨基酸含量最低,為15.81%。藜麥籽粒中支鏈氨基酸比例則表現出與藥用氨基酸比例相反的結果,冬季收獲的藜麥籽粒中支鏈氨基酸比例反而會下降,下降比例0.32%～1.25%,其中H1品種降幅最大,為1.25%,2號品種降幅最小,為0.32%。支鏈氨基酸可以刺激胰島素的產生,還有較好的抗分解作用,有助于預防蛋白分解和肌肉丟失[19]。因此,夏季收獲的藜麥籽粒更適合賽前控制飲食階段的運動員食用。

表7 24批藜麥籽粒中呈味氨基酸含量及占總氨基酸含量的比例Table 7 Flavor amino acid content in 24 batches of quinoa grains and its proportion to total amino acid content

表8 24批藜麥籽粒中功能性氨基酸含量及占總氨基酸含量的比例Table 8 Functional amino acid contentin 24 batches of quinoa grains and its proportion to total amino acid content

2.6 氨基酸評價

根據表9可知,24批次藜麥籽粒中的氨基酸比值系數分為79.0～83.5,冬季收獲的1號品種藜麥籽粒的SRCAA分數最高,為83.5分,夏季收獲的1號品種藜麥籽粒分數最低,為79.0分,說明冬季收獲的1號品種藜麥籽粒具有較好的蛋白質利用率。從季節角度看,C49、H1、ML-2、ZL-7品種表現出夏季收獲的氨基酸比值系數分高于冬季收獲的藜麥籽粒外,其余皆反之,且1、2、3、C49、ZL-7品種的兩季收獲的藜麥籽粒中氨基酸比值系數分具有顯著性差異,說明藜麥籽粒中蛋白質的吸收利用率可能會受其收獲季節的影響,但具體的影響機制還有待于深入研究。由于含量偏低而在蛋白質營養價值上地位十分重要的氨基酸,被習慣稱為“限制性氨基酸”,其中根據偏低程度又分為第一、第二限制性氨基酸等,依據RCAA發現,藜麥籽粒的第一限制性氨基酸是蛋氨酸(Met),與MAHONEY等[20]的結果一致。而谷物中的第一限制性氨基酸通常是賴氨酸,而藜麥籽粒中的賴氨酸氨基酸比值系數≥0.12,因此在主食中加入部分藜麥,可以達到互補作用,提高主食蛋白質的營養價值。

表9 氨基酸比值系數法評價24批次藜麥籽粒Table 9 Evaluation of 24 batches of quinoa grains by amino acid ratio coefficient method

3 討論與結論

3.1 不同季節藜麥籽粒中氨基酸差異

兩季收獲的藜麥籽粒中均含有17種氨基酸,且水解氨基酸含量較高,為10.93～13.86 g/100 g。本研究表明藜麥籽粒中各類氨基酸的含量以及不同類別的氨基酸比例受收獲季節的影響而產生差異。由圖1-A可知,夏季收獲的藜麥籽粒中EAA/TAA的平均比值更接近40%,EAA/NEAA的平均比值均高于60%。相較于夏季收獲,冬季收獲的藜麥籽粒中EAA/TAA的平均比值減少了1.59%,EAA/NEAA的平均比值減少了4.11%。因此,從營養價值上講,夏季收獲的藜麥籽粒蛋白質具有更高的營養優勢。由圖1-B可知,夏季收獲的藜麥籽粒中MAA/TAA的平均值為70.92%,BcAA/TAA的平均值為17.25%,冬季收獲的藜麥籽粒中MAA/TAA的平均值為71.49%,比夏季收獲的增加了0.57%,BcAA/TAA的平均值為16.54%,比夏季收獲的減少了0.71%。結合表4可知,藜麥籽粒的藥用氨基酸中谷氨酸、天門冬氨酸、精氨酸所占總氨基酸含量比例較大,且谷氨酸具有改善學習和記憶能力及保肝護肝等作用,天門冬氨酸可消除疲勞及保護心肌等作用,精氨酸具有增強機體免疫和改善心腦血管等作用[18],因此,冬季收獲的藜麥籽粒具有較高的藥用氨基酸比例,具有較大的藥用價值開發能力。夏季收獲的藜麥籽粒中支鏈氨基酸比例較高,而支鏈氨基酸可加快乳糖代謝和血糖恢復,提高運動員的肌耐力和抗疲勞能力[21],因此夏季收獲的藜麥籽粒更適合作為針對運動員適用的相關氨基酸類功能食品加以開發。綜上所述,若想提高某品種藜麥籽粒中的藥用價值可考慮使用冬季收獲材料,若提高某品種藜麥籽粒中的支鏈氨基酸比例可考慮在使用夏季收獲材料。因此,從食品加工角度而言應該針對加工需求來選擇合適的藜麥籽粒。

3.2 不同品種間藜麥籽粒中氨基酸差異

藜麥籽粒品種會導致其氨基酸含量及各類氨基酸比例具有一定的顯著性差異(P<0.05)。夏季收獲的12個品種中總氨基酸含量如圖2-A所示,ML-2、H1、ZL-7、HQ1、HQ2、QHXL品種的總氨基酸含量均超過了12.00 g/100 g,其中ML-2品種總氨基酸含量最高,為13.75 g/100 g,2號品種總氨基酸含量最低,為10.93 g/100 g,較ML-2品種低了2.82 g/100 g。冬季收獲的12個品種中總氨基酸含量如圖2-B所示,H1、HQ1、ZL-7、ML-2、QHXL品種中總氨基酸含量均超過了12.00 g/100 g,且H1品種的總氨基酸含量最高,為13.86 g/100 g,HQ2品種總氨基酸含量最低,為11.17 g/100 g,比H1品種低了2.69 g/100 g。夏季收獲的藜麥籽粒中必需氨基酸比例如圖3-A、圖3-B所示,H1、C49、1號品種的EAA/TAA均超過39.00%,EAA/NEAA均超過64.00%,最接近FAO/WHO推薦的人體每日所需攝取的氨基酸比例EAA/TAA(40%)和EAA/NEAA(60%),其中H1品種必需氨基酸比例最高,EAA/TAA為39.49%,EAA/NEAA為65.26%,XL-3品種比例最低,EAA/TAA為37.55%,EAA/NEAA為60.13%。冬季收獲的藜麥籽粒中必需氨基酸比例如圖3-C、圖3-D所示,ML-2、C49、1、2號品種的必需氨基酸比例雖然未超過EAA/TAA為38.00%,EAA/NEAA為61.00%,但相對其他品種比例較高,其中ML-2品種的必需氨基酸比例最高,EAA/TAA為37.85%,EAA/NEAA為60.88%,XL-3品種最低,EAA/TAA為35.78%,EAA/NEAA為55.70%。夏季收獲的藜麥籽粒中功能氨基酸比例如圖4-A、圖4-B所示,XL-3、ZL-7、3、H1品種的藥用氨基酸含量均超過70.00%,且XL-3品種藥用氨基酸比例最高,為71.25%,1號品種的藥用氨基酸比例最低,為70.51%,相差0.74%。H1、1、C49品種的支鏈氨基酸比例都在17.40%以上,支鏈氨基酸比例最高的是H1品種,為17.83 %,最低的是XL-3,為16.63%,相差1.30%。冬季收獲的藜麥籽粒中功能氨基酸比例如圖4-C、圖4-D所示, ZL-7、XL-3、HQ1、HQ2、LL-1、1、H1品種的藥用氨基酸含量均超過70.00%,且ZL-7品種藥用氨基酸比例最高,為71.98%,ML-2品種的藥用氨基酸比例最低,為70.63%,相差1.35%。C49、ML-2品種的支鏈氨基酸比例均超過了17.00%,其中支鏈氨基酸比例最高的是C49品種,為17.04%,最低的是XL-3,為15.81%,相差1.13%。夏季和冬季收獲的藜麥籽粒中氨基酸比值系數分如圖5-A、圖5-B所示,ZL-7、H1、C49、ML-2品種的氨基酸比值系數分都大于80.0,且ZL-7品種最高,為81.8,QHXL品種最低,為79.0,相差2.8。1、2、3號品種的氨基酸比值系數分都高于82.0分,其中最高的是1號品種,為83.5分,最低的是C49、ZL-7,為79.4分,相差4.1。綜上所述,不同品種的藜麥籽粒中氨基酸含量及氨基酸種類不同,這與鄧杰等[22]的研究一致。通過分析發現,H1、ZL-7、ML-2品種在所有品種中具有較好的優勢,尤其是夏季收獲的H1、ZL-7品種和冬季收獲的ML-2品種,具有較高的總氨基酸含量、必需氨基酸比例、功能氨基酸比例和氨基酸比值系數分,但無論是夏季收獲還是冬季收獲的XL-3品種,其必需氨基酸比例和功能氨基酸比例相對較低,這也可能是因為品種的不同導致其生理特性間的差異,但具體的原因還有待深入探究。

A-必需氨基酸比例;B-功能氨基酸比例圖1 兩個季節收獲的藜麥籽粒中氨基酸比例Fig.1 The ratio of amino acids in quinoa grains harvested in two seasons注:不同小寫字母表示同一收獲季節間不同品種的差異 顯著性(P<0.05),無字母表示差異不顯著(下同)。

A-夏季收獲;B-冬季收獲圖2 不同品種的藜麥籽粒中總氨基酸含量Fig.2 The Total amino acid content in quinoa grains of different varieties

A-夏季收獲的藜麥籽粒中EAA/TAA;B-夏季收獲的藜麥籽粒中EAA/NEAA;C-冬季收獲的藜麥籽粒中EAA/TAA; D-冬季收獲的藜麥籽粒中EAA/NEAA圖3 不同品種的藜麥籽粒中必需氨基酸比例Fig.3 The ratio of essential amino acids in quinoa grains of different varieties

A-夏季收獲的藜麥籽粒中MAA/TAA;B-夏季收獲的藜麥籽粒中BcAA/TAA;C-冬季收獲的藜麥籽粒中MAA/TAA; D-冬季收獲的藜麥籽粒中BcAA/TAA圖4 不同品種的藜麥籽粒中功能氨基酸比例Fig.4 The ratio of functional amino acid in quinoa grains of different varieties

通過本研究可以發現兩季收獲的藜麥籽粒中不同類別的氨基酸存在較明顯的差異,因此在加工藜麥制品時,可以考慮充分利用其不同類別的氨基酸差異性。冬季收獲的H1、HQ1、ZL-7品種及夏季收獲的ML-2、H1品種的藜麥籽粒中總氨基酸含量較高,適合需要高氨基酸攝入量的人群食用。從營養學角度看,夏季收獲的H1、C49、1號品種的藜麥籽粒中必需氨基酸占總氨基酸含量及非必需氨基酸含量的比例更接近FAO/WHO推薦的人體每日所需攝取的氨基酸比例,更適合作為補充必需氨基酸的功能食品。從功能特征來看,冬季收獲藜麥能夠提高藜麥籽粒中的藥用氨基酸比例,冬季收獲的XL-3、ZL-7品種藥用氨基酸比例最高,可以作為藥用氨基酸制品的原料首選;相反,夏季收獲的藜麥籽粒中支鏈氨基酸比例更高,如H1、1號、C49品種的支鏈氨基酸比例最高,適合加工運動員所需的功能食品。依據氨基酸比值系數分可知,冬季收獲的1、2、3號品種藜麥籽粒評分均在82.0分以上,具有較高的蛋白吸收利用率及應用價值,適于加工氨基酸全面均衡的相關藜麥制品。

A-夏季收獲;B-冬季收獲圖5 不同品種的藜麥籽粒中氨基酸比值系數分Fig.5 The score of coefficient of amino acid in quinoa grains of different varieties