吳月亮,許 淼,董勝君,劉明國

(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,遼寧沈陽 110866)

野杏(Armeniacavulgrisvar. ansu)和山杏(Armeniacasibirica)均為薔薇科杏屬植物[1],是我國北方地區(qū)重要的生態(tài)經(jīng)濟型樹種[2-3],主要分布于新疆、甘肅、寧夏、山西、河北、遼寧、吉林、黑龍江和內(nèi)蒙古等省區(qū),其中西北甘肅和寧夏為有代表性的野杏資源集中分布區(qū)[4],遼西朝陽和內(nèi)蒙古赤峰為山杏主產(chǎn)區(qū)[5-6],內(nèi)蒙古呼倫貝爾扎蘭屯市位于大興安嶺東南麓山前低山丘陵,也為山杏資源集中分布區(qū)[4],山杏資源十分豐富。野杏和山杏的種仁為苦杏仁,可烘烤和鹽腌制成各種小食品[7-8]。苦杏仁含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪和苦杏仁苷等成分,其中苦杏仁蛋白含有8種人體必需的氨基酸[9],可用于制作杏仁露;苦杏仁脂肪酸中不飽和脂肪含量在95%左右[10],可制成高級食用油,為一種非傳統(tǒng)的油料潛力資源[11-13],且杏仁油凝固點低(-20 ℃),可用于航空航天及精密儀器的潤滑油;特別是苦杏仁苷,有抗癌防癌功能,還有祛痰、止咳、平喘等作用[14]。因此苦杏仁被廣泛應(yīng)用于食品、工業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域[15],具有很高的經(jīng)濟價值,在國內(nèi)外市場上供不應(yīng)求[16-17]。

我國科研人員對杏屬不同種杏仁[9]、杏不同品種杏仁[18]、不同產(chǎn)地或地區(qū)的杏仁[10,19-20]的營養(yǎng)成分進(jìn)行過研究,取得了一定的成果,但野杏和山杏主要產(chǎn)區(qū)苦杏仁的營養(yǎng)成分分析和評價尚未開展。本文對不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁的蛋白質(zhì)(氨基酸)、脂肪(脂肪酸)、總糖、粗纖維和苦杏仁苷的含量進(jìn)行測定,并對不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁主要營養(yǎng)成分蛋白質(zhì)、脂肪酸和苦杏仁苷營養(yǎng)價值進(jìn)行評價,以期為不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁的綜合開發(fā)和分類利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

野杏苦杏仁 來源于有代表性的野杏集中分布區(qū)西北甘肅和寧夏產(chǎn)區(qū)(AV1)初選的優(yōu)樹;山杏苦杏仁來源于有代表性的山杏集中分布區(qū)遼西朝陽和內(nèi)蒙古赤峰產(chǎn)區(qū)(AS1)初選的優(yōu)樹及內(nèi)蒙古呼倫貝爾產(chǎn)區(qū)(AS2)初選的優(yōu)樹。初選優(yōu)樹的標(biāo)準(zhǔn)參考尹明宇等在內(nèi)蒙古開展西伯利亞杏優(yōu)良單株選擇[21]劉明國等在遼西地區(qū)開展山杏優(yōu)良單株選擇時的標(biāo)準(zhǔn)[22],將高于單位樹冠垂直投影面積產(chǎn)核量200 g/m2的野杏和山杏單株作為初選優(yōu)樹,每個產(chǎn)區(qū)初選優(yōu)樹90株,采集優(yōu)樹果實,帶回實驗室剝?nèi)ス?將杏核晾干后取出杏仁,每個產(chǎn)區(qū)杏仁均勻混合,粉碎,用于不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁各種營養(yǎng)成分的測定,三個產(chǎn)區(qū)的地理信息見表1；乙腈 色譜純,美國Tieda 試劑有限公司;硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、鹽酸、無水乙醚、石油醚、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、氫氧化鉀、甲醇、苯酚、檸檬酸鈉、氫氧化鈉、苯石油醚 沈陽西隴化工有限公司。

表1 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁采樣的地理范圍Table 1 Geographical range of sampling bitter almond from different growing areas

NKD-6280型全自動凱氏定氮儀 上海袆鴻分析儀器有限公司;A300型自動氨基酸分析儀 德國曼默博爾公司;H7407型索氏抽提器 北京恒奧德儀器儀表有限公司;Agilent 1200高效液相色譜儀 美國Agilent公司;6890PLUS氣相色譜儀 美國Agilent公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁營養(yǎng)成分測定 以不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁為測定材料,測定各種營養(yǎng)成分時,需重復(fù)取樣品3次?？嘈尤实鞍缀繀⒄誈B 5009.5-2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》[23]標(biāo)準(zhǔn)中凱氏定氮法測定,脂肪含量參照GB/T 5009.6-2016《食品中脂肪的測定》[24]標(biāo)準(zhǔn)中索氏抽提法測定,總糖含量參照GB/T 5009.8-2016《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定》[25]標(biāo)準(zhǔn)測定,粗纖維含量參照GB/T 5009.10-2003《植物類食品中粗纖維的測定》[26]標(biāo)準(zhǔn)測定,苦杏仁苷含量參照《苦杏仁 2010版中國藥典質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[27]測定,氨基酸含量參照GB/T 5009.124-2016《食品中氨基酸的測定》[28]標(biāo)準(zhǔn)測定,脂肪酸含量參照GB/T 5009.168-2016《食品中脂肪酸的測定》[29]標(biāo)準(zhǔn)測定。

1.2.2 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁蛋白營養(yǎng)價值評價 蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值與蛋白質(zhì)的氨基酸組成密切相關(guān),采用氨基酸比值系數(shù)法對蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值進(jìn)行評價[30],氨基酸比值系數(shù)分越接近100,表明必需氨基酸(EAA)在氨基酸生理平衡方面所做的貢獻(xiàn)越大,蛋白質(zhì)相對營養(yǎng)價值越高[31]。根據(jù)公式(1)～(3)分別計算氨基酸比值(ratio of amino acid,RAA)、氨基酸比值系數(shù)(ratio coefficient of amino acid,RC)和氨基酸比值系數(shù)分(score of RC,SRC),理想氨基酸模式采用聯(lián)合國糧農(nóng)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)/世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)提出的模式[32],(3)式中n=8。

RAAi=[苦杏仁蛋白中某種必需氨基酸含量(mg/g pro)]/[理想模式蛋白質(zhì)中必需氨基酸含量(mg/g pro)]

式(1)

式中:RAAi為第i個氨基酸比值；

式(2)

式(3)

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013軟件計算苦杏仁蛋白中各必需氨基酸的RAA、RC和不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁蛋白的SRC值。采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件,計算出各營養(yǎng)成分含量的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及變異系數(shù),并對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,采用S-N-K法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁營養(yǎng)成分的比較分析

蛋白質(zhì)、脂肪、總糖、粗纖維和苦杏仁苷等是苦杏仁的主要營養(yǎng)成分(見表2),不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁蛋白質(zhì)含量為19.6%～25.7%,平均值為21.8%;脂肪含量為40.0%～46.7%,平均值為43.0%;總糖含量為3.2%～5.2%,平均值為4.2%;粗纖維含量為9.1%～10.8%,平均值為10.0%;苦杏仁苷含量為4.7%～5.0%,平均值為4.8%。不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁總糖、蛋白質(zhì)、粗纖維、脂肪、苦杏仁苷含量的變異系數(shù)分別為20.70%、13.47%、8.25%、7.49%和3.12%,總糖含量的變異系數(shù)最大,苦杏仁苷含量的變異系數(shù)最小。

表2 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁營養(yǎng)成分含量的變異分析Table 2 Variation analysis of nutritional contents of bitter almond from different growing areas

在蛋白質(zhì)含量的比較中,AS2>AV1>AS1,AS2苦杏仁蛋白質(zhì)含量與AV1和AS1兩地苦杏仁蛋白質(zhì)含量的差異均達(dá)到極顯著水平(P<0.01),但AV1和AS1蛋白質(zhì)含量的差異不顯著(P>0.05);在脂肪含量的比較中,AV1>AS2>AS1,其中AV1和AS1苦杏仁脂肪含量差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01),但AV1和AS2,AS2和AS1脂肪含量差異不顯著(P>0.05);在總糖含量的比較中,AS1>AV1>AS2,不同產(chǎn)區(qū)間苦杏仁總糖含量的差異均達(dá)到極顯著水平(P<0.01);在粗纖維含量的比較中,AS2>AV1>AS1,其中AS2和AS1苦杏仁粗纖維含量差異達(dá)到極顯著(P<0.01)水平,但AS2和AV1,AV1和AS1苦杏仁粗纖維含量差異均不顯著(P>0.05);在苦杏仁苷含量的比較中,AS1>AS2>AV1,其中AS2和AV1苦杏仁苷含量差異不顯著(P>0.05),但AS1與AS2和AV1兩地苦杏仁苷含量差異均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。不同產(chǎn)區(qū)間苦杏仁營養(yǎng)成分含量的差異既有因苦杏仁不同種產(chǎn)生的遺傳方面的原因,也有因產(chǎn)區(qū)間不同自然地理和氣候條件導(dǎo)致的原因,但在不同產(chǎn)區(qū)間苦杏仁每種營養(yǎng)成分含量的差異沒有一致的規(guī)律性。

2.2 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁的氨基酸組成及蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值評價

2.2.1 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁的氨基酸組成及含量分析 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁均檢測到18種氨基酸,包含人體必需的8種氨基酸(見表3)。在必需氨基酸(EAA)中,各種氨基酸含量平均值范圍為1.1～13.8 mg/g,其中亮氨酸含量最高,占EAA總量的25.4%,蛋氨酸含量最低;在非必需氨基酸(NEAA)中,各種氨基酸含量平均值范圍為2.5～47.1 mg/g,谷氨酸含量最高,占NEAA總量的34.6%,半胱氨酸含量最低。各種氨基酸含量在不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁間的差異均達(dá)到了極顯著(P<0.01)水平,半胱氨酸的變異系數(shù)最大,蛋氨酸的變異系數(shù)最小,各種氨基酸變異系數(shù)的范圍是5.26%～16.47%。

表3 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁的氨基酸組成及含量Table 3 Composition and content of amino acid of bitter almond from different growing areas

不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁的EAA、NEAA和TAA含量的排列次序與蛋白質(zhì)含量的排列次序基本相同,從高到低依次為AS2>AV1>AS1。不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁的EAA值為49.8～60.9 mg/g,平均值為54.2 mg/g;TAA值為172.7～217.9 mg/g,平均值為190.3 mg/g;不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁EAA/TAA值范圍為28.0%～28.9%,與FAO/WHO規(guī)定的EAA/TAA標(biāo)準(zhǔn)(40%)[33]差距不小,營養(yǎng)價值從高到低依次為AS1>AV1>AS2。

2.2.2 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁蛋白營養(yǎng)價值評價 蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值評價采用氨基酸比值系數(shù)法。根據(jù)EAA含量及比例計算RAA、RC和SRC,就可以對蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值進(jìn)行直觀的評價[34]。由表4可知,AS1苦杏仁蛋白中的SRC為72.77,AV1苦杏仁蛋白中的SRC為69.59,AS2苦杏仁蛋白中的SRC為69.01,由此可見,與AV1和AS2苦杏仁蛋白相比,AS1苦杏仁蛋白質(zhì)為營養(yǎng)價值更高的植物蛋白,這與不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁EAA/TAA值得出的結(jié)論相同。

表4 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁各種必需氨基酸的RAA、RC和SRC比較Table 4 Comparison of RAA,RC and SRC of essential amino acids of bitter almond from different growing areas

在不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁蛋白的必需氨基酸中,與FAO必需氨基酸理想模式相比,只有苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tyr)的RAA超過1,其他必需氨基酸的RAA均小于1。在不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁蛋白的必需氨基酸中,蛋氨酸和半胱氨酸(Met+Cys)均為第一限制氨基酸;在AV1苦杏仁蛋白中,賴氨酸(Lys)為第二限制氨基酸,蘇氨酸(Thr)為第三限制氨基酸;在AS1苦杏仁蛋白中,蘇氨酸(Thr)為第二限制氨基酸,賴氨酸(Lys)為第三限制氨基酸;在AS2苦杏仁蛋白中,蘇氨酸(Thr)和賴氨酸(Lys)的RAA值相等,因此蘇氨酸(Thr)和賴氨酸(Lys)均為第二限制氨基酸。

2.3 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁脂肪酸組成及含量分析

脂肪是苦杏仁中主要的營養(yǎng)成分,不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁脂肪中含有多種脂肪酸。由表5可知,AV1和AS1苦杏仁測得8種飽和脂肪酸和5種不飽和脂肪酸,而AS2苦杏仁測得6種飽和脂肪酸和5種不飽和脂肪酸。除山萮酸差異顯著(P<0.05)外,其他脂肪酸的相對含量在不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁間的差異均達(dá)到了極顯著(P<0.01)水平,月桂酸的變異系數(shù)最大,油酸的變異系數(shù)最小,各種脂肪酸變異系數(shù)的范圍是0.16%～82.47%。

表5 不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁脂肪酸組成及含量分析Table 5 Analysis of fatty acid composition of bitter almond from different growing areas

在飽和脂肪酸中,不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁的各種脂肪酸平均值范圍為0.016%～4.056%,棕櫚酸的相對含量最高,豆蔻酸相對含量最低;在不飽和脂肪酸中,不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁的各種脂肪酸平均值范圍為0.112%～66.964%,油酸的相對含量最高,亞油酸的相對含量次之,α-亞麻酸相對含量最低;不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁油酸相對含量從高到低的排列次序為:AV1>AS1>AS2,而不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁亞油酸相對含量次序為:AS2>AS1>AV1,與油酸正好相反。

不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁不飽和脂肪酸中單不飽和脂肪酸相對含量范圍是67.495%～67.738%,單不飽和脂肪酸相對含量從高到低的排列次序為AV1>AS1>AS2,平均值為67.601%,多不飽和脂肪酸平均值為27.034%;不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁不飽和脂肪酸與總脂肪酸的比值(U/T)范圍是93.849%～95.034%,平均值為94.635%。

3 結(jié)論與討論

苦杏仁的主要營養(yǎng)成分中蛋白質(zhì)、脂肪和苦杏仁苷的利用價值最大。苦杏仁中脂肪含量最高,不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁脂肪含量為40.0%～46.7%,在脂肪含量的比較中,AV1>AS2>AS1;不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁不飽和脂肪酸與總脂肪酸比值(U/T)的平均值為94.635%,苦杏仁脂肪可制成高級食用油;不飽和脂肪酸中單不飽和脂肪酸相對含量范圍是67.495%～67.738%,油酸相對含量范圍是66.844%～67.083%,兩者從高到低的排列次序均為AV1>AS1>AS2,食用油的營養(yǎng)價值主要取決于單不飽和脂肪酸(油酸)含量[35],AV1苦杏仁的脂肪酸因單不飽和脂肪酸(油酸)相對含量較高而有更高的營養(yǎng)價值。

不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁蛋白質(zhì)含量為19.6%～25.7%,苦杏仁中EAA/TAA的平均值為28.5%,EAA/TAA值從高到低依次為AS1>AV1>AS2;不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁的SRC值范圍為69.01～72.77,SRC值從高到低依次為AS1>AV1>AS2,AS1苦杏仁蛋白質(zhì)為營養(yǎng)價值更高的植物蛋白。

不同產(chǎn)區(qū)苦杏仁苷含量為4.7%～5.0%,在苦杏仁苷含量的比較中,AS1>AS2>AV1,苦杏仁苷有防癌抗癌的功能,因AS1苦杏仁苷含量高而在制藥領(lǐng)域有更高的利用價值。

AV1產(chǎn)區(qū)苦杏仁為野杏苦杏仁,AS1和AS2苦杏仁為山杏苦杏仁,盡管AS1和AS2兩產(chǎn)區(qū)間緯度相差較大,但脂肪含量差異不明顯,而AV1苦杏仁脂肪含量比AS1和AS2苦杏仁脂肪含量分別高16.75%和10.40%,可見遺傳因素可能是不同產(chǎn)區(qū)的苦杏仁脂肪含量差異的主要因素。韋苑妮研究發(fā)現(xiàn)同一種杏苦杏仁在不同產(chǎn)區(qū)和不同產(chǎn)地油脂含量差異較小,不同種杏苦杏仁油脂含量差異顯著,認(rèn)為苦杏仁油脂含量可能主要受到品種的影響,地理環(huán)境因素的影響有限[36],與本研究結(jié)果類似。

AS1產(chǎn)區(qū)苦杏仁比AV1和AS2產(chǎn)區(qū)苦杏仁蛋白營養(yǎng)價值更高,可能是因為AS1相比AV1和AS2產(chǎn)區(qū)自然條件較好有關(guān),因為遼西朝陽和內(nèi)蒙古赤峰產(chǎn)區(qū)為半干旱地區(qū),緯度和海拔低,而西北甘肅和寧夏產(chǎn)區(qū)干旱少雨、土壤貧瘠,內(nèi)蒙古呼倫貝爾產(chǎn)區(qū)緯度高、年均溫低、生長期短等。姜仲茂等研究不同產(chǎn)地野生長柄扁桃仁氨基酸組成及營養(yǎng)價值時,也認(rèn)為扁桃仁氨基酸品質(zhì)和營養(yǎng)價值可能與不同產(chǎn)地土質(zhì)營養(yǎng)和氣溫條件有關(guān)[34]。

苦杏仁苷屬于次生代謝產(chǎn)物,環(huán)境與次生代謝產(chǎn)物存在一定的關(guān)系,隨著環(huán)境條件的惡化,植株生長狀況減弱,次生代謝產(chǎn)物增加,但當(dāng)環(huán)境嚴(yán)重惡化時,生長和次生代謝受阻,代謝產(chǎn)物降低[37],AS1遼西朝陽和內(nèi)蒙古赤峰產(chǎn)區(qū)苦杏仁苷含量高,而其他兩個產(chǎn)區(qū)苦杏仁苷含量低,可能是由于兩個產(chǎn)區(qū)環(huán)境惡劣而次生代謝受阻所造成。

本研究所采用的苦杏仁為有代表性的野杏和山杏三個產(chǎn)區(qū)初選優(yōu)樹的苦杏仁,所選優(yōu)樹可繼續(xù)開展良種選育研究,亦可直接用于當(dāng)?shù)責(zé)o性系經(jīng)濟林生產(chǎn),其苦杏仁營養(yǎng)成分的測定和營養(yǎng)價值評價,將為苦杏仁的產(chǎn)品研究與開發(fā)提供科學(xué)依據(jù),對苦杏仁產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。