重庆巫山等多地党参氨基酸及营养价值比较与分析

杨 鲜，祝慧凤,*，王 涛，陈前锋，万 东，彭 锐

（1.西南大学药学院暨中药学院，重庆 400716；2.重庆医科大学附属第一医院，重庆 400016；3.重庆市中药研究院，重庆 400065）

重庆巫山等多地党参氨基酸及营养价值比较与分析

杨 鲜1，祝慧凤1,*，王 涛1，陈前锋1，万 东2，彭 锐3

（1.西南大学药学院暨中药学院，重庆 400716；2.重庆医科大学附属第一医院，重庆 400016；3.重庆市中药研究院，重庆 400065）

采集全国10 个产地党参，利用L-8800型全自动氨基酸分析仪对其检测，比较分析重庆巫山与各产地党参氨基酸组成特点，评价其营养价值。除云南昭通样品未检出组氨酸外，其余样品均检出17 种氨基酸，总氨基酸平均含量46.96 mg/g，游离氨基酸11.25 mg/g。不同产地党参必需氨基酸占氨基酸组分总量比例变化范围在20.41%～33.06%之间，山西晋城最高，巫山笃坪庙宇党参位次之。精氨酸、谷氨酸、天冬氨酸是党参氨基酸的主要成分，产地差异明显，巫山红椿党参精氨酸含量显著高于其他产地，达23.79 mg/g。以氨基酸含量、必需氨基酸含量等为指标，聚类分析将各产地党参分为3 类，重庆巫山红椿、山西长治、贵州威宁品质相对较好。党参中氨基酸种类齐全，富含味觉氨基酸、药效氨基酸，营养价值丰富，有待成为新资源食品，为人们广泛食用。

党参；巫山；氨基酸分析；营养价值

重庆巫山庙宇党参生长在海拔1 500 m的深山之中，主产于巫山县红椿乡、庙宇镇、笃坪乡等中心区域，以皮细肉白、参气浓烈、肉实皮软、味香醇厚、嚼之化渣而著称。历史上因以庙宇为集散地而得名，简称庙党。庙党约自1930年前后形成商品，至清末明初由野生转为栽培，销售市场也由原荆湘经广州、香港转至东南亚一带；中国药典95版有关于巫山庙党的记载：“党参味甘平、功能是补中气不足，润肺之和，尤以巫山庙党最佳”。2010年巫山庙党农产品成功注册为地理标志商标。但是长期以来对巫山庙宇党参缺少系统性的研究，品质评价还局限于“嚼之无渣，味甜者为佳”的传统经验，严重影响药农的积极性和长期利益，制约了庙党的产业化进程。

党参属植物全世界约有40 种，中国约有39 种，药用有21 种、4 个变种[1]，其栽培面广，产地分散，在中国主要产地有四川、贵州、云南、湖北、山西、甘肃、吉林等。本实验收集全国10 个不同主要产地的党参，拟利用L-8800型全自动氨基酸分析仪测定氨基酸种类和含量，分析比较巫山庙党及其他各产地党参的异同，从氨基酸的含量、种类、比例角度研究巫山党参营养价值和保健作用，为其综合开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

党参分别采购于全国10 个产地，经重庆市中药研究院彭锐研究员鉴定为各地道地党参。具体产地信息见表1。

表1 党参样品产地及生长情况Table 1 Characteristics of samples of Codonopsis pilossuullaa rooottss

1.2 仪器与设备

L-8800型全自动氨基酸分析仪（配有2622型分离柱（4.6 mm×60 mm，5 μm）、电喷雾离子源（ESI）及Xcalibur1.2数据处理系统） 日本日立公司；FW-100型高速万能粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公司；EL-204电子分析天平 梅特勒-托利多仪器有限公司；DHG-9145A电热恒温鼓风干燥箱 上海齐欣科学仪器有限公司；电热恒温水浴锅 北京中兴伟业仪器有限公司；KQ5200E超声波提取仪 昆山市超声仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 党参样品前处理

分别将各地党参样品低温干燥，粉碎，过60 目筛，样品粉末于60 ℃干燥至恒质量，备用。

1.3.2 水解氨基酸测定的样品制备[2-3]

准确称取样品粉末200.0 mg于18 mm×180 mm试管中，精密加入6 mol/L盐酸10 mL，振荡混匀，酒精喷灯将试管口下1/3处拉细至4～6 mm，抽真空10 min，封管，置（110±1）℃恒温烘箱中沙浴水解22 h，取出冷却，摇匀过滤，精密取滤液1 mL，60 ℃水浴蒸干，加入0.02 mol/L盐酸2 mL，稀释液过0.45 μm滤膜，即得待测样品。

1.3.3 游离氨基酸测定的样品制备[2,4]

准确称取样品粉末2.000 g，加入质量分数4%磺基水杨酸溶液10 mL，超声波处理30 min，静置提取7 h，转入离心管中，离心10 min，上清液过0.45 μm滤膜，取续滤液，即得待测样品。

1.3.4 分析条件

L-8800型全自动氨基酸分析仪测定党参中氨基酸的含量，分离柱：柱温70 ℃，柱压13.678 MPa，洗脱液流速0.4 mL/min；反应柱：柱温135 ℃，柱压0.982 MPa；茚三酮缓冲液流速0.35 mL/min；标准品浓度100 nmol/mL，进样量20 μL，样品分析周期53 min。

2 结果与分析

2.1 党参氨基酸图谱分析

图1 氨基酸分析图谱Fig.1 Separation profiles of mixed amino acid standards, and total and free amino acids from Codonopsis pilosula roots

由图1a标准氨基酸图谱可知，17 种氨基酸峰得到了较为明显的分离，峰面积适宜，表明所选分离方法参数等合理；由图1b可知，除胱氨酸（Cys）、蛋氨酸（Met）、酪氨酸（Tyr）、组氨酸（His）峰较小，其余峰分离较好，面积较大；由图1c游离氨基酸图谱可知，除丝氨酸（Ser）峰未检测到，其余各氨基酸峰均得到较好的检测，说明党参游离氨基酸中Ser含量极少甚至没有，本实验仅在山西晋城的党参中检测出Ser的极小峰，另外，蛋氨酸（Met）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、酪氨酸（Tyr）峰很小。

2.2 党参中全部氨基酸总量及组成分析

2.2.1 氨基酸总量分析

不同产地党参样品的氨基酸种类和含量测定结果见表2。各个产地样品不同种类氨基酸含量排序大小基本一致，依次为Arg、Glu、Asp、Ala、Leu、Pro、Val、Gly、Lys、Ile、Phe、Thr、Ser、His、Tyr、Cys、Met，这一排序特征可作为党参的和植物其他来源的区别之一[5]。10 份党参样品中，除云南昭通的党参未检出组氨酸外，其余产地的党参均检出17 种氨基酸。不同产地的党参氨基酸组分总量介于28.39～59.68 mg/g之间，平均为46.96 mg/g，明显高于明党参[6]、红枣[7]、鸡枞菌[8]，与吉林西洋参[9]含量接近。各产地中以重庆红椿党参最高，达59.68 mg/g，湖北恩施党参最低，为28.39 mg/g。从氨基酸种类来看，10 个产地党参样品中Arg含量最高，达总氨基酸含量的50.66%，尤以重庆巫山红椿产地党参突出，达到23.79 mg/g。其次是Glu、Asp含量较高，分别占总氨基酸含量的14.84%和10.97%。Met含量最低，仅为0.59%。由于色氨酸在酸性条件下易分解[10]，因此本实验不考虑色氨酸的含量。

表2 不同产地党参中水解氨基酸组成和含量Table 2 Amino acid composition of Codonopsis pilosula roots mg/g

2.2.2 必需氨基酸组成分析

从表2可知，不同产地的10 个党参样品中，均含有7 种人体必需氨基酸，平均值为12.73 mg/g。其不同必需氨基酸含量高低依次为Leu、Val、Lys 、Ile 、Phe、Thr、Met。其中山西晋城的党参必需氨基酸含量最高，达18.67 mg/g；其次是重庆巫山笃坪，为14.37 mg/g；最低者是湖北恩施，含量为8.70 mg/g。必需氨基酸中Leu的含量最高，是氨基酸总量的6.13%。Met含量最低，为总量的0.59%。

各地党参必需氨基酸占氨基酸组分总量比例变化范围在20.41%～33.06%之间，山西晋城必需氨基酸含量比例最高，各地党参必需氨基酸含量比例大小排列顺序为D9、D2、D3、D7、D10、D6、D4、D8、D5、D1。必需氨基酸与总氨基酸平均比值为27.11%，必需氨基酸与非必需氨基酸的平均比值为37.19%，与联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）/世界卫生组织（World Health Organization，WHO）规定的EAA/TAA=40%，EAA/ NEAA=60%[10]有一定差距。表明党参中的蛋白质含量未达到理想蛋白质含量要求，食用时应与其他具有互补性质的食品配合食用。

食物蛋白质中各类蛋白质的氨基酸组成比例虽不尽相同，但其营养价值的优劣主要取决于所含EAA的种类、数量和组成比例，其组成比例越接近人体需要氨基酸的比例，则其质量就越优[10]。据此FAO和WHO提出了评价蛋白质营养价值的必需氨基酸模式。参照FAO/WHO必需氨基酸需要比例标准，对党参中必需氨基酸成进行分析，结果见表3。

表3 党参必需氨基酸组成及比较分析Table 3 Comparison of essential amino acid composition in Codonopsis piloossuullaa roots and other foods mg/100 g pro

由表3可知，党参中Ile和Val占总氨基酸的比例与氨基酸模式谱接近，其余各必需氨基酸均低于标准模式。与各类食品蛋白氨基酸模式进行比较，党参与大豆蛋白模式接近，并在某些必需氨基酸上优于大豆，与大豆一样，党参蛋白模式为不完全蛋白，与标准模式有一定差距。

为了更好地说明党参各氨基酸营养价值，采用氨基酸比值系数法对党参所含必需氨基酸进行进一步分析，氨基酸比值系数法即根据氨基酸平衡理论利用WHO/FAO的必需氨基酸模式计算样品中EAA的氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA），氨基酸比值系数（ratio coefficient of amino acid，RC）和比值系数分（score of RC，SRC）[10]（表4）。

由表4可知，党参的SRC平均值为73.35，说明其营养价值较高。各产地中以D1巫山红椿最高，达76.11，其次是D8山西长治。在各种必需氨基酸中，10 个产地的党参中RC值最小者均为Met+Cys，即为第一限制性氨基酸，一般植物性蛋白质中缺少的含硫氨基酸Met+Cys，在肉、蛋等动物性蛋白质中含量较高，牛肉中含硫氨基酸含量相对较高（表3），接近于标准模式。因此，在食用党参时可与动物性蛋白结合起来，提高其营养价值。

表4 各种必需氨基酸的RAA、RC、SRCTable 4 RAA, RC and SRC of essential amino acids in Codonoppssiiss pilossuullaa rroooottss

2.3 党参中游离氨基酸含量分析

表5 不同产地党参中游离氨基酸组成和含量Table 5 Free amino acid composition of Codonopsis pilosula ula rootsroots mg/g

从图1、表5可知，不同产地党参中游离氨基酸种类及含量差异较大，对10 种样品中17 种氨基酸进行检测，只有D9可检测出所有氨基酸，其他产地的党参中均检测不出Ser。D1、D5、D7、D8、D10样品中检测不出Cys，另D7样品中检测不出Ile。总游离氨基酸含量平均值为11.251 mg/g，高于茨实[10]、鱼腥草[11]，各产地游离氨基酸含量介于4.37～16.67 mg/g之间，其中巫山红椿的含量最高，D3的含量最低。游离氨基酸中各地均以Arg含量最高，其含量平均值为5.62 mg/g，达总氨基酸含量的49.92%。Thr次之，含量为1.95 mg/g，占总氨基酸含量的17.35%，各产地中尤以D4的Thr含量最高，达到5.323 mg/g。

2.4 党参中味觉氨基酸含量分析

氨基酸是维系人体生命活动的重要物质，它不仅具有各种生理功能，还在食品的呈味和品质方面具有重要的影响。天然蛋白质中的氨基酸都属于L型，L型的氨基酸及其盐大多具有甜味、鲜味及芳香味。党参中鲜味类氨基酸主要为Glu和Asp，甜味类氨基酸主要为Ala、Gly、Ser、Pro，芳香类氨基酸主要为Tyr和Phe[12]， 本实验对这3 类氨基酸在党参中的含量进行了分析，结果见表6。

表6 不同产地党参中味觉氨基酸的含量以及总氨基酸中的组成比例Table 6 Taste-active amino acid contents and their proportions in total amino acids in Codonopsis pilosula roots

党参游离氨基酸测定结果中，各地样品鲜味氨基酸含量平均值为0.76 mg/g，占总氨基酸含量的6.74%，其中D4鲜味氨基酸含量最高，达1.21 mg/g。芳香氨基酸占总氨基酸的21.65%，D4最高，达5.63 mg/g，占其总氨基酸的37.45%。不同党参中甜味氨基酸总含量差异较大，以D1最高，D6最低，各地党参甜味氨基酸含量介于0.40～2.46 mg/g之间，占总氨基酸的比例介于5.36%～19.54%之间。

党参总氨基酸测定结果中，鲜味类氨基酸为11.64 mg/g，占总氨基酸的24.78%，D4的含量高达18.79 mg/g，占其总氨基酸含量的37.51%。芳香类氨基酸占其总氨基酸含量的8.63%，含量在2.80～6.10 mg/g之间，D9含量最高。甜味类氨基酸中D9含量最高达13.54 mg/g，占其总氨基酸的19.04%；D6含量最低；各地甜味氨基酸含量介于6.14～13.54 mg/g之间，占总氨基酸的比例介于15.85%～23.97%之间。D3的3 种味觉氨基酸含量均为最低。而D1中各类味觉氨基酸所占总氨基酸比例均为最小，为43.38%。比较不同方法下测定的党参味觉氨基酸结果，游离氨基酸中3 类氨基酸含量大小排序为：芳香类＞甜味类＞鲜味类，总氨基酸中为：鲜味类＞甜味类＞芳香类。党参游离氨基酸中含量最高的芳香类氨基酸，可能与党参其浓郁而独特的植物气味相关，随着反应条件的改变，加热和酸水解的发生，党参中芳香类氨基酸所占比例逐渐减少。同样，当加热和酸水解后，党参中鲜味氨基酸增加，该类氨基酸具有较好的增鲜作用，为党参应用日常烹饪中増鲜调味提供了依据。甜味氨基酸在两种方法下所占比例差异不大。在本实验测定方法下，D4中鲜味氨基酸含量远高于其他产地党参。党参中这些具有特殊呈味作用的味觉氨基酸含量较高，可作为食品添加剂、保鲜剂、调味剂及营养补充剂等加以综合开发利用[13]。

2.5 党参中药效氨基酸含量分析及营养评价

2.5.1 药效氨基酸总量分析

自然界中氨基酸有20多种，其中Glu、Asp、Arg、Gly、The、Tyr 、Met、Leu、Lys等9 种氨基酸一般在植物中含量少，有些人体不能合成，但又是维持机体氮平衡所必需的，称为药用氨基酸[14]。党参中药用氨基酸含量丰富，占总氨基酸含量的70%左右，高于枸杞[14]、枇杷[12]等中药。重庆巫山红椿党参药用氨基酸含量最高，总量为45.40 mg/g，达总氨基酸含量的76.07%，其次为云南、贵州、山西党参，湖北恩施产党参含量最低，为18.97 mg/g（图2）。不同产地党参药用氨基酸的含量差异较大，这可能与党参品种和不同地域的环境条件有关。

图2 党参中药用氨基酸组分含量Fig.2 Therapeutic amino acid composition of Codonopsis pilosula roots

2.5.2 单味药效氨基酸含量及营养价值

对党参的水解氨基酸和游离氨基酸进行分析，发现精氨酸含量最高，其含量高达总氨基酸含量的一半，巫山红椿党参精氨酸含量最高。Arg对胎儿期和哺乳期动物来说是一种必需氨基酸，而对成年动物来说是非必需氨基酸，在体内能自身合成，但体内生成速度较慢，需要部分从食物中补充[15]。根据1998年诺贝尔医学奖获奖者的研究成果，补充精氨酸对于心脑血管疾病等老年慢性疾病有显著的保健作用。作为多胺合成的起始物，精氨酸在调控中枢神经系统原发性免疫反应中起关键性作用，另外精氨酸可以提高蛋白质的利用率，有利于组织合成蛋白质，并可促进肠道发育[16-19]。临床上精氨酸用于治疗肝昏迷。党参中富含精氨酸，为其用于食品保健，增强人的免疫力[20]及改善心脑血管疾病提供了物质基础。

其次谷氨酸在党参中含量较高，从4.05～13.53 mg/g，云南昭通党参谷氨酸含量最高。谷氨酸是重要的鲜味剂，有较高的营养价值，谷氨酸被人体的吸收后，易与血氨形成谷酰氨[21]，能解除代谢过程中氨的毒害作用，因而能预防和治疗肝昏迷，保护肝脏[22]；谷酰氨还对创伤机体的恢复[23]和消化道溃疡的治疗有效。乙酞谷氨酸与VC及甘油磷酸钙等制成的复合剂，在法国用作疲劳恢复剂[21]。赖氨酸作为必需氨基酸在党参中含量很高，达到1.90 mg/g。它是食物中最容易缺乏的氨基酸，能促进钙的吸收，有利于形成胶原和结缔组织、缓解疲劳[12]。山西、吉林、巫山红椿产地的党参Lys含量较其他产地高。天冬氨酸虽不是必需氨基酸，但能增强肝脏功能、消除疲劳[21]，预防和治疗心脏病，肝脏病，高血压症，恢复疲劳等方面具有重要作用。在党参中天冬氨酸含量仅次于精氨酸、谷氨酸，达4.32 mg/g。蛋氨酸参与胆碱的合成，具有去脂的功能，可有效防治动脉硬化及高血脂症、提高肌肉活力和促进皮肤蛋白质及胰岛素的合成[24]，是党参中含量最低的药用氨基酸。党参中富含的各味药效氨基酸为党参开发成各种保健食品以及运用于人们日常食用的药膳中提供了一定的抗病基础。

2.6 氨基酸聚类分析

图3 党参产地聚类树状图Fig.3 Dendrogram of Codonopsis pilosula roots from 10 different geographic origins

通过SPSS软件对10 个不同产地的党参进行系统聚类分析，得党参产地聚类树状图（图3）。综合各氨基酸含量、氨基酸总量、EAA、TAA等指标，表明不同产区党参可分为3 类：1）D5、D8、D1，各氨基酸含量高，从氨基酸的组成来分析其品质相对较好。2）D6、D10、D2、D3、D7、D9。3）D4，其氨基酸含量及配比与其他产地差异较大，可能与其野生的生长环境有关。由图3可知，虽然D1和D2党参品种一致，产地相隔不远，均为巫山庙宇党参，但其品质有一定的差异，说明产区内虽引种来源相近，但由于土壤环境的不同以及引种后期的变化，党参氨基酸含量产生差异。氨基酸含量受样品的产地、品种、栽培方式、水肥、采收期、生物学时期等诸多因素的影响，不同产地氨基酸组成差异明显，聚类结果将不同产区的样品区分开，体现了产区间样品的差异性，为其氨基酸品质及营养价值评价提供了一定参考。

3 结 论

党参氨基酸组成多样，含量丰富，营养价值高，有待成为新资源食品为人们广泛食用。从水解、游离氨基酸含量以及这些氨基酸对人类的营养价值和药用价值综合考虑，巫山红椿党参氨基酸总含量高；味觉氨基酸含量丰富，在党参的日常烹饪中有増鲜调味的作用；其药用氨基酸精氨酸含量达23.79 mg/g，远高于人参、西洋参、太子参[5,9]及其他各产地党参精氨酸含量，具有较好的品质，本实验结果为中国药典95版有关于巫山庙党的记载 “党参味甘平、功能是补中气不足，润肺之和，尤以巫山庙党最佳”提供了一定的科学实验依据，有助于巫山党参的深入研究和开发。

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Comparative Analysis of Amino Acid Composition and Nutritional Value of Roots of Codonopsis pilosula from Wushan and Other Growing Regions in China

YANG Xian1, ZHU Hui-feng1,*, WANG Tao1, CHEN Qian-feng1, WAN Dong2, PENG Rui3
(1. College of Pharmaceutical Sciences and Traditional Chinese Medicine, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2. The First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 400016, China; 3. Chongqing Academy of Chinese Materia Medica, Chongqing 400065, China)

The amino acid composition and nutritional value of roots of Codonopsis pilosula collected from two places of Wushan county, Southwest China’s Chongqing municipality and eight other growing regions in China were analyzed using an automatic amino acid analyzer (L-8800 model). A total of 17 amino acids were detected in all samples except for the sample from Shaotong, Yunnan province which was found to not contain histidine. The average contents of total and free amino acids were 46.96 and 11.25 mg/g, respectively. The proportion of essential amino acids to total amino acids ranged from 20.41% to 33.06%, showing the highest value in the sample from Jincheng, Shanxi province, followed by that from Duping of Wushan county. Arg, Glu, and Asp were the main amino acids of Codonopsis pilosula roots with significant differences in their amounts observed among the samples from different growing regions. The content of arginine was particularly higher, reaching 23.79 mg/g, in the sample from Hongchun of Wushan county than those from other regions. In addition, the multivariate statistical method was used to analyze the differences in amino acid contents and essential amino acid contents among the samples from ten regions. These geographic origins were classified into 3 categories by cluster analysis. The samples from Hongchun of Wushan county, Changzhi of Shanxi province and Weining of Guizhou province showed better quality. Codonopsis pilosula roots contained a full range of amino acids including plentiful amounts of tasteactive amino acids and therapeutic amino acids. In conclusion, it has the potential to be extensively consumed by people as a new food resource with high nutritional value.

Codonopsis pilosula root; Wushan; amino acid analysis; nutritional evaluation

R927.2

A

1002-6630（2014）15-0251-07

10.7506/spkx1002-6630-201415051

2013-10-21

校地合作-庙宇党参产业链工程项目（41003012）

杨鲜（1990—），女，硕士研究生，研究方向为党参保健食品研发、中药药理与脑血管疾病。

E-mail：yanggxiann2008@163.com

*通信作者：祝慧凤（1971—），女，副教授，博士，研究方向为保健食品研发、补益药与脑缺血。E-mail：zhfbsci@126.com