朱奕凡,王妍,汪國(guó)云,周超超,焦云,甘可欣,孫德利,朱長(zhǎng)青,賈惠娟,高中山*
(1.浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院,杭州 310058;2.余姚市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)總站,浙江寧波 315400;3.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林業(yè)研究所,浙江寧波 315000;4.浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站,杭州 310058)
楊梅(Morella rubra)是楊梅科(Myricaceae)楊梅屬(Morella)植物,是我國(guó)南方的特色珍果[1]。我國(guó)楊梅栽培以長(zhǎng)江流域以南的浙江、江蘇、貴州、云南、福建等省為主,栽培面積和產(chǎn)量等均以浙江為最[2]。楊梅果實(shí)色彩鮮艷,果肉鮮嫩多汁,富含果糖、葡萄糖、檸檬酸、蘋果酸、花青苷、維生素C等物質(zhì),風(fēng)味濃郁、酸甜可口,既可以鮮食,也可加工成果醬、蜜餞和果酒等,深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)[3]。
果實(shí)品質(zhì)是影響果實(shí)消費(fèi)的重要指標(biāo)。研究表明,果實(shí)中游離氨基酸含量的變化會(huì)對(duì)果實(shí)的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)等品質(zhì)造成一定影響[4]。游離氨基酸具有鮮味、甜味、苦味和芳香類等味感特性,在一定程度上影響著消費(fèi)者對(duì)果實(shí)的味覺(jué)體驗(yàn)[5],且在果實(shí)成熟過(guò)程中,一部分香氣物質(zhì)的合成來(lái)源于游離氨基酸的代謝,通過(guò)氨基酸代謝轉(zhuǎn)氨作用,形成了支鏈脂肪族醇、醛、酮和酯類物質(zhì)[6-7]。各游離氨基酸也有不同的功能價(jià)值,例如:蘇氨酸具有維持身體蛋白質(zhì)平衡的作用,以及維持心血管、肝、中樞神經(jīng)和免疫系統(tǒng)的功能和健康;谷氨酸具有促進(jìn)紅細(xì)胞生成、排除腦組織中的氨、維持大腦活動(dòng)的興奮性、影響兒童智力發(fā)育和預(yù)防癲癇等功能[8-10];脯氨酸幫助人體分解蛋白質(zhì),用于創(chuàng)建體內(nèi)健康細(xì)胞;天冬氨酸具有特殊鮮味,可以用于治療肝臟疾病和膽汁分泌障礙[11-12];丙氨酸能防治血管疾病,改善低血糖,強(qiáng)化免疫系統(tǒng)。
果實(shí)游離氨基酸中,除了常見(jiàn)的17 種氨基酸外,還含有1種特殊的氨基酸——γ-氨基丁酸,也是果實(shí)中重要的生物活性成分,可作為哺乳動(dòng)物體內(nèi)重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。γ-氨基丁酸不僅參與多種代謝活動(dòng),還具有緩解焦慮、提高睡眠質(zhì)量[13]、改善記憶、修復(fù)大腦神經(jīng)[14]、健肝利腎[15]、增強(qiáng)免疫力、降血壓[16-17]、降低人體脂肪、調(diào)節(jié)食欲[18]等功效。
我國(guó)果樹(shù)種植歷史悠久,隨著各類果實(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)研究的深入,水果的營(yíng)養(yǎng)體系日趨完善,常見(jiàn)水果中的氨基酸組分和含量測(cè)定已陸續(xù)完成[19],然而楊梅中關(guān)于游離氨基酸的研究仍相對(duì)較少,特別是關(guān)于楊梅中γ-氨基丁酸的研究。戴宏芬等[20]利用反相高效液相色譜(reversed-phase high performance liquid chromatography, RP-HPLC)法測(cè)定楊梅果肉中氨基酸含量,共檢測(cè)到14種氨基酸;張澤煌等[21-22]先后對(duì)楊梅果實(shí)發(fā)育過(guò)程中氨基酸的變化趨勢(shì)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)楊梅總氨基酸含量在果實(shí)發(fā)育初期最高,并對(duì)楊梅果實(shí)中氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
本試驗(yàn)以11個(gè)楊梅品種為研究材料,根據(jù)果實(shí)色澤將楊梅分成4 類,對(duì)其游離氨基酸含量進(jìn)行定量分析,以期更深入地研究楊梅果實(shí)風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分,為楊梅品種的選育、種植及推廣提供理論依據(jù)。
根據(jù)色澤將楊梅果實(shí)分成4類,分別是紫黑色、紅色、粉紅色和水晶楊梅。本試驗(yàn)采集4 類代表性楊梅果實(shí),包括紫黑色品種‘荸薺’‘月粒盤’‘2015-4’‘Y2012-136’;紅色品種‘東魁’‘水梅’和‘Y2010-70’;粉紅色品種‘夏至紅’和‘Y2012-138’;水晶品種‘Y2012-145’和‘Y2012-148’。供試楊梅均采自浙江省寧波市余姚市,在果實(shí)成熟期隨機(jī)采摘適量無(wú)病蟲(chóng)害的果實(shí),帶回實(shí)驗(yàn)室經(jīng)液氮冷凍后,在4 ℃冰箱中保存,用于游離氨基酸含量的測(cè)定。
主要試劑:5-磺基水楊酸,購(gòu)于美國(guó)Sigma 公司;氨基酸校準(zhǔn)混合物,購(gòu)于味之素(中國(guó))有限公司;MCI L-8500 系列緩沖液(pH-1、pH-2、pH-3、pH-4、pH-RG),購(gòu)于日本三菱化學(xué)公司;茚三酮試劑(R1、R2),購(gòu)于日本和光純藥工業(yè)公司;去離子水,購(gòu)于杭州娃哈哈有限公司。
主要儀器:日立L-8900 型全自動(dòng)氨基酸分析儀,購(gòu)于日本Hitachi公司。
1.3.1 樣品前處理
每個(gè)品種隨機(jī)挑選20個(gè)果實(shí),去核后將果肉勻成果漿。取10 mL果漿,于4 ℃、1×104r/min條件下離心10 min,重復(fù)3 次;取上清液,用去離子水按體積比1∶2 稀釋,加入等體積3%5-磺基水楊酸混勻后,于4 ℃、1×104r/min 條件下離心10 min;離心后用注射器吸取1 mL 樣品,經(jīng)0.22 μm 水膜過(guò)濾,保存在色譜進(jìn)樣瓶中,用于游離氨基酸含量的測(cè)定,重復(fù)提取3次。
1.3.2 測(cè)定方法
采用日立L-8900 型全自動(dòng)氨基酸分析儀測(cè)定楊梅果實(shí)中氨基酸含量。分析條件:離子交換柱規(guī)格為4.6 mm×60 mm×3 μm;柱溫135 ℃;泵流速0~0.999 mL/min;泵壓力0~20 kPa;分析時(shí)間約30 min;進(jìn)樣體積20 μL。
1.3.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析
利用Excel 2010繪制圖表,表中數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示;采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 26.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析,并采用單因素方差分析法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn),采用鄧肯法進(jìn)行多重比較。
為研究不同楊梅品種果實(shí)中游離氨基酸含量,對(duì)11 種楊梅進(jìn)行了游離氨基酸定性和定量分析。由表1可知,11個(gè)品種均含有17種常見(jiàn)游離氨基酸(色氨酸在酸解過(guò)程中極易被分解,故未被檢測(cè)出)和1 種特殊氨基酸γ-氨基丁酸,種類較為齊全。11種楊梅果實(shí)中的游離氨基酸總質(zhì)量濃度在338.25~827.34 μg/mL 之間,其中紅色楊梅‘水梅’的總游離氨基酸(total free amino acid,TFAA)質(zhì)量濃度最高,為827.34 μg/mL,而水晶楊梅‘Y2012-145’的總游離氨基酸質(zhì)量濃度最低,僅為338.25 μg/mL,顯著低于紫黑色、紅色和粉紅色楊梅品種。
本試驗(yàn)中共檢測(cè)到7 種人體必需氨基酸(essential amino acid, EAA),分別是蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸。紅色楊梅‘Y2010-70’中必需氨基酸質(zhì)量濃度最高(324.84 μg/mL),占總游離氨基酸含量的40.98%;水晶楊梅‘Y2012-145’的必需氨基酸質(zhì)量濃度最低(54.08 μg/mL),僅占總游離氨基酸的15.99%。兒童必需氨基酸(essential amino acid for children,CEAA)由組氨酸、精氨酸加上7種人體必需氨基酸組成,需求量在61.97~355.23 μg/mL之間。必需氨基酸(EAA)與總游離氨基酸(TFAA)含量比值(EAA/TFAA)為14.48%~40.98%,必需氨基酸(EAA)與非必需氨基酸(non-essential amino acid,NEAA)含量比值(EAA/NEAA)為23.66%~86.33%。藥用氨基酸(medicinal amino acid,MAA)則包括谷氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、酪氨酸、賴氨酸和精氨酸。由表1可知,各品種中的藥用氨基酸質(zhì)量濃度在101.20~257.68 μg/mL之間,占總游離氨基酸含量的23.60%~34.87%,表明楊梅具有一定的藥用價(jià)值。
游離氨基酸具有一定的味感,參與果實(shí)風(fēng)味的形成,使果實(shí)具有不同的風(fēng)味,這類氨基酸被稱為呈味氨基酸(taste-active amino acid,TAA),包括芳香類氨基酸(aromatic amino acid,AAA)、鮮味氨基酸(delicious amino acid, DAA)、甜味氨基酸(sweet amino acid, SAA)和苦味氨基酸(bitter amino acid,BAA)[23]。由圖1可知,不同品種楊梅果實(shí)中的呈味氨基酸含量差異較大。
芳香類氨基酸主要包括酪氨酸和苯丙氨酸,該類氨基酸在楊梅果實(shí)氨基酸中含量較低。由圖1A可知,11 種楊梅果實(shí)中,芳香類氨基酸質(zhì)量濃度在9.39~20.31 μg/mL 之間,占總游離氨基酸含量的1.15%~4.30%。
鮮味氨基酸主要包括天冬氨酸和谷氨酸,其中谷氨酸在楊梅果實(shí)中含量較多。由圖1B可知,11種楊梅果實(shí)中,鮮味氨基酸總質(zhì)量濃度在63.78~181.76 μg/mL之間,占總游離氨基酸含量的15.50%~26.92%。在11個(gè)楊梅果實(shí)品種中,紅色楊梅‘水梅’鮮味氨基酸質(zhì)量濃度最大,為181.76 μg/mL,而紫黑色楊梅‘2015-4’的鮮味氨基酸質(zhì)量濃度(165.08 μg/mL)與總游離氨基酸含量的比值最高,為26.92%;相較于其他色澤的楊梅,水晶楊梅的鮮味氨基酸含量較少。
甜味氨基酸主要包括絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、賴氨酸和脯氨酸。由圖1C可知,11種楊梅果實(shí)中,甜味氨基酸總質(zhì)量濃度介于140.84~475.91 μg/mL 之間,占總游離氨基酸含量的41.64%~59.98%。對(duì)比4 種不同色澤的楊梅,紫黑色和紅色楊梅甜味氨基酸含量顯著高于粉紅色和水晶楊梅,紅色楊梅‘Y2010-70’甜味氨基酸含量最大。
表1不同楊梅品種果實(shí)中常見(jiàn)游離氨基酸組分含量Table 1 Contents of common free amino acid components in different bayberry varietiesμg/mL
苦味氨基酸主要包括纈氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、精氨酸和亮氨酸。由圖1D可知,11種楊梅果實(shí)中,苦味氨基酸質(zhì)量濃度在31.62~81.06 μg/mL 之間,占總游離氨基酸含量的6.86%~13.29%。11 種楊梅的苦味氨基酸含量均明顯低于鮮味氨基酸和甜味氨基酸。
圖1 不同楊梅品種果實(shí)呈味氨基酸含量Fig.1 Taste-active amino acid contents of fruits in different bayberry varieties
由表1 可知,γ-氨基丁酸在楊梅果實(shí)中含量豐富,其質(zhì)量濃度在67.05~156.32 μg/mL 之間,占總游離氨基酸含量的8.10%~31.02%。γ-氨基丁酸在各楊梅品種游離氨基酸中的占比均靠前,其中水晶楊梅‘Y2012-145’和‘Y2012-148’的γ-氨基丁酸含量大于其他17 種游離氨基酸,分別達(dá)到93.48 和156.32 μg/mL,占總游離氨基酸含量的27.64%和31.02%。
氨基酸作為構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位,在決定果實(shí)品質(zhì)中起著重要作用。本試驗(yàn)通過(guò)色澤將楊梅分為4 類,分別是紫黑色、紅色、粉紅色和水晶楊梅,選擇相應(yīng)的品種進(jìn)行游離氨基酸含量的測(cè)定。結(jié)果表明:11 種楊梅品種中都檢測(cè)到了17 種游離氨基酸,與李正麗等[24]和張澤煌等[21-22]的研究結(jié)果一致。11 種楊梅果實(shí)中的游離氨基酸質(zhì)量濃度在338.25~827.34 μg/mL 之間,與徐國(guó)能[25]的研究結(jié)果一致。必需氨基酸含量占總游離氨基酸含量的14.48%~40.98%,藥用氨基酸占總游離氨基酸的23.60%~34.87%,與戴宏芬等[20]的研究結(jié)果有所不同,可能受到品種、種植年份、環(huán)境等條件的影響。
本試驗(yàn)根據(jù)楊梅品種色澤對(duì)其進(jìn)行分類比較,發(fā)現(xiàn)紫黑色和紅色楊梅總游離氨基酸含量高于粉紅色和水晶楊梅,其中紅色楊梅‘水梅’總游離氨基酸質(zhì)量濃度最高,為827.34 μg/mL,水晶楊梅‘Y2012-145’總游離氨基酸質(zhì)量濃度最低,為338.25 μg/mL,紫黑色和紅色楊梅甜味氨基酸含量也較大,所以在市場(chǎng)上流行的品種大多為紫黑色楊梅和紅色楊梅。本試驗(yàn)中,11個(gè)楊梅品種中含量較為豐富的氨基酸分別是谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸和賴氨酸,與戴宏芬等[20]和張澤煌等[21]的研究結(jié)果一致。
氨基酸是果實(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的重要組分之一,也是果實(shí)重要的味覺(jué)成分之一。本試驗(yàn)中,11個(gè)楊梅品種呈味氨基酸含量豐富,包括鮮味氨基酸(天冬氨酸和谷氨酸)、甜味氨基酸(絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、賴氨酸和脯氨酸)、苦味氨基酸(纈氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、精氨酸和亮氨酸)和芳香類氨基酸(酪氨酸和苯丙氨酸),占總游離氨基酸含量的69.67%~89.83%。在這4 類呈味氨基酸里,楊梅果實(shí)的甜味氨基酸最為豐富,紅色楊梅‘Y2010-70’甜味氨基酸質(zhì)量濃度最高,為475.91 μg/mL。芳香類氨基酸在楊梅果實(shí)中含量較低。
對(duì)楊梅果實(shí)游離氨基酸含量測(cè)定結(jié)果表明,γ-氨基丁酸在楊梅果實(shí)中含量豐富。研究發(fā)現(xiàn),在人們?nèi)粘I钪谐R?jiàn)的水果蘋果(紅富士)、香梨、水蜜桃、紅玫瑰葡萄的γ-氨基丁酸含量較少,分別占總游離氨基酸含量的1.98%、3.07%、2.19%、3.02%[19]。但在11個(gè)不同楊梅品種果實(shí)中,γ-氨基丁酸含量均較多,并且水晶楊梅‘Y2012-148’的γ-氨基丁酸質(zhì)量濃度達(dá)到156.32 μg/mL,占總游離氨基酸含量的31.02%。
游離氨基酸作為評(píng)價(jià)水果營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要因素之一,本研究通過(guò)測(cè)定楊梅的游離氨基酸含量,并通過(guò)色澤對(duì)楊梅品種進(jìn)行分類,比較各品種間游離氨基酸的差異,有助于了解楊梅的果實(shí)特性和游離氨基酸的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,也可為今后楊梅的引種推廣、良種選育、開(kāi)發(fā)利用及品質(zhì)評(píng)價(jià)提供參考。
本試驗(yàn)對(duì)11 個(gè)楊梅品種果實(shí)中游離氨基酸含量進(jìn)行測(cè)定,均檢測(cè)出17種游離氨基酸和1種特殊游離氨基酸——γ-氨基丁酸。通過(guò)品種間分析比較,發(fā)現(xiàn)紫黑色和紅色楊梅果實(shí)中總游離氨基酸、甜味以及鮮味氨基酸含量顯著高于粉紅色和水晶楊梅,其中紅色楊梅‘水梅’的總游離氨基酸質(zhì)量濃度最高,為827.34 μg/mL,水晶楊梅‘Y2012-145’的總游離氨基酸質(zhì)量濃度最低,為338.25 μg/mL;同一色澤類型的不同品種間果實(shí)中游離氨基酸含量差異較小。楊梅果實(shí)中γ-氨基丁酸含量較多,尤其是水晶楊梅。本研究為楊梅品種果實(shí)氨基酸性狀選擇提供了參考。
浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版)2021年6期