檸檬和寬皮柑橘果肉的氨基酸組成特征分析

李文云， 羅 懌， 柏自琴， 王小柯， 李金強

(貴州省農業科學院 果樹科學研究所， 貴州 貴陽 550006)

檸檬(CitruslimonBurm)屬蕓香科(Rutaceae)柑橘屬(CitrusL.)植物，主要分布于四川、云南、廣西、福建等地[1]。因其風味濃郁芳香和較高的營養價值而備受消費者喜愛，素有“美容之果”的美譽。研究表明，檸檬果實富含氨基酸、類黃酮、礦物質、微量元素和維生素等多種營養物質，具有美容養顏、清除自由基、抗氧化、抗過敏、預防腫瘤等多種功效，對人體健康具有較高的保健價值，是一種藥食兼用的水果[2-4]。氨基酸是評價果實綜合品質和營養價值的重要指標，同時也具有一定的呈味特性，對果實口感和風味具有一定影響[5-6]。如天冬氨酸和谷氨酸為鮮味氨基酸；絲氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸和蘇氨酸為甜味氨基酸；異亮氨酸、精氨酸、組氨酸、纈氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和色氨酸為苦味氨基酸[7-8]。不同柑橘品種果實中氨基酸組成和含量存在顯著差異，陳源等[9]對茂谷橘橙、夏橙和檸檬3個柑橘品種果實不同部位氨基酸含量進行檢測的結果表明，柑橘果實富含天門冬氨酸、脯氨酸、谷氨酸，且檸檬果肉中藥用氨基酸含量高于茂谷橘橙和夏橙。張迪等[10]分析檸檬、寬皮柑橘、甜橙等 5個柑橘品種果肉氨基酸含量表明，柑橘不同品種在營養上存在較大差異。柑橘種質資源多樣、遺傳背景復雜，不同產地、不同品種間營養物質組成和含量存在較大差異，賦予各個品種特有的種質屬性[11-12]。筆者所在課題組從2010年開始陸續從重慶、四川等地引進檸檬品種定植于貴州羅甸縣、惠水縣、松桃縣、從江縣、錦屏縣、畢節市等地并引種成功3個檸檬品種(尤力克檸檬、四季檸檬和阿特摩檸檬)，為評價3個檸檬品種在貴州的品質表現，開展了檸檬與寬皮柑橘的對比分析試驗，以當地2個特色寬皮柑橘品種(牛肉紅朱橘和朱紅橘)為對照，利用GC-MS分離和檢測了5個品種果肉中的氨基酸含量，分析不同品種間氨基酸組成和含量差異，以及不同種類柑橘氨基酸含量的種質特異性，探索檸檬果實和寬皮柑橘的風味和營養差異，以期為檸檬生產栽培、營養評價和綜合利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

尤力克檸檬、四季檸檬和阿特摩檸檬于2014—2015年從重慶引進，定植于貴州省惠水縣好花紅鎮好花紅村；牛肉紅朱橘和朱紅橘(對照)，采摘于貴州省惠水縣好花紅鎮好花紅村。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理 2017年12月采收尤力克檸檬、四季檸檬、阿特摩檸檬、朱紅橘和牛肉紅朱橘完全成熟果實立即帶回實驗室，蒸餾水清洗果面，用手術刀分離果肉，用液氮冷凍。置于真空冷凍干燥儀中低溫干燥后存于-80℃超低溫冰箱待測。尤力克檸檬、四季檸檬、阿特摩檸檬、朱紅橘和牛肉紅朱橘分別簡寫為YLK、SJNM、ATM、ZHJ和NRH。

1.2.2 氨基酸的檢測 利用華中農業大學氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS，Thermo，ISQⅡ,美國)，參照SHENG等[13]和宋鑫等[14]方法分離檢測氨基酸成分，進樣體積為1 μL。每個品種設置4次重復，取算術平均值，根據內標峰面積和濃度，以及待測物質的峰面積進行相對定量分析，濃度以mg/g DW(Dry Weight，干重)表示。

1.3 數據處理

利用Microsoft Office Excel(Microsoft, Seattle, WA)進行數據統計和作圖，應用SPSS進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 檸檬和寬皮柑橘果肉氨基酸的含量

從5個柑橘品種中共檢測到脯氨酸、絲氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和甘氨酸等9種氨基酸，其中3個檸檬品種中9種氨基酸都被檢測到；而2個寬皮柑橘中僅檢測到8種氨基酸，未檢測到纈氨酸。從圖1可知，5個柑橘品種間氨基酸組成和含量均存在較大差異。

尤力克檸檬：果肉氨基酸含量為0.06～3.20 mg/g。其中脯氨酸含量最高，占氨基酸總量的32%；其次是絲氨酸(18%)、4-氨基丁酸(16%)、天冬氨酸(12%)和丙氨酸(10%)；纈氨酸含量最低，僅占1%。

四季檸檬：果肉中氨基酸含量為0.08～2.98 mg/g。脯氨酸含量最高，占氨基酸總量的32%；其次是絲氨酸(19%)和4-氨基丁酸(14%)，天冬氨酸和丙氨酸占比均為13%；谷氨酸(4%)、5-焦谷氨酸(4%)、甘氨酸(2%)和纈氨酸(1%)的含量較低。

阿特摩檸檬：果肉中氨基酸含量為0.10～3.04 mg/g。脯氨酸含量最高，占氨基酸總量的32%；其次是絲氨酸、天冬氨酸、4-氨基丁酸和丙氨酸，分別占氨基酸總量的20%、16%、14%和13%。

牛肉朱紅橘：果肉中氨基酸含量為0.15～2.94 mg/g。脯氨酸的含量最高，占氨基酸總量的32%；其次是4-氨基丁酸和絲氨酸，分別占氨基酸總量的21%和11%；其他幾種氨基酸均在10%以下。

圖1 5個柑橘類品種的氨基酸含量占比

紅朱橘：果肉中氨基酸含量為0.11～1.56 mg/g，脯氨酸含量最高，占氨基酸總量的32%；其次是4-氨基丁酸，占27%、丙氨酸，占12%和絲氨酸，占10%；其余氨基酸均在10%以下。

2.2 9種氨基酸在檸檬和寬皮柑橘間的分布特征

從圖2可知5個品種氨基酸含量特征。

脯氨酸：5個品種果肉中脯氨酸含量以尤力克檸檬最高，顯著高于其余4個品種，分別是四季檸檬、阿特摩檸檬、朱紅橘和牛肉紅朱橘的1.08倍、1.05倍、1.09倍和2.05倍。

絲氨酸： 5個品種果肉中的絲氨酸含量依次為阿特摩檸檬>四季檸檬>尤力克檸檬>朱紅橘>牛肉紅朱橘，品種間含量差異顯著。

4-氨基丁酸：5個品種果肉中4-氨基丁酸含量依次為阿特摩檸檬>尤力克檸檬>朱紅橘>四季檸檬>牛肉紅朱橘，且阿特摩檸檬顯著高于其余4個品種(P< 0.05)。

丙氨酸：5個品種果肉中的丙氨酸含量依次為阿特摩檸檬>四季檸檬>尤力克檸檬>朱紅橘>牛肉紅朱橘。其中，朱紅橘和牛肉紅朱橘間的丙氨酸含量差異不顯著。阿特摩檸檬的丙氨酸含量分別是四季檸檬、尤力克檸檬、朱紅橘和牛肉紅朱橘的1.23倍、1.60倍、2.66倍和2.82倍。

天冬氨酸：5個品種果肉中的天冬氨酸含量依次為阿特摩檸檬>四季檸檬>尤力克檸檬>牛肉紅朱橘>朱紅橘。朱紅橘和牛肉紅朱橘間的天冬氨酸含量差異不顯著，均顯著低于其余3個品種。阿特摩檸檬的天冬氨酸含量分別是四季檸檬、尤力克檸檬、牛肉紅朱橘和朱紅橘的1.49倍、1.65倍、6.37倍和6.38倍。

谷氨酸：阿特摩檸檬和尤力克檸檬果肉中谷氨酸含量較高，兩者均顯著高于其余3個品種，朱紅橘和牛肉紅朱橘間無顯著差異。阿特摩檸檬含量分別是朱紅橘和牛肉紅朱橘的3.44倍和3.90倍。

注：同組氨基酸不同小寫字母表示差異顯著性(P< 0.05)。

Note: Different lowercase letters indicate significance of difference atP< 0.05 level.

圖25個柑橘品種的氨基酸含量

Fig.2 Amino acid content in pulp of five citrus cultivars

5-焦谷氨酸：朱紅橘果肉中的5-焦谷氨酸含量最高，顯著高于其余4個品種。四季檸檬、阿特摩檸檬和牛肉紅朱橘間的5-焦谷氨酸含量無顯著差異，尤力克檸檬含量最低，顯著低于其余4個品種。

甘氨酸：阿特摩檸檬果肉中甘氨酸含量最高，5個品種間含量差異顯著。其含量依次為阿特摩檸檬>四季檸檬>尤力克檸檬>朱紅橘>牛肉紅朱橘。阿特摩檸檬甘氨酸含量是四季檸檬、尤力克檸檬、朱紅橘和牛肉紅朱橘的1.41倍、1.65倍、2.16倍和3.14倍。

纈氨酸：纈氨酸在果肉中含量較低，朱紅橘和牛肉紅朱橘果肉中未檢測到。3個檸檬品種間的纈氨酸含量差異顯著，其中阿特摩檸檬含量最高，其次是四季檸檬。阿特摩檸檬含量分別是四季檸檬和尤力克檸檬的1.28倍和1.67倍。

2.3 檸檬與寬皮柑橘果肉中的氨基酸平均含量

從表1可知，檸檬和寬皮柑橘9種氨基酸平均含量的比值在0.89～4.84。其中天冬氨酸的比值最大，達4.84；其次是谷氨酸(3.37)、絲氨酸(3.33)、丙氫酸(2.22)、甘氨酸(1.98)、脯氨酸(1.37)和4-氨基丁酸(1.12)、5-焦谷氨酸的比值最低，為0.89。除5-焦谷氨酸在檸檬中的平均含量(A3)稍低于2個寬皮柑橘中的平均含量(A2)外，其余氨基酸含量均為參試檸檬高于寬皮柑橘。表明，檸檬果肉中氨基酸的平均含量和種類均高于寬皮柑橘，推測檸檬果肉營養價值可能高于寬皮柑橘。

表1檸檬和寬皮柑橘果肉中氨基酸平均含量

Table 1 Average amino acid content in pulp of lemon and loose-skin mandarin

氨基酸 Amino acidA3 /(mg/g) A2/(mg/g)A3/A2脯氨酸 Proline3.072.251.37絲氨酸 Serine2.060.623.334-氨基丁酸 4-Aminobutyric acid1.591.421.12丙氨酸 Alanine1.320.602.22天冬氨酸 Aspartic acid1.500.314.84谷氨酸 Glutamate0.480.143.375-焦谷氨酸 5-Glutamate0.410.460.89甘氨酸 Glycine0.260.131.98纈氨酸 Valine0.080/

注：A3，表示3個檸檬品種果肉中氨基酸的平均含量；A2，表示2個寬皮柑橘果肉中氨基酸的平均含量，下同。

Note: A3, Average amino acid content in pulp of three lemon cultivars. A2，Average amino acid content in pulp of two loose-skin mandarin cultivars. The same below.

2.4 檸檬與寬皮柑橘果肉中呈味氨基酸的含量

從表2看出，檸檬果肉中甜味氨基酸的平均含量為0.26～3.07 mg/g，寬皮柑橘為0.13～2.25 mg/g；檸檬果肉中鮮味氨基酸的平均含量為0.48～1.50 g/g，寬皮柑橘為0.14～0.31 mg/g。檸檬果肉中甜味氨基酸和鮮味氨基酸含量均顯著高于寬皮柑橘，特別是影響檸檬風味的鮮味氨基酸總含量與寬皮柑橘總含量的比值達4.40。此外在檸檬果實中還檢測到少量的苦味氨基酸-纈氨酸，而寬皮柑橘中未檢測到苦味氨基酸。

表2 檸檬和寬皮柑橘果肉呈味氨基酸平均含量

3 結論與討論

3.1 結論

研究結果表明，在3個檸檬品種與2個寬皮柑橘品種中共檢測到9種氨基酸，其中脯氨酸、絲氨酸、丙氨酸和天冬氨酸含量較高，含量為0.31～3.20 mg/g；纈氨酸含量極低且僅在3個檸檬品種中檢測到。除5-焦谷氨酸外，其他8種氨基酸在3個檸檬品種中的平均含量均顯著高于2個寬皮柑橘。檸檬果肉中各呈味氨基酸含量顯著高于寬皮柑橘，其中，甜味氨基酸和鮮味氨基酸是寬皮柑橘的1.86倍和4.40倍。總體來看，檸檬果肉中氨基酸種類和含量均高于寬皮柑橘。

3.2 討論

氨基酸是蛋白質的基本單位，主要用于維持機體氮素平衡，以及生物體內各類蛋白質、酶、抗體和激素的合成，具有促進機體生長發育和維持滲透平衡的作用[15-16]。同時，氨基酸也是果實中一類重要的生物活性物質，是評價果實營養品質的一項重要指標[17-19]。氨基酸種類和含量在品種間存在較大差異，除脯氨酸和5-焦谷氨酸外，阿特摩檸檬果肉氨基酸含量均顯著高于其他4個品種，由此推測氨基酸含量可能在柑橘不同品種間存在種質特異性，該結果與何莎莎等[20]對尤力克檸檬、紐荷爾臍橙、梁平柚和大紅袍紅桔的檢測結果較一致。此外，在2個寬皮柑橘果肉中均未檢測到纈氨酸積累，由此推測氨基酸在不同種質間的積累特征具有種質特異性。

通過綜合比較3個檸檬品種和2個寬皮柑橘果肉中氨基酸平均含量特征結果表明，除5-焦谷氨酸在2個寬皮柑橘中的平均含量稍高于3個檸檬品種中的平均含量外，其他8種氨基酸在3個檸檬品種中平均含量均顯著高于2個寬皮柑橘，表明檸檬果肉中氨基酸含量更豐富，與陳源等[9]結果一致。

氨基酸含量及組成不但影響果實品質、營養價值和保健價值，還與果實風味具有密切聯系。研究表明，氨基酸有一定的味感，根據氨基酸對味覺的貢獻和呈味性分為甜味、鮮味和苦味等氨基酸[21-23]。研究結果表明，檸檬果肉中各呈味氨基酸含量顯著高于寬皮柑橘，特別是甜味氨基酸和鮮味氨基酸分別是寬皮柑橘的1.86倍和4.40倍，推測可能對檸檬濃郁的風味有一定的貢獻。此外還在檸檬果肉中檢測到極少量苦味氨基酸，可能對檸檬苦味的口感有一定貢獻。

綜合評價來看，檸檬果肉中氨基酸種類和含量高于寬皮柑橘，可能是導致其生物學活性和風味不同于寬皮柑橘的原因之一。