全 文 :食 品 科 技
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食品安全与检测
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2011年 第36卷 第10期
欧李是我国特有的一种蔷薇科樱桃属灌木
收稿日期:2011-03-21
基金项目:北京市优秀教学团队课题资金支持。
作者简介:危晴(1971—),女,山东苍山人,硕士,讲师,研究方向为食品加工与检测。
树种,冠比大、植株矮小,可以有效防止水土流
危 晴,刘俊英,杨国伟,王晓杰,谢国莉
(北京电子科技职业学院生物技术系,北京 100029)
摘要:采用高效液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)同位素内标法,测定了欧李果原汁中游离氨基
酸。结果表明,欧李果原汁中共检测出28种游离氨基酸,总含量为1640.1 mg/L;人体必需8种氨
基酸含量为86.8 mg/L,婴幼儿必须氨基酸含量为16.2 mg/L;支链氨基酸含量为34.6 mg/L;脯氨
酸含量为832.1 mg/L;天门冬酰胺含量为300.5 mg/L;γ-氨基丁酸含量为169.7 mg/L。总结了脯
氨酸、天门冬酰胺、γ-氨基丁酸营养价值,分析了其积累的原因。
关键词:欧李果汁;游离氨基酸;同位素内标法;积累
中图分类号:R 151.2 文献标志码: A 文章编号:1005-9989(2011)10-0262-04
Detection of free amino acids in Chinese dwarf cherry juice and
composition analysis
WEI Qing, LIU Jun-ying, YANG Guo-wei, WANG Xiao-jie, XIE Guo-li
(Biotechnology Department of Beijing Vocational College of Electronic Science, Beijing
100029)
Abstract: Free amino acids in Chinese dwarf cherry juice was determined with isotope internal standard
method by high performance liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS/MS). The main results show
of the study were as follow. The Chinese dwarf cherry juice contains 28 free amino acids, the total content of
its was 164.01 mg/100 mL; The one of 8 kinds of essential amino acids was 8.68 mg/100 mL; The content
of amino acid for infant was 1.62 mg/100 mL; The one of branched-chain amino acid was 3.46 mg/100 mL,
The one of proline content was 83.21 mg/100 mL; The one of asparagines was 30.05 mg/100 mL; The one of
γ-amino butyric acid was 16.97 mg/100 mL. The nutritional value of proline, asparagines and γ-amino butyric
acid were summarized, and the accumulation reasons for its were analyzed.
Key words: Chinese dwarf cherry juice; free amino acids; isotope internal standard method; accumulation
同位素内标法测定欧李果汁
游离氨基酸及成分分析
DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2011.10.071
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失,将在生态治理中发挥重要作用[1]。欧李果实
中维生素、矿物质、蛋白质等营养成分丰富,钙
含量在果肉中高达428.1 mg/kg,因此被誉为“钙
果”[2-3];欧李果肉中含有17种氨基酸,总含量
为1.46 g/kg[4]。干旱、盐渍等胁迫时,游离脯氨
酸的大量积累可提高原生质的渗透压,以防止水
散失 [5]。欧李生长在干旱、盐碱环境下,未见欧
李果汁中游离氨基酸的研究报道。本文采用高效
液相色谱-质谱(LC-MS/MS)同位素内标法,测定欧
李果原汁中游离氨基酸含量,为欧李果营养价值
研究和欧李的种植和推广奠定基础。
1 实验仪器与方法
1.1 实验仪器
3200型高效液相色谱-质谱仪:AB公司;分
析天平;打浆机;螺旋榨汁机;漩涡振荡器;高
速离心机;封口器。
1.2 欧李果汁制取[6]
欧李果:京欧2号,京北欧李种植有限公司;
将欧李果清洗干净,漂烫3 min,用打浆机以3000
r/min打浆30 s,用螺旋榨汁机榨汁,加入果胶酶
(20 mg/L)在30 ℃条件下澄清处理24 h,将澄清液
过滤制取欧李果原汁。
1.3 样品前处理
取欧李果原汁1 mL,低温高速离心5 min,取
上清50 μL加水950 μL纯化水稀释20倍制取待测
液。取40 μL待测液置于试管中,加10 μL磺基水
杨酸(含有AA45同位素试剂),涡旋混匀30 min,
高速离心2 min;取10 μL上清液,置于另一试
管中,加入40 μL标记缓冲液,涡旋混匀,旋转
离心;移取10 μL上层液置于另一试管中,加入
70 μL异丙醇,混匀,离心;加入5 μL室温115-
iTRAQ试剂,混匀,旋转离心;室温孵化30 min,
加入5 μL羟胺,混匀,旋转离心;在试管中加入
标准稀释液复溶的114标记液,混匀,旋转离心。
以32 μL标记液复溶,混匀、旋转离心,清液为
液质联用质谱仪检测样品。
1.4 LC-MS/MS参数
1.4.1 色谱条件 色谱柱:AAA C18、5 μmol/L、150
mm×4.6 mm;柱温:50 ℃ ;进样量:2 μL;
流动相:A为水+0.1%甲酸+0.01%七氟丁酸,
B为乙腈+0.1%甲酸+0.01%七氟丁酸;流动相梯度
洗脱,见表1,检测波长:248 nm。
1.4.2 质谱条件 电喷雾电离源负离子模式,雾化
器流速:60 L/min;扫描范围:50~600 m/z;碰撞
电压:30 V。
1.5 氨基酸定性和定量方法
表1 流动相梯度表
时间/min 流速/(mL/min) 流动A/% 流动相B/%
0.00 0.8 98 2
10.00 0.8 72 28
10.10 0.8 0 100
16.00 0.8 0 100
16.10 0.8 98 2
25.00 0.8 98 2
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注:A:内标物 B:欧李果原汁样品。
图1 γ-氨基丁酸原始谱图
采用电喷雾串联质谱进行定性和定量检测,
根据同位素内标物的出峰时间和峰面积,对待测
样品中氨基酸进行定性和定量的检测。图1是γ-
氨基丁酸的原始谱图,同位素内标物γ-氨基丁
酸的出峰时间为8.02 min,样品谱峰出峰时间8.04
min,根据同位素内标物的出峰时间判定该峰是
γ-氨基丁酸;对样品峰面积积分与同位素内标物
峰面积的比值乘以反应系数,用全谱氨基酸软件
计算γ-氨基丁酸的含量。
2 结果与分析
2.1 氨基酸组成
欧李果原汁中游离氨基酸成分LC-MS/MS总
离子流图(如图2所示),经同位素内标物定性和定
量、全谱氨基酸软件计算出欧李果汁中游离氨基
酸含量,结果见表2。从表中数据可见,从欧李
果原汁中共检测出28种游离氨基酸,游离氨基酸
总含量为1640.1 mg/L。其中,人体必需8种氨基
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酸含量为86.8 mg/L,占氨基酸总量的5.29%;精
氨酸和组氨酸是婴幼儿必需氨基酸,含量为16.2
mg/L,占氨基酸总量的0.99%;支链氨基酸含量为
3.46 mg/L,占氨基酸总量的3.32%;脯氨酸、天门
冬酰胺、γ-氨基丁酸含量高,3种氨基酸含量为
1302.3 mg/L,占氨基酸总量的79.40%。
2.2 支链氨基酸
欧李果原汁中游离的缬氨酸、异亮氨酸、亮
氨酸人体必需支链氨基酸含量较高,其总含量为
3.46 mg/L,占氨基酸总量的3.32%。而支链氨基酸
能为长时间的耐力运动提供能量储备,同时有利
于促进肌肉蛋白质的合成,推迟运动性疲劳的出
现,促进运动性疲劳的恢复[7]。
2.3 特征氨基酸
欧李果原汁中游离脯氨酸含量高达832.1 mg/
L,占总氨基酸含量的50.73%。脯氨酸是组成蛋白
质氨基酸之一,脯氨酸属甜味氨基酸,欧李果汁
中游离脯氨酸含量高,欧李果原汁酸甜可口,所
以将脯氨酸作为欧李果汁中的特征氨基酸。同时
脯氨酸能构建胶原蛋白,有助于皮肤、关节、软
骨等形成,给关节和脊椎提供缓冲;能刺激垂体
分泌生长激素,促进生长和提高机体免疫力。
植物在干旱胁迫下,可以诱导蛋白质的水解
和氨基酸的迅速积累,刺激谷氨酸转化为脯氨酸
及其化合物[8]。在渗透胁迫和氮素缺乏的情况下,
植物体内谷氨酸在吡咯啉-5-羧酸合成酶和吡咯
啉-5-羧酸还原酶作用下合成脯氨酸[9]。欧李生长
在干旱、低温、盐碱、贫瘠的环境中,在逆境胁
迫下,经由谷氨酸途径合成脯氨酸,造成欧李果
中脯氨酸大量积累,脯氨酸以游离状态存在于植
物中[5],所以欧李果原汁中游离脯氨酸含量占氨基
酸总量的50.73%。
表2 欧李果汁中游离氨基酸含量
编
号
保留时间
/min 中文名
样本
峰面积
内标
峰面积
稀释液
/(μmol/L)
含量
/(mg/L)
1 2.58 磷酸乙醇胺 5.73E+02 3.84E+04 1.08 3.0.
2 4.64 天门冬酰胺 7.75E+04 5.17E+04 113.73 300.5
3 4.84 丝胺酸 1.92E+04 6.01E+04 24.51 51.5
4 5.45 甘氨酸 3.98E+03 5.20E+04 6.07 9.1
5 5.53 谷氨酰胺 4.12E+03 7.61E+04 4.88 14.3
6 5.75 天门冬氨酸 1.36E+04 7.62E+04 13.20 35.1
7 6.31 乙醇胺 1.31E+03 6.34E+04 1.53 1.9
8 6.55 瓜氨酸 1.14E+03 8.01E+04 1.06 3.7
9 6.62 苏氨酸 1.10E+04 1.93E+05 4.35 10.4
10 6.65 谷氨酸 1.13E+04 8.04E+04 10.58 31.1
11 6.68 β-丙氨酸 1.10E+04 3.04E+05 2.69 04.8
12 6.82 组氨酸 2.06E+03 7.35E+04 2.13 10.9
13 6.85 丙氨酸 3.12E+03 9.53E+03 26.93 48.0
14 8.02 γ-氨基丁酸 1.99E+05 1.77E+05 82.27 169.7
15 8.23 α-氨基己二酸 1.11E+03 1.36E+05 0.60 1.9
16 8.70 精氨酸 2.27E+03 1.14E+05 1.52 5.3
17 8.74 脯氨酸 8.70E+05 1.87E+05 361.39 832.1
18 9.07 胱硫醚 5.02E+02 6.01E+04 0.62 2.8
19 9.12 半胱氨酸 1.84E+03 1.26E+05 1.09 2.6
20 9.46 赖氨酸 1.28E+03 4.27E+04 2.37 6.9
21 10.15 缬氨酸 3.62E+04 2.88E+05 10.01 23.4
22 10.25 甲硫氨酸 1.68E+03 1.27E+05 0.99 2.9
23 10.28 酪氨酸 6.29E+03 1.77E+05 2.68 9.7
24 10.59 同型半胱氨酸 1.16E+04 1.52E+05 5.65 15.3
25 11.47 异亮氨酸 2.86E+04 3.93E+05 5.52 14.5
26 11.74 亮氨酸 3.50E+04 4.24E+05 6.36 16.7
27 11.97 苯丙氨酸 1.35E+04 3.50E+05 2.91 9.6
28 12.63 色氨酸 2.35E+03 3.06E+05 0.58 2.4
2.4 天门冬酰胺
欧李果原汁中游离天门冬酰胺含量高达为
300.5 mg/L,占总氨基酸含量的18.32%。天门冬
酰胺可以作为营养增补剂,游离态天门冬酰胺对
体内恶变的细胞形成一种生化障碍,阻止恶变细
胞营养,从而抑制癌细胞的生长和繁殖;可以保
护心脏,对患者的恶性肿瘤的化疗有增效减毒作
用[11]。在逆境条件,植物除脯氨酸外,其他游
图2 欧李果原汁游离氨基酸LC-MS/MS总离子流图
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离氨基酸和酰胺也可在逆境下积累,起渗透调
节作用,但这些氨基酸的积累通常没有脯氨酸
显著[10]。欧李生长环境造成天门冬酰胺积累,
游离天门冬酰胺含量较高。
2.5 γ-氨基丁酸
欧李果原汁中游离γ-氨基丁酸(GABA)含量
高达为169.7 mg/L,占总氨基酸含量的10.35%。
GABA是哺乳动物中枢神经系统中广泛分布的最
重要的抑制性神经递质,约50%的中枢突触部位
以GABA为递质[12]。GABA具有降低血压,促进睡
眠增强记忆力,抗焦虑,对癫痫有预防和治疗作
用,有神经营养作用能影响脑衰老,解毒作用,
能调节激素分泌及生殖生理作用[13]。
高等植物中GABA主要是由L-谷氨酸在L-谷
氨酸脱羧酶(GAD)催化下脱羧产生的,GABA在
GABA转氨酶作用下生成琥珀酸半醛和丙氨酸进
入三羧酸循环。GAD的最适pH值为5.8,GABA转
氨酶最适pH值为8~10[14]。本实验欧李生长在内
蒙古,昼夜温差较大,土壤干旱,低温和干旱
等逆境破坏细胞内部结构降低细胞质pH值,增
强GAD的活性,有利于谷氨酸脱羧形成GABA;
同时由于细胞质pH值降低,GABA转氨酶活性降
低,GABA分解减弱,造成欧李果中GABA的积
累,所以欧李果汁中GABA含量较高。另外,欧
李果中钙含量高,在受到逆境胁迫时胞外或胞内
Ca2+释放, Ca2+与其受体蛋白钙调素(CaM)结合能
激活GAD的活性[15],从而使欧李果汁中GABA含
量增加。
3 结论
本文采用高效液相色谱-质谱仪同位素内标
法测定欧李果汁中游离氨基酸,是一种新的测定
果汁中游离氨基酸含量的方法,由于采用同位素
内标,检测结果准确度高,检测范围广。
本文在欧李果原汁中共检测出28种游离氨基
酸,总含量为164.0.1 mg/L。其中,人体必需8种氨
基酸含量为86.8 mg/L,占氨基酸总量的5.29%;精
氨酸和组氨酸婴是幼儿必需氨基酸,含量为16.2
mg/L,占氨基酸总量的0.99%;支链氨基酸含量为
34.6 mg/L,占氨基酸总量的3.32%;特征氨基酸游
离脯氨酸含量高达为832.1 mg/L,占总氨基酸含量
的50.73%;游离天门冬酰胺含量高达为300.5 mg/
L,占总氨基酸含量的18.32%;游离γ-氨基丁酸
含量高达169.7 mg/L,占总氨基酸含量的10.35%。
欧李果原汁游离氨基酸含量高,营养丰富,
具有防病和治病的作用。支链氨基酸高,运动后
补充欧李果汁可以缓解疲劳。由于逆境胁迫造
成脯氨酸、天门冬酰胺积累。脯氨酸能构建胶
原蛋白,促进生长和提高机体免疫力;天门冬
酰胺可以作为营养增补剂,游离态天门冬酰胺
具有抗癌作用。逆境降低细胞质pH值、Ca2+释
放,激活GAD活性,造成欧李果中GABA积累。
GABA具有降低血压、促进睡眠增强记忆力、抗
焦虑、对癫痫有预防和治疗作用、具有神经营
养作用影响脑衰老、解毒作用、调节激素分泌
及生殖生理作用。
参考文献:
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