5种高山蔬菜的氨基酸含量分析及营养评价

赵文琦 夏菲 第五文博

摘要 [目的]分析西兰花、菜花、甘蓝、芹菜与鸡毛菜5种陕西太白县出产高山蔬菜的氨基酸含量与分布。[方法]使用液质联用技术对高山蔬菜中的20种氨基酸进行定量分析，并统计其组成特征。[结果]5种高山蔬菜中的鲜味氨基酸与甜味氨基酸占总氨基酸比例均在15%以上，儿童氨基酸占比在10%以上。太白甘蓝中总氨基酸含量最高 （1 748.943 mg/kg），必需氨基酸占其中的10.92%。[结论]5种太白高山蔬菜氨基酸含量丰富、种类齐全，该结果可为太白县高山蔬菜相关新产品开发与产业升级提供科学依据。

关键词 高山蔬菜;氨基酸;液质联用;含量;营养评价

中图分类号 TS201.4  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2020）10-0157-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.10.042

Abstract [Objective] The research aimed to analyze the content and distribution of amino acids in five kinds of alpine vegetables from Taibai County of Shaanxi Province，including Brassica oleracea L.var.italic Planch.，Brassica oleracea L.var.botrytis L.，Brassica oleracea L.，Apium graveolens L.and Brassica chinensis L..[Method]A total of 20 kinds of amino acids in alpine vegetables were analyzed by LCMS，and their compositions were counted.[Result]The proportion of fresh amino acids and sweet amino acids in the total amino acids of the five kinds of alpine vegetables were both more than 15%，and that of children amino acids was more than 10%.The content of total amino acids in Brassica oleracea was the highest （1748.943 mg/kg），among which essential amino acids account for 10.92%.[Conclusion]The content and distribution of amino acids in five kinds of alpine vegetables from Taibai County are rich and complete in variety.The results could provide scientific basis for the development and industrial upgrading of new products related to alpine vegetables in Taibai County.

Key words Alpine vegetables;Amino acids;LCMS;Content;Nutrition assessment

高山蔬菜通常是指在高山的可耕地上，利用高海拔地區的自然气候条件生产的蔬菜。由于高山地区昼夜温差大，利于作物养分的积累，且空气、土壤和水质受污染程度低，所以高山蔬菜营养丰富，可溶性固形物高，风味更佳，具有自然、绿色、安全等优点，营养价值和市场价值极高[1-3]，已经成为我国蔬菜产业的重要组成部分，对于保障蔬菜市场的均衡供应具有重要作用。近年来，陕西太白地区的高山蔬菜产业发展迅速。太白县地理位置独特，平均海拔在1 000 m以上，气候适宜、各类生物资源丰富，其所产高山蔬菜无污染、品质好，畅销省内外大中城市[4-5]。目前，关于高山蔬菜的营养成分组成与评价研究仍较少。氨基酸是构成蔬菜营养成分的重要指标之一，参与体内众多重要生理过程[6-8]。笔者以太白高山蔬菜为研究对象，使用LC-MS技术对其氨基酸含量[9-10]、分布与营养价值进行分析，以期为相关产业发展与产品开发提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料。西兰花（Brassica oleracea L.var.italic Planch.）、菜花 （Brassica oleracea L.var.botrytis L.）、甘蓝（Brassica oleracea L.）、芹菜（Apium graveolens L.）、鸡毛菜（Brassica chinensis L.）5种高山蔬菜均采集于陕西省宝鸡市太白县太白秦西绿色蔬菜产业园（107°23′10″E，34°02′24″N），采集地上可食部分。

1.1.2 药品与试剂。甲醇、乙腈（色谱级，美国Fisher Scientific）;甲酸（98%，百灵威科技有限公司）;乙酸（南京化学试剂股份有限公司）;L-异亮氨酸（Ile）、L-亮氨酸（Leu）、L-赖氨酸（Lys）、L-蛋氨酸（Met）、L-苯丙氨酸（Phe）、L-色氨酸（Trp）、L-苏氨酸（Thr）、L-缬氨酸（Val）、L-组氨酸（His）、L-丙氨酸（Ala）、L-精氨酸（Arg）、L-天冬酰胺（Asn）、L-天冬氨酸（Asp）、γ-氨基丁酸（GABA）、L-谷氨酰胺（Gln）、L-谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、L-脯氨酸（Pro）、L-丝氨酸（Ser）、L-酪氨酸（Tyr），均购自于上海阿拉丁生化科技有限公司。

1.1.3 试验仪器。Shimadzu LC-20ADXR超高效液相色谱仪（日本岛津）;AB TripleTOF 4600质谱仪（美国AB SCIEX）;超纯水处理系统（美国 Millipore）;Shim-pack XR-ODS色谱柱（100 mm×2.0 mm，2.2 μm，日本岛津）;高速冷冻离心机（美国Thermo Fisher Scientific）;匀浆机（常州越新仪器制造有限公司）;电子天平（德国Sartorius）。

1.2 方法

1.2.1 标准溶液的配制。称取各氨基酸对照品适量，用纯水溶解，配成混合标准品母液 （10 μg/mL），稀释至2、1、0.5、0.2、0.05、0.01和0.005 μg/mL，外标法分析。

1.2.2 蔬菜样品预处理。分别将各蔬菜样品的食用部分均匀切碎，四分法取样，每种样品取样3份，每份4 g，加入40 mL水（含10% CH3COOH），冰水浴中高速匀浆6 min，过滤后吸取400 μL，加入3倍体积乙腈，4 ℃下过夜沉淀，10 000 r/min离心10 min，上清液稀释10倍后，过0.22 μm微孔滤膜，冻存待测。

1.2.3 LC-MS检测。

1.2.3.1 色谱条件。流动相A为水（含0.1%甲酸），B为甲醇（0.1%甲酸）;流速0.2 mL/min，柱温35 ℃;洗脱梯度：0～5 min （5% B），5～8 min （5% B～100% B），8～10 min （100% B）。

1.2.3.2 质谱条件。正离子模式;去簇电压（DP） 70 V，喷雾电压（IS）4 500 V;离子源温度550 ℃;雾化气310.26 kPa，辅助气310.26 kPa，气帘气206.84 kPa;扫描范围（m/z）：50～500。

1.3 数据分析 以各氨基酸的准分子离子峰为特征离子进行提取离子，每个样品平行检测3次，计算平均值。根据提取离子流的峰面积和对应浓度关系绘制标准曲线。数据的采集与处理使用Analyst 1.7和PeakView 2.0（美国AB SCIEX）。

2 结果与分析

2.1 20种氨基酸标准品的LC-MS分析

使用实验室前期建立的LC-MS方法测定亮氨酸、苏氨酸等20种氨基酸的混合标准品，在一定浓度范围内，各氨基酸的标准曲线线性关系良好。目标成分的回归方程、相关系数（r）及线性范围如表1所示。

2.2 5种高山蔬菜中20种氨基酸的含量水平

对西兰花、菜花、甘蓝、芹菜、鸡毛菜中20种氨基酸进行检测，除亮氨酸、异亮氨酸在芹菜、鸡毛菜中未检出外，其余全部均检出（表2）。太白甘蓝中总氨基酸含量最高，达1 748.943 mg/kg，其次为西兰花（1 437.116 mg/kg）。各氨基酸成分含量不等，5种高山蔬菜中均富含谷氨酸、谷氨酰胺，太白甘蓝中谷氨酰胺高达927.500 mg/kg，谷氨酸达158.000 mg/kg;西兰花中谷氨酰胺为604.600 mg/kg，谷氨酸为147.100 mg/kg。天冬氨酸与天冬酰胺在5种高山蔬菜中含量也较高，芹菜中天冬酰胺高达118.550 mg/kg，甘蓝中天冬氨酸含量为101.535 mg/kg。

2.3 5种高山蔬菜的氨基酸组成与营养评价

氨基酸不仅是人体生长的重要营养物质，更是食品的主要营养成分及风味来源，该研究对5种高山蔬菜的氨基酸组成进行了深入分析（表3）。谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸这6种氨基酸由于能使食物呈现出特殊的鲜味，又称鲜味氨基酸[11]。5种太白高山蔬菜中的鲜味氨基酸含量丰富，除芹菜外，其余蔬菜均在100.0 mg/kg以上，甘蓝中更是高达349.990 mg/kg，5种高山蔬菜中的鲜味氨基酸占总氨基酸比例均在15%以上。

甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、脯氨酸、天冬酰胺呈现甜味，归属于甜味氨基酸[12]。太白高山蔬菜中的甜味氨基酸含量均在100.0 mg/kg以上，西兰花中高达406.871 mg/kg，5种高山蔬菜中的甜味氨基酸占总氨基酸比例均在15%以上（表3）。丰富的甜味氨基酸有利于提升蔬菜感官呈味体验。

含硫氨基酸包括蛋氨酸、胱氨酸和半胱氨酸，在食品色、香、味、安全性及营养方面作用重大[13]，由于胱氨酸与半胱氨酸稳定性较差，该研究主要针对蛋氨酸展开分析。除芹菜外，其余蔬菜的蛋氨酸含量均在2.0 mg/kg以上，甘蓝中更是高达14.575 mg/kg，5种高山蔬菜中的蛋氨酸占总氨基酸比例均在0.1%以上（表3）。

儿童氨基酸指儿童成长所需的10种氨基酸，包括精氨酸、组氨酸、赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸，具有促进骨骼发育与生长激素分泌等重要生理功能[14-15]。表3显示，5种太白高山蔬菜中的儿童氨基酸含量在16.423～263.994 mg/kg，甘蓝、菜花与西兰花中的儿童氨基酸占总氨基酸比例均在10%以上。

必需氨基酸是指机体自身无法合成但又必需的成分，可以从日常食物中获取，具有重要的生理作用，包括缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸、亮氨酸。从表4可看出，5种太白高山蔬菜中的必需氨基酸含量在16.261～190.979 mg/kg，甘蓝中较高，达总氨基酸的10.92%。丰富的必需氨基酸保证了5种高山蔬菜的营养品质。

3 结论与讨论

该研究将LC-MS技术应用于高山蔬菜的营养品质研究，对5种陕西太白地区高山蔬菜中的氨基酸成分进行了系统分析，探明了20种氨基酸在蔬菜中的含量组成与分布特征，并对其进行了营养评价。总体而言，太白高山蔬菜中的氨基酸種类齐全，鲜味、甜味、含硫与儿童氨基酸等含量丰富，营养价值与市场价值均较高。该研究可为太白高山蔬菜的深度开发与产业升级提供理论依据。

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