成都平原两季收获的藜麦中氨基酸的组成及其营养评价

张琦,高娅,潘鑫,骞帆,邬晓勇*

1(成都大学 食品与生物工程学院,四川 成都,610106)2(农业农村部杂粮加工重点实验室,四川 成都,610106)

随着人们对高品质食物的不断追求,藜麦逐渐出现在大众视野中。藜麦(ChenpodiumquinoaWilld.)属于藜科藜属植物,目前主要可食用部分是圆形药片状的种子,口感口味都让人易于接受,市面上常见的主要有黑、红、白等几种颜色。藜麦籽粒营养丰富且比例均衡,如表1所示,相较于我们日常食用的作物,藜麦籽粒的蛋白质、不饱和脂肪酸、膳食纤维、维生素E含量较高,碳水化合物含量较低,被联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)认定为唯一一种单作物即可满足人类所需全部营养的粮食。藜麦耐旱、耐寒、耐盐碱、耐贫瘠等,对环境的适应性较强,不丹[1]、巴西低海拔大草原[2]、四川省西昌市[3]等地区可以在秋季播种藜麦冬季收获藜麦籽粒,进一步提高藜麦的产量和经济效益,这为未来的藜麦种植模式及相关产品的研发开辟了新的研究思路和方向。

氨基酸是构成动物营养所需蛋白质的基本物质,易被肠道吸收并在肝脏内分解或合成蛋白质,或随血液分布到其他组织器官合成特异性的组织蛋白质,起到生理调节的作用。作物中氨基酸的不同会影响到加工产品的研发思路。不同海拔收获的菊花氨基酸含量不同,可分别作为开发以易消化利用及味觉和功能性氨基酸为目标的相关产品[4]。若羌红枣中富含药效氨基酸,具有开发和利用其药用功能的潜质[5]。因此,探索不同藜麦籽粒中氨基酸的差异,可以开拓藜麦氨基酸相关制品的研发思路,有助于进一步挖掘藜麦籽粒的营养和经济价值。目前关于藜麦氨基酸的研究主要集中在探索种植环境[6]、品种[7]、加工方式[8]等因素对其造成的影响,结果表明这些因素都在不同程度上影响了藜麦籽粒中氨基酸含量,且部分氨基酸具有较大的变异特性。

本文以在成都市金堂县五凤镇试验基地2021年6月及2021年12月收获的12个品种的藜麦籽粒(编号:1、2、3、C49、H1、HQ1、HQ2、LL-1、ML-2、QHXL、XL-3、ZL-7)为原料,测定其氨基酸含量,通过对其必需氨基酸、呈味氨基酸、功能性氨基酸占总氨基酸含量的比例进行分析,分析收获季节对藜麦氨基酸含量和品质的影响,为藜麦的加工方式提供新的思路,并通过氨基酸评分对24种藜麦籽粒中的氨基酸进行营养价值评价,一方面挖掘出氨基酸较全面均衡的藜麦品种,另一方面,针对氨基酸品质的不同,为开发藜麦氨基酸相关食品提供理论支撑。

表1 藜麦[9]与大米、小麦、大豆[10]的部分营养 成分含量(约每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 材料与方法

1.1 材料与试剂

24批次藜麦籽粒均分别于2021年6月、12月收获于成都大学藜麦种植基地——金堂县五凤镇试验基地(东经104°30′50.79″、北纬30°21′21.97″、海拔406 m。气象条件:亚热带湿润季风气候,年均气温16.8 ℃。土壤状况:沙壤土,pH值6.59),收获的藜麦经晾晒、捶打去皮、人工除杂后得到干净的藜麦籽粒于种子库保存备用。

盐酸、氢氧化钠、柠檬酸钠,成都市科隆化学品有限公司;氨基酸标准品,上海安谱实验科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

电子分析天平FA2204,力辰科技宁波市鄞州华丰电子仪器厂;多功能粉碎机,永康市红太阳机电有限公司;德国氨基酸分析仪SykamS433D,赛卡姆(北京)科学仪器有限公司;电热鼓风干燥箱,上海博迅实业有限公司医疗设备厂。

1.3 实验方法

1.3.1 藜麦籽粒形态指标的测定

千粒重参照GB/T 3543.7—1995 《农作物种子检验规程-其他项目》百粒法,并对100～200粒藜麦籽粒进行拍照。

1.3.2 样品制备

藜麦籽粒清洗干净,干燥后打粉过120目筛后留全粉备用。

1.3.3 藜麦籽粒氨基酸含量测定

氨基酸含量测定参照GB 5009.124—2016 《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》,每个样品做3次平行。

1.3.3.1 试样水解液的制备

称取约20～80 mg藜麦粉末于20 mL水解管中,加6 mol/L盐酸10 mL,充氮气后封口,于(110±1) ℃恒温干燥箱中,水解22～24 h,冷却,混匀,开管,过滤,定量吸取适量的滤液,不高于60 ℃减压蒸干(必要时,加少许水,重复蒸干1～2次),加入适量稀释上机用柠檬酸钠缓冲液,使样液中氨基酸浓度达50～250 nmol/mL,摇匀,过滤或离心,取清液上机测定。

1.3.3.2 仪器色谱条件

流动相:柠檬酸钠A=0.12 mol/L,pH值3.45;B=0.2 mol/L,pH值10.85;色谱柱:LCA K06/Na,58～74 ℃梯度控温;检测波长:570 nm+440 nm(脯氨酸);流速:洗脱泵0.45 mL/min+衍生泵0.25 mL/min;压力:30～40 bar。

1.3.4 藜麦籽粒中的氨基酸分析

计算总氨基酸(total amino acid,TAA)含量,根据文献[11]从营养学、滋味特征、功能特征的角度将藜麦籽粒中的氨基酸进行分类,并计算各类型氨基酸占总氨基酸含量的比例。

1.3.4.1 营养学

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

EAA含量=赖氨酸含量+色氨酸含量+苯丙氨酸含量+甲硫氨酸含量+苏氨酸含量+异亮氨酸含量+亮氨酸含量+缬氨酸含量+组氨酸含量

(1)

NEAA含量=甘氨酸含量+丙氨酸含量+脯氨酸含量+酪氨酸含量+丝氨酸含量+半胱氨酸含量+天门冬氨酸含量+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)、鲜味氨基酸(flavor amino acid,FAA)和芳香族氨基酸(aromatic amino acid,ArAA)含量计算如公式(3)～公式(7)所示:

中国古代宗族是一个封闭的血缘团体，氏族活动主要围绕着家族来开展。通过氏族祠堂的修建、祭拜祖先等活动，使氏族成员获得归属感、同源性和亲切感。徽州居民呈聚居特征，形成了聚落规模，每个家庭都有一个甚至几个家谱，而且他们的祠堂很大。同样的，他们的家谱系统是清楚的，并且有许多分类，如总族谱、分族谱、通谱、支谱等，使成千上万种的族谱倍增，这是很复杂的。对于局外人来说，很难辨认清楚。徽州历史上有许多有名的氏族姓，其中最有名的就是汪、程、胡、黄、吴、王和李等。这些姓氏的分支广泛，分布在徽州6个县中，在各自强大的社会力量和经济实力中，为当地商业繁荣发展提供了强有力的保障［2］。

SAA含量=天门冬氨酸含量+谷氨酸含量+组氨酸含量

(3)

SwAA含量=甘氨酸含量+丙氨酸含量+丝氨酸含量+苏氨酸含量+脯氨酸含量

(4)

BAA含量=缬氨酸含量+亮氨酸含量+异亮氨酸含量+蛋氨酸含量+酪氨酸含量+精氨酸含量+苯丙氨酸含量+组氨酸含量

(5)

FAA含量=赖氨酸含量+谷氨酸含量+天门冬氨酸含量

(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

药用氨基酸(medicinal amino acid,MAA)和支链氨基酸(branched chain amino acid,BcAA)含量计算如公式(8)和公式(9)所示:

MAA含量=天门冬氨酸含量+谷氨酸含量+甘氨酸含量+蛋氨酸含量+异亮氨酸含量+亮氨酸含量+苯丙氨酸含量+酪氨酸含量+赖氨酸含量+精氨酸含量

(8)

BcAA含量=缬氨酸含量+异亮氨酸含量+亮氨酸含量

(9)

1.3.4.4 氨基酸比值系数法[12]

根据公式(10)～公式(12)计算各藜麦籽粒中氨基酸比值(ratio of amino acid,RAA)、氨基酸比值系数(ratio coefficient of amino acid,RCAA)、氨基酸比值系数分(score of coefficient of amino acid,SRCAA),并进行品种及不同季节收获的藜麦籽粒的营养价值评价。

RAA=藜麦中蛋白质中某种必需氨基酸质量分数/FAO/WHO(World Health Organization,世界卫生组织)评分标准模式中相应必需氨基酸质量分数

(10)

RCAA=藜麦蛋白质中某种必需氨基酸的RAA/各种氨基酸RAA的平均值

(11)

SRCAA=(100-标准差/均数)×100

(12)

1.4 数据处理

所有数据采用Excel进行数据收集,SPSS 26.0进行整理分析处理,Origin 2021进行绘制条形图。

2 结果与分析

2.1 不同品种及季节收获的藜麦籽粒形态分析

24批次藜麦籽粒如表2、表3所示,H1品种的藜麦籽粒是黑色的,其余品种呈现出白色偏黄。在外观上,不同收获期收获的藜麦籽粒具有较大差异。夏季收获的藜麦籽粒大小大部分较均匀且饱满,颜色较明亮,冬季收获的藜麦籽粒大小差异较大,颜色较为暗沉偏黄不均匀。两季收获的藜麦籽粒千粒重也具有较大差异,其中2、3、C49、H1、LL-1、ML-2、ZL-7品种的两季收获的藜麦籽粒千粒重具有显著差异,除1、LL-1、QHXL、XL-3品种表现出冬季收获的藜麦籽粒更重之外,其余品种的千粒重皆有所下降。综上,两季收获的藜麦籽粒在形态上具有明显差异,因此以此藜麦籽粒为材料,探索不同收获季节对氨基酸含量的影响具有现实意义。

表2 24批次藜麦籽粒形态照片Table 2 Morphological pictures of quinoa grains in 24 batches

表3 24批次藜麦籽粒千粒重 单位:g

2.2 藜麦籽粒中氨基酸的组成及含量分析

由表4可知,24批次藜麦的总氨基酸含量达到10.93～13.86 g/100 g,平均为12.14 g/100 g,该结果与陈志婧等[13]结果较接近。其中H1品种总氨基酸含量最高,为13.66 g/100 g,2号品种总氨基酸含量最低,为11.14 g/100 g。夏季收获的藜麦籽粒中总氨基酸含量为10.93～13.75 g/100 g,平均为12.14 g/100 g,其中ML-2品种总氨基酸含量最高,为13.75 g/100 g,2号品种总氨基酸含量最低,为10.93 g/100 g。冬季收获的藜麦籽粒中总氨基酸含量约11.17～13.86 g/100 g,平均为12.14 g/100 g,其中H1品种总氨基酸含量最高,为13.86 g/100 g,HQ2品种总氨基酸含量最低,为11.17 g/100 g。综合分析,1、3、C49、HQ2、ML-2品种夏季收获的藜麦籽粒中总氨基酸含量高于冬季收获的藜麦籽粒总氨基酸含量,其余反之。1、HQ1、HQ2、ML-2、ZL-7品种间不同季节收获的藜麦籽粒中总氨基酸含量表现出显著性差异,其中差值最大的是ML-2品种,为1.17 g/100 g,差值最小的是XL-3品种,为0.04 g/100 g,说明收获季节可能会影响不同品种的藜麦籽粒中总氨基酸含量,具体的影响还有待深入探究。

从氨基酸组成及含量分析,藜麦籽粒中均含有17种氨基酸。表5显示夏季收获的藜麦籽粒中各氨基酸含量占总氨基酸含量的比例从高到低依次是谷氨酸(Glu)、精氨酸(Arg)、天门冬氨酸(Asp)、亮氨酸(Leu)、赖氨酸(Lys)、甘氨酸(Gly)、丝氨酸(Ser)、缬氨酸(Val)、丙氨酸(Ala)、苯丙氨酸(Phe)、苏氨酸(Thr)、异亮氨酸(Ile)、脯氨酸(Pro)、组氨酸(His)、酪氨酸(Tyr)、蛋氨酸(Met)、胱氨酸(Cys),这与杨春霞等[14]结果一致。但12个品种冬季收获的藜麦籽粒中甘氨酸(Gly)含量平均值大于赖氨酸(Lys)含量平均值,异亮氨酸(Ile)含量平均值大于苏氨酸(Thr)含量平均值,12个品种夏季收获的藜麦籽粒中丝氨酸(Ser)含量平均值小于缬氨酸(Val)和丙氨酸(Ala)的含量平均值。12个品种的藜麦籽粒受收获季节的影响,各氨基酸含量具有显著性差异,ML-2品种中有14种氨基酸含量具有显著性差异,HQ2品种有12种氨基酸含量具有显著性差异,1、3、C49、H1、HQ1、LL-1、ZL-7品种有8～11种氨基酸具有显著性差异,其中显著性差异主要表现在酪氨酸(Tyr)、丝氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、谷氨酸(Glu)、赖氨酸(Lys)、蛋氨酸(Met)、天门冬氨酸(Asp)、苏氨酸(Thr)、亮氨酸(Leu)、脯氨酸(Pro)、胱氨酸(Cys)含量上,说明温度[15]、光照和水分[16]等不仅影响藜麦籽粒中总氨基酸含量,可能还影响藜麦籽粒中各氨基酸的分布,从而造成氨基酸营养成分的差异。

2.3 藜麦籽粒中必需氨基酸的含量分析

必需氨基酸是指人体不能合成或合成速度不适应机体的需要,必须由食物蛋白供给的氨基酸,在体内承担着不同的重要作用。由表6可知,24批次藜麦籽粒中含有必需氨基酸4.12～5.32 g/100 g,占总氨基酸含量35.78%～39.49%,平均为37.78%。必需氨基酸占总氨基酸含量的比例从高到低依次是亮氨酸(Leu)、赖氨酸(Lys)、缬氨酸(Val)、苯丙氨酸(Phe)、苏氨酸(Thr)、异亮氨酸(Ile)、组氨酸(His)、蛋氨酸(Met),这与李美凤等[17]的结果相同,其中H1、C49、1三个品种夏季收获的藜麦籽粒中的必需氨基酸含量最高,占其总氨基酸含量39%以上。藜麦籽粒中含有非必需氨基酸6.75～8.74 g/100 g,占总氨基酸含量60.51%～64.23%,平均为62.22%,必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为55.70%～65.26%,平均值为60.75%,与FAO/WHO推荐的人体每日所需摄取的氨基酸比例EAA/TAA(40%)和EAA/NEAA(60%)十分接近。通常认为食物所含必需氨基酸的种类、含量及其组成比例越接近人体所需要,该食物的蛋白质营养价值就越高,所以藜麦籽粒中必需氨基酸种类丰富,含量较高,组成比例十分接近人体所需,蛋白质营养价值较高,容易被人体消化吸收。综合分析,夏季收获的藜麦籽粒中必需氨基酸含量更高,占总氨基酸含量比例更接近40%,说明收获季节对藜麦籽粒中必需氨基酸的合成有一定的影响,且夏季收获的藜麦籽粒中必需氨基酸含量占非必需氨基酸含量的比值皆超过60%,而冬季收获的藜麦籽粒不足60%,说明夏季收获的藜麦籽粒更符合人体每日所需氨基酸摄取量。

表4 24批藜麦籽粒中氨基酸含量

表5 24批藜麦籽粒中各氨基酸占总氨基酸含量的比例 Table 5 The proportion of each amino acid to the total amino acid of 24 batches of quinoa seeds

表6 24批藜麦籽粒中必需氨基酸、非必需氨基酸含量及占总氨基酸含量的比例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 藜麦籽粒中呈味氨基酸的含量分析

天然蛋白质中的氨基酸都属于L型氨基酸,大多数具有甜味或苦味,少数几种具有鲜味或酸味,学术上一般统称为呈味氨基酸。由表7可知,藜麦籽粒中含有5种呈味氨基酸,按其占总氨基酸含量的比例排序依次是苦味氨基酸,为39.19%、鲜味氨基酸,为34.20%、酸味氨基酸,为30.94%、甜味氨基酸,为25.12%、芳香族氨基酸,为8.67%,不同类型的呈味氨基酸排序一致,这些氨基酸对藜麦籽粒的口感起到一定作用。从收获季节分析,除1、2号品种外,其他品种均表现出冬季收获的藜麦籽粒中苦味氨基酸含量占总氨基酸含量的比例小于夏季收获的藜麦籽粒,冬季收获的QHXL品种的苦味氨基酸比例最低,为38.68%,H1品种的降幅最大,降低了1.54%,这可能对消除藜麦籽粒的不良口感起到良好作用。除2号品种外,其他品种均表现出冬季收获的藜麦籽粒中鲜味氨基酸含量占总氨基酸含量的比例大于夏季收获的藜麦籽粒,冬季收获的XL-3品种的鲜味氨基酸比例最高,为34.99%,H1品种的增幅也最大,提高了1.17%。所有品种都表现出冬季收获的藜麦籽粒中酸味氨基酸比例增加,冬季收获的XL-3品种酸味氨基酸比例最高,为32.26%,LL-1品种增幅最大,提高了1.55%。收获季节对藜麦籽粒中的甜味氨基酸比例也有较大影响,但不同品种的藜麦籽粒受收获季节的影响具有不确定性,1、2、HQ1、HQ2、XL-3、ZL-7号品种的藜麦籽粒表现出夏季收获的藜麦籽粒中甜味氨基酸比例大于冬季收获的藜麦籽粒,其余反之,夏季收获的2号藜麦籽粒中甜味氨基酸比例最高,为25.54%,夏季收获的H1品种藜麦籽粒中甜味氨基酸比例最低,为24.56%。除2、HQ1、ZL-7品种外,夏季收获的藜麦籽粒中芳香族氨基酸比例大于冬季收获的藜麦籽粒,夏季收获的LL-1品种藜麦籽粒中芳香族氨基酸比例最高,为9.27%,夏季收获的2号品种藜麦籽粒中芳香族氨基酸比例最低,为8.34%。综上所述,冬季收获的藜麦籽粒会比夏季收获的藜麦籽粒品尝起来味道更鲜,且苦味更少,但酸味会更明显,芳香味偏弱。

2.5 藜麦籽粒中功能性氨基酸的含量分析

由表8可知,24批次藜麦籽粒中药用氨基酸含量占总氨基酸含量的比例范围是70.51%～71.98%,其中冬季收获的ZL-7品种藜麦籽粒中药用氨基酸比例最高,为71.98%,夏季收获的1号品种藜麦籽粒中药用氨基酸比例最低,为70.51%。整体来看,除ML-2、C49品种外,冬季收获的藜麦籽粒会或多或少增加其药用特性,增幅为0.29%～1.10%,1号品种增幅最大,为1.10%。药用氨基酸通常具有改善智力发育、消除疲劳、保护肝脏等作用[18],这为提高藜麦籽粒药用价值方面提供更多思路,即冬季收获的藜麦籽粒更具有药用相关制品研发的潜力。24批次藜麦籽粒中支链氨基酸含量占总氨基酸含量的比例范围是15.81%～17.93%,夏季收获的H1品种藜麦籽粒中支链氨基酸含量最高,为17.93%,冬季收获的XL-3品种藜麦籽粒中支链氨基酸含量最低,为15.81%。藜麦籽粒中支链氨基酸比例则表现出与药用氨基酸比例相反的结果,冬季收获的藜麦籽粒中支链氨基酸比例反而会下降,下降比例0.32%～1.25%,其中H1品种降幅最大,为1.25%,2号品种降幅最小,为0.32%。支链氨基酸可以刺激胰岛素的产生,还有较好的抗分解作用,有助于预防蛋白分解和肌肉丢失[19]。因此,夏季收获的藜麦籽粒更适合赛前控制饮食阶段的运动员食用。

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

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

2.6 氨基酸评价

根据表9可知,24批次藜麦籽粒中的氨基酸比值系数分为79.0～83.5,冬季收获的1号品种藜麦籽粒的SRCAA分数最高,为83.5分,夏季收获的1号品种藜麦籽粒分数最低,为79.0分,说明冬季收获的1号品种藜麦籽粒具有较好的蛋白质利用率。从季节角度看,C49、H1、ML-2、ZL-7品种表现出夏季收获的氨基酸比值系数分高于冬季收获的藜麦籽粒外,其余皆反之,且1、2、3、C49、ZL-7品种的两季收获的藜麦籽粒中氨基酸比值系数分具有显著性差异,说明藜麦籽粒中蛋白质的吸收利用率可能会受其收获季节的影响,但具体的影响机制还有待于深入研究。由于含量偏低而在蛋白质营养价值上地位十分重要的氨基酸,被习惯称为“限制性氨基酸”,其中根据偏低程度又分为第一、第二限制性氨基酸等,依据RCAA发现,藜麦籽粒的第一限制性氨基酸是蛋氨酸(Met),与MAHONEY等[20]的结果一致。而谷物中的第一限制性氨基酸通常是赖氨酸,而藜麦籽粒中的赖氨酸氨基酸比值系数≥0.12,因此在主食中加入部分藜麦,可以达到互补作用,提高主食蛋白质的营养价值。

表9 氨基酸比值系数法评价24批次藜麦籽粒Table 9 Evaluation of 24 batches of quinoa grains by amino acid ratio coefficient method

3 讨论与结论

3.1 不同季节藜麦籽粒中氨基酸差异

两季收获的藜麦籽粒中均含有17种氨基酸,且水解氨基酸含量较高,为10.93～13.86 g/100 g。本研究表明藜麦籽粒中各类氨基酸的含量以及不同类别的氨基酸比例受收获季节的影响而产生差异。由图1-A可知,夏季收获的藜麦籽粒中EAA/TAA的平均比值更接近40%,EAA/NEAA的平均比值均高于60%。相较于夏季收获,冬季收获的藜麦籽粒中EAA/TAA的平均比值减少了1.59%,EAA/NEAA的平均比值减少了4.11%。因此,从营养价值上讲,夏季收获的藜麦籽粒蛋白质具有更高的营养优势。由图1-B可知,夏季收获的藜麦籽粒中MAA/TAA的平均值为70.92%,BcAA/TAA的平均值为17.25%,冬季收获的藜麦籽粒中MAA/TAA的平均值为71.49%,比夏季收获的增加了0.57%,BcAA/TAA的平均值为16.54%,比夏季收获的减少了0.71%。结合表4可知,藜麦籽粒的药用氨基酸中谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸所占总氨基酸含量比例较大,且谷氨酸具有改善学习和记忆能力及保肝护肝等作用,天门冬氨酸可消除疲劳及保护心肌等作用,精氨酸具有增强机体免疫和改善心脑血管等作用[18],因此,冬季收获的藜麦籽粒具有较高的药用氨基酸比例,具有较大的药用价值开发能力。夏季收获的藜麦籽粒中支链氨基酸比例较高,而支链氨基酸可加快乳糖代谢和血糖恢复,提高运动员的肌耐力和抗疲劳能力[21],因此夏季收获的藜麦籽粒更适合作为针对运动员适用的相关氨基酸类功能食品加以开发。综上所述,若想提高某品种藜麦籽粒中的药用价值可考虑使用冬季收获材料,若提高某品种藜麦籽粒中的支链氨基酸比例可考虑在使用夏季收获材料。因此,从食品加工角度而言应该针对加工需求来选择合适的藜麦籽粒。

3.2 不同品种间藜麦籽粒中氨基酸差异

藜麦籽粒品种会导致其氨基酸含量及各类氨基酸比例具有一定的显著性差异(P<0.05)。夏季收获的12个品种中总氨基酸含量如图2-A所示,ML-2、H1、ZL-7、HQ1、HQ2、QHXL品种的总氨基酸含量均超过了12.00 g/100 g,其中ML-2品种总氨基酸含量最高,为13.75 g/100 g,2号品种总氨基酸含量最低,为10.93 g/100 g,较ML-2品种低了2.82 g/100 g。冬季收获的12个品种中总氨基酸含量如图2-B所示,H1、HQ1、ZL-7、ML-2、QHXL品种中总氨基酸含量均超过了12.00 g/100 g,且H1品种的总氨基酸含量最高,为13.86 g/100 g,HQ2品种总氨基酸含量最低,为11.17 g/100 g,比H1品种低了2.69 g/100 g。夏季收获的藜麦籽粒中必需氨基酸比例如图3-A、图3-B所示,H1、C49、1号品种的EAA/TAA均超过39.00%,EAA/NEAA均超过64.00%,最接近FAO/WHO推荐的人体每日所需摄取的氨基酸比例EAA/TAA(40%)和EAA/NEAA(60%),其中H1品种必需氨基酸比例最高,EAA/TAA为39.49%,EAA/NEAA为65.26%,XL-3品种比例最低,EAA/TAA为37.55%,EAA/NEAA为60.13%。冬季收获的藜麦籽粒中必需氨基酸比例如图3-C、图3-D所示,ML-2、C49、1、2号品种的必需氨基酸比例虽然未超过EAA/TAA为38.00%,EAA/NEAA为61.00%,但相对其他品种比例较高,其中ML-2品种的必需氨基酸比例最高,EAA/TAA为37.85%,EAA/NEAA为60.88%,XL-3品种最低,EAA/TAA为35.78%,EAA/NEAA为55.70%。夏季收获的藜麦籽粒中功能氨基酸比例如图4-A、图4-B所示,XL-3、ZL-7、3、H1品种的药用氨基酸含量均超过70.00%,且XL-3品种药用氨基酸比例最高,为71.25%,1号品种的药用氨基酸比例最低,为70.51%,相差0.74%。H1、1、C49品种的支链氨基酸比例都在17.40%以上,支链氨基酸比例最高的是H1品种,为17.83 %,最低的是XL-3,为16.63%,相差1.30%。冬季收获的藜麦籽粒中功能氨基酸比例如图4-C、图4-D所示, ZL-7、XL-3、HQ1、HQ2、LL-1、1、H1品种的药用氨基酸含量均超过70.00%,且ZL-7品种药用氨基酸比例最高,为71.98%,ML-2品种的药用氨基酸比例最低,为70.63%,相差1.35%。C49、ML-2品种的支链氨基酸比例均超过了17.00%,其中支链氨基酸比例最高的是C49品种,为17.04%,最低的是XL-3,为15.81%,相差1.13%。夏季和冬季收获的藜麦籽粒中氨基酸比值系数分如图5-A、图5-B所示,ZL-7、H1、C49、ML-2品种的氨基酸比值系数分都大于80.0,且ZL-7品种最高,为81.8,QHXL品种最低,为79.0,相差2.8。1、2、3号品种的氨基酸比值系数分都高于82.0分,其中最高的是1号品种,为83.5分,最低的是C49、ZL-7,为79.4分,相差4.1。综上所述,不同品种的藜麦籽粒中氨基酸含量及氨基酸种类不同,这与邓杰等[22]的研究一致。通过分析发现,H1、ZL-7、ML-2品种在所有品种中具有较好的优势,尤其是夏季收获的H1、ZL-7品种和冬季收获的ML-2品种,具有较高的总氨基酸含量、必需氨基酸比例、功能氨基酸比例和氨基酸比值系数分,但无论是夏季收获还是冬季收获的XL-3品种,其必需氨基酸比例和功能氨基酸比例相对较低,这也可能是因为品种的不同导致其生理特性间的差异,但具体的原因还有待深入探究。

A-必需氨基酸比例;B-功能氨基酸比例图1 两个季节收获的藜麦籽粒中氨基酸比例Fig.1 The ratio of amino acids in quinoa grains harvested in two seasons注:不同小写字母表示同一收获季节间不同品种的差异 显著性(P<0.05),无字母表示差异不显著(下同)。

A-夏季收获;B-冬季收获图2 不同品种的藜麦籽粒中总氨基酸含量Fig.2 The Total amino acid content in quinoa grains of different varieties

A-夏季收获的藜麦籽粒中EAA/TAA;B-夏季收获的藜麦籽粒中EAA/NEAA;C-冬季收获的藜麦籽粒中EAA/TAA; D-冬季收获的藜麦籽粒中EAA/NEAA图3 不同品种的藜麦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-夏季收获的藜麦籽粒中MAA/TAA;B-夏季收获的藜麦籽粒中BcAA/TAA;C-冬季收获的藜麦籽粒中MAA/TAA; D-冬季收获的藜麦籽粒中BcAA/TAA图4 不同品种的藜麦籽粒中功能氨基酸比例Fig.4 The ratio of functional amino acid in quinoa grains of different varieties

通过本研究可以发现两季收获的藜麦籽粒中不同类别的氨基酸存在较明显的差异,因此在加工藜麦制品时,可以考虑充分利用其不同类别的氨基酸差异性。冬季收获的H1、HQ1、ZL-7品种及夏季收获的ML-2、H1品种的藜麦籽粒中总氨基酸含量较高,适合需要高氨基酸摄入量的人群食用。从营养学角度看,夏季收获的H1、C49、1号品种的藜麦籽粒中必需氨基酸占总氨基酸含量及非必需氨基酸含量的比例更接近FAO/WHO推荐的人体每日所需摄取的氨基酸比例,更适合作为补充必需氨基酸的功能食品。从功能特征来看,冬季收获藜麦能够提高藜麦籽粒中的药用氨基酸比例,冬季收获的XL-3、ZL-7品种药用氨基酸比例最高,可以作为药用氨基酸制品的原料首选;相反,夏季收获的藜麦籽粒中支链氨基酸比例更高,如H1、1号、C49品种的支链氨基酸比例最高,适合加工运动员所需的功能食品。依据氨基酸比值系数分可知,冬季收获的1、2、3号品种藜麦籽粒评分均在82.0分以上,具有较高的蛋白吸收利用率及应用价值,适于加工氨基酸全面均衡的相关藜麦制品。

A-夏季收获;B-冬季收获图5 不同品种的藜麦籽粒中氨基酸比值系数分Fig.5 The score of coefficient of amino acid in quinoa grains of different varieties