三叶木通果发酵过程中氨基酸组成及营养价值评价

三叶木通（Akebia trifoliata）隶属木通科木通属，又称八月瓜、野香蕉、预知子，是一种落叶木质藤本植物[1]。三叶木通果皮厚，呈紫红色，富含果胶、三萜、黄酮、酚酸类化学物等。果肉呈乳白色，清香甘甜，每100 g 鲜果肉中含有108 mg VC、14.9 g 多糖、1.07 g 粗蛋白质、818.5 mg 氨基酸，其中人体必需的氨基酸7 种，占氨基酸总量的36.5%[2]。三叶木通果籽油中脂肪酸主要为棕榈酸、油酸和亚油酸[3]，氨基酸以谷氨酸和天冬氨酸为主，氨基酸成分含量与成人氨基酸模式相似，极具营养价值[4]。

三叶木通果皮厚籽多，可食率极低，且果皮容易炸裂，极大地阻碍了其在食品领域中的应用。目前除鲜食外，三叶木通果主要加工成果脯、果粉、果汁、果茶、果酒等产品。有研究以三叶木通果肉为原料生产木通果酵素[5]，而关于利用三叶木通果籽进行发酵产品开发的研究较少。其果籽中的脂肪酸含量高达60%～80%[3]，为三叶木通果籽的发酵带来挑战，而三叶木通果的全生物利用同样也存在技术瓶颈。因此，以三叶木通全果为原料，利用现代发酵技术，通过全生物发酵来制备三叶木通果发酵产物，是实现三叶木通全生物利用的重要路径。

蛋白质和氨基酸在生长发育、供能代谢、机体修复、免疫应答、激素调节等方面发挥着作用[6-7]，其含量和组成在很大程度上影响着食品自身所具有的生理活性。基于此，本研究创新性地以三叶木通全果为原料，进行全生物发酵，通过研究发酵过程中蛋白质和氨基酸组成的变化，对其营养价值进行综合评估，以期为三叶木通果的高值化利用和相关产品开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

三叶木通果：广西壮族自治区桂林市桂林苗木基地；一级白砂糖：太古糖业有限公司；植物乳杆菌（JYLP-002）：山东中科嘉亿生物工程有限公司；果胶酶（10 000 U/g）：山东隆科特酶制剂有限公司；七水硫酸镁、磷酸二氢钠、无水硫酸铜、无水碳酸钠、硫酸钾、重蒸酚、氢氧化钠、硼酸、盐酸、硫酸、无水乙醇（均为分析纯）、二水柠檬酸钠、氢氧化钠、氯化钠、茚三酮、硫酸铵、甲基红、溴甲酚绿（均为优级纯）：国药集团化学试剂有限公司；丙二醇单甲基醚、无水醋酸钠、乙醇、冰醋酸（均为色谱纯）：阿拉丁试剂有限公司；混合氨基酸标准液：日本和光纯业工业株式会社。

1.2 仪器与设备

316L 型10 L 不锈钢发酵罐：浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室；DHG-9070A 电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司；JC-WD-24S 电动型圆形氮吹仪：青岛聚创环保集团有限公司；L-8900氨基酸自动分析仪：日本日立公司；D6 智能石墨消解仪：广州格丹纳仪器有限公司；K9860 全自动凯氏定氮仪：海能未来技术集团股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 三叶木通果发酵

选择成熟度良好、无机械损伤、无腐烂变质的三叶木通果，清洗，晾干，打浆。取2.5 kg 三叶木通果浆液、2.5 kg 去离子水和7.5 g 果胶酶，于10 L 发酵罐（事先经过高温灭菌处理）中均匀混合，40 ℃酶解12 h。酶解结束，罐内加入5 kg 糖液[白砂糖∶无菌水=1∶1（g/mL）]、3.75 g 植物乳杆菌，混合均匀，封口，于（25±5）℃条件下发酵72 d。试验重复3 次，作为平行。发酵过程中，每6 d 取一次样。样品经10 000 r/min 离心10 min，保留上清液，-80 ℃保存待用。

1.3.2 蛋白质含量测定

蛋白质含量测定参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》[8]中凯氏定氮法，略作改动。取3 mL 样品于消解管中，依次加入0.2 g 无水硫酸铜、3 g 硫酸钾和10 mL 浓硫酸，混匀。将消解管置于石墨消解仪上进行消解。待消解仪温度达到420 ℃后，继续消解1 h，消解完成后消解管内液体呈绿色透明状。待消解管冷却，取下消解管，用凯氏定氮仪进行测定，其中盐酸滴定液的浓度为0.1 mol/L，每个样品平行测定3 次。样品中蛋白质含量计算公式如下。

式中：P 为样品中蛋白质含量，mg/mL；V1 为试液消耗盐酸标准滴定液的体积，mL；V2 为试剂空白消耗盐酸标准滴定液的体积，mL；c 为盐酸标准滴定液的浓度，mol/L；0.001 40 为1.0 mL 盐酸标准滴定液相当的氮的质量，g；V 为样品的体积，mL；V3 为吸取消解液的体积，mL；F 为氮换算为蛋白质的系数，此处取6.25；100 为换算系数。

1.3.3 氨基酸含量测定

氨基酸含量测定参照GB 5009.124—2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》，略作改动[9]。取1 mL 样品于水解管中，加入6 mol/L 盐酸溶液10 mL和重蒸酚3～4 滴，冷却5 min，用氮吹仪充入高纯氮气保护，封口。将水解管于110 ℃下水解22 h，取出。冷却后将水解液全部转移至25 mL 容量瓶中，用去离子水多次冲洗水解管，定容，过滤。取1 mL 滤液，用真空干燥器在（45±5）℃条件下干燥，残留物加1 mL 水溶解，再干燥。加1 mL 0.02 mol/L 盐酸溶液溶解，过0.22 μm 水相微孔滤膜，等待上机进样。

进样条件：色谱柱为磺酸型阳离子树脂分离柱（4.6 mm×60 mm×3 μm）；流动相流速为0.4 mL/min，衍生化试剂流速为0.35 mL/min；分离柱柱温为57 ℃；反应柱柱温为135 ℃；进样量为20 μL；检测波长为脯氨酸440 nm，其余氨基酸570 nm。以峰面积为定量依据，采用外标法计算各氨基酸浓度。

1.3.4 蛋白质与氨基酸营养评价

必需氨基酸成分评价采用联合国粮食及农业组织/世界卫生组织（Food and Agriculture Organization/World Health Organization，FAO/WHO）建议的氨基酸评分标准，氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA）、氨基酸比值系数（ratio coefficient of amino acid，RCAA）和氨基酸比值系数得分（score of ratio coefficient of amino acid，SRCAA）的计算公式如下。

式中：RAA 为氨基酸比值；m1 为所测试蛋白质中必需氨基酸含量，mg/g 蛋白质；m2 为FAO/WHO 模式中相应必需氨基酸含量，mg/g 蛋白质。

式中：RCAA 为氨基酸比值系数；-----RAA 为RAA 的平均值；RCAA＞1 表示该种氨基酸相对过剩，RCAA＜1 表示该种氨基酸相对不足，RCAA 最小值所对应的氨基酸为第一限制性氨基酸，RCAA=1 表示该种氨基酸组成比例与FAO/WHO 谱图模式相一致。

式中：SRCAA 为氨基酸比值系数，SRCAA 值越高，表明评价对象营养价值越高；RCi 为各种氨基酸各自的比值系数；为各种氨基酸比值系数的平均值； 为氨基酸比值系数的平均值。

可消化必需氨基酸（digestible indispensable amino acid，DIAA）参考比计算公式如下。

式中：DIAA 为可消化必需氨基酸参考比，%；m1 为可消化膳食必需氨基酸含量，mg；m2 为对应的必需氨基酸含量，mg；M1 为所测试膳食蛋白含量，1 g；M2 为参考蛋白质含量，1 g。

DIAAS 为所有DIAA 参考比的最小值（%）。

1.3.5 氨基酸味觉评价

氨基酸味觉通过计算对应含量阈值比（ratio of content threshold，RCT）来定量评估，计算公式如下。

式中：RCT 为含量阈值比；m1 为某味觉氨基酸含量，g/kg；m2 为对应氨基酸的味觉阈值，g/kg。RCT≥1时，氨基酸对食物的风味口感有贡献，且RCT 数值越大，其贡献越大。

1.3.6 主成分分析与综合评价指标

基于主成分分析所得结果，可计算综合评价指标（comprehensive evaluation index，CEI）数值，其计算公式如下。

式中：CEI 为综合评价指标；Eig1 为第一主成分特征值；Eig2 为第二主成分特征值；FAC1 为第一主成分因子得分；FAC2 为第二主成分因子得分。

1.4 数据处理与分析

所有试验重复3 次，数据以平均值±标准偏差的形式表示。采用Origin 2022 软件进行数据统计和绘图，SPSS 26.0 软件进行单因素方差分析，p＜0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 三叶木通果发酵过程中蛋白质含量变化

三叶木通果中含有丰富的蛋白质，在发酵过程中蛋白质会被微生物同时用于合成代谢和分解代谢，监测发酵对于蛋白质含量的影响，有利于评估发酵产品的蛋白质营养价值。三叶木通果发酵过程中蛋白质含量变化如图1 所示。

由图1 可知，发酵液中的蛋白质含量在发酵初始的18 d 内发生显著变化，由（2.64±0.06）mg/mL 增加至（4.50±0.05）mg/mL（p＜0.05）。发酵初期，胞内可溶性蛋白质进入发酵液中，因而发酵第0 天检测出一定含量蛋白质。随着发酵的进行，微生物利用发酵液中的蔗糖以及果实本身糖类物质等为碳源，进行生长、繁殖和代谢等一系列生命活动，一方面生成蛋白质、氨基酸等代谢物，另一方面因预处理阶段的果胶酶也会对三叶木通果细胞的结构造成破坏，胞内蛋白质溶入发酵液，使发酵液中的蛋白质含量大幅增加。第24 天时蛋白质含量略有下降[（4.27±0.04）mg/mL]，之后又呈现缓慢增加的趋势，在第42 天达到最大值[（4.76±0.04）mg/mL]。在30～54 d 蛋白质含量没有发生显著变化（p＞0.05），说明发酵体系中蛋白质的消耗与生成处于相对的动态平衡。此后蛋白质含量开始慢慢减少，但基本趋于稳定，这可能与营养物质的比例失衡导致的微生物生长及蛋白质等代谢产物的消耗和降解有关[10]。发酵结束时，蛋白质含量为（4.54±0.03）mg/mL，为初始发酵时蛋白质含量的1.72 倍。因而仅从蛋白质含量的角度分析，三叶木通果全生物发酵工艺对其蛋白营养成分的提升起到了促进作用。

2.2 三叶木通果发酵过程中氨基酸组成及营养评价

2.2.1 氨基酸成分变化

氨基酸不仅是组成蛋白质和酶的基本单位，还参与激素、神经递质和部分维生素的合成以及糖和脂类的转化，同时发挥着机体调节和供能等作用，是生命体赖以生存的重要物质。氨基酸标准色谱图如图2所示。

由图2 可知，共分离并检测出包括γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）在内的18 种氨基酸，分别为天冬氨酸（Asp）、苏氨酸（Thr）、丝氨酸（Ser）、谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、半胱氨酸（Cys）、缬氨酸（Val）、甲硫氨酸（Met）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）、赖氨酸（Lys）、组氨酸（His）、精氨酸（Arg）、脯氨酸（Pro）和GABA，各氨基酸的分离效果较好。

三叶木通果和籽中的蛋白质可水解为氨基酸，各氨基酸之间也会相互转化，通过分析各氨基酸的种类和含量，可以对其蛋白质的营养水平做出评估。三叶木通果发酵过程中各氨基酸含量变化情况见表1。

由表1 可知，18 种氨基酸在发酵全程均有检出。发酵第0 天，氨基酸总量为（1 360.93±76.28）μg/mL；经过24 d 的持续发酵，氨基酸含量迅速增加至（3 210.70±163.02）μg/mL；发酵第24～72 天，氨基酸总量上下波动，第72 天达到最高（3 763.76±186.55）μg/mL，为发酵初始总量的2.77 倍。发酵结束时，含量最高的3 种氨基酸分别为精氨酸、谷氨酸和天冬氨酸，3 种氨基酸占总含量的58.68%，其余氨基酸相比较而言含量较低、变化幅度较小。其中，精氨酸含量变化最为显著，由第0 天 的（58.31±18.55）μg/mL 增加至第72 天的（1 382.01±7.16）μg/mL（p＜0.05）。精氨酸作为一种重要的半必需氨基酸，有利于人体的伤口愈合、促进体内激素的分泌和一氧化氮的合成，具有松弛和扩张血管以及缓解高血氨症的功效[11]。谷氨酸由第0 天的（284.28±25.44）μg/mL 增 加 至 第72 天 的（555.62±42.97）μg/mL，含量增加了近1 倍。谷氨酸是人类血浆中含量最丰富的氨基酸，能为细胞的增殖提供能量，增加精氨酸和瓜氨酸（精氨酸的一种前体）的浓度，具有促进伤口愈合的作用[12]。此外，谷氨酸还有维持内脏健康[13]和增强黏膜免疫[14]等功能。经过72 d 的发酵，天 冬 氨 酸 则 由（178.39±17.33）μg/mL 增 加 至（270.97±43.00）μg/mL，增幅为51.90%。天冬氨酸是一种内源性氨基酸，在神经系统和神经内分泌系统中扮演着重要的角色，与中枢神经系统的形成以及激素的调节存在密切联系[15]。此外，天冬氨酸还具备神经递质或神经调质的功能，能够实现和调节细胞间信号的传递[16]。

γ-氨基丁酸属于非蛋白原氨基酸，是一种存在于脊椎动物中枢神经系统中的最主要的抑制性神经递质，能够影响神经前体细胞的繁殖和分化[17]，具有促进和协助特定神经元的发育与调节、预防失眠与抑郁等功能[18]，因而γ-氨基丁酸在人脑功能的完善以及多种神经或精神疾病的防治中起着不可忽视的作用。三叶木通果发酵过程中γ-氨基丁酸含量变化如图3 所示。

由图3 可知，发酵初始6 d 内，γ-氨基丁酸含量变化显著，从（64.13±2.80）μg/mL 增加至（94.54±3.31）μg/mL（p＜0.05），此后其含量缓慢增加，增速随着发酵时间的延长逐渐减缓，发酵结束时为（162.87±3.64）μg/mL，与发酵开始时相比增加了153.97%。发酵液中的γ-氨基丁酸一方面源于原料本身，另一方面主要与高谷氨酸环境条件下，经植物乳杆菌中的谷氨酸脱羧酶作用形成脱羧转化有关[19-20]。

2.2.2 蛋白质与氨基酸营养评价

人体中的氨基酸可分为非必需氨基酸和必需氨基酸。非必需氨基酸可由人体自行合成或由其它氨基酸转化得到，而必需氨基酸在人体内不能自行合成或合成速度无法满足机体需求，因此只能从食物中摄取必需氨基酸，以维持机体的氮平衡以及能量平衡[21]。三叶木通果发酵过程中必需氨基酸与非必需氨基酸含量变化如图4 所示。

由图4 可知，必需氨基酸含量由第0 天 的（407.07±29.58）μg/mL 持续上升至第72 天的（745.76±45.87）μg/mL，增加了0.83 倍。其中，赖氨酸、亮氨酸和缬氨酸的增幅相对较大，其含量分别增加了147.81%、126.64% 和86.51%。赖氨酸具有调节一氧化氮的合成、抗病毒和修饰蛋白质等功能[22]。亮氨酸和缬氨酸属于支链氨基酸，支链氨基酸占人体对于氨基酸总需求的40%[21]，具备缓解运动疲劳、加速组织修复以及促进胰岛素的生成等功效[23]，对人体的新陈代谢意义重大。非必需氨基酸含量由第0 天的（953.86±46.70）μg/mL 持 续 上 升 至 第72 天 的（3 018.00±140.69）μg/mL，增加了2.16 倍。其中，精氨酸的增长贡献率最高，其含量在发酵过程中增幅达2 270.11%，因此，必需氨基酸与非必需氨基酸两者间的比值在发酵第0～6 天内没有较大变化（p＞0.05），而在第6～12 天发生显著下降，从0.426±0.005 降至0.256±0.014（p＜0.05），之后略有上升但基本保持稳定（p＞0.05）。以上结果表明，在三叶木通果发酵过程中同时富集了必需氨基酸和非必需氨基酸，且非必需氨基酸的积累速率远大于必需氨基酸，在发酵前期尤为明显。精氨酸、甘氨酸、谷氨酸和脯氨酸等虽然不是必需氨基酸，但在基因表达调节、细胞信号传导、抗氧化响应、神经传递以及免疫应答等方面发挥着必需氨基酸所不具有的作用[24]。

氨基酸比值系数法是基于氨基酸平衡理论设计的评价蛋白质营养价值的方法。该法主要通过RCAA和SRCAA 两个计算指标来评价食物中蛋白质的营养价值[25]，三叶木通果发酵过程中各计算指标结果如表2 所示。

由表2 可知，经过72 d 发酵，苏氨酸、异亮氨酸、含硫氨基酸和芳香族氨基酸的RCAA 值有所下降，缬氨酸、亮氨酸和赖氨酸的RCAA 值有所升高。其中，赖氨酸的RCAA 值由0.77±0.02 升高至1.12±0.19，表明其含量已达标。发酵第72 天，含硫氨基酸和苏氨酸的RCAA 值仍小于1，分别为第一和第二限制性氨基酸，可在发酵过程中通过工艺优化提高含硫氨基酸和苏氨酸的含量。从SRCAA 指标来看，发酵全程SRCAA 值始终在56.17～62.93 范围内波动，且发酵第30 天时，SRCAA 值达到最高，为62.93±0.69，表明此时发酵液中氨基酸的营养价值达到极大值。

可消化必需氨基酸参考比评价是一种基于氨基酸的参考模式、消化率和确定食物中单种氨基酸的分析方法的营养评价方式[26]，其计算过程不考虑整个胃肠道中粗蛋白质的消化率，而是考虑小肠末端（或回肠）中单种氨基酸的消化率，因而具有更高的准确性。三叶木通果发酵过程中可消化必需氨基酸参考比情况见表3。

由表3 可知，发酵过程中三叶木通果发酵液的DIAAS 始终大于100%，因而可将发酵液中的蛋白质营养价值评定为“优秀”[26]。同时可以发现，大多数发酵时间点中DIAAS 所对应的氨基酸为含甲硫氨酸+半胱氨酸，该结果同样表明，受限于原料本身的氨基酸组成，三叶木通果发酵液蛋白质组成结构的短板在于甲硫氨酸+半胱氨酸的相对缺乏，与氨基酸比值系数法所得结论相似。

2.3 氨基酸味觉评价

氨基酸侧链基团的不同是导致氨基酸结构差异的主要原因，同时也赋予了各种氨基酸独特的风味和口感。根据味觉强度，可将氨基酸分为4 类：鲜味氨基酸（天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸）、甜味氨基酸（苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、组氨酸、脯氨酸）、苦味氨基酸（缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、精氨酸）和芳香族氨基酸（半胱氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸）[27]。

三叶木通果发酵过程中4 类味觉氨基酸的含量变化如图5～图8 所示。

由图5～图8 可知，随着发酵的进行，4 种味觉氨基酸的含量均呈现先迅速上升后趋于稳定的变化趋势。经过72 d 发酵，鲜味和甜味氨基酸含量占比分别为26.85%和17.09%；苦味氨基酸含量增加了5 倍左右，占比最大，为51.12%；芳香族氨基酸含量增幅最小，仅增加了1/4，占比4.95%。三叶木通果发酵过程中各种氨基酸含量阈值比数据见表4。

由表4 可知，只有天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸的RCT 值大于1，并且其数值均随着发酵时间的延长而不断上升，表明这3 种氨基酸对三叶木通果发酵物的风味影响较大；其余14 种氨基酸的RCT 值皆小于1，表明其对三叶木通果发酵物的风味影响不大。因此从风味氨基酸层面判断，三叶木通果发酵液的风味口感主要为鲜味和苦味。

2.4 药用氨基酸组成评价

药用氨基酸在植物中含量较少，有些是人体不能合成的，包括精氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸，共9 种[28]。三叶木通果发酵过程中药用氨基酸含量变化如图9 所示。

由图9 可知，发酵初始，药用氨基酸总含量为（896.56±54.82）μg/mL，占氨基酸总含量的65.88%；发酵过程中9 种药用氨基酸含量均有增加，其总量在第0～24 天内增加最为迅速，之后增速减慢，趋于稳定；发酵结束时药用氨基酸总含量为（2 890.47±138.27）μg/mL，占氨基酸总量的76.80%，高于石斛（63.79%）[29]、地参（70.96%）[30]等中药。以上结果表明，三叶木通果发酵液不仅可以用于生产风味饮品，还有望凭借其较高的药用价值，进一步研发出功能型和保健型的营养补剂或其他高附加值产品。

2.5 氨基酸主成分分析与聚类分析

鉴于三叶木通果发酵过程中含有丰富的氨基酸，同时结果也显示出氨基酸的含量与发酵时长具有相关性，为了减少不同氨基酸含量的信息冗余，建立以氨基酸含量为综合指标的三叶木通果发酵液品质评价技术，对于不同发酵时间的氨基酸进行主成分分析与聚类分析。主成分分析结果如图10 所示。以主成分分析结果构建的综合评价指标，可用于不同发酵时长样品的质量评价，综合评价指标分析结果如图11 所示。聚类分析能实现相似样品的归类合并和差异样品的等级划分，根据18 种氨基酸含量对不同时间点的发酵液进行聚类分析，所得树状图如图12 所示。

由图10 可知，主成分1 和主成分2 的累计贡献率达84.3%，表明两种主成分可以解释绝大部分变量信息，从而用于反映各时间点发酵液的氨基酸营养价值。主成分分析结果表明，可以按照18 种氨基酸的含量将发酵分成5 个阶段：第一阶段：0～6 d；第二阶段：12～18 d；第三阶段：24～54 d；第四阶段：60～66 d；第五阶段：72 d。由图11 可知，随发酵时间的延长，三叶木通果发酵液的综合评价指标数值总体呈递增趋势。由图12 可知，可将不同时间点的发酵液分为5 类，与主成分分析的结果相一致。由此可知通过对三叶木通果进行全生物发酵，可以明显提高其蛋白质和氨基酸的营养价值，且与发酵时长密切相关。

3 结论

以三叶木通全果为原料，对其发酵过程中的蛋白质含量、氨基酸种类和含量进行监测，并结合多元统计分析和综合指标评价，评估发酵后样品的蛋白质和氨基酸营养价值。结果表明，发酵液中蛋白质含量在发酵最初的18 d 内增加显著（p＜0.05），在第42 天达到最高（4.76±0.04 mg/mL），之后略有降低，但基本趋于稳定。18 种氨基酸在发酵过程中含量均有增加，而精氨酸、谷氨酸和天冬氨酸的含量提升最为明显，发酵结束时三者含量之和占氨基酸总含量的58.68%。此外，γ-氨基丁酸的含量也随着发酵的进行而不断上升，发酵72 d 后，增幅达153.97%。非必需氨基酸在发酵第6～12 天内增长幅度远高于必需氨基酸，而发酵中后期两者的相对含量趋于稳定，导致必需氨基酸和非必需氨基酸的比值在发酵的前期发生显著下降（p＜0.05），之后保持稳定。氨基酸比值系数法和可消化必需氨基酸得分评价显示，发酵结束时发酵液中蛋白质和氨基酸的营养水平较高，但甲硫氨酸+半胱氨酸为限制性氨基酸。氨基酸味觉评价中，发酵前期以鲜味和甜味氨基酸为主，到发酵中后期主要为鲜味和苦味氨基酸。发酵液中药用氨基酸总量随着发酵的进行而不断增加，所占总氨基酸比例在发酵结束时达76.80%，表明三叶木通果发酵产品拥有极高药用价值。主成分分析和聚类分析结果表明可将发酵过程分为5 个阶段。本研究为三叶木通果全生物发酵工艺的开发奠定基础，也为相关发酵产品的研发提供理论依据。

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Evaluation of Amino Acid Composition and Nutritional Value of Akebia trifoliata Fruits during Fermentation

SUN Yuhao1，WANG Zhenzhen1，DAI Jing1，LI Xianxiu1，SHA Ruyi1*，MAO Jianwei1*，CUI Yanli2
（1.Zhejiang Provincial Key Lab for Chemical and Biological Processing Technology of Farm Product，Zhejiang Provincial Collaborative Innovation Center of Agricultural Biological Resources Biochemical Manufacturing，School of Biological and Chemical Engineering，Zhejiang University of Science and Technology，Hangzhou 310023，Zhejiang，China；2.Department of Chemistry，Zhejiang University，Hangzhou 310027，Zhejiang，China）

Abstract：The proteins and amino acid composition in the whole Akebia trifoliate fruits during fermentation were tracked. Combined with multiple index system，the nutritional value，flavor and medicinal value of amino acids in the fermentation process were evaluated. Then，the fermentation process was divided into stages by principal component analysis and cluster analysis，based on the content of amino acids.The results showed that with the fermentation，the proteins and amino acids showed a trend of increasing first and then tending to stabilize，which were in the range of 2.64-4.76 mg/mL and 1.36-3.76 mg/mL，respectively. The gamma -aminobutyric acid continued to increase，ranging from 64.13-162.87 μg/mL. The total contents of essential amino acids and nonessential amino acids both increased，with their ratio ranging from 0.247 to 0.426. Sulfur amino acids and cysteine were the first limiting amino acid and score of ratio coefficient of amino acids fluctuated in the range of 56.17-62.93. Digestible essential amino acids always scored more than 100% throughout fermentation，indicating that fermented A.trifoliata fruits could be ranked as'excellent'in terms of protein nutritional value. Ratios of content threshold of aspartate，glutamate and arginine were greater than 1，exerting a great impact on the flavor of the fermented products. The concentration of medicinal amino acids increased from（896.56±54.82）μg/mL to（2 890.47±138.27）μg/mL，and their proportion in total amino acids rose from 65.88% to 76.80%. The fermentation process was divided into five stages by principal component analysis and cluster analysis. The whole biological fermentation of A. trifoliata fruits would significantly improve the nutritional values of proteins and amino acids.

Key words：Akebia trifoliata fruits；protein；amino acid；nutritional value；fermentation

DOI：10.12161/j.issn.1005-6521.2024.20.022

基金项目：浙江省重点研发计划项目（2017C02009）

作者简介：孙宇昊（1997—），男（汉），硕士研究生，研究方向：生物质资源利用技术与工程。

*通信作者：沙如意（1982—），男（汉），副教授，博士，研究方向：农业生物资源生化制造；毛建卫（1964—），男（汉），教授，硕士，研究方向：农业生物资源生化制造。

引文格式：

孙宇昊，王珍珍，戴静，等.三叶木通果发酵过程中氨基酸组成及营养价值评价[J].食品研究与开发，2024，45（20）：172-182.

SUN Yuhao，WANG Zhenzhen，DAI Jing，et al.Evaluation of Amino Acid Composition and Nutritional Value of Akebia trifoliata Fruits during Fermentation[J].Food Research and Development，2024，45（20）：172-182.

责任编辑：张璐

收稿日期：2022-11-21