山东晚熟桃游离氨基酸组成及综合评价

李保来1,王永花2,伊廷旺3,张艳4,许海东1,胡艾华1,孙锐5*,蔡宓5*

(1.蒙阴县科技创新服务中心,山东 临沂 276200;2.蒙阴县知识产权保护中心,山东 临沂 276200;3.蒙阴县廉政教育中心,山东 临沂 276200;4.蒙阴县科学技术局,山东 临沂 276200;5.齐鲁工业大学(山东省科学院)食品科学与工程学院,山东 济南 250353)

摘 要:为探究山东晚熟桃游离氨基酸(free amino acid,FAA)的组成、含量及综合品质的差异,采用液相色谱-串联质谱法测定7 种晚熟桃中FAA 的种类和含量,利用主成分分析(principal component analysis,PCA)对晚熟桃中FAA进行综合评价。结果表明,晚熟桃中FAA 种类丰富,共检测出20 种FAA。FAA 总量为165.169~460.328 μg/g,其中非必需氨基酸的含量最高,其次是必需氨基酸,儿童必需氨基酸含量最低。不同品种晚熟桃FAA 种类基本无差异,但FAA 含量差异显著;晚熟桃中呈味氨基酸含量排序为鲜味氨基酸>苦味氨基酸>甜味氨基酸>芳香族氨基酸;相关性分析显示,不同品种桃间的相关性显著,PCA 共提取3 个主成分,累计方差贡献率为89.55%,PCA 评分由高到低排序为晴朗>瑞蟠101>黄金脆>世纪桃王>青州蜜>映霜红>金秋红蜜。部分晚熟桃FAA 的组分特征差异明显,且PCA 能较好反映各品种的综合价值。

关键词:桃;游离氨基酸;相关性分析;主成分分析;综合评价

桃(Amygdalus persica L.)是蔷薇科李属的一种落叶小乔木植物,至今已有4000 年的栽培历史[1],在我国河北、山东、江苏、浙江等地区均有种植。桃子是一种重要的经济作物,也是天然抗氧化剂的重要来源[2],具有补益气血、美容养颜、润肠通便、止咳平喘的功效。桃子因其营养、医药、经济价值以及独特的风味而具有巨大的市场潜力。蒙阴县地处山东省中南部的临沂山区腹地,其独特的地理环境适宜蜜桃的种植[3]。蒙阴蜜桃因色泽艳丽、果肉细腻、汁甜如蜜、个大味甜而得名[4]。蜜桃的中、晚熟品种很受消费者欢迎,其游离氨基酸(free amino acid,FAA)组分丰富,因此果实口感优良。

氨基酸是蛋白质的基本组成部分,同时也是维持人体正常生理活动的重要物质[5],其中8 种必需氨基酸(essential amino acid,EAA)人体内无法合成,只能从食物中获取,同时半胱氨酸和酪氨酸这两者是儿童必需氨基酸(conditionally essential amino acid,CEAA),可通过摄入CEAA 减少对EAA 的需求,这些氨基酸均是人体代谢不可缺少的营养成分[6-7]。游离氨基酸以游离的方式存在于植物体中,其可被人体直接吸收利用[8],游离氨基酸的含量是评价食品综合营养价值的重要指标[9]。同时游离氨基酸大多是呈味物质[10],对食品独特风味的形成有着重要的贡献。

目前对蜜桃的研究主要集中在酚类物质[11-14]、类黄酮[15-16]、糖酸比[17]等方面,对山东晚熟桃中游离氨基酸相关的研究较少。因此,本研究对山东蒙阴产7 种晚熟桃中的游离氨基酸含量进行测定,通过对游离氨基酸含量进行比较与分析,探究不同品种桃游离氨基酸组分含量特征及综合评价,以期对晚熟桃的品质评价和品种选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

晚熟桃采自山东省临沂市蒙阴地区,品种分别为金秋红蜜、映霜红、青州蜜、世纪桃王、晴朗、瑞蟠101和黄金脆。

1.1.2 试剂

甲醇、二氯甲烷(均为色谱纯):费希尔控制设备国际有限公司;甲酸(色谱纯):默克密理博国际有限公司;甲醇标准品(1 mg/mL,纯度大于>90%):上海普迈生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

液相色谱-质谱联用仪(U3000-TSQ Quantiva):赛默飞世尔科技(中国)有限公司;离心机(5424R):德国艾本德公司;涡旋振荡器(Vortex-6):海门市其林贝尔仪器制造有限公司;超声清洗仪(KQ5200E):昆山舒美超声仪器有限公司。

1.3 方法

称取0.1 g 左右样品,加入1.0 mL 超纯水涡旋混匀,超声60 min,加入700 μL 二氯甲烷,涡旋混匀,13 000 r/min 离心5 min,取上清液过0.22 μm 滤膜过滤,上机检测。

1.4 数据分析

采用Origin 2020 绘制图像,使用SPSS Statistic 19.0 进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同桃品种游离氨基酸的组成及含量

7 个品种的桃果肉中游离氨基酸的检测结果见表1。

表1 山东蒙阴不同品种桃FAA 含量
Table 1 FAA content of different varieties of peaches from Mengyin County,Shandong Province μg/g

注:同行不同小写字母表示差异显著(p<0.05);-表示未检出。MAA 为药用氨基酸(medicinal amino acids);TFAA 为总游离氨基酸(total free amino acid)。

氨基酸Val平均值1.301变异系数/%52.473 Thr 3.683 39.139 Phe 3.294 83.995 Met 0.788 29.397 Leu 6.663 79.757 Lys 1.849 57.855 Ile 10.805 61.374 Trp 2.959 88.621 His 1.310 62.810 Arg 1.104 18.385 Ser 11.634 51.929 Pro 2.355 60.348 Gly 0.017 1 92.317 Glu 29.994 50.325 Asn 174.884 42.820 Asp 43.315 22.053 Tyr 2.086 60.620 Cys Ala--金秋红蜜0.419±0.008g 1.297±0.067f 0.394±0.006f 0.514±0.003e 1.190±0.058e 0.705±0.027f 2.296±0.098f 0.498±0.005d 0.132±0.005f 0.964±0.004d 2.281±0.119e 0.916±0.056f 0.001 4±0.000 5d 31.853±2.779b 188.762±11.822bc 44.465±4.385b 0.513±0.029e-0.974±0.025f 1.149±0.063d 279.323±19.034d 7.312±0.087g 1.096±0.001g 80.599±7.083c 2.618 28.855 0.392映霜红0.554±0.015f 2.505±0.192e 0.452±0.030f 0.552±0.022de 0.896±0.035f 0.704±0.004f 3.379±0.069e 0.236±0.006e 0.907±0.052d 1.067±0.024c 6.149±0.486d 1.567±0.009e 0.001 6±0.000 3d 15.296±1.936c 205.051±12.923b 34.639±1.758cd 0.564±0.019e-1.529±0.135f 1.526±0.151d 277.575±17.717d 9.279±0.345f 1.974±0.062e 54.172±3.741d 3.343 19.516 0.711青州蜜0.847±0.021e 3.089±0.154d 1.016±0.045e 0.593±0.007d 1.749±0.033d 1.177±0.022e 7.160±0.138d 0.407±0.006d 0.571±0.041e 0.932±0.015d 13.473±0.780b 0.730±0.010f 0.002 7±0.000 2d 30.285±2.800b 64.042±1.096e 27.340±5.776d 1.228±0.021d-8.165±0.562d 2.361±0.089d 165.169±10.350e 16.039±0.158e 1.503±0.034f 64.323±8.334d 9.711 38.944 0.910世纪桃王1.500±0.066d 4.835±0.230b 3.644±0.075d 0.830±0.023c 9.744±0.069b 1.795±0.025d 13.353±0.050c 3.773±0.012c 1.598±0.062c 0.848±0.015e 13.098±0.670b 3.477±0.026c 0.020 2±0.001 9c 31.523±3.347b 173.509±5.805c 52.279±4.610ab 3.146±0.074ab-3.990±0.153e 22.303±1.172b 345.265±5.507c 39.473±0.351d 2.446±0.071d 103.829±7.990b 11.433 30.072 0.708晴朗1.934±0.028b 4.455±0.158bc 5.151±0.103b 0.963±0.011b 8.975±0.164c 3.547±0.150a 13.386±0.171c 3.663±0.042c 1.510±0.034c 1.339±0.019a 21.223±0.295a 4.147±0.048a 0.042 5±0.003 4a 59.174±2.792a 98.279±2.477d 54.672±1.591a 3.083±0.134b-36.373±0.830a 44.500±0.969a 366.420±7.955bc 42.075±0.517c 2.849±0.016c 136.948±3.625a 11.483 37.375 0.777瑞蟠101 1.807±0.034c 4.243±0.111c 4.827±0.210c 1.003±0.028b 9.876±0.086b 2.365±0.071c 16.379±0.318b 5.440±0.044b 1.936±0.067b 1.224±0.015b 11.592±0.504c 3.792±0.190b 0.024 4±0.000 9bc 28.934±1.191b 203.068±1.489b 44.094±1.847bc 3.309±0.118a-19.090±0.607b 21.060±0.758b 384.065±6.330b 45.940±0.740b 3.160±0.081b 95.657±2.744bc 11.962 24.906 0.823黄金脆2.049±0.019a 5.356±0.076a 7.577±0.096a 1.061 0±0.017 0a 14.207±0.170a 2.648±0.121b 19.681±0.643a 6.696±0.135a 2.515±0.066a 1.352±0.031a 13.622±0.334b 1.856±0.028d 0.026 6±0.000 9b 12.891±0.519c 291.478±6.659a 45.714±0.936ab 2.756±0.012c-11.254±0.511c 17.588±0.152c 460.328±7.627a 59.275±0.787a 3.867±0.094a 88.232±1.261bc 12.877 19.167 0.840 11.625 108.466 Gln 15.784 100.039 TFAA 325.449 29.098 EAA 31.342 64.776 CEAA 2.414 40.087 MAA 89.109 30.584(EAA/TFAA)/%(MAA/TFAA)/%(CEAA/TFAA)/%9.061 28.405 0.737 47.062 27.686 43.285

由表1 可知,7 种桃中均检出20 种FAA,包括丙氨酸(Ala)、丝氨酸(Ser)、天冬酰胺(Asn)、酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)、谷氨酸(Glu)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、赖氨酸(Lys)、缬氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、色氨酸(Trp)、苏氨酸(Thr)、组氨酸(His)、精氨酸(Arg)、脯氨酸(Pro)、甘氨酸(Gly)、天冬氨酸(Asp)、半胱氨酸(Cys)、谷氨酰胺(Gln)。MAA 包括Phe、Met、Leu、Lys、Arg、Gly、Glu、Asp、Tyr。20 种FAA 均值变异系数为18.385%~108.466%,表明不同FAA 的含量存在显著差异。差异性分析表明FAA 在不同品种桃中差异显著,同时,同一品种晚熟桃中FAA 含量差异也较明显。

各品种的总游离氨基酸含量为165.169~460.328 μg/g,最高含量约为最低含量的2.8 倍,品种间含量由高到低排序为黄金脆>瑞蟠101>晴朗>世纪桃王>金秋红蜜>映霜红>青州蜜。各品种间差异性分析结果表明,含量最高的黄金脆与其余品种差异显著,瑞蟠101 与世纪桃王之间差异显著,与晴朗差异不显著,金秋红蜜和映霜红之间差异不显著,含量最低的青州蜜与其他品种之间差异显著。同时,7 种桃中的20 种FAA 含量均值排序为Asn>Asp>Glu>Gln>Ser>Ala>Ile>Leu>Thr>Phe>Trp>Pro>Tyr>Lys>His>Val>Arg>Met>Gly>Cys,其中含量排序前7 的含量分别占TFAA 的53.74%、13.31%、9.22%、4.85%、3.57%、3.57%和3.32%。Asn 和Asp 占比共67.05%,这7 种氨基酸合计占比为91.58%。20 种FAA 在各品种中含量不同,各品种中含量最高的FAA 均为Asn,含量最低的FAA 为Cys 或Gly,但青州蜜和晴朗中含量次高的氨基酸为Glu,其余品种中含量次高的均为Asp。7 种晚熟桃中FAA 含量差别明显,Glu 含量最高、次高分别为59.174 μg/g 和31.853 μg/g,含量最低为15.296 μg/g,最高约为最低的4 倍。Asn 含量最高和次高差异显著,分别为291.478、205.051 μg/g,最低为64.042 μg/g,最高约为最低的4.6 倍。Asn 是蛋白质必需的氨基酸之一,具有降低血压、止咳平喘、增强免疫力的功效,同时也是制造阿斯巴甜所需的基本成分之一[18]

各品种EAA 含量为7.312~59.275 μg/g,均值为31.342 μg/g,含量最高和次高分别为黄金脆(59.275 μg/g)和瑞蟠101(45.940 μg/g),两者差异显著,含量最低的是金秋红蜜(7.312 μg/g),最高约为最低的4 倍。各品种EAA/TFAA 为2.618%~12.877%,均值为9.061%。整体各品种桃EAA 的含量处于较低水平。MAA 被广泛运用于疾病治疗和制备药物等领域[19],其在植物中含量较少,部分在人体也不能自主合成。MAA 含量为54.172~136.948 μg/g,MAA/TFAA 为19.167%~38.944%。MAA 含量最高的品种为晴朗(136.948 μg/g),世纪桃王(103.829 μg/g)、瑞蟠101(95.657 μg/g)、黄金脆(88.232 μg/g)和金秋红蜜(80.599 μg/g)含量差距不大,含量最低的两个品种含量差异不显著,分别为青州蜜(64.323 μg/g)和映霜红(54.172 μg/g),其MAA/TFAA的值分别为19.516%和38.944%,各品种桃MAA/TFAA的均值与燕窝相近[20],低于冬虫夏草MAA 含量[21],说明蜜桃具有潜在的药用价值。青州蜜中TFAA 含量在所有品种中最低,因此MAA/TFAA 的值较高。CEAA由Arg 和His 组成,其中Arg 含量均值为1.104 μg/g,His 含量均值为1.310 μg/g,两者的含量相差不大。CEAA/TFAA 的均值为0.739%,CEAA 含量较低。晚熟桃中共有10 种非必需氨基酸(non-essential amino acids,NEAA),分别是Asn、Asp、Glu、Gln、Ser、Ala、Pro、Tyr、Gly、Cys,其在各品种中的含量均值为1.71×10-2~174.884 μg/g,排序为Asn>Asp>Glu>Gln>Ser>Ala>Pro>Tyr>Gly>Cys,NEAA/TFAA 的均值为89.628%。由此可知,NEAA 是晚熟桃FAA 中含量最高的成分,其次是EAA,含量最低的是CEAA。这些结果反映了各品种桃中FAA 的差异性,可以利用FAA 在各品种中的差异性来区分各品种晚熟桃[22]

2.2 不同桃品种的呈味氨基酸比较

晚熟桃中的FAA 均为呈味氨基酸[23],氨基酸根据呈味特性分为4 类:甜味氨基酸(sweet amino acid,SAA)、鲜味氨基酸(delicious amino acid,DAA)、苦味氨基酸(bitter amino acid,BAA)、芳香族氨基酸(aromatic amino acid,AAA)。BAA 中包括Phe、Leu、Ile、Met、Val、Trp、Tyr、Arg、His,SAA 由Ala、Gly、Thr、Pro 组成,DAA包含Lys、Asp、Glu、Asn、Gln,AAA 包含Phe、Cys、Tyr、Trp。不同品种桃中各呈味氨基酸含量见图1~图4。

图1 不同品种桃鲜味氨基酸含量
Fig.1 Content of umami amino acids in different varieties of peaches

不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

图2 不同品种桃甜味氨基酸含量
Fig.2 Content of sweet amino acids in different varieties of peaches

不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

图3 不同品种桃苦味氨基酸含量
Fig.3 Content of bitter amino acids in different varieties of peaches

不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

图4 不同品种桃芳香族氨基酸含量
Fig.4 Content of aromatic amino acids in different varieties of peaches

不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

由图1~图4 可知,7 种桃中呈味氨基酸的平均含量排序为DAA>BAA>SAA>AAA。

各品种DAA、SAA、BAA、AAA 含量的均值与总呈味氨基酸的比值分别为82.51%、5.49%、9.41% 和2.59%。平均含量最高的DAA 中,黄金脆(370.32 μg/g)含量最高,其次是瑞蟠101(299.52 μg/g)、世纪桃王(299.52 μg/g)、晴朗(260.17 μg/g)、金秋红蜜(266.93 μg/g)、映霜红(257.22 μg/g),其中,瑞蟠101和晴朗之间差异显著,晴朗、金秋红蜜和映霜红三者间差异不显著。含量最低的是青州蜜(125.20 μg/g),含量最高的黄金脆约为青州蜜的3 倍。在平均含量次高的BAA 中,含量最高和次高的是黄金脆(57.89 μg/g)和瑞蟠101(45.80 μg/g),两者之间差异显著。含量较高的晴朗(40.004 μg/g)和世纪桃王(38.44 μg/g),两者之间差异显著。含量最低、次低以及较低的是金秋红蜜(6.92 μg/g)、映霜红(8.61 μg/g)和青州蜜(14.50 μg/g),三者之间差异显著。平均含量次低的SAA 中,含量最高、次高及较高的是晴朗(45.02 μg/g)、瑞蟠101(27.15 μg/g)以及黄金脆(18.49 μg/g),三者之间差异显著。含量较低的是青州蜜(11.99 μg/g)和世纪桃王(12.32 μg/g),两者之间没有明显差异。含量最低和次低的是金红秋蜜(3.19 μg/g)和映霜红(5.60 μg/g),两者之间差异显著。在平均含量最低的AAA 中,含量最高、次高和较高的分别为黄金脆(17.01 μg/g)、瑞蟠101(13.29 μg/g)、晴朗(11.70 μg/g),三者之间差异显著。含量最低和次低的是映霜红(1.25 μg/g)和金秋红蜜(1.41 μg/g),含量最高的黄金脆约为最低的12 倍。综上所述,各类呈味氨基酸在较多品种间存在差异性,DAA 含量在呈味氨基酸中占比最大,且与其他氨基酸含量占比差距较大。

2.3 不同桃品种氨基酸的相关性分析

20 种FAA 相关性分析结果见表2。

表2 游离氨基酸指标间的相关性分析
Table 2 Correlation analysis of FAA indexes

项目Val Thr Phe Met Leu Lys Ile Trp His Arg Ser Pro Gly Glu Asn Val 1 0.930**0.964**0.987**0.950**0.932**0.967**0.932**0.911**0.687**0.780**0.738**0.918**0.238 0.222 Thr Phe Met Leu Lys Ile Trp His Arg Ser Pro Gly Glu Asn AspTyrCysAlaGln 1 0.894**0.902**0.921**0.790**0.939**0.866**0.922**0.478*0.766**0.645**0.786**0.070 0.227 1 0.973**0.975**0.869**0.965**0.966**0.938**0.738**0.650**0.588**0.847**0.062 0.422 1 0.960**0.897**0.972**0.965**0.936**0.720**0.688**0.722**0.887**0.155 0.336 1 0.808**0.974**0.981**0.946**0.591**0.597**0.636**0.811**0.026 0.451*1 0.817**0.774**0.739**0.757**0.862**0.761**0.980**0.508*0.005 1 0.971**0.950**0.607**0.661**0.619**0.792**0.022 0.351 1 0.950**0.645**0.509*0.612**0.769**-0.042 0.521*1 0.652**0.555**0.594**0.735**-0.149 0.527*1 0.480*0.398 0.704**0.124 0.334 1 0.630**0.822**0.570**-0.366 1 0.835**0.534*-0.031 1 0.540*0.040 1-0.680**1

续表2 游离氨基酸指标间的相关性分析
Continue table 2 Correlation analysis of FAA indexes

注:*、**分别表示显著相关(p<0.05)和极显著相关(p<0.01)。

项目Asp Tyr Cys Ala Gln Val 0.586**0.939**0.526*0.700**0.821**Thr 0.484*0.893**0.413 0.487*0.697**Phe 0.562**0.847**0.418 0.576**0.705**Met 0.583**0.919**0.585**0.655**0.771**Leu 0.615**0.896**0.464*0.468*0.685**Lys 0.631**0.850**0.388 0.889**0.932**Ile 0.474*0.910**0.563**0.519*0.661**Trp 0.556**0.868**0.576**0.458*0.621**His 0.453*0.827**0.507*0.419 0.590**Arg 0.321 0.454*0.277 0.714**0.572**Ser 0.384 0.736**0.214 0.817**0.835**Pro 0.722**0.855**0.614**0.702**0.886**Gly 0.736**0.867**0.388 0.860**0.968**Glu 0.502*0.317 0.052 0.727**0.688**Asn 0.218 0.108 0.136-0.313-0.140 Asp 1 0.629**0.182 0.462*0.757**Tyr Cys Ala Gln 1 0.645**0.631**0.828**1 0.361 0.337 1 0.875**1

由表2 可知,7 种桃中有128 对FAA 间成极显著正相关(p<0.01),其中Met 和Val 之间的相关系数是0.987,为所有相关系数中最高。有22 对FAA 成显著正相关(p<0.05),如Cys 与Val、Thr 与Asp、Ala 之间呈现显著正相关。仅Glu 和Asn 之间呈现极显著负相关。以上分析可知7 种桃中绝大部分FAA 间呈正相关,且大多数FAA 间相关系数大于0.3,且大部分氨基酸间呈极显著正相关,表明各FAA 的相关性很强。

2.4 不同桃品种中游离氨基酸的主成分分析

主成分分析(principal component analysis,PCA)是目前被广泛接受的果蔬综合品质评价方法,也被运用于评估食品中FAA 的品质[24],对桃中20 种FAA 进行PCA 分析,结果如表3 所示。

表3 主成分特征值和贡献率
Table 3 Principal component eigenvalues and contribution rates

主成分1 2 3 4 5 6 7 8 9 10特征值13.631 3.208 1.071 0.994 0.808 0.207 0.047 0.011 0.008 0.005贡献率/%68.157 16.041 5.356 4.972 4.039 1.035 0.233 0.057 0.039 0.025累计贡献率/%68.157 84.198 89.554 94.526 98.565 99.600 99.833 99.891 99.929 99.955

由表3 可知,PCA 中3 个组分的方差累计贡献率为89.554%,且特征值均大于1,所以,利用这3 个组对7 种桃的FAAs 进行综合评价可行。故选取前3 个主成分作为3 个相互独立的综合性变量代替20 种FAA,对不同品种的桃FAA 品质进行全面分析,结果见表4。

表4 主成分载荷矩阵与系数
Table 4 Principal component load matrix and coefficient

氨基酸Val(X1)Thr(X2)Phe(X3)Met(X4)Leu(X5)Lys(X6)Ile(X7)Trp(X8)His(X9)Arg(X10)Ser(X11)Pro(X12)Gly(X13)Glu(X14)Asn(X15)Asp(X16)Tyr(X17)Cys(X18)Ala(X19)Gln(X20)主成分1主成分2主成分3载荷0.991 0.900 0.943 0.980 0.930 0.952 0.933 0.911 0.885 0.697 0.779 0.807 0.954 0.318 0.202 0.661 0.945 0.532 0.746 0.878系数0.073 0.066 0.069 0.072 0.068 0.070 0.068 0.067 0.065 0.051 0.057 0.059 0.070 0.023 0.015 0.049 0.069 0.039 0.055 0.064载荷-0.073-0.183-0.264-0.173-0.313 0.232-0.289-0.389-0.430-0.079 0.435 0.295 0.246 0.918-0.870 0.183 0.014-0.144 0.556 0.439系数-0.023-0.057-0.082-0.054-0.098 0.072-0.090-0.121-0.134-0.025 0.136 0.092 0.077 0.286-0.271 0.057 0.004-0.045 0.173 0.137载荷-0.031 0.021-0.168-0.006 0.014-0.180 0.024 0.045-0.030-0.524-0.182 0.398-0.088 0.062-0.070 0.174 0.285 0.610-0.200 0.003系数-0.029 0.020-0.156-0.005 0.013-0.168 0.023 0.042-0.028-0.489-0.170 0.371-0.082 0.058-0.066 0.163 0.266 0.569-0.187 0.003

由表3、表4 可知,主成分1 方差贡献率为68.157%,是3 个主成分中的最大值,表明其对桃FAA品质影响最大,主成分1 中主要影响因子是Val、Thr、Phe、Met、Leu、Lys、Ile、Trp、Gly、Tyr,均与主成分1 呈正相关,表明主成分载荷值越大,这10 种FAA 含量越高。主成分2 方差贡献率为16.041%,主要影响因子是Glu 和Asn,其中Glu 和主成分2 呈正相关,Asn 与主成分2 呈负相关,表明主成分荷载值越大,Glu 含量越高,而Asn 的含量越低。主成分3 方差贡献率为5.356%,主要影响因子为Cys,与主成分3 呈负相关。因此,Val、Thr、Phe、Met、Leu、Lys、Ile、Trp、Gly、Tyr、Glu、Asn、Arg 是这7 种桃的特征FAA。

2.5 不同桃品种中游离氨基酸综合评价

由主成分分析可知,前3 个主成分方差累计贡献率为89.554%,且特征值均大于1,通常认为累计方差贡献率大于85%即能够描述整体水平。使用PCA 得到的F1、F2、F3 这3 个新的综合指标来代替原本的指标对氨基酸进行分析,经主成分分析得的3 个主成分线性方程如下。

单个主成分不能对桃中FAA 营养品质做出科学评价,故以各主成分方差贡献率为权重,对3 个主成分进行加权求和,得到晚熟桃FAA 品质综合评价函数:F=0.681 7F1+0.160 4F2+0.053 6F3,根据评价函数计算不同品种桃的综合得分,得分越高,说明FAA 的品质越好,结果如表5 所示。

表5 各品种晚熟桃成分得分和综合评估
Table 5 Score and comprehensive evaluation of various varieties of late ripe peaches

品种金秋红蜜映霜红青州蜜世纪桃王晴朗瑞蟠101黄金脆F1 F2 F3 F 排名-1.277-1.090-0.894 0.328 1.156 0.806 0.972 0.109-0.406 0.566-0.066 1.833-0.421-1.614 0.021-0.373-0.312 1.464-0.810 1.344-1.334-0.852-0.828-0.535 0.291 1.038 0.554 0.332 7 6 5 4 1 2 3

由表5 可知,综合得分为正值,说明桃中FAA 综合质量高于平均值,同时Val、Thr、Phe、Met、Leu、Lys、Ile、Trp、Gly、Tyr、Glu 等FAA 含量高于均值,Asn、Arg等FAA 含量低于平均值。各品种桃综合得分范围为-0.852~1.038,表明不同品种的桃FAA 品质差异明显。综合得分得到的各品种桃FAA 综合品质排名显示,晴朗的综合品质最高,而金秋红蜜的综合得分最低,表明其FAA 的综合品质较差。

3 讨论与结论

通过对山东省临沂蒙阴地区晚熟桃FAA 测定分析,发现7 种桃中FAA 种类丰富,含有20 种氨基酸,包括8 种EAA、2 种CEAA 及10 种NEAA,TFAA 含量为165.169~460.328 μg/g。TFAA 的分析结果表明,各品种桃中TFAA 含量差异较明显,黄金脆中TFAA 含量最高。7 种桃中MAA/TFAA 的值最高为青州蜜(38.94%),平均值为28.405%。而EAA 和CEAA 的含量普遍较少。氨基酸含量排序是DAA>BAA>SAA>AAA。其中DAA 是晚熟桃FAA 中的主要成分,也是多数品种风味影响的主要因素。本研究通过PCA 建立了直观的FAA 综合品质评价函数,最终得到了7 种桃FAA 的综合品质得分及排名,分数由高到低为晴朗>瑞蟠101>黄金脆>世纪桃王>青州蜜>映霜红>金秋红蜜,分数越高代表FAA 的综合品质越好,PCA 能较好反映不同桃种间的差异。

综上所述,可以利用FAA 在各品种中的差异性来进行品种区分,通过建立数据库,为不同品种的育种提供指导;同时PCA 能较好反映各品种的综合价值,研究结果可为晚熟桃种质资源评价、品种选育和功能性产品开发提供参考。

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Composition and Comprehensive Evaluation of Free Amino Acids in Late Ripe Peaches from Shandong Province

LI Baolai1,WANG Yonghua2,YI Yanwang3,ZHANG Yan4,XU Haidong1,HU Aihua1,SUN Rui5*,CAI Mi5*
(1.Mengyin Science and Technology Innovation Service Center,Linyi 276200,Shandong,China;2.Mengyin Intellectual Property Protection Center,Linyi 276200,Shandong,China;3.Mengyin County Education Center,Linyi 276200,Shandong,China;4.Mengyin Science and Technology Bureau,Linyi 276200,Shandong,China;5.Department of Food Science and Engineering,Qilu University of Technology(Shandong Academy of Science),Jinan 250353,Shandong,China)

Abstract:To explore the difference in composition and content of free amino acid(FAA)and comprehensive quality of late ripe peaches from Shandong Province,the types and content of FAA in seven kinds of late ripe peaches were determined by liquid phase chromatography-tandem mass spectrometry.Principal component analysis(PCA)was used to comprehensively evaluate FAA in late ripe peaches.The results showed that there were many kinds of FAAs in late ripe peaches,with 20 kinds of FAA detected.The total amount of FAA ranged from 165.169 μg/g to 460.328 μg/g,among which the content of non-essential amino acids was the highest,followed by essential amino acids,and the lowest content was amino acids essential for children.There was no difference in FAA types among different varieties of late ripe peaches,but a significant difference was observed in in FAA content.The contents of flavorful amino acids in late ripe peaches in descending order were umami amino acids>bitter amino acids>sweet amino acids>aromatic amino acids.The correlation analysis showed that there was a significant correlation between different varieties of peaches.Three principal components were extracted from PCA,and the cumulative variance contribution rate was 89.55%.The PCA scores in descending order were Qingqing>Ruipan101>Golden Brittle>Century Peach King>Qingzhou Honey>Yingshuang Hong>Jinqiu Red Honey.FAA component characteristics of some late ripe peaches were significantly different,and PCA could better reflect the comprehensive value of each variety.

Key words:peach;free amino acid;correlation analysis;principal component analysis;comprehensive evaluation

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2024.15.022

基金项目:山东省重点研发计划(乡村振兴科技创新提振行动计划)项目(2022TZXD0012);齐鲁工业大学(山东省科学院)“揭榜制”项目(2022JBZ01-08)

作者简介:李保来(1967—),男(汉),副研究员,本科,研究方向:果树栽培与应用技术推广。

*通信作者:孙锐(1978—),男,教授,博士,研究方向:特色浆果加工;蔡宓(2001—),男,硕士研究生,研究方向:食品工程。

引文格式:

李保来,王永花,伊廷旺,等.山东晚熟桃游离氨基酸组成及综合评价[J].食品研究与开发,2024,45(15):164-171.

LI Baolai,WANG Yonghua,YI Yanwang,et al.Composition and Comprehensive Evaluation of Free Amino Acids in Late Ripe Peaches from Shandong Province[J].Food Research and Development,2024,45(15):164-171.

责任编辑:冯娜

收稿日期:2024-01-17