10种油莎豆种质资源蛋白质氨基酸组成及其相互关系

摘要  ［目的］探讨引入的10个不同种源地油莎豆种质资源的蛋白质氨基酸组成及其相互关系。［方法］引入不同种源地油莎豆种质资源，测定蛋白质、脂肪、粗纤维及氨基酸组成和含量情况，运用SPSS软件进行对比分析。［结果］不同种源地油莎豆种质资源之间蛋白质、脂肪、粗纤维含量和必需氨基酸含量差异均显著；不同种源地油莎豆种质资源氨基酸含量中，精氨酸的含量最高，甲硫氨酸含量最低；脯氨酸的变异系数最大，丙氨酸的变异系数最小；脯氨酸与其他15种氨基酸含量之间，甲硫氨酸与天冬氨酸、丝氨酸、组氨酸、赖氨酸、丙氨酸、精氨酸含量之间，赖氨酸与酪氨酸、缬氨酸含量之间的相关关系不明显；甲硫氨酸与苏氨酸、谷氨酸、缬氨酸、甘氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸含量之间呈显著负相关关系；甲硫氨酸与酪氨酸含量之间呈极显著负相关关系；谷氨酸与精氨酸含量之间呈显著正相关关系；其余氨基酸含量之间均呈现极显著正相关关系。［结论］丝氨酸、甲硫氨酸和脯氨酸的含量可以综合反映油莎豆的氨基酸含量情况。

关键词  油莎豆；种质资源；氨基酸；相互关系

中图分类号  S565.9  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）21-0102-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.21.021

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Composition & Interrelation of Protein and Amino Acid of 10 Germplasm Resources of Cyperus esculentus

ZHU Shu-juan1，  KANG Cai-zhou1，AN Hong-yan2 et al

（1.Gansu Desert Control Research Institute，Lanzhou， Gansu 730000;2.Wuwei “Golden Avenue Horse Stepping on Flying Swallow” Big Scenic Area Management Committee，Wuwei，Gansu 733000）

Abstract  ［Objective］This study aims to make clear the composition & interrelation of protein and amino acid of 10 germplasm resources of Cyperus esculentus. ［Method］10 germplasm resources of Cyperus esculentus were introduced， their compositions of protein， fat， coarse fiber and amino acid were measured. Comparison analysis was done using SPSS software. ［Result］The compositions of protein， fat， coarse fiber and essential amino acid of the 10 germplasm resources of Cyperus esculentus are significantly different;in the amino acid of the 10 germplasm resources of Cyperus esculentus， the content of arginine is the highest and the content of methionine is the lowest. The variation coefficient of proline is the biggest and that of alanine is the smallest; there was no significant correlation between proline and other 15 amino acids， between methionine and aspartate， serine， histidine， lysine， alanine and arginine， and between lysine and tyrosine and valine. The contents of methionine were negatively correlated with threonine， glutamic acid， valine， glycine， leucine， isoleucine and phenylalanine. The contents of methionine and tyrosine were significantly negatively correlated. There was a significant positive correlation between glutamic acid and arginine content. The contents of other remaining amino acids showed a significant positive correlation. ［Conclusion］The contents of serine， methionine and proline can comprehensively reflect the amino acid content of Cyperus esculentus.

Key words  Cyperus esculentus;Germplasm resource;Amino-acid;Interrelation

基金项目  中央财政林业科技推广示范项目（〔2022〕ZYTG014）；甘肃省科技计划国际科技合作类项目（21YF5WA039）。

作者简介  朱淑娟（1972—），女，甘肃古浪人，正高级工程师，硕士，从事水土保持与荒漠化防治研究。*通信作者，研究员，从事生物多样性保护及荒漠化防治研究。

收稿日期  2023-11-24；修回日期  2023-12-22

油莎豆（Cyperus esculentus L.）又称虎坚果、油莎草等，原产于非洲和地中海沿岸，适应性强，生育期短，抗逆性强，耐瘠薄、生物量大，含油量高，附加值高，富含淀粉、优质蛋白和脂肪以及生物碱、萜类、亚油酸、甾醇等功能活性成分，是一种优质、高产、综合利用价值很高的新型经济作物［1-7］。氨基酸是构成蛋白质的基本单元，油莎豆中氨基酸的组成和含量可以作为评价其营养价值的重要指标，而食物中主要的限制氨基酸为赖氨酸和蛋氨酸，当其减少时会严重影响机体对蛋白质的利用，并且决定蛋白质的质量。通常，赖氨酸是谷类蛋白质的第一限制氨基酸，而蛋氨酸（含硫氨基酸）则是大多数非谷类植物蛋白质的第一限制氨基酸［7-9］。闫军等［8］通过分析陕西靖边引种油莎豆的一般成分、脂肪酸、氨基酸和矿质元素组成及含量来评价其营养价值，结果显示，油莎豆富含淀粉、非还原糖和粗脂肪，油莎豆油含有12种脂肪酸，其中油酸含量高达74.20%，可作为生产油酸的原料；油莎豆蛋白氨基酸种类齐全，含量丰富，可以作为提取淀粉、糖和油脂的优良作物。房芳等［10］通过测定油莎豆蛋白体外模拟消化率与氨基酸组成，计算氨基酸评分、必需氨基酸指数、营养指数、生物价、氨基酸比值系数等来综合评价油莎豆蛋白的营养价值，结果表明：油莎豆蛋白营养价值高，是一种优良的蛋白质，油莎豆蛋白的体外消化率为76%，含有18种氨基酸，第一限制氨基酸为蛋氨酸和半胱氨酸。段帅等［11］以内蒙古油莎豆主要栽培品种为材料，分析比较不同品种油莎豆的营养价值和品质差异，结果表明：圣漠1号可以用来制作油莎豆面粉及其制品，中油莎1号适用于提取高品质的油莎豆油，达旗1号更适合提取高纯度的油酸，而丰产1号的各种营养物质比较均衡。刘玉兰等［12］从全国7个省份采集9个油莎豆样品，对其杂质、粒度、容重、千粒重、种皮颜色、果仁颜色、粒型、粗脂肪、粗蛋白、粗纤维、水分、灰分及油莎豆油的酸价、过氧化值和脂肪酸组成进行检测，结果显示：不同产地油莎豆的性状、组成及油脂品质均表现出一定差异。虽然已有众多学者研究了油莎豆的营养价值、氨基酸组成及其评分情况，但有关不同种质资源油莎豆蛋白氨基酸组成及其相互关系的研究报道还很少。

笔者在甘肃省民勤县引入10个不同种源地油莎豆种质资源，测量其蛋白质、脂肪、粗纤维含量及氨基酸组成和含量，同时运用相关性分析法和主成分分析法，探索不同种源地油莎豆种质资源蛋白氨基酸组成及其相互关系。

1  材料与方法

1.1  试验区概况

试验地设在巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠交接地带的甘肃省民勤治沙综合试验站，三面环沙，属典型的温带大陆性荒漠气候。海拔1 375 m，年气温7.6 ℃，极端低温-30.8 ℃，极端高温40.0 ℃，年降水量113.2 mm，年蒸发量2 604.3 mm；年日照时数2 799.4 h，相对湿度47%，干燥度4.5以上，无霜期 175 d。年均风沙日83 d，多集中在3—5月，年均风速2.5 m/s。地带性土壤为灰棕荒漠土和风沙土，pH 8.5左右，地下水位20 m，矿化度0.51～1.50 g/L。

1.2  供试材料

1.2.1  种子来源。从湖北、河南、甘肃等地引入中科院油莎豆6号、西班牙油莎豆、非洲油莎豆、俄罗斯油莎豆、河南油莎豆、武汉1号、武汉2号、甘肃小粒、甘肃中粒和甘肃大粒共10个不同种源地的油莎豆种质资源，在甘肃民勤治沙综合试验站开展试验。

1.2.2  种子处理。用0.5%高锰酸钾溶液浸泡20 min后用清水冲洗3～5次，然后浸泡在清水中48 h后晾干待播。

1.3  试验设计

在水肥管理一致的前提下，将试验田分为5个试验小区，每个试验小区铺设条幅为1.4 m×10.0 m的黑色地膜10条，每条地膜种植1个种质资源，10个种质资源随机布设在一个试验小区内。播种深度为4 cm左右，株行距为30 cm×30 cm，重复5次。

1.4  测试指标

1.4.1  蛋白质含量测定。参照《食品中蛋白质的测定》GB 5009.5—2016凯氏定氮法。

1.4.2  脂肪含量测定。参照《食品中脂肪的测定》GB 5009.6—2016索氏抽提法。

1.4.3  粗纤维含量测定。参照《粮油检验粮食中粗纤维素含量测定》GB/T 5515—2008介质过滤法。

1.4.4  氨基酸测定。参照GB/T 5009.124—2003茚三酮比色法测定氨基酸组成及其含量。

1.5  数据处理

数据处理主要运用SPSS软件，采用单因素方差分析（one-way ANOVA）和最小显著差异法（LSD）比较不同种源地油莎豆种质资源间各指标的差异（α=0.05），用Pearson相关系数评价不同指标间的相关关系，用主成分分析法反映起主导作用的指标因素。

2  结果与分析

2.1  不同种源地油莎豆种质资源营养物质基本情况