不同品种山药粉中游离氨基酸和水解氨基酸含量分析

摘要 利用全自动氨基酸分析仪测定不同产地山药粉中游离氨基酸和水解氨基酸的含量并进行分析。结果表明，不同产地山药粉中含有所检测的17种氨基酸，包括7种人体必需氨基酸。不同品种山药粉中游离氨基酸总量从高到低依次为河北小白嘴>河北高阳紫药>山东鸡皮糙>山东陈集铁棍>河南温县铁棍>山东西施>山西永济铁棍>山西运城铁棍。不同品种山药粉中水解氨基酸总量差异不明显，其中必需氨基酸含量从高到低依次是亮氨酸>苯丙氨酸>缬氨酸>异亮氨酸>苏氨酸>赖氨酸>蛋氨酸。

关键词 全自动氨基酸分析仪;山药粉;游离氨基酸;水解氨基酸;含量测定

中图分类号 TS 207.3文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）14-0164-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.14.040

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Analysis of Free Amino Acids and Hydrolyzed Amino Acids in Different Varieties of Yam Powder

WANG Hua-fen，WANG Qiang，LIU Shuang-yan et al

（High & New Technology Research Center of Henan Academy of Sciences，Zhengzhou，Henan 450002）

Abstract The contents of free amino acids and hydrolyzed amino acids in yam powder from different origins were determined by automatic amino acid analyzer and analyzed.The results showed that yam powder from different origins contained 17 kinds of amino acids detected，including 7 kinds of essential amino acids.The total content of free amino acids in different varieties of yam powder from high to low was Hebei Xiaobaizui>Hebei Gaoyang Ziyao>Shandong Jipicao>Shandong Chenji Tiegun>Henan Wenxian Tiegun>Shandong Xishi>Shanxi Yongji Tiegun>Shanxi Yuncheng Tiegun.There was no significant difference in the total content of hydrolyzed amino acids in different varieties of yam powder，and the order of essential amino acid content from high to low was leucine>phenylalanine>valine>isoleucine>threonine>lysine>methionine.

Key words Automatic amino acid analyzer;Yam powder;Free amino acids;Hydrolyzed amino acids;Content determination

山药，又名薯蓣（ Dioscorea opposita  Thunb.），是薯蓣科多年生缠绕草藤本植物[1]。根茎洁白，营养丰富。山药入食可作为功能性食物，可能有利于改善脾脏、胃、肾和肺的功能[2];入药常被用来调节厌食症、消化不良、慢性腹泻、哮喘、干咳、频繁或无法排尿、情绪不稳定和糖尿病[3]等。现代研究表明，山药不仅能够抗炎、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老和免疫调节作用，还能够降低血糖和脂质水平[2，4-8]。山药中含有各种化学物质，如淀粉、氨基酸、非淀粉多糖、皂苷、尿囊素、山药碱、胆碱、黄酮类化合物、多酚、植物固醇、有机酸等[9-12]。山药根茎中的蛋白质含量丰富，氨基酸是构成蛋白质的基本单位，所以山药中氨基酸的含量，特别是必需氨基酸的含量极大地影响着山药的营养价值[13]。目前对山药中氨基酸含量研究主要集中在水解氨基酸的分析方面，对于山药中游离氨基酸含量的测定相对偏少。目前常用氨基酸分析仪检测样品中氨基酸含量，其具有检测限高、同时检测种类多等优点，并且可以直接上样，操作简便。笔者研究了不同地区种植的山药中游离氨基酸和水解氨基酸的含量，为山药品种之间的营养评价、种植筛选提供了科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验试剂

蒸馏水，购于屈臣氏（Watsons）;HCl（AR），购于上海化学试剂厂;MS105DU分析天平，购于梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。20种水解氨基酸标准品（批号C1902018），购于德国曼默博尔公司中国北京代表处。

1.2 主要仪器与分析条件

全自动氨基酸分析仪（Advanced A300），购于德国曼默博尔公司;试管浓缩仪（TC-8F），购于日本TAITEC公司。

分析条件：色谱柱为氨基酸分析专用（锂盐）色谱柱（3 μm，4.6 mm×100 mm），流动相A～F为含锂离子的溶液，反应液为茚三酮溶液，流动相洗脱能力依次增强，柱温40～70 ℃，流速180～250 μL/min，检测波长570、440 nm，进样量20 μL，用Amino peak软件记录样品的氨基酸色谱图，并计算各样品中氨基酸的含量。

1.3 试验材料与处理 河南温县铁棍山药收获于河南省焦作市温县（113.07°E、35.01°N）;山东陈集铁棍山药收获于山东省菏泽市定陶县陈集镇（111.33°E、35.46°N）;河北小白嘴山药收获于河北省保定市高阳镇（115.56°E、38.62°N）;山东鸡皮糙和山东西施山药收获于山东省菏泽市定陶县陈集镇（111.37°E、35.44°N）;山西运城铁棍和山西永济铁棍山药收获于山西省运城市永济县（110.28°E、34.90°N）;河北高阳紫药山药收获于河北省保定市高阳镇（115.75°E、38.67°N）。所有山药收获于2017年11月。随机收集每个品种的10个样本。所有样本均由河南农业大学高志明教授鉴定，凭证样本保存在河南省生殖健康科学技术研究院。

不同地方采集到的山药根茎样品用水冲洗去除泥沙后，用去离子水反复清洗去皮，晾干，切片，置于40 ℃烘箱中烘干。粉碎，低温干燥保存[13]。

1.4 游离氨基酸的测定方法

参照NY/T 1975—2010《水溶肥料 游离氨基酸含量的测定》方法测定山药粉中游离氨基酸的含量，平行测定3次[14]。

步骤如下：准确称取2 g（精确到0.001 g）样品，置于100 mL容量瓶中，充分溶解后，加水定容至刻度。放置过夜后，过滤，准确吸取滤液4 mL于10 mL离心管中，准确加入2 mL磺基水杨酸溶液（50 g/L），混匀，放置1 h。准确加入1 mL EDTA-Na溶液（10 g/L）和1 mL盐酸溶液（0.06 mol/L），混匀，用0.45 μm滤膜过滤。取1 mL滤液用浓缩仪蒸干，准确加入2 mL样品稀释液，用0.22 μm滤膜过滤上机。

1.5 水解氨基酸的测定方法

参照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》方法测定山药粉中水解氨基酸的含量，平行测定3次[15]。步骤如下：准确称取0.5 g（精确到0.001 g）样品置于水解管中，向管内加入8 mL 6 mol/L盐酸溶液，继续加入4滴苯酚。于110 ℃水解22 h，取出，冷却至室温。

打开水解管，将水解液过滤至50 mL容量瓶中，用水少量多次冲洗水解管，一并过滤至同一50 mL容量瓶中，定容，摇匀。准确吸取1 mL溶液用试管浓缩仪蒸干，残留物用1 mL样品稀释液溶解后用0.22 μm滤膜过滤，上机测试。

2 结果与分析

2.1 不同品种山药粉中游离氨基酸的检测与分析

2.1.1 山药粉中游离氨基酸总量。从表1可以看出，不同品种山药粉中游离氨基酸含量中都含有17种氨基酸，种类齐全，存在明显差异。在8种不同品种山药粉中游离氨基酸总量最高的是河北小白嘴，其游离氨基酸总量高达2.124%，其次是河北高阳紫药、山东鸡皮糙、山东陈集铁棍、河南温县铁棍、山东西施、山西永济铁棍，游离氨基酸总量最低的是山西运城铁棍品种，仅为0.603%。由此可见，不同品种中游离氨基酸总量差异相对较大，为今后人们挑选不同地域的山药提供了重要的资源信息。

另外，从表1中也可以看出山药粉中丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸的含量都较高。

2.1.2 不同品种山药粉游离氨基酸中必需氨基酸含量。

游离氨基酸中必需氨基酸的含量极大地影响着山药品质的高低。必需氨基酸是人体不能合成且必需由食物提供的氨基酸，主要为甲硫氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、色氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和苏氨酸。从表1可以看出，必需氨基酸总量0.290%～0.883%，游离氨基酸中必需氨基酸总量最高的是河北小白嘴，达0.883%，其次是山东鸡皮糙、河南温县铁棍和山东陈集铁棍，总量最低的是山西运城铁棍，仅为0.290%。其中，苏氨酸含量最高的是河北小白嘴，达0.083%，最低的是山西运城铁棍，仅0.038%;缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的含量总体都比较低;苯丙氨酸含量维持在0.172%～0.286%，含量最高的河北小白嘴（0.286%），最低的是山西运城铁棍（0.172%）;赖氨酸在不同山药粉中的含量差别变化很大，含量最高的是河北小白嘴，高达0.406%，最低的是山西永济铁棍和河北高阳紫药，均是0.027%。以上结果表明，8种山药粉中各类必需氨基酸含量和必需氨基酸总量存在明显差异。

2.2 不同品种山药粉中水解氨基酸的检测与分析

2.2.1 山药粉中水解氨基酸总量。水解氨基酸指的是样品中的蛋白质、多肽等氨基酸链在酸性条件下水解成单独的氨基酸分子。从不同品种山药粉中水解氨基酸含量（表2）可以看出，所有品种的山药粉的水解氨基酸中都包含主要16种氨基酸。该试验采用盐酸水解，测出16种氨基酸，但不能说明不含色氨酸和胱氨酸。色氨酸可能在酸水解的过程中被分解了，胱氨酸可能也被破坏了或者含量极低，故未能测出。8种山药粉中水解氨基酸的总含量没有明显差异，主要在6.057%～7.779%。

8种不同品种山药粉中水解氨基酸的含量测定结果中，除了蛋氨酸的含量相对较低之外，谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸、丝氨酸、丙氨酸等的含量较高。有文献报道谷氨酸不仅能够预防癫痫，还具有降低血压的作用[12]。天门冬氨酸是一种鲜味氨基酸，具有特殊的鲜味[16]，与谷氨酸、甘氨酸、精氨酸和丙氨酸一起构成主要的鲜味氨基酸，对食品的鲜味有重要影响。已有研究表明，精氨酸的缺乏会引起甘油三酯和胆固醇的升高，其具有显著的降压作用[17]。

2.2.2 不同品种山药粉水解氨基酸中必需氨基酸含量。从表2可以看出，8种品种山药粉的水解氨基酸中，必需氨基酸总量在1.584%～2.307%，最高的是山东西施品种，最低的是河北高阳紫药品种。7种必需氨基酸的含量在各品种之间的差异不大，总的来说，亮氨酸在8个品种中的含量最高，其次是苯丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、赖氨酸，最低的是蛋氨酸。