紅棗中氨基丁酸含量及其影響因素

黃蓓蓓

三門峽職業技術學院食品園林學院（三門峽 472000）

棗作為我國傳統的五果之一，已有超過4 000年的種植歷史。大棗作為經濟作物已經廣泛種植于亞洲，非洲，歐洲和歐洲的溫暖地區。棗中含有豐富的營養物質，如糖、有機酸、維生素、多種礦物質，以及植物化學物質，包括環磷酸腺苷、生物堿、皂苷、多酚、多糖，具有很高的生物活性[1-3]。《本草綱目》中記載：“大棗氣味甘平，安中養脾氣、平胃氣、通九竅、助十二經，補少氣，久服輕身延年。”同時，在《本草綱目》中還記載一種民間處方，通過飲用棗湯可以緩解煩躁和失眠的癥狀。此外，中國藥典也將大棗列為一種重要的草藥，用于治療疲勞、貧血、失眠和其他健康問題[4-5]。近年來，大量相關研究表明，大棗中含有多種生理活性物質，如大棗多糖、黃酮類、皂苷類、三萜類、生物堿類、環磷酸腺苷（cAMP）、環磷酸鳥苷（cGMP）等，具有很高的藥用價值，如抗腫瘤，抗氧化，輔助記憶調節，保肝和鎮靜等作用[6]。氨基丁酸是一種非蛋白質氨基酸，廣泛分布于從微生物到脊椎動物和植物的物種中。它被認為是脊椎動物中樞神經系統中的主要抑制性神經遞質，在維持心理健康方面起著極其關鍵的作用。此外，它還發揮一系列生理功能，包括降低血壓、改善記憶力、抑制癌細胞增殖、增強免疫力、減少失眠等[7-9]。氨基丁酸的這些功能與棗類制保健食品所描述的功效非常相似。為了更好地了解大棗的功效，通過試驗手段測定呂梁木棗和交城駿棗中氨基丁酸含量，并研究采摘時機、干燥和貯藏處理對大紅棗中氨基丁酸的影響。試驗結果有助于進一步了解大棗的功能特性，也有利于培育大棗品種，優化收獲時間，制定加工和貯藏策略。

1 材料與方法

1.1 化學試劑

γ-氨基丁酸；甲醇（HPLC級）；鄰苯二甲醛；β-巰基乙醇；四硼酸鈉；抗壞血酸；甲酸。

1.2 材料預處理

大紅棗均采自山西當地果園。所有樣品（每個品種約3 kg）的采摘均遵循形貌完整，外觀完整和形態相似的原則。采集樣品隨機分成3份，存放在密封袋中，在室溫條件下立即轉移至實驗室。樣品經自來水清洗后，制成厚度0.3 mm切片，冷凍干燥后研磨成粉末。

為研究采摘時機，干燥和存儲方式對大紅棗中氨基丁酸的影響，準備五類樣品進行交叉對照試驗，具體設計為：A，鮮棗果實（2018年10月6日采摘）；B，鮮棗果實（2018年11月6日采摘），C，B樣品在55 ℃熱空氣環境下干燥24 h；D，C樣品密封帶包裝，室溫下保存6個月；E，C樣品密封袋包裝，室溫下保存12個月。將所有樣品除去谷粒后冷凍干燥并研磨成粉末備用。

1.3 試驗方法

室溫下，對棗果樣品進行超聲提取處理（提取時間不短于30 min），在3 000 r/min下對提取物進行離心處理（處理時間不短于15 min），將得到的上清液在4 ℃條件下保存備用（存放時間不能超過72 h）。將150 mg鄰苯二甲醛，3 mL甲醇，27 mL 0.1 mol/L四硼酸鈉（pH 9.5），500 μLβ-巰基乙醇和30 mg抗壞血酸攪拌混合制備衍生化試劑。將650 μL樣品與等體積衍生化試劑混合，混合10 s后過濾并注入高效液相色譜儀。

試驗的高效液相色譜測試選取LC-30AD高效液相色譜系統，包括LC-30AD四元梯度泵、SIL-30AC自動進樣器、CTO-20AC柱溫箱、SPD-20A紫外檢測器（日本島津）；Empower色譜工作站；Mettler ME235S型電子天平（瑞士Mettler Toledo公司）；TTL-lOB（北京同泰聯科技公司）。

流動相A為甲醇，流動性B為0.05%甲酸作為洗脫溶劑，流速設定值為0.5 mL/min，注射量10 μL。梯度程序如表1所示。

表1 梯度洗脫程序

2 結果與分析

2.1 棗果中氨基丁酸的鑒定

如圖1所示，氨基丁酸標準品色譜圖和棗果樣品色譜圖具有很高的相似度。此外，氨基丁酸的色譜峰在棗果樣品色譜圖中表現為第二高峰。因此，可以定性認為棗中確實含有一定量氨基丁酸。

圖1 氨基丁酸標樣和大紅棗樣品的高效液相色譜圖

2.2 新鮮棗果中的氨基丁酸含量

圖2 新鮮交城駿棗和呂梁木棗的氨基丁酸含量

從圖2中可以定量看到2種新鮮棗的氨基丁酸含量。測試結果表明2種棗類之間氨基丁酸濃度存在一定差異（p＜0.05）。交城駿棗新鮮棗果中的氨基丁酸含量352.42 μg/g DW，而呂梁木棗新鮮棗果中氨基丁酸的含量280.31 μg/g DW，而這種氨基丁酸含量的差異，主要是由于2種棗果中氨基丁酸轉移酶的含量不同而造成。研究表明，每天消耗總量為26.4 mg的氨基丁酸時，有助于改善睡眠，每天口服10～70 mg氨基丁酸的食物，可有效降低血壓[10-11]。因此長期堅持食用大紅棗對人體存在積極影響。

2.3 采摘時機、干燥方式和貯藏手段對棗中氨基丁酸的影響

由圖3和表2可以看出，不同條件下棗果中氨基丁酸濃度，發現采摘時機、干燥和貯藏處理對氨基丁酸含量有顯著影響。數據顯示，相比于10月份采摘的交城駿棗，11月份采摘的交城駿棗氨基丁酸濃度升高近1倍。

圖3 交城駿棗和呂梁木棗在不同處理條件下的氨基丁酸含量

表2 不同條件下棗果樣品中氨基丁酸含量 μg/g DW

一般來說，植物組織中的氨基丁酸含量非常低，范圍從3.12～624 μg/g DW，但在研究表明，植物暴露于多種生物和非生物脅迫后會出現大而快速的增加（＜1 000倍）。資料顯示，在機械或冷刺激的作用下，大豆葉片中的氨基丁酸濃度在5 min內由1 μmol/g增至2 μmol/g DW。預冷處理后，龍眼中的氨基丁酸濃度增加89%。枇杷果實在1 ℃下儲存35 d時，其氨基丁酸含量幾乎翻倍，這是因為，在冷壓力作用下，氨基丁酸抗氧化酶活性升高，從而保持較高的ATP含量和能量電荷，保護細胞膜免受冷害，進而誘導果實表現出耐冷性[12]。此外，有研究表明，外部環境壓力是通過兩種不同的機制增加氨基丁酸積累。引起代謝或機械破壞的應激導致細胞溶質酸化，并誘導谷氨酸脫羧酶和氨基丁酸合成的酸性pH依賴性活化。壓力包括冷、熱、鹽、溫或瞬時環境因素，使細胞中Ca2+增加。細胞溶質中的Ca2+的增加刺激鈣調蛋白依賴性谷氨酸脫羧酶活性和氨基丁酸的合成。11月初，恰巧是山西的深秋，夜間溫度通常低于0 ℃。這意味著棗果在收獲前自然經歷一段寒冷的壓力。這些結果表明，氨基丁酸含量可能由于冷應力而積累增多。由圖3和表2可以看出，干燥和儲存處理對棗中氨基丁酸的含量有顯著負面影響。與新鮮駿棗和木棗（B）相比，干棗果（C）中氨基丁酸含量分別降低12.6%和10.8%。與駿棗和木棗干棗果實（C）相比，氨基丁酸含量均有顯著降低，分別降低49.18%和46.55%（D，儲存6個月）和77.44%和79.43%（E，儲存12個月）。這些結果表明，干燥棗果實的氨基丁酸含量在一定環境溫度下儲存期間衰減十分明顯，這與之前文獻中得出的結論是一致的。因此，應開發適當貯藏技術，以減少干棗果實中氨基丁酸和其他生物活性成分的損失。

3 結論

試驗證實大紅棗中確實含有一定量氨基丁酸。由于環境冷壓作用，新鮮大棗中氨基丁酸濃度會有所升高，而干燥和貯存處理均會對棗中氨基丁酸含量造成負面影響。為進一步開發棗類的經濟效益，應對收獲時間和開發加工技術進行優化，以便在干燥和儲存期間盡可能多地保留棗中氨基丁酸。