不同葡萄品种果实中氨基酸含量分析

徐雯，苏雅，陈秋生，裴毅,通信作者，聂江力，王柏茗

不同葡萄品种果实中氨基酸含量分析

徐雯1，苏雅1，陈秋生2，裴毅1,通信作者，聂江力1，王柏茗1

（1. 天津农学院园艺园林学院，天津 300384；2. 天津市农业质量标准与检测技术研究所，天津 300381）

为研究不同品种葡萄果实中氨基酸含量的差异，以河北省昌黎县的6个葡萄品种为主要试材，采用氨基酸自动分析仪，对葡萄果实中的氨基酸组分进行定量分析。结果表明，葡萄果实中的主要氨基酸有谷氨酸、精氨酸、脯氨酸和天冬氨酸；葡萄果实中氨基酸总量为197.17～368.33 mg/100g，必需氨基酸含量介于41.88～84.36mg/100g，占总氨基酸含量的17.88%～25.33%，药效氨基酸和非必需氨基酸在品种间差异显著；6个品种所含有的19种氨基酸中含量最高的是谷氨酸，其中‘巨峰’谷氨酸的含量为106.96 mg/100g，而胱氨酸、蛋氨酸和酪氨酸含量很少，说明不同品种葡萄果实在营养学上有较大差异。

葡萄果实；氨基酸；含量；分析

葡萄（L.）是葡萄科（Vitaceae）葡萄属（L.）中多年生落叶藤本植物，是世界上栽培历史最长、产量最大的果树种类之一，是比较耐旱的果树树种[1-2]。

在自然界中，氨基酸种类多，达150多种，但在生物体内，组成蛋白质基本结构的氨基酸有20 多种，包括人体必需的7种氨基酸[3-4]。植物中氨基酸的存在形式有两种，一种以游离态形式存在；另一种以结合态的形式存在于肽和蛋白质 中[5]。氨基酸种类及含量影响植物的生长、成熟和休眠。研究发现，植物中游离氨基酸含量是反映植物抗逆性的重要生理指标，尤其是植物的耐寒性[6]。葡萄中氨基酸具有抗氧化、抗菌和乳化作用，其中游离氨基酸不仅是葡萄生长的主要代谢产物，也是葡萄酒酿制过程中酵母菌和细菌的必需营养素，而氮源的多少是影响葡萄酒发酵的重要因素[7]。葡萄中氨基酸含量受品种、气候、种植条件等因素的影响，研究氨基酸组分含量对提高葡萄品质具有重要意义。目前，国内外对于葡萄果实中氨基酸含量的研究较少，本试验以6个葡萄品种为研究试材，对葡萄果实中的氨基酸含量进行定量分析，以便更深入地研究葡萄果实品质和风味，为葡萄品种的选育、种植及推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试的6个葡萄品种（‘黑提’‘美人指’‘巨峰’‘红提’‘马奶’‘玫瑰香’）均采自河北省秦皇岛市昌黎县十里铺乡，每个品种在果实成熟期随机采摘适量样品，带回实验室冷冻保存，用于氨基酸含量的测定。

1.2 试剂与仪器

1.2.1 主要试剂

茚三酮溶液（色谱纯，日本日立公司）；混合氨基酸标准溶液：氨基酸标准品（GBW（E）100062）：天门冬氨酸（Asp）、苏氨酸（Thr）、丝氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、胱氨酸（Cys）、缬氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、赖氨酸（Lys）、组氨酸（His）、精氨酸（Arg）、脯氨酸（Pro）全部购自于中国计量科学研究院；γ-氨基丁酸和鸟氨酸标准品购自于北京北纳创联生物技术研究院。单个氨基酸标准品均为固体，纯度≥98%。试验用水为Milli-Q超纯水。

1.2.2 主要仪器

水解管：耐压螺旋盖玻璃管（上海安谱仪器有限公司），旋蒸仪（德国Heidolph公司），氮吹仪（北京同泰联科技发展有限公司），ME204E电子天平（美国梅特勒－托莱多公司），L-8900氨基酸自动分析仪（日本日立公司），101-2AB型数显电热鼓风干燥箱（天津泰斯特仪器有限公司），SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品前处理

称取适量样品（2.00 g）于20 mL耐压螺盖玻璃试管中，加入15 mL 6 mol/L盐酸溶液，向水解管中加入苯酚3～4滴，将水解管放入冷冻剂中，冷冻3～5 min，并接到真空泵上抽真空后充入氮气，在充氮气状态下拧紧螺丝盖。然后将已封口的水解管放在（110±1）℃的电热鼓风干燥箱中水解22 h后，取出冷却至室温，将水解液过滤至50 mL容量瓶中，用少量超纯水多次冲洗水解管，水洗液移入同一容量瓶内，最后用超纯水定容至刻度，摇匀备用。

准确吸取1 mL滤液于梨形瓶中，用旋转蒸发仪于45 ℃减压干燥至干，再用2 mL超纯水将其残留物溶解，继续以同样的条件旋蒸至干，最后用2 mL柠檬酸钠缓冲溶液复溶，用涡旋震荡器震荡混匀后，过0.22 μm滤膜，转移至仪器进样瓶，即为样品测定液，待测[8]。

1.3.2 测定方法

采用L-8900氨基酸自动分析仪测定葡萄果实中氨基酸含量。色谱柱：4.6 mm ID×40 mm，磺酸型阳离子树脂；流速0.999 mL/min；检测波长：570 nm和440 nm；进样量20 μL。

1.4 数据处理

采用Excel 2007和SPSS 22.0进行数据整理和处理分析。运用单因素方差分析（ANOVA）方法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同品种葡萄果实中氨基酸组分分析

2.1.1 葡萄果实中氨基酸种类与总量分析

为研究不同葡萄品种果实中氨基酸组分含量，对6个葡萄品种进行了氨基酸定量分析，不同葡萄品种果实中氨基酸种类和含量见表1。6个葡萄品种均检测到19种氨基酸，所含的氨基酸种类较为丰富，由于色氨酸在酸水解过程中被破坏，故未被检测出。这6个葡萄品种果实中氨基酸总量在197.17～368.33 mg/100g之间，其中‘巨峰’果实中氨基酸总量最高，为368.33 mg/100g，极显著高于其他5个品种，含量最低的是‘马奶’（197.17 mg/100g），与‘红提’差异不显著，但和其他4个品种之间存在极显著差异。6个葡萄品种果实中氨基酸含量排在前4位的均为谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸和脯氨酸，这4种氨基酸为葡萄的主要氨基酸。其中‘巨峰’谷氨酸的含量最高，占氨基酸总量的29.04%；含量较高的还有天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、亮氨酸和赖氨酸，而缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、氨基丁酸和组氨酸含量较少，由于氨基酸的氧化作用，胱氨酸、蛋氨酸和酪氨酸含量很低。

表1 不同品种葡萄果实氨基酸组分含量 mg/100g

注：表中数据为平均值±标准误，同行字母不同表示不同品种葡萄同一种氨基酸含量达到Duncan’s新复极差检验的显著水平，小写字母表示0.05显著水平，大写字母表示0.01极显著水平。标●为必需氨基酸，△为药用氨基酸

2.1.2 葡萄果实中必需氨基酸含量分析

本试验共检测到7种必需氨基酸，即异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸。由测定结果（表1）可知，6个葡萄品种中，‘黑提’的必需氨基酸含量最高，为84.36 mg/100g，极显著高于其他5个品种，而‘巨峰’和‘玫瑰香’，‘红提’和‘马奶’之间差异不显著。儿童必需氨基酸是由精氨酸、组氨酸加上人体必需的7种氨基酸构成，其含量为98.19～ 152.45 mg/100g，占总氨基酸含量平均值的48.06 %。

2.1.3 葡萄果实中药效氨基酸含量分析

天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸 、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸等常被称为药效氨基酸。根据表1可知，6个葡萄品种果实中药效氨基酸含量存在极显著差异，‘巨峰’的药效氨基酸含量最高，为249.10 mg/100g，说明‘巨峰’的药用价值优于其他5个品种。药效氨基酸占氨基酸总量的比例较高，为64.47%～68.95%，其中精氨酸、谷氨酸、脯氨酸和天冬氨酸含量较高，说明葡萄具有重要的食疗和药用 价值。

2.1.4 葡萄果实中呈味氨基酸含量分析

大多数氨基酸都有一定的味感，这些氨基酸参与果实风味物质形成过程，从而使果实呈现出独特的风味，此类氨基酸通常被称为呈味氨基酸，根据对味觉产生的影响，可分为鲜味氨基酸、甜味氨基酸和苦味氨基酸[9]。鲜味氨基酸包括谷氨酸和天冬氨酸，由表2可知，6个葡萄品种果实中鲜味氨基酸含量介于34.05～128.03 mg/100g，占总氨基酸含量的16.22%～34.76%，其中谷氨酸是重要的鲜味剂[10]，谷氨酸在葡萄果实中含量较高。甜味氨基酸主要是由苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸组成，在葡萄果实中，甜味氨酸含量占总氨酸的22.35%～28.16%。葡萄果实中的苦味氨基酸主要为亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸和精氨酸，其含量为74.30～114.88 mg/100g，占总氨基酸含量的28.98%～44.59%，苦味氨基酸含量略高于鲜味和甜味氨基酸。其中‘巨峰’鲜味氨基酸含量较其他品种高，‘红提’苦味氨基酸占总氨基酸含量较高。

表2 不同品种葡萄果实中呈味氨基酸含量

注：“比值”表示各种呈味氨基酸的含量与19种氨基酸总含量的比值

2.2 不同品种葡萄中必需氨基酸与FAO/WHO氨基酸模式谱（%）比较

世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）在1973年提出的评价食物的必需氨基酸模式，食物中必需氨基酸种类齐全且组成比例越接近FAO/WHO氨基酸模式要求，则这种食物中蛋白质营养价值越高，越符合人体需求[11]。表3为6个葡萄品种中必需氨基酸与FAO/WHO氨基酸模式谱的比较，从表3可以看出，必需氨基酸可分为7类，6个葡萄品种的必需氨基酸模式都不符合FAO/WHO提出的理想模式，质量较好的蛋白质其EAA/TAA在40%左右，NEAA/TAA大于60%，不同品种葡萄果实中的EAA/TAA，NEAA/TAA均低于理想模式。同时从表3可知，6个葡萄品种中第一限制氨基酸为蛋氨酸＋胱氨酸，第二限制氨基酸为亮氨酸，因此，在食用葡萄时要搭配食用富含蛋氨酸＋胱氨酸和亮氨酸的食物，如芝麻、葵花籽、燕麦、乳制品、叶类蔬菜，以及动物蛋白质等。

表3 不同品种葡萄果实中必需氨基酸与FAO/WHO氨基酸模式谱比较 %

3 讨论

我国在果树栽培方面历史悠久，对于大宗果品营养品质方面的分析也日渐成熟，但对于葡萄果实中氨基酸含量的研究还较少。于惠春等[12]对烟台地区6种酿酒白葡萄中的17种氨基酸组分进行了测定，研究结果显示，葡萄果实中总氨基酸含量为13 397.48～50 395.31 μg/g，必需氨基酸占氨基酸总量的比例为15.02%～30.25%；成冰等[13]对酿酒白葡萄中的氨基酸组分的研究表明，14种酿酒白葡萄中总氨基酸含量为1 128.550～4 967.779 mg/100g，并且脯氨酸、精氨酸、丝氨酸、苏氨酸和谷氨酸为酿酒白葡萄中的主要氨基酸；付涛等[14]对浙江设施栽培品种‘鄞红’葡萄及其8个突变体果实中氨基酸含量进行了分析发现，亲本和突变体果实中氨基酸含量差异显著，‘鄞红’葡萄氨基酸总量范围在1 350～4 860 mg/kg，谷氨酸、丙氨酸和精氨酸含量处在前三位，含量较高的还有天冬氨酸、丝氨酸、苏氨酸和脯氨酸等。本试验结果显示，6个葡萄品种果实中均测定出19种氨基酸，其中‘巨峰’总氨基酸含量最高（368.33 mg/100g），‘马奶’中氨基酸总量最少（197.17 mg/100g），必需氨基酸含量占氨基酸总量的17.88%～25.73%。这与于惠春等[12]和成冰等[13]的研究结果相差较大，但与付涛等[14]的结果基本一致。研究表明，脯氨酸和精氨酸是酿酒葡萄的主要氨基酸，精氨酸、谷氨酸和丙氨酸是酿酒酵母的重要氮源[15]，而本试验中6种葡萄均以鲜食为主，这可能是氨基酸含量相比酿酒葡萄较低的根本原因。本试验研究发现，6种葡萄果实中的主要氨基酸均为谷氨酸、精氨酸、脯氨酸和天冬氨酸，这与成冰等[13]和付涛等[14]研究结果一致。本研究中，由于6种葡萄均来自同一产区，种植条件极其气候等环境条件几乎一致，但大部分氨基酸组分含量仍存在明显差异，说明品种对氨基酸含量有很大影响。

氨基酸也是果实中重要的营养物质和味觉成分，氨基酸组分和含量差异对果实的营养保健价值有直接影响[16]。本试验中，6个葡萄不同品种果实中呈味氨基酸的含量丰富，占其氨基酸总量的86.32%～89.44%，从而呈现出葡萄独特的风味。葡萄也是药食同源的功能性食品，其果实中的药用氨基酸占总含量的64.47%～68.95%，其中精氨酸含量最高，其次是谷氨酸。FAO/WHO氨基酸模式已被广泛应用于各类水果的营养评价分析，也是研究不同品种葡萄果实中营养评价的重要标 准[17-18]。本研究表明，供试的6个葡萄品种果实中均含有人体必需的7种氨基酸，EAA含量为41.88～84.36 mg/100g，占氨基酸总量的17.88%～25.73%，EAA/TAA、NEAA/TAA均低于FAO/WHO氨基酸模式谱中的组成比例，可见供试的6个葡萄品种果实中蛋白质未达到理想的要求。氨基酸是评价水果营养品质的重要因素之一，通过测定葡萄果实中氨基酸的组成和含量，有助于了解葡萄的品种特性及氨基酸的营养价值，为葡萄鲜果品种选育及营养保健功能成分的合理开发利用提供基础信息和理论依据。

4 结论

本试验对6个葡萄品种果实中氨基酸含量进行测定。研究表明，在6个葡萄不同品种果实中均测出19种氨基酸，其中有11种氨基酸组分含量在6个品种间存在明显差异，其中‘巨峰’的总氨基酸含量最高，其次是‘黑提’和‘玫瑰香’，‘马奶’氨基酸总量最少。除‘巨峰’和‘玫瑰香’之外，必需氨基酸含量也存在显著差异，‘黑提’必需氨基酸含量最高，其次是‘玫瑰香’，虽然6种葡萄均来自同一产区，种植条件极其气候等环境条件几乎一致，但其氨基酸组分含量等指标仍存在差异。

[1] 田野，陈冠铭，李家芬，等. 世界葡萄产业发展现状[J]. 热带农业科学，2018，38（6）：96-105.

[2] 吴久赟. 吐鲁番不同品种葡萄的耐热性评价[D]. 石河子：石河子大学，2018.

[3] Meij V D，Teleni L，Engelen M P，et al. Amino acid kinetics and the response to nutrition in patients with cancer[J]. Int J Radiat Biol，2019，95（4）：480-492.

[4] Dahl-Lassen R，Hecke J V，Jorgensen H，et al. High- throughput analysis of amino acids in plant materials by single quadrupole mass spectrometry[J]. Plant Methods，2018，14（8）：1-9.

[5] Stabler D，Power E F，Borland A M，et al. A method for analysing small samples of floral pollen for free and protein-bound amino acids[J]. Methods Ecol Evol，2018，9（2）：430-438.

[6] Roberto M，Laura M，Maria A R. Recent trends in the analysis of amino acids in fruits and derived foodstuffs[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry，2013，405（25）：7941-7956.

[7] Garde-Cerdán T，López R，Portu J，et al. Study of the effects of proline, phenylalanine, and urea foliar application toon grape amino acid content. Comparison with commercial nitrogen fertilisers[J]. Food Chemistry，2014，163（15）：136-141.

[8] 杨喆，陈秋生，张强，等. 不同品种桑葚与桑叶中氨基酸含量差异研究[J]. 食品安全质量检测学报，2018，9（17）：60-64.

[9] 孙锐，孙蕾，和法涛，等. 山东引种果桑果实氨基酸组分测定及营养评价[J]. 食品工业科技，2017（11）：298-301.

[10] 岳冬，刘娜，朱为民，等. 樱桃番茄与普通番茄部分品质指标及氨基酸组成比较[J]. 食品科学，2015，36（4）：92-96.

[11] 邢晋宁，陈训，樊丛令. 不同品种火龙果的氨基酸含量测定及其营养评价[J]. 贵州农业科学，2011，39（5）：193-195.

[12] 于惠春，高菁，李飞飞，等. 烟台产区6种酿酒白葡萄中氨基酸的测定[J]. 江西科学，2016，34（2）：173-177.

[13] 成冰，张京芳，王月晖，等. 酿酒白葡萄氨基酸组成特征分析[J]. 食品科学，2013，34（20）：174-177.

[14] 付涛，吴月燕，王立如，等. 鄞红葡萄及其突变体果实氨基酸和香气分析[J]. 核农学报，2014，28（11）：2038-2050.

[15] Ribereaugayon P. The chemistry of wine stabilization and treatments[M]. 2nd ed. England：John Wiley & Sons Ltd., 2006.

[16] 蒋滢，徐颖，朱庚伯. 人类味觉和氨基酸味道[J]. 氨基酸与生物资源，2002，24（4）：1-3.

[17] 胡晓航，吴玉梅，土哲玮. 不同品种（系）甜菜氨基酸主成分分析与营养综合评价[J]. 中国农学通报，2016，32（27）69-75.

[18] 张迪，谢鸿根，潘鹤立，等. 不同品种柑橘果肉中氨基酸的测定与分析[J]. 亚热带植物科学，2018，47（4）：322-326.

Analysis of amino acid content in different cultivars ofL. fruits

XU Wen1, SU Ya1, CHEN Qiu-sheng2, PEI Yi1,Corresponding Author, NIE Jiang-li1, WANG Bai-ming1

（1. College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Tianjin Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology, Tianjin 300381, China）

In order to study the differences of amino acid contentamong different cultivars ofL. fruits ,six cultivars ofL. in Changli County of Hebei Province were used as the main test materials .The amino acid contents inL. fruits were quantitatively analyzed by amino acid automatic analyzer. The results showed that the main amino acids inL. fruits were Glu, Arg, Pro and Asp. The total amount of amino acids inL. fruits was 368.33～197.17 mg/100g, and the content of essential amino acids was between 84.36～41.88 mg /100g, accounting for 17.88%～25.33% of the total amino acid content. Among the six cultivars, the difference of medicinal amino acid annonessenbial amino acid was significant. Glu was the most abundant amino acid among the 19 amino acids contained in the 6 varieties, among which the Glu content of Kyoho grape was 106.96 mg/100g, while the contents of Cys, Met and Tyr were few, which indicated that there were great differences in nutrition among different cultivars ofL. fruits.

L. fruits; amino acid; content; analysis

1008-5394（2020）03-0030-05

10.19640/j.cnki.jtau.2020.03.007

S663.9

A

2019-12-11

天津市自然科学基金项目（17JCYBJC29800）；天津市科技计划项目（17YFXTZC0040，16PTZSTG00020）；天津市滨海新区科技项目（BHXQKJXM-SF-2018-33）；天津农学院人才项目（无编号）

徐雯（1983-），女，硕士在读，主要从事果树资源研究与利用。E-mail：1127587029@qq.com。

裴毅（1971-），男，副教授，博士，主要从事药用植物学、植物资源开发与利用的研究。E-mail：peiyee@126.com。

责任编辑：杨霞