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‘细榧’和‘象牙榧’种实后熟过程中游离氨基酸差异分析

程佳洁 陈荣 喻卫武 陈文超 胡渊渊 张祖瑛 宋丽丽

程佳洁, 陈荣, 喻卫武, 等. ‘细榧’和‘象牙榧’种实后熟过程中游离氨基酸差异分析[J]. 浙江农林大学学报, 2025, 42(2): 239−248 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20250169
引用本文: 程佳洁, 陈荣, 喻卫武, 等. ‘细榧’和‘象牙榧’种实后熟过程中游离氨基酸差异分析[J]. 浙江农林大学学报, 2025, 42(2): 239−248 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20250169
CHENG Jiajie, CHEN Rong, YU Weiwu, et al. Differences in free amino acids during post-ripening process of Torreya grandis ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2025, 42(2): 239−248 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20250169
Citation: CHENG Jiajie, CHEN Rong, YU Weiwu, et al. Differences in free amino acids during post-ripening process of Torreya grandis ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2025, 42(2): 239−248 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20250169

‘细榧’和‘象牙榧’种实后熟过程中游离氨基酸差异分析

DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250169
基金项目: 浙江省省院合作重大项目(2025SY02);浙江省重大科技专项(2021C02066-11)
详细信息
    作者简介: 程佳洁(ORCID: 0009-0009-8439-6682),从事经济林果实采后生物学研究。E-mail: zhenzhumilaoda@outlook.com
    通信作者: 喻卫武(ORCID: 0000-0003-4246-4287),高级实验师,从事经济林栽培与品质分析研究。E-mail: yww888@zafu.edu.cn
  • 中图分类号: S759.8

Differences in free amino acids during post-ripening process of Torreya grandis ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds

  • 摘要:   目的  旨在探究不同香榧Torreya grandis ‘Merrilii’品种在后熟过程中游离氨基酸质量分数的变化及其品种间差异,为香榧品种的品质评估和种质创新提供科学参考。  方法  采用全自动氨基酸分析仪,对后熟过程中 ‘细榧’T. grandis ‘Xi Fei’和‘象牙榧’T. grandis ‘Xiangya Fei’种实的游离氨基酸质量分数进行测定,并结合主成分分析法,揭示了2种香榧在后熟过程中总游离氨基酸、必需氨基酸和呈味氨基酸的具体差异。  结果  在后熟过程中,‘细榧’和‘象牙榧’种实均检测到了15种常见游离氨基酸。其中,‘细榧’种实总游离氨基酸质量分数为673.11~1102.36 µg·g−1,‘象牙榧’种实总游离氨基酸质量分数为881.7 ~1 068.93 µg·g−1,且‘细榧’种实中必需氨基酸和非必需氨基酸的质量分数均显著高于‘象牙榧’。主成分分析进一步揭示了香榧2个品种在主要呈味氨基酸的差异,‘细榧’芳香族氨基酸质量分数更高,更具香气;而‘象牙榧’鲜味氨基酸质量分数较高,其口感鲜美。  结论  不同香榧品种的氨基酸质量分数和组成存在较大差异。后熟过程不仅提升了香榧的游离氨基酸质量分数,还提升了‘细榧’和‘象牙榧’种实的风味,使2个品种更具自身特色。图7表2参34
  • 香榧Torreya grandis ‘Merrilii’是红豆杉科Taxaceae榧树属Torreya裸子植物榧树Torreya grandis经无性繁殖形成的优良栽培品种,也是中国南方特有的集果用、药用、材用、油用和观赏于一体的珍贵经济树种,具有极高的经济和生态价值[1]。香榧种实风味香酥,余味浓郁,营养丰富,具有很强的健康功效,深受消费者的喜爱,且丰产期产值在30万元·hm−2以上[2]。与其他坚果不同,香榧种实需经过一段后熟过程以积累糖分、不饱和脂肪酸和氨基酸等营养成分[3],此过程对于香榧坚果采后品质的形成与提升极为关键[4]

    氨基酸是构建蛋白质的基本组成单元,不仅是人体生命活动的重要物质基础,也是决定食物风味与营养价值的关键成分[56]。在坚果中,游离氨基酸的含量及组成直接影响其营养品质和感官特性,尤其是呈味氨基酸的分布对坚果的风味特征具有重要贡献,如鲜味氨基酸赋予食物鲜味[7],甜味氨基酸增强甜感[8],而芳香味氨基酸则带来复杂味觉层次[9]。ZHANG等[10]研究表明:香榧种仁中含有17种游离氨基酸,其中,鲜味氨基酸占比最高,赋予其浓郁的鲜香风味,甜味和苦味氨基酸次之,形成独特的味觉平衡。长柄扁桃仁Amygdalus pedunculatus中,游离氨基酸质量分数较高,达21.74~32.35 mg·g−1,其必需氨基酸占总氨基酸比例为24.86%~28.22%,以鲜味氨基酸为主,甜味氨基酸次之[11]。鲜核桃Juglans regia中谷氨酸和天冬氨酸占比显著高于干核桃,其必需氨基酸占比高于扁桃仁,达30%~41%,营养价值更高[12]。花生Arachis hypogaea[13]和榛子Corylus heterophylla[14]等其他坚果,虽然氨基酸占比有差异,但游离氨基酸占比均少于扁桃仁。香榧受异花授粉、自然杂交、生态环境等方面因素影响,产生了许多变异,形成了不同品种(品系)。目前已研究发现:不同香榧品种的种实在形态和营养物质方面存在显著差异,如核形指数[15]、油脂[16]和蛋白质等[17]。氨基酸作为蛋白质的分解产物,它的组成和质量分数是衡量香榧品质优劣的重要指标[18]

    本研究选取当前主要栽培品种‘细榧’T. grandis‘Xi Fei’和主要推广品种‘象牙榧’T. grandis‘Xiangya Fei’,分析2个品种种实氨基酸积累的规律和差异,为香榧的品质评估和品种推广提供科学参考,以进一步提升香榧坚果的核心竞争力以及推动香榧产业的发展。

    种实采集于浙江省湖州市安吉县上墅乡刘家塘村(30°38′N,119°41′E),选取突破种鳞后525 d的‘细榧’ 和‘象牙榧’种实。样品采摘后于4 h内运回实验室,人工去除假种皮后清洗干净,放置一晚去除田间热。选取大小、颜色、形状一致的香榧种实,将其分为3个生物学重复,每个重复20 kg,置于温度25 ℃和湿度90%的室内进行后熟处理。每天进行1次翻堆,保证种实处于均匀的后熟环境。分别于后熟的第0、5、10、15和20天进行采样,人工去除香榧种壳,并将2个品种香榧种仁切碎分装于50 mL离心管,立即置于液氮中冷却速冻,放置于−80 ℃冰箱中保存,用于后续研究。

    茚三酮、乙酸、乙酸钠、盐酸、氢氧化钠、乙醇等分析纯试剂购自国药集团化学试剂有限公司,柠檬酸、柠檬酸钠等优级纯试剂购自日本和光公司,氨基酸混标购自Sigma公司。L-8900全自动氨基酸分析仪购自日本日立公司,天平为波兰RADWAG-AS 220.R2专业分析天平。

    1.3.1   标准曲线绘制

    准确吸取Type B、Type AN-Ⅱ氨基酸混标(日本和光)各0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL于25 mL容量瓶中,用0.02 mol·L−1盐酸溶液定容,4 ℃冷藏保存。取配制好的17种氨基酸混标,进样20 µL,以氨基酸浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。

    1.3.2   氨基酸测定

    取5 g液氮研磨好的香榧种实粉末鲜样,溶于10 mL去离子水,混匀成匀浆。再将该匀浆移至100 mL的容量瓶中,并添加60 mL的去离子水,摇匀后沸水浴1 h,期间每15 min涡旋1次。待冷却到室温后,定容到100 mL。从中取5 mL的定容液置于15 mL的离心管中,再加入等体积质量浓度为10%的磺酸水杨酸溶液混匀后,在4 ℃、10 000 r·min−1的条件下离心15 min。离心后用注射器吸取上清液,取上清液过0.22 μm水膜,待测。采用L-8900全自动氨基酸分析仪测定香榧种实游离氨基酸。

    1.3.3   色谱条件

    色谱柱为Na+型阳离子交换柱;离子交换树脂2622,检测器为紫外可见光检测器;显色剂为茚三酮;缓冲液系统为柠檬酸钠缓冲液B1 (pH 3.2),B2 (pH 3.0),B3 (pH 4.0),B4 (pH 4.9);缓冲液流速为0.40 mL·min−1,茚三酮流速为0.35 mL·min−1;柱温为57 ℃,室温为135 ℃。进样体积为20 μL。用外标法测定样品溶液中的游离氨基酸,其中脯氨酸检测波长为440 nm,其他氨基酸检测波长为570 nm。

    数据通过Excel进行计算并绘图,方差分析采用SPSS 26.0。对数据进行标准化处理,进一步计算特征值和特征向量,基于累积方差贡献率进行主成分分析(PCA);数据分析过程在Origin 2022平台完成,采用内置的PCA分析模块进行处理,并绘制相应的得分图(Score Plot),以直观展示各类氨基酸在主成分空间中的分布特征及其相互关系。

    以17种游离氨基酸为对照,分别检测后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实的氨基酸组分。如图1所示:在‘细榧’和‘象牙榧’种实中氨基酸种类无差异,均检测到了包含天冬氨酸、苏氨酸等14种蛋白质氨基酸以及γ-氨基丁酸,但组氨酸和精氨酸未检出(表1表2)。

    图 1  17种氨基酸混标(A)、‘细榧’(B)与‘象牙榧’(C)种实后熟第0天氨基酸色谱图
    Figure 1  17 amino acid mixed standards (A), amino acid chromatograms of ‘Xi Fei’ (B) and ‘Xiangya Fei’ (C) on day 0 during post-ripening process
    表 1  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实非必需氨基酸质量分数的变化
    Table 1  Non-essential amino acid content of ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process
    品种 时间/d 非必需氨基酸质量分数/(µg·g−1)
    天冬氨酸 丝氨酸 谷氨酸 脯氨酸 甘氨酸 丙氨酸 酪氨酸 γ-氨基丁酸 总计
    ‘细榧’ 0 40.90±1.15 c 46.37±2.56 b 72.80±5.89 de 44.01±7.91 a 9.43±0.65 b 29.90±1.43 cd 52.87±2.78 f 156.33±8.06 d 433.67±23.61 f
    5 42.77±8.77 c 38.90±0.80 cd 89.63±2.79 bc 23.82±3.82 bc 30.20±6.22 a 28.87±2.21 d 114.67±4.99 d 320.00±24.91 a 665.03±36.97 cd
    10 42.77±8.77 c 41.60±0.36 bcd 84.83±8.86 cde 14.03±4.24 c 32.73±5.89 a 35.13±0.69 bc 139.67±8.99 abc 331.67±21.70 a 731.30±28.72 abc
    15 78.97±3.76 b 40.37±2.74 cd 72.47±5.42 de 15.23±0.97 c 32.07±5.53 a 34.93±3.46 bc 149.33±18.57 a 358.67±33.81 a 766.80±76.40 ab
    20 79.27±6.31 b 36.57±1.03 d 81.20±2.97 cde 37.17±9.61 ab 33.47±4.18 a 30.80±0.59 cd 146.00±8.64 ab 353.67±14.50 a 798.13±19.70 a
    ‘象牙榧’ 0 106.23±8.32 a 51.53±1.67 a 71.97±5.15 e 40.77±8.34 a 12.63±1.24 b 40.53±1.10 a 72.30±5.46 ef 166.67±5.79 d 562.63±13.31 e
    5 83.83±4.25 b 38.87±1.95 cd 87.70±13.71 bcd 42.77±7.89 a 26.40±0.45 a 34.60±2.32 bc 79.27±5.78 e 225.33±3.86 c 618.77±39.21 de
    10 102.37±4.88 a 42.53±1.46 bc 92.63±5.24 bc 36.37±7.33 ab 29.43±1.00 a 33.27±1.09 cd 104.57±7.73 d 263.67±9.74 bc 704.83±27.31 bc
    15 121.67±2.05 a 38.17±5.45 cd 100.20±2.29 b 42.47±7.98 a 26.33±4.22 a 39.03±4.71 ab 117.67±7.32 cd 270.33±16.74 b 755.86±21.37 abc
    20 121.00±11.43 a 36.80±2.55 cd 119.33±6.13 a 22.40±12.01 bc 34.30±6.64 a 30.10±0.08 cd 124.67±19.62 bcd 255.67±30.71 bc 744.27±75.48 abc
      说明:数值为平均值±标准差。不同小写字母表示‘细榧’和‘象牙榧’在同一物质不同后熟时间间差异显著(P<0.05)。
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    表 2  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实必需氨基酸质量分数的变化
    Table 2  Essential amino acid content of ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process
    品种 时间/d 必需氨基酸质量分数/(µg·g−1)
    苏氨酸 缬氨酸 蛋氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 苯丙氨酸 赖氨酸 总计
    ‘细榧’ 0 23.37±1.34 b 28.63±2.43 c 10.07±1.11 cd 24.13±0.17 d 37.97±0.87 cd 57.80±2.38 d 38.53±3.82 b 220.50±14.06 c
    5 35.63±2.47 a 44.23±4.76 ab 10.23±0.45 cd 31.70±2.49 abc 44.57±5.82 abcd 89.60±6.73 a 62.33±2.36 a 318.30±27.81 ab
    10 38.83±2.25 a 48.60±2.29 a 11.97±0.88 bc 34.73±2.41 ab 48.87±5.57 ab 89.53±1.30 a 72.23±2.15 a 344.77±19.50 a
    15 37.43±3.60 a 47.43±4.92 a 9.63±0.74 cd 34.60±3.60 ab 41.73±6.21 abcd 82.07±7.93 ab 67.43±7.71 a 320.33±40.59 ab
    20 34.47±2.13 a 44.73±4.72 a 8.20±0.00 de 29.03±1.80 c 36.67±2.32 d 73.00±2.44 bc 63.07±5.31 a 289.17±18.78 b
    ‘象牙榧’ 0 33.93±0.85 a 37.13±1.90 b 16.00±0.67 a 29.97±0.54 bc 48.67±2.38 abc 87.93±5.41 a 65.50±2.09 a 319.13±8.33 ab
    5 34.40±1.24 a 41.60±1.55 ab 11.37±2.38 bc 32.30±2.34 abc 45.63±2.00 abcd 77.33±10.14 abc 59.87±10.17 a 302.50±35.60 ab
    10 37.17±1.23 a 47.63±1.28 a 12.70±1.39 b 36.30±2.48 a 51.63±3.41 a 80.73±3.80 ab 67.57±7.62 a 333.73±24.24 ab
    15 38.30±1.44 a 48.00±1.14 a 10.30±0.49 cd 35.80±0.41 a 43.07±8.13 abcd 71.00±2.62 bc 66.60±2.87 a 313.07±16.31 ab
    20 34.20±3.47 a 43.43±3.52 ab 7.03±0.40 e 32.67±3.18 abc 38.50±3.24 bcd 65.10±7.86 cd 65.17±7.85 a 286.10±33.01 b
      说明:数值为平均值±标准差。不同小写字母表示‘细榧’和‘象牙榧’在同一物质不同后熟时间间差异显著(P<0.05)。
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    根据标准曲线计算得到每种氨基酸的质量分数,结果显示:2个品种种实在后熟过程中的总游离氨基酸质量分数均显著(P<0.05)增加,‘细榧’种实的总游离氨基酸质量分数为673.11~1 102.36 µg·g−1,‘象牙榧’种实为881.77~1 068.93 µg·g−1(图2)。后熟过程开始后,‘细榧’和‘象牙榧’种实总非必需氨基酸质量分数显均呈现上升趋势,‘细榧’在第20天积累达到最多,而‘象牙榧’种实则在第15天达时达到最大值后下降(表1)。‘细榧’种实总必需氨基酸质量分数显著高于‘象牙榧’(P<0.05,表2),然而,‘细榧’种实总必需氨基酸占比(26.59%~32.76%)却小于‘象牙榧’的占比(27.77%~36.19%)。在这2个品种中,γ-氨基丁酸质量分数最高,其次是谷氨酸和酪氨酸。γ-氨基丁酸在后熟过程中显著积累,且在第20天‘细榧’种实中γ-氨基丁酸质量分数为‘象牙榧’的1.38倍。

    图 2  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实总游离氨基酸质量分数的变化
    Figure 2  Total free amino acid content of ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process
    2.2.1   总呈味氨基酸分析

    甜味氨基酸包括脯氨酸、赖氨酸、丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸;芳香味氨基酸包括酪氨酸和苯丙氨酸;鲜味氨基酸包括谷氨酸和天冬氨酸;苦味氨基酸包括蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。在‘细榧’和‘象牙榧’种实中,总呈味氨基酸的质量分数从大到小排序为甜味氨基酸>芳香族氨基酸>鲜味氨基酸>苦味氨基酸。鲜味氨基酸在‘象牙榧’种实中的占比高于‘细榧’,而芳香族氨基酸占比则相反,即在‘细榧’种实中的占比高于‘象牙榧’(图3A)。PCA结果(图3B)显示:鲜味、甜味、苦味和芳香族氨基酸在这2个品种中显示出明显的分离,且‘细榧’种实具有较高的芳香族氨基酸,而‘象牙榧’种实具有较高的鲜味氨基酸和甜味氨基酸。

    图 3  后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实呈味氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)
    Figure 3  Flavor amino acid content (A) and PCA of flavor amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process
    2.2.2   甜味氨基酸分析

    在后熟过程中,‘细榧’种实的总甜味氨基酸质量分数无显著变化,在第20天时最高,为235.53 µg·g−1;‘象牙榧’种实的总甜味氨基酸逐渐积累,在第15天时达到最大值,为250.89 µg·g−1(图4A)。在‘象牙榧’种实中,赖氨酸的质量分数最高,在‘细榧’中,赖氨酸逐渐积累且在第15天达到最高。PCA结果(图4B)显示:2个品种种实的甜味氨基酸在第0天差异明显,其中丝氨酸在‘象牙榧’中的贡献较大。随着后熟时间的推移,2个品种的甜味氨基酸质量分数差异不明显。

    图 4  后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实甜味氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)
    Figure 4  Sweet amino acid content (A) and PCA of sweet amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process
    2.2.3   芳香族氨基酸分析

    图5A所示:后熟第0天时,‘细榧’种实的芳香族氨基酸质量分数低于‘象牙榧’。在后熟过程中,2个品种种实的芳香族氨基酸质量分数均呈上升趋势,但‘象牙榧’到第10天后趋于稳定,不再增加,而‘细榧’仍不断增加,在第15天达到最大值,且高于‘象牙榧’。‘细榧’种实的芳香族氨基酸质量分数介于110.67~231.40 µg·g−1,‘象牙榧’则介于156.60~189.77 µg·g−1。苯丙氨酸和酪氨酸是构成香榧芳香族氨基酸的重要成分,其中酪氨酸在后熟过程中质量分数增加更为显著,这2种氨基酸都对‘细榧’种实后熟过程中芳香味的形成有较大贡献(图5B)。

    图 5  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实芳香族氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)
    Figure 5  Aromatic amino acid content (A) and PCA of aromatic amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process
    2.2.4   鲜味氨基酸分析

    在后熟过程中,2个品种种实总鲜味氨基酸质量分数的变化趋势与芳香族氨基酸相似,均呈上升的趋势。然而,‘象牙榧’种实的鲜味氨基酸质量分数在整个后熟期间始终高于‘细榧’,特别是在后熟的第20天时,‘象牙榧’种实的鲜味氨基酸质量分数比‘细榧’高79.86 µg·g−1(图6A)。谷氨酸和天冬氨酸是构成香榧鲜味氨基酸的关键成分,均在后熟过程中逐渐积累。相比而言,‘细榧’种实的谷氨酸变化较小,这说明天冬氨酸可能是影响‘细榧’鲜味变化的主要因素。而在‘象牙榧’种实中,天冬氨酸和谷氨酸的质量分数则相对接近。PCA结果(图6B)进一步显示:谷氨酸和天冬氨酸均对‘象牙榧’种实在后熟过程中的鲜味有着较大的贡献。

    图 6  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’鲜味氨基酸质量分数比较(A)与鲜味氨基酸主成分分析(B)
    Figure 6  Umami amino acid content (A) and PCA of umami amino acid (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process
    2.2.5   苦味氨基酸分析

    图7A所示:‘细榧’和‘象牙榧’的苦味氨基酸质量分数接近,在后熟过程中的变化趋势也相似,均在后熟第10天达到最高值,后逐渐降低。亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸占‘细榧’和‘象牙榧’苦味氨基酸的90%。2个品种在PCA分析(图7B)中呈现一定的分离,说明2个品种在后熟过程中苦味氨基酸组成的变化模式存在差异,其中亮氨酸和蛋氨酸对‘象牙榧’种实苦味贡献较大。

    图 7  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实苦味氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)
    Figure 7  Bitter amino acid content (A) and PCA of bitter amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    近年来,香榧坚果因其高营养价值和独特风味,深受消费者青睐[19]。本研究发现:香榧种实中总游离氨基酸质量分数为673.11~1102.36 µg·g−1,均值为991.06 µg·g−1,低于核桃,但高于山核桃Carya cathayensis和巴西松子Araucaria angustifolia [12]。香榧中的氨基酸组成与联合国粮食及农业组织/世界卫生组织(FAO/WHO)推荐的理想模式非常接近,易被人体吸收利用[2]。本研究检测到15种游离氨基酸,与ZHANG等[10]的研究相比,相差2种,可能是由于香榧品种及产地的不同,造成氨基酸组成成分和质量分数的差异。

    在后熟过程中,2个品种种实的游离氨基酸质量分数均显著提高,‘细榧’种实的整体游离氨基酸质量分数高于‘象牙榧’。其中,质量分数较高的氨基酸从高到低依次为γ-氨基丁酸、酪氨酸、天冬氨酸和谷氨酸。这些氨基酸不仅对香榧的营养价值有重要贡献,还通过参与美拉德反应等化学反应,生成多种风味化合物[20],能显著提升香榧的风味品质。已有研究表明:天冬氨酸能改善心肌收缩功能、促进能量代谢、保护线粒体功能以及降低缺血性心脏病风险[2122]。谷氨酸作为中枢神经系统中主要的兴奋性神经递质[23],参与神经信号传递,调节学习和记忆功能[24]。酪氨酸作为芳香族氨基酸,与降低血压相关,尤其是在高血压患者中,其水平与心血管健康指标之间存在关联[25]。质量分数最高的γ-氨基丁酸能通过调节自主神经系统[26],降低血压[27]。这说明后熟过程不仅能提升香榧的氨基酸质量分数,还能优化其营养成分。

    氨基酸的多样性和组成差异是香榧独特口感的重要基础[28]。呈味氨基酸在食物的风味调节中发挥重要作用,它们赋予食品甜味、鲜味和苦味等多种风味特征,显著影响食品的整体风味和决定食品的可接受性[29]。在种实后熟过程中香榧的游离氨基酸,特别是鲜味和芳香族氨基酸的积累,显著提升了香榧的风味品质。本研究发现:香榧中各类呈味氨基酸的质量分数从高到低排序为:甜味>芳香族>鲜味>苦味。‘细榧’种实中γ-氨基丁酸与酪氨酸质量分数较高,芳香风味更突出。有研究表明:在柑橘Citrus中,酪氨酸和苯丙氨酸也是重要的芳香味氨基酸,是柑橘风味多样性的重要来源[30]。酪氨酸和苯丙氨酸会通过参与挥发性化合物的合成,影响果实的香气特征[31]。‘象牙榧’种实因天冬氨酸与谷氨酸质量分数高,鲜味更足。谷氨酸具有明显的鲜味,是发酵食物和调味品中最丰富的氨基酸,也是其中最重要的风味成分物质[32],间接影响蔬菜的风味形成[33]。番茄Solanum lycopersicum中的谷氨酸和天冬氨酸为它提供了特有的鲜味,其含量随着果实成熟逐渐增加,有助于番茄果实风味的形成[34]。综上,后熟过程使香榧种实具有了不同于其他坚果的独特呈味。

    本研究结果显示:香榧不同品种种实的氨基酸组成和质量分数存在较大差异,在香榧种实的后熟过程中,游离氨基酸质量分数逐渐增加,‘细榧’和‘象牙榧’种实氨基酸差异主要体现在芳香族氨基酸和鲜味氨基酸上。未来可进一步优化检测方法,深入研究不同香榧品种种实游离氨基酸差异的形成机制,并结合转录组分析不同香榧品种后熟过程中氨基酸合成代谢机制。

  • 图  1  17种氨基酸混标(A)、‘细榧’(B)与‘象牙榧’(C)种实后熟第0天氨基酸色谱图

    Figure  1  17 amino acid mixed standards (A), amino acid chromatograms of ‘Xi Fei’ (B) and ‘Xiangya Fei’ (C) on day 0 during post-ripening process

    图  2  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实总游离氨基酸质量分数的变化

    Figure  2  Total free amino acid content of ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    图  3  后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实呈味氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)

    Figure  3  Flavor amino acid content (A) and PCA of flavor amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    图  4  后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实甜味氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)

    Figure  4  Sweet amino acid content (A) and PCA of sweet amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    图  5  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实芳香族氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)

    Figure  5  Aromatic amino acid content (A) and PCA of aromatic amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    图  6  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’鲜味氨基酸质量分数比较(A)与鲜味氨基酸主成分分析(B)

    Figure  6  Umami amino acid content (A) and PCA of umami amino acid (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    图  7  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实苦味氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)

    Figure  7  Bitter amino acid content (A) and PCA of bitter amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    表  1  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实非必需氨基酸质量分数的变化

    Table  1.   Non-essential amino acid content of ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    品种 时间/d 非必需氨基酸质量分数/(µg·g−1)
    天冬氨酸 丝氨酸 谷氨酸 脯氨酸 甘氨酸 丙氨酸 酪氨酸 γ-氨基丁酸 总计
    ‘细榧’ 0 40.90±1.15 c 46.37±2.56 b 72.80±5.89 de 44.01±7.91 a 9.43±0.65 b 29.90±1.43 cd 52.87±2.78 f 156.33±8.06 d 433.67±23.61 f
    5 42.77±8.77 c 38.90±0.80 cd 89.63±2.79 bc 23.82±3.82 bc 30.20±6.22 a 28.87±2.21 d 114.67±4.99 d 320.00±24.91 a 665.03±36.97 cd
    10 42.77±8.77 c 41.60±0.36 bcd 84.83±8.86 cde 14.03±4.24 c 32.73±5.89 a 35.13±0.69 bc 139.67±8.99 abc 331.67±21.70 a 731.30±28.72 abc
    15 78.97±3.76 b 40.37±2.74 cd 72.47±5.42 de 15.23±0.97 c 32.07±5.53 a 34.93±3.46 bc 149.33±18.57 a 358.67±33.81 a 766.80±76.40 ab
    20 79.27±6.31 b 36.57±1.03 d 81.20±2.97 cde 37.17±9.61 ab 33.47±4.18 a 30.80±0.59 cd 146.00±8.64 ab 353.67±14.50 a 798.13±19.70 a
    ‘象牙榧’ 0 106.23±8.32 a 51.53±1.67 a 71.97±5.15 e 40.77±8.34 a 12.63±1.24 b 40.53±1.10 a 72.30±5.46 ef 166.67±5.79 d 562.63±13.31 e
    5 83.83±4.25 b 38.87±1.95 cd 87.70±13.71 bcd 42.77±7.89 a 26.40±0.45 a 34.60±2.32 bc 79.27±5.78 e 225.33±3.86 c 618.77±39.21 de
    10 102.37±4.88 a 42.53±1.46 bc 92.63±5.24 bc 36.37±7.33 ab 29.43±1.00 a 33.27±1.09 cd 104.57±7.73 d 263.67±9.74 bc 704.83±27.31 bc
    15 121.67±2.05 a 38.17±5.45 cd 100.20±2.29 b 42.47±7.98 a 26.33±4.22 a 39.03±4.71 ab 117.67±7.32 cd 270.33±16.74 b 755.86±21.37 abc
    20 121.00±11.43 a 36.80±2.55 cd 119.33±6.13 a 22.40±12.01 bc 34.30±6.64 a 30.10±0.08 cd 124.67±19.62 bcd 255.67±30.71 bc 744.27±75.48 abc
      说明:数值为平均值±标准差。不同小写字母表示‘细榧’和‘象牙榧’在同一物质不同后熟时间间差异显著(P<0.05)。
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    表  2  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实必需氨基酸质量分数的变化

    Table  2.   Essential amino acid content of ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    品种 时间/d 必需氨基酸质量分数/(µg·g−1)
    苏氨酸 缬氨酸 蛋氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 苯丙氨酸 赖氨酸 总计
    ‘细榧’ 0 23.37±1.34 b 28.63±2.43 c 10.07±1.11 cd 24.13±0.17 d 37.97±0.87 cd 57.80±2.38 d 38.53±3.82 b 220.50±14.06 c
    5 35.63±2.47 a 44.23±4.76 ab 10.23±0.45 cd 31.70±2.49 abc 44.57±5.82 abcd 89.60±6.73 a 62.33±2.36 a 318.30±27.81 ab
    10 38.83±2.25 a 48.60±2.29 a 11.97±0.88 bc 34.73±2.41 ab 48.87±5.57 ab 89.53±1.30 a 72.23±2.15 a 344.77±19.50 a
    15 37.43±3.60 a 47.43±4.92 a 9.63±0.74 cd 34.60±3.60 ab 41.73±6.21 abcd 82.07±7.93 ab 67.43±7.71 a 320.33±40.59 ab
    20 34.47±2.13 a 44.73±4.72 a 8.20±0.00 de 29.03±1.80 c 36.67±2.32 d 73.00±2.44 bc 63.07±5.31 a 289.17±18.78 b
    ‘象牙榧’ 0 33.93±0.85 a 37.13±1.90 b 16.00±0.67 a 29.97±0.54 bc 48.67±2.38 abc 87.93±5.41 a 65.50±2.09 a 319.13±8.33 ab
    5 34.40±1.24 a 41.60±1.55 ab 11.37±2.38 bc 32.30±2.34 abc 45.63±2.00 abcd 77.33±10.14 abc 59.87±10.17 a 302.50±35.60 ab
    10 37.17±1.23 a 47.63±1.28 a 12.70±1.39 b 36.30±2.48 a 51.63±3.41 a 80.73±3.80 ab 67.57±7.62 a 333.73±24.24 ab
    15 38.30±1.44 a 48.00±1.14 a 10.30±0.49 cd 35.80±0.41 a 43.07±8.13 abcd 71.00±2.62 bc 66.60±2.87 a 313.07±16.31 ab
    20 34.20±3.47 a 43.43±3.52 ab 7.03±0.40 e 32.67±3.18 abc 38.50±3.24 bcd 65.10±7.86 cd 65.17±7.85 a 286.10±33.01 b
      说明:数值为平均值±标准差。不同小写字母表示‘细榧’和‘象牙榧’在同一物质不同后熟时间间差异显著(P<0.05)。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-01-03
  • 修回日期:  2025-03-14
  • 录用日期:  2025-03-17
  • 刊出日期:  2025-04-01

‘细榧’和‘象牙榧’种实后熟过程中游离氨基酸差异分析

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20250169
    基金项目:  浙江省省院合作重大项目(2025SY02);浙江省重大科技专项(2021C02066-11)
    作者简介:

    程佳洁(ORCID: 0009-0009-8439-6682),从事经济林果实采后生物学研究。E-mail: zhenzhumilaoda@outlook.com

    通信作者: 喻卫武(ORCID: 0000-0003-4246-4287),高级实验师,从事经济林栽培与品质分析研究。E-mail: yww888@zafu.edu.cn
  • 中图分类号: S759.8

摘要:   目的  旨在探究不同香榧Torreya grandis ‘Merrilii’品种在后熟过程中游离氨基酸质量分数的变化及其品种间差异,为香榧品种的品质评估和种质创新提供科学参考。  方法  采用全自动氨基酸分析仪,对后熟过程中 ‘细榧’T. grandis ‘Xi Fei’和‘象牙榧’T. grandis ‘Xiangya Fei’种实的游离氨基酸质量分数进行测定,并结合主成分分析法,揭示了2种香榧在后熟过程中总游离氨基酸、必需氨基酸和呈味氨基酸的具体差异。  结果  在后熟过程中,‘细榧’和‘象牙榧’种实均检测到了15种常见游离氨基酸。其中,‘细榧’种实总游离氨基酸质量分数为673.11~1102.36 µg·g−1,‘象牙榧’种实总游离氨基酸质量分数为881.7 ~1 068.93 µg·g−1,且‘细榧’种实中必需氨基酸和非必需氨基酸的质量分数均显著高于‘象牙榧’。主成分分析进一步揭示了香榧2个品种在主要呈味氨基酸的差异,‘细榧’芳香族氨基酸质量分数更高,更具香气;而‘象牙榧’鲜味氨基酸质量分数较高,其口感鲜美。  结论  不同香榧品种的氨基酸质量分数和组成存在较大差异。后熟过程不仅提升了香榧的游离氨基酸质量分数,还提升了‘细榧’和‘象牙榧’种实的风味,使2个品种更具自身特色。图7表2参34

English Abstract

程佳洁, 陈荣, 喻卫武, 等. ‘细榧’和‘象牙榧’种实后熟过程中游离氨基酸差异分析[J]. 浙江农林大学学报, 2025, 42(2): 239−248 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20250169
引用本文: 程佳洁, 陈荣, 喻卫武, 等. ‘细榧’和‘象牙榧’种实后熟过程中游离氨基酸差异分析[J]. 浙江农林大学学报, 2025, 42(2): 239−248 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20250169
CHENG Jiajie, CHEN Rong, YU Weiwu, et al. Differences in free amino acids during post-ripening process of Torreya grandis ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2025, 42(2): 239−248 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20250169
Citation: CHENG Jiajie, CHEN Rong, YU Weiwu, et al. Differences in free amino acids during post-ripening process of Torreya grandis ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2025, 42(2): 239−248 doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.20250169
  • 香榧Torreya grandis ‘Merrilii’是红豆杉科Taxaceae榧树属Torreya裸子植物榧树Torreya grandis经无性繁殖形成的优良栽培品种,也是中国南方特有的集果用、药用、材用、油用和观赏于一体的珍贵经济树种,具有极高的经济和生态价值[1]。香榧种实风味香酥,余味浓郁,营养丰富,具有很强的健康功效,深受消费者的喜爱,且丰产期产值在30万元·hm−2以上[2]。与其他坚果不同,香榧种实需经过一段后熟过程以积累糖分、不饱和脂肪酸和氨基酸等营养成分[3],此过程对于香榧坚果采后品质的形成与提升极为关键[4]

    氨基酸是构建蛋白质的基本组成单元,不仅是人体生命活动的重要物质基础,也是决定食物风味与营养价值的关键成分[56]。在坚果中,游离氨基酸的含量及组成直接影响其营养品质和感官特性,尤其是呈味氨基酸的分布对坚果的风味特征具有重要贡献,如鲜味氨基酸赋予食物鲜味[7],甜味氨基酸增强甜感[8],而芳香味氨基酸则带来复杂味觉层次[9]。ZHANG等[10]研究表明:香榧种仁中含有17种游离氨基酸,其中,鲜味氨基酸占比最高,赋予其浓郁的鲜香风味,甜味和苦味氨基酸次之,形成独特的味觉平衡。长柄扁桃仁Amygdalus pedunculatus中,游离氨基酸质量分数较高,达21.74~32.35 mg·g−1,其必需氨基酸占总氨基酸比例为24.86%~28.22%,以鲜味氨基酸为主,甜味氨基酸次之[11]。鲜核桃Juglans regia中谷氨酸和天冬氨酸占比显著高于干核桃,其必需氨基酸占比高于扁桃仁,达30%~41%,营养价值更高[12]。花生Arachis hypogaea[13]和榛子Corylus heterophylla[14]等其他坚果,虽然氨基酸占比有差异,但游离氨基酸占比均少于扁桃仁。香榧受异花授粉、自然杂交、生态环境等方面因素影响,产生了许多变异,形成了不同品种(品系)。目前已研究发现:不同香榧品种的种实在形态和营养物质方面存在显著差异,如核形指数[15]、油脂[16]和蛋白质等[17]。氨基酸作为蛋白质的分解产物,它的组成和质量分数是衡量香榧品质优劣的重要指标[18]

    本研究选取当前主要栽培品种‘细榧’T. grandis‘Xi Fei’和主要推广品种‘象牙榧’T. grandis‘Xiangya Fei’,分析2个品种种实氨基酸积累的规律和差异,为香榧的品质评估和品种推广提供科学参考,以进一步提升香榧坚果的核心竞争力以及推动香榧产业的发展。

    • 种实采集于浙江省湖州市安吉县上墅乡刘家塘村(30°38′N,119°41′E),选取突破种鳞后525 d的‘细榧’ 和‘象牙榧’种实。样品采摘后于4 h内运回实验室,人工去除假种皮后清洗干净,放置一晚去除田间热。选取大小、颜色、形状一致的香榧种实,将其分为3个生物学重复,每个重复20 kg,置于温度25 ℃和湿度90%的室内进行后熟处理。每天进行1次翻堆,保证种实处于均匀的后熟环境。分别于后熟的第0、5、10、15和20天进行采样,人工去除香榧种壳,并将2个品种香榧种仁切碎分装于50 mL离心管,立即置于液氮中冷却速冻,放置于−80 ℃冰箱中保存,用于后续研究。

    • 茚三酮、乙酸、乙酸钠、盐酸、氢氧化钠、乙醇等分析纯试剂购自国药集团化学试剂有限公司,柠檬酸、柠檬酸钠等优级纯试剂购自日本和光公司,氨基酸混标购自Sigma公司。L-8900全自动氨基酸分析仪购自日本日立公司,天平为波兰RADWAG-AS 220.R2专业分析天平。

    • 准确吸取Type B、Type AN-Ⅱ氨基酸混标(日本和光)各0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL于25 mL容量瓶中,用0.02 mol·L−1盐酸溶液定容,4 ℃冷藏保存。取配制好的17种氨基酸混标,进样20 µL,以氨基酸浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。

    • 取5 g液氮研磨好的香榧种实粉末鲜样,溶于10 mL去离子水,混匀成匀浆。再将该匀浆移至100 mL的容量瓶中,并添加60 mL的去离子水,摇匀后沸水浴1 h,期间每15 min涡旋1次。待冷却到室温后,定容到100 mL。从中取5 mL的定容液置于15 mL的离心管中,再加入等体积质量浓度为10%的磺酸水杨酸溶液混匀后,在4 ℃、10 000 r·min−1的条件下离心15 min。离心后用注射器吸取上清液,取上清液过0.22 μm水膜,待测。采用L-8900全自动氨基酸分析仪测定香榧种实游离氨基酸。

    • 色谱柱为Na+型阳离子交换柱;离子交换树脂2622,检测器为紫外可见光检测器;显色剂为茚三酮;缓冲液系统为柠檬酸钠缓冲液B1 (pH 3.2),B2 (pH 3.0),B3 (pH 4.0),B4 (pH 4.9);缓冲液流速为0.40 mL·min−1,茚三酮流速为0.35 mL·min−1;柱温为57 ℃,室温为135 ℃。进样体积为20 μL。用外标法测定样品溶液中的游离氨基酸,其中脯氨酸检测波长为440 nm,其他氨基酸检测波长为570 nm。

    • 数据通过Excel进行计算并绘图,方差分析采用SPSS 26.0。对数据进行标准化处理,进一步计算特征值和特征向量,基于累积方差贡献率进行主成分分析(PCA);数据分析过程在Origin 2022平台完成,采用内置的PCA分析模块进行处理,并绘制相应的得分图(Score Plot),以直观展示各类氨基酸在主成分空间中的分布特征及其相互关系。

    • 以17种游离氨基酸为对照,分别检测后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实的氨基酸组分。如图1所示:在‘细榧’和‘象牙榧’种实中氨基酸种类无差异,均检测到了包含天冬氨酸、苏氨酸等14种蛋白质氨基酸以及γ-氨基丁酸,但组氨酸和精氨酸未检出(表1表2)。

      图  1  17种氨基酸混标(A)、‘细榧’(B)与‘象牙榧’(C)种实后熟第0天氨基酸色谱图

      Figure 1.  17 amino acid mixed standards (A), amino acid chromatograms of ‘Xi Fei’ (B) and ‘Xiangya Fei’ (C) on day 0 during post-ripening process

      表 1  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实非必需氨基酸质量分数的变化

      Table 1.  Non-essential amino acid content of ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

      品种 时间/d 非必需氨基酸质量分数/(µg·g−1)
      天冬氨酸 丝氨酸 谷氨酸 脯氨酸 甘氨酸 丙氨酸 酪氨酸 γ-氨基丁酸 总计
      ‘细榧’ 0 40.90±1.15 c 46.37±2.56 b 72.80±5.89 de 44.01±7.91 a 9.43±0.65 b 29.90±1.43 cd 52.87±2.78 f 156.33±8.06 d 433.67±23.61 f
      5 42.77±8.77 c 38.90±0.80 cd 89.63±2.79 bc 23.82±3.82 bc 30.20±6.22 a 28.87±2.21 d 114.67±4.99 d 320.00±24.91 a 665.03±36.97 cd
      10 42.77±8.77 c 41.60±0.36 bcd 84.83±8.86 cde 14.03±4.24 c 32.73±5.89 a 35.13±0.69 bc 139.67±8.99 abc 331.67±21.70 a 731.30±28.72 abc
      15 78.97±3.76 b 40.37±2.74 cd 72.47±5.42 de 15.23±0.97 c 32.07±5.53 a 34.93±3.46 bc 149.33±18.57 a 358.67±33.81 a 766.80±76.40 ab
      20 79.27±6.31 b 36.57±1.03 d 81.20±2.97 cde 37.17±9.61 ab 33.47±4.18 a 30.80±0.59 cd 146.00±8.64 ab 353.67±14.50 a 798.13±19.70 a
      ‘象牙榧’ 0 106.23±8.32 a 51.53±1.67 a 71.97±5.15 e 40.77±8.34 a 12.63±1.24 b 40.53±1.10 a 72.30±5.46 ef 166.67±5.79 d 562.63±13.31 e
      5 83.83±4.25 b 38.87±1.95 cd 87.70±13.71 bcd 42.77±7.89 a 26.40±0.45 a 34.60±2.32 bc 79.27±5.78 e 225.33±3.86 c 618.77±39.21 de
      10 102.37±4.88 a 42.53±1.46 bc 92.63±5.24 bc 36.37±7.33 ab 29.43±1.00 a 33.27±1.09 cd 104.57±7.73 d 263.67±9.74 bc 704.83±27.31 bc
      15 121.67±2.05 a 38.17±5.45 cd 100.20±2.29 b 42.47±7.98 a 26.33±4.22 a 39.03±4.71 ab 117.67±7.32 cd 270.33±16.74 b 755.86±21.37 abc
      20 121.00±11.43 a 36.80±2.55 cd 119.33±6.13 a 22.40±12.01 bc 34.30±6.64 a 30.10±0.08 cd 124.67±19.62 bcd 255.67±30.71 bc 744.27±75.48 abc
        说明:数值为平均值±标准差。不同小写字母表示‘细榧’和‘象牙榧’在同一物质不同后熟时间间差异显著(P<0.05)。

      表 2  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实必需氨基酸质量分数的变化

      Table 2.  Essential amino acid content of ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

      品种 时间/d 必需氨基酸质量分数/(µg·g−1)
      苏氨酸 缬氨酸 蛋氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 苯丙氨酸 赖氨酸 总计
      ‘细榧’ 0 23.37±1.34 b 28.63±2.43 c 10.07±1.11 cd 24.13±0.17 d 37.97±0.87 cd 57.80±2.38 d 38.53±3.82 b 220.50±14.06 c
      5 35.63±2.47 a 44.23±4.76 ab 10.23±0.45 cd 31.70±2.49 abc 44.57±5.82 abcd 89.60±6.73 a 62.33±2.36 a 318.30±27.81 ab
      10 38.83±2.25 a 48.60±2.29 a 11.97±0.88 bc 34.73±2.41 ab 48.87±5.57 ab 89.53±1.30 a 72.23±2.15 a 344.77±19.50 a
      15 37.43±3.60 a 47.43±4.92 a 9.63±0.74 cd 34.60±3.60 ab 41.73±6.21 abcd 82.07±7.93 ab 67.43±7.71 a 320.33±40.59 ab
      20 34.47±2.13 a 44.73±4.72 a 8.20±0.00 de 29.03±1.80 c 36.67±2.32 d 73.00±2.44 bc 63.07±5.31 a 289.17±18.78 b
      ‘象牙榧’ 0 33.93±0.85 a 37.13±1.90 b 16.00±0.67 a 29.97±0.54 bc 48.67±2.38 abc 87.93±5.41 a 65.50±2.09 a 319.13±8.33 ab
      5 34.40±1.24 a 41.60±1.55 ab 11.37±2.38 bc 32.30±2.34 abc 45.63±2.00 abcd 77.33±10.14 abc 59.87±10.17 a 302.50±35.60 ab
      10 37.17±1.23 a 47.63±1.28 a 12.70±1.39 b 36.30±2.48 a 51.63±3.41 a 80.73±3.80 ab 67.57±7.62 a 333.73±24.24 ab
      15 38.30±1.44 a 48.00±1.14 a 10.30±0.49 cd 35.80±0.41 a 43.07±8.13 abcd 71.00±2.62 bc 66.60±2.87 a 313.07±16.31 ab
      20 34.20±3.47 a 43.43±3.52 ab 7.03±0.40 e 32.67±3.18 abc 38.50±3.24 bcd 65.10±7.86 cd 65.17±7.85 a 286.10±33.01 b
        说明:数值为平均值±标准差。不同小写字母表示‘细榧’和‘象牙榧’在同一物质不同后熟时间间差异显著(P<0.05)。

      根据标准曲线计算得到每种氨基酸的质量分数,结果显示:2个品种种实在后熟过程中的总游离氨基酸质量分数均显著(P<0.05)增加,‘细榧’种实的总游离氨基酸质量分数为673.11~1 102.36 µg·g−1,‘象牙榧’种实为881.77~1 068.93 µg·g−1(图2)。后熟过程开始后,‘细榧’和‘象牙榧’种实总非必需氨基酸质量分数显均呈现上升趋势,‘细榧’在第20天积累达到最多,而‘象牙榧’种实则在第15天达时达到最大值后下降(表1)。‘细榧’种实总必需氨基酸质量分数显著高于‘象牙榧’(P<0.05,表2),然而,‘细榧’种实总必需氨基酸占比(26.59%~32.76%)却小于‘象牙榧’的占比(27.77%~36.19%)。在这2个品种中,γ-氨基丁酸质量分数最高,其次是谷氨酸和酪氨酸。γ-氨基丁酸在后熟过程中显著积累,且在第20天‘细榧’种实中γ-氨基丁酸质量分数为‘象牙榧’的1.38倍。

      图  2  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实总游离氨基酸质量分数的变化

      Figure 2.  Total free amino acid content of ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    • 甜味氨基酸包括脯氨酸、赖氨酸、丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸;芳香味氨基酸包括酪氨酸和苯丙氨酸;鲜味氨基酸包括谷氨酸和天冬氨酸;苦味氨基酸包括蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。在‘细榧’和‘象牙榧’种实中,总呈味氨基酸的质量分数从大到小排序为甜味氨基酸>芳香族氨基酸>鲜味氨基酸>苦味氨基酸。鲜味氨基酸在‘象牙榧’种实中的占比高于‘细榧’,而芳香族氨基酸占比则相反,即在‘细榧’种实中的占比高于‘象牙榧’(图3A)。PCA结果(图3B)显示:鲜味、甜味、苦味和芳香族氨基酸在这2个品种中显示出明显的分离,且‘细榧’种实具有较高的芳香族氨基酸,而‘象牙榧’种实具有较高的鲜味氨基酸和甜味氨基酸。

      图  3  后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实呈味氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)

      Figure 3.  Flavor amino acid content (A) and PCA of flavor amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    • 在后熟过程中,‘细榧’种实的总甜味氨基酸质量分数无显著变化,在第20天时最高,为235.53 µg·g−1;‘象牙榧’种实的总甜味氨基酸逐渐积累,在第15天时达到最大值,为250.89 µg·g−1(图4A)。在‘象牙榧’种实中,赖氨酸的质量分数最高,在‘细榧’中,赖氨酸逐渐积累且在第15天达到最高。PCA结果(图4B)显示:2个品种种实的甜味氨基酸在第0天差异明显,其中丝氨酸在‘象牙榧’中的贡献较大。随着后熟时间的推移,2个品种的甜味氨基酸质量分数差异不明显。

      图  4  后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实甜味氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)

      Figure 4.  Sweet amino acid content (A) and PCA of sweet amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    • 图5A所示:后熟第0天时,‘细榧’种实的芳香族氨基酸质量分数低于‘象牙榧’。在后熟过程中,2个品种种实的芳香族氨基酸质量分数均呈上升趋势,但‘象牙榧’到第10天后趋于稳定,不再增加,而‘细榧’仍不断增加,在第15天达到最大值,且高于‘象牙榧’。‘细榧’种实的芳香族氨基酸质量分数介于110.67~231.40 µg·g−1,‘象牙榧’则介于156.60~189.77 µg·g−1。苯丙氨酸和酪氨酸是构成香榧芳香族氨基酸的重要成分,其中酪氨酸在后熟过程中质量分数增加更为显著,这2种氨基酸都对‘细榧’种实后熟过程中芳香味的形成有较大贡献(图5B)。

      图  5  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实芳香族氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)

      Figure 5.  Aromatic amino acid content (A) and PCA of aromatic amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    • 在后熟过程中,2个品种种实总鲜味氨基酸质量分数的变化趋势与芳香族氨基酸相似,均呈上升的趋势。然而,‘象牙榧’种实的鲜味氨基酸质量分数在整个后熟期间始终高于‘细榧’,特别是在后熟的第20天时,‘象牙榧’种实的鲜味氨基酸质量分数比‘细榧’高79.86 µg·g−1(图6A)。谷氨酸和天冬氨酸是构成香榧鲜味氨基酸的关键成分,均在后熟过程中逐渐积累。相比而言,‘细榧’种实的谷氨酸变化较小,这说明天冬氨酸可能是影响‘细榧’鲜味变化的主要因素。而在‘象牙榧’种实中,天冬氨酸和谷氨酸的质量分数则相对接近。PCA结果(图6B)进一步显示:谷氨酸和天冬氨酸均对‘象牙榧’种实在后熟过程中的鲜味有着较大的贡献。

      图  6  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’鲜味氨基酸质量分数比较(A)与鲜味氨基酸主成分分析(B)

      Figure 6.  Umami amino acid content (A) and PCA of umami amino acid (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    • 图7A所示:‘细榧’和‘象牙榧’的苦味氨基酸质量分数接近,在后熟过程中的变化趋势也相似,均在后熟第10天达到最高值,后逐渐降低。亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸占‘细榧’和‘象牙榧’苦味氨基酸的90%。2个品种在PCA分析(图7B)中呈现一定的分离,说明2个品种在后熟过程中苦味氨基酸组成的变化模式存在差异,其中亮氨酸和蛋氨酸对‘象牙榧’种实苦味贡献较大。

      图  7  在后熟过程中‘细榧’和‘象牙榧’种实苦味氨基酸质量分数(A)与主成分分析(B)

      Figure 7.  Bitter amino acid content (A) and PCA of bitter amino acids (B) in ‘Xi Fei’ and ‘Xiangya Fei’ seeds during post-ripening process

    • 近年来,香榧坚果因其高营养价值和独特风味,深受消费者青睐[19]。本研究发现:香榧种实中总游离氨基酸质量分数为673.11~1102.36 µg·g−1,均值为991.06 µg·g−1,低于核桃,但高于山核桃Carya cathayensis和巴西松子Araucaria angustifolia [12]。香榧中的氨基酸组成与联合国粮食及农业组织/世界卫生组织(FAO/WHO)推荐的理想模式非常接近,易被人体吸收利用[2]。本研究检测到15种游离氨基酸,与ZHANG等[10]的研究相比,相差2种,可能是由于香榧品种及产地的不同,造成氨基酸组成成分和质量分数的差异。

      在后熟过程中,2个品种种实的游离氨基酸质量分数均显著提高,‘细榧’种实的整体游离氨基酸质量分数高于‘象牙榧’。其中,质量分数较高的氨基酸从高到低依次为γ-氨基丁酸、酪氨酸、天冬氨酸和谷氨酸。这些氨基酸不仅对香榧的营养价值有重要贡献,还通过参与美拉德反应等化学反应,生成多种风味化合物[20],能显著提升香榧的风味品质。已有研究表明:天冬氨酸能改善心肌收缩功能、促进能量代谢、保护线粒体功能以及降低缺血性心脏病风险[2122]。谷氨酸作为中枢神经系统中主要的兴奋性神经递质[23],参与神经信号传递,调节学习和记忆功能[24]。酪氨酸作为芳香族氨基酸,与降低血压相关,尤其是在高血压患者中,其水平与心血管健康指标之间存在关联[25]。质量分数最高的γ-氨基丁酸能通过调节自主神经系统[26],降低血压[27]。这说明后熟过程不仅能提升香榧的氨基酸质量分数,还能优化其营养成分。

      氨基酸的多样性和组成差异是香榧独特口感的重要基础[28]。呈味氨基酸在食物的风味调节中发挥重要作用,它们赋予食品甜味、鲜味和苦味等多种风味特征,显著影响食品的整体风味和决定食品的可接受性[29]。在种实后熟过程中香榧的游离氨基酸,特别是鲜味和芳香族氨基酸的积累,显著提升了香榧的风味品质。本研究发现:香榧中各类呈味氨基酸的质量分数从高到低排序为:甜味>芳香族>鲜味>苦味。‘细榧’种实中γ-氨基丁酸与酪氨酸质量分数较高,芳香风味更突出。有研究表明:在柑橘Citrus中,酪氨酸和苯丙氨酸也是重要的芳香味氨基酸,是柑橘风味多样性的重要来源[30]。酪氨酸和苯丙氨酸会通过参与挥发性化合物的合成,影响果实的香气特征[31]。‘象牙榧’种实因天冬氨酸与谷氨酸质量分数高,鲜味更足。谷氨酸具有明显的鲜味,是发酵食物和调味品中最丰富的氨基酸,也是其中最重要的风味成分物质[32],间接影响蔬菜的风味形成[33]。番茄Solanum lycopersicum中的谷氨酸和天冬氨酸为它提供了特有的鲜味,其含量随着果实成熟逐渐增加,有助于番茄果实风味的形成[34]。综上,后熟过程使香榧种实具有了不同于其他坚果的独特呈味。

    • 本研究结果显示:香榧不同品种种实的氨基酸组成和质量分数存在较大差异,在香榧种实的后熟过程中,游离氨基酸质量分数逐渐增加,‘细榧’和‘象牙榧’种实氨基酸差异主要体现在芳香族氨基酸和鲜味氨基酸上。未来可进一步优化检测方法,深入研究不同香榧品种种实游离氨基酸差异的形成机制,并结合转录组分析不同香榧品种后熟过程中氨基酸合成代谢机制。

参考文献 (34)

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