槟榔青果品种间基本性状分析及果肉氨基酸营养评价毕业设计论文.docx

槟榔青果品种间基本性状分析及果肉氨基酸营养评价摘要槟榔主要生长于热带地区，是一种重要的经济作物，果实中含有多种营养成分，具有较高的食用价值，能够用作医药、保健品资源。海南是我国槟榔的主要产区，主要海南本地品种、台湾引进种以及人工繁育品种，例如“热研1号”。本文目的是对“热研1号”以及台湾种槟榔进行性状分析以及氨基酸营养评价。首先通过观察、测量、称重、以及口感调查等手段对两种槟榔进行性状分析。结果发现，“热研1号”果实较大，体积、重量均远大于台湾种，体内槟榔碱含量较高，不溶性膳食纤维较少，而且具有较好的口感，咀嚼性更强。进一步建立了高效液相色谱法，对槟榔所含氨基酸进行分析定量。结果发现两种槟榔所含氨基酸种类一致，均为14种氨基酸，其中有7种为必需氨基酸，经过分析“热研1号”所含氨基酸的质量更好。总之，“热研1号”槟榔果实更大、口感较好、营养价值高，是一种重要的植物资源，值得进一步推广开发。关键词：槟榔，性状，氨基酸，热研1号Basic traits analysis and nutritional amino acids evaluation of green fruit of Areca Catechubetween different viaritiesABSTRACTAreca Catechu is an important cash crop, which mainly growing in tropical regions. There arevarieties of nutrientsin the fruits and it can be used as medical resource and health products. In our country, Areca was mainly planted in Hainan province, including local variety, the varity imported from Taiwan, and the artificial breeding speciesjust like “Hot Rsearch No. 1”. The purpose of this paper is to analyze the basic traits and evaluate the nutritional amino acid of “Hot Rsearch No. 1” and Taiwan Areca.Firstly, basic traits of the two Areca was analyzed by observing, measuring, weighting, tasting and the other methods. The results showed that thefruit of “Hot Research No.1” species was much bigger than Taiwan Areca. Moreover, much more Areca catechu alkali and less insoluble dietary fiber were found in “Hot Research No.1”. Thus, it tasted better than Taiwan Areca bacause of stronger chewiness. The High Performance Liquid Chromatography (HPLC) method was established to determine the species and content of amino acids in Areca Ctechu.The resulsts illustrated that the two types of betel nut contained the same amino acid. Both of the two had fourteen kinds of amino acids, of which there are seven kinds of essential amino acids. In addition, the “Hot Research No.1” had much better-quality amino acids. To sum up, “Hot Research No.1” had bigger fruit, better taste, high nutritional value, and it is an important plant resources worthy of further research.Keywords: Areca Catechu, Traits, Amino acid, Hot Rsearch No. 11前言1.1 槟榔概述1.1.1槟榔简介及产业现状槟榔（Areca nut, Betel nut）是一种棕榈科多年生的热带经济林树种，果实又被称作大白槟、突门等。在我国，槟榔主要分布在南方地区，福建、两广、云南、台湾等地区，由于海南省气候最适宜槟榔的生长，因此槟榔最多的地区当属海南省。槟榔味苦、性辛、温热，入药历史悠久，古籍中记载槟榔的确切疗效主要有治疗饱腹胀气、行水，对昆虫传播的一类疾病有效，例如疟疾，是中医常用的驱虫、消积药物1。槟榔作为作为药食两用植物，具有多种药用保健和经济价值，与尼古丁、乙醇和咖啡因一起作为世界四大嗜好品。槟榔可嚼食，味道鲜美、口感良好、该习俗已在我国的海南、台湾等地长期存在，并在东南亚国家、欧洲、美洲等地也极为流行。槟榔产业在海南农业中的比重仅次于橡胶产业，为海南的第二大支柱产业，发展前景十分广阔。而且，海南种槟榔与其他地区的槟榔相比具有多种优势，纤维柔软含量低，硬度高耐咀嚼，而且槟榔碱含量远超其他品种，是在国内外备受欢迎的品种。据海南省农业厅统计，截至到2013年海南全省槟榔的种植面积已达136.33万亩，盛果期槟榔所占比例在三分之二以上，收获鲜果接近100万吨（干果约22万吨），约占全国总产量的95。槟榔的广泛种植给海南农村经济注入了活力，为农村山区以及少数民族地区带来了可观收入，是200多万农民主要经济来源。根据海南三农发展战略，槟榔的种植是帮助农村家庭增收、脱贫的重要手段，更是海南农村经济产业结构调整的重要组成部分。1.1.2 槟榔主要化学成分 槟榔的化学成分及其复杂，研究表明，其主要化学成分为生物碱、鞣质、脂肪酸和氨基酸等。1.1.2.1 生物碱槟榔果中含有大量的生物碱，嚼食过程中带来兴奋感，主要以槟榔碱为主以及槟榔碱的一些衍生物，例如槟榔次碱、去甲基槟榔碱等，总生物碱约占果实的0.3%-0.6%2。Huang等3以新鲜槟榔为原材料，采用高效液相色谱法对其中生物碱含量进行检测，结果测得新鲜槟榔中槟榔碱和槟榔次碱含量相近约为0.3%0.6%，去甲基槟榔碱含量较低约为0.03%0.06%。槟榔碱易溶于乙醇溶液，因此常用乙醇超声法或渗漉法对其进行提取，效果好而且简便省时4。1.1.2.2 鞣质槟榔中的鞣质含量约为15%，通常与槟榔碱结合生成黄烷醇衍生物，即为缩合鞣质5。缩合鞣质溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯等多种有机溶液，并通常采用其水溶液进行萃取分离。目前已报道从槟榔中分离得到包括Arecatannin A1, A recatannin B1和A recatannin C1等鞣质6。1.1.2.3 脂肪酸槟榔种子约含有14%的脂肪酸，张海德等7以槟榔为研究对象，提取得到槟榔油，并对其中的脂肪酸进行分析，测定结果发现肉豆蔻酸、油酸、亚油酸含量较高，通过药理活性研究发现槟榔油具有降血脂、抗自由基、延缓衰老的功能，可作为保健品原料8。1.1.2.4 氨基酸槟榔中还含有以谷氨酸（Glu, 15%）为主的氨基酸，此外还含有酪氨酸（Tyr, 10%）苯丙氨酸、色氨酸等氨基酸9。尤仲杰等10采用氨基酸自动分析仪，以槟榔为研究对象，分析其中的氨基酸组成，结果表明大的槟榔果肉中含有的氨基酸最为丰富，其次为黄熟果肉及小的槟榔果肉。1.1.2.5 其他成分除了含有生物碱、鞣质、脂肪酸、氨基酸类物质，还含有黄酮类、槟榔红色素及皂苷等化合物。1.1.3 主要药理作用1.1.3.1 抗病毒、细菌和真菌作用槟榔对病原微生物具有一定程度的杀伤作用，可以抑制真菌、细菌以及病毒的增殖。医学研究已经证明，十二指肠溃疡的发生与幽门螺旋杆菌关系密切，槟榔对幽门螺旋杆菌的杀伤作用可以治疗胃病、十二指肠溃疡等消化系统疾病11。另外，槟榔能够控制牙龈卞啉菌的生长，长期嚼食槟榔可以预防蛀牙的产生，能够缓解牙痛等症状12。1.1.3.2 对胃肠道的影响长期给小鼠喂食槟榔提取物，可以提高小鼠的胃肠道功能，缓解小鼠的便秘症状。槟榔提取物能够改善小鼠肾上腺素的分泌，促进小肠的蠕动，增加对木糖的吸收，从而改善胃胀气，大便干燥的现象13。杨颖丽等14将槟榔煎煮后的提取液喂食小鼠，发现其能显著促进小鼠胃肠推进运动，并推出其可能是由胆碱能M受体介导作用产生。1.1.3.3 对神经系统的影响槟榔碱对中枢神经系统有类似胆碱的作用，可作为合成其它受体激动剂的原料，用于提高记忆力、治疗老年性痴呆症15。同时，嚼食槟榔能使人产生舒服、愉快的感觉，还能使人心率上升，血压升高。并通过交感神经和副交感神经的作用导致全身发热，耳部和前额温度分别上升2和0.5，面部红润，微微出汗等16。1.1.3.4 其他作用除此之外，槟榔还有抗氧化、抗过敏、抗抑郁、降血糖及调节血脂等作用17。1.2 氨基酸测定的几种常见方法氨基酸是生物大分子蛋白质的基本结构单位，进入体内后能够作为原料为机体合成蛋白质所利用，是重要的生命物质。目前氨基酸的测定方法主要有化学法、色谱法、毛细管电泳法等方法。1.2.1 化学方法1.2.1.1 甲醛滴定法甲醛滴定法能够测定样品中氨基酸的总量，测定原理为氨基酸与甲醛能够发生化学反应，生成具有酸性的亚氨基衍生物。通过标准碱溶液的滴定可以计算样品中总氨基酸的含量18。甲醛滴定法简便、快速，在工业生产中应用广泛，但是该方法准确度较差，终点不易判断，操作误差明显。1.2.1.2 凯氏定氮法凯氏定氮法是目前食品行业中检测氨基酸含量的重要手段，由于凯氏定氮仪的出现使该方法相对简便，准确度高。测定原理为将氨基酸中的氮元素转化为无机铵盐，再用碱性试剂将铵盐转化为氨气，用水吸收后采用标准酸溶液滴定，从而计算出样品中的氨基酸量19。1.2.1.3 分光光度法不同种氨基酸中的官能团不尽相同，有的氨基酸含有共轭结构本身具有紫外吸收，可以直接通过分光光度计检测吸光度，根据朗伯比尔定律进行定量计算。还有部分氨基酸没有紫外吸收，则可以通过化学衍生的方法，产生有色物质，进行检测，与氨基酸发生颜色反应的显色剂主要有邻苯二甲醛、茚三酮等。分光光度法虽然操作简单，但是实验过程中操作误差较大，尤其是采用化学衍生过程中，产物不稳定，给实验结果带来不确定性20。1.2.2色谱法1.2.2.1 纸色谱法和薄层色谱法纸色谱法和薄层色谱法是利用吸附、解吸附的原理，使样品在两相中的分配系数产生差异，从而实现分离，然后喷洒显色剂显色，在紫外光荧光或可见光下检测。常用的薄层板有硅胶、聚酰胺纤维素。由于该方法分离效能较高，对仪器设备要求低，因而应用广泛21。1.2.2.2 气相色谱法气相色谱法是对氨基酸定性、定量常用的方法。由于氨基酸不易气化，通常加入衍生试剂使其生成易于气化的物质，利用样品中各组分与固定相结合能力的差异，导致保留时间不同进行检测分析22。气相色谱与质谱联用后可以对氨基酸的分子量进行分析，进而确定氨基酸分子式、结构式。1.2.2.3 液相色谱法液相色谱法是分析化学中最常用的手段，样品中各组分与色谱柱填料的吸附能力不同，导致各组分随流动相的出峰时间不同，进而得到分离。然而大多数氨基酸没有紫外吸收和荧光信号，不能直接使用普通的紫外检测器或荧光检测器检测样品。通常在进样前或者洗脱后检测前，将氨基酸进行衍生化处理，分别称为柱前衍生或者柱后衍生。该法操作复杂，存在氨基酸衍生物的不稳定等因素影响，因此应用受到一定限制23。1.2.3 毛细管电泳法毛细管电泳法是以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中各组成之间淌度和分配行为上的差异而实现分离的技术。毛细管电泳具有进样量少、灵敏度高、溶剂消耗量少等优点，分辨率、检测速度还有待提高。1.3 立体依据及研究内容槟榔作为重要的药用以及保健品资源，目前对其研究主要集中在发展现状、农业栽培技术、外观生理特征等方面。文献报道了槟榔的基本营养成分，对槟榔碱研究较为透彻，而对槟榔中的另一种重要营养成分氨基酸报道较少。氨基酸是生物体的重要生命物质之一，作为单体组成了蛋白质、酶、激素等发挥不同生理功能，与生命活性息息相关。自然界植物果实的氨基酸种类以及含量是评价其营养价值的重要指标。本文对海南省常见槟榔品种，“热研1号”和台湾种进行氨基酸分析，对其营养价值进行评价，在此之前对两种槟榔的基本性状进行考察。通过一系列考察、评价旨在了解槟榔的果肉营养价值、保健药用功效及合理的加工与开发利用提供科学依据。2槟榔性状评价2.1 引言槟榔主要生长于热带地域，我国海南、台湾一带地域年平均温度在24C以上，降水充足，土壤肥沃，特别适于槟榔的生长。经过几千年的进化，各地区的槟榔表现出不同品种特性，气候、土壤、光照等因素对槟榔的外形及体内营养成分具有重要影响，海南本地和引进台湾的槟榔就具有明显差别。随着人工繁育技术的发展，产量高、抗病虫害、营养价值高的槟榔新品种被选育出来。中国热科院椰子研究所选育的“热研1号”槟榔，具有多种优势，在我国海南省广泛推广种植，给广大农民带来了可观收入。本章对主要从槟榔鲜果的基本性状，对“热研1号”与台湾槟榔对比评价，旨在为槟榔鲜果的优劣选择评定奠定基础，同时为海南槟榔推广品种作出科学指导。2.2 材料仪器2.2.1 试剂材料试验选用“热研1号”以及台湾种槟榔，供试材料为花朵授粉后67个月的青绿色鲜果，所选果实均来自标准试验种植园，植株距离、施肥浇水、管理方式等均严格按照标准进行，植株长势良好，随机选取果实，能够代表整体样本。胰蛋白酶、淀粉酶、糖化酶购买于中国医药上海试剂有限公司。乙醚、硫酸、氢氧化钠、硫酸钠、盐酸、硫酸铜、甲基红均为分析纯，购买于国药集团试剂公司。葡萄糖优级纯购买于美国sigma公司，2.2.2仪器设备仪器型号厂家电子天平JA2003上海舜宇恒平仪器公司超声机KQ-250宁波新芝有限公司恒温水浴锅HH-6上海科晨仪器公司电热鼓风干燥箱101A-2B天津泰斯特公司旋转蒸发系统4000德国海盗夫恒温搅拌器90-1郑州长城有限公司循环水式多用真空泵SHB-A型河南宇华有限公司2.3 方法步骤2.3.1 主要经济性状槟榔的主要外观经济性状有果实形状、鲜果重量、干果重量等。此外，槟榔果实内的槟榔碱、还原糖以及膳食纤维均能影响槟榔的口感，因此需要对其进行定量分析。2.3.1.1 外观性状随机选取槟榔鲜果30粒，观察果实形状，测量果实直径、短径，称量鲜果重量，果实烘干后称量干果重量，并根据以上数据计算果形指数、含水量等。上述结果，均取平均值。2.3.1.2 槟榔碱含量测定槟榔果实中的槟榔碱参照药典中的滴定方法，先用过量硫酸将槟榔碱完全反应，在用碱液反向滴定硫酸计算槟榔碱含量。具体操作如下所示：槟榔鲜果置于鼓风干燥箱烘干后粉碎过筛，取干燥粉末8 g左右，精密称定，置于带塞子的锥形瓶中，加入80 mL乙醚，晃动均匀分散样品粉末，随后加入氨液4 mL，摇晃10 min，加入无水NaSO4约10 g除去水分，晃动5 min，静置10 min，将乙醚溶液转移至分液漏斗中，再用乙醚洗涤锥形瓶中的沉淀3次，合并乙醚液，向分液漏斗中加入0.5 g滑石粉，摇晃3次，再次加入2.5 mL蒸馏水，晃动3 min后静置，乙醚与水充分分层后，取乙醚层，并用乙醚再次萃取水层3次，合并乙醚溶液。将乙醚溶液浓缩至20 mL左右，再次移入分液漏斗中，精密加入20 mL浓度为0.01M的硫酸滴定液，晃动使其充分反应，静置分层后，分离乙醚与水层，蒸馏水洗涤乙醚层3次，并合并水相。过滤后水相中的过量硫酸采用0.02M的NaOH滴定液滴定完全，采用甲基红作为指示剂。根据当量关系计算，每毫升硫酸滴定液相当于3.104 mg槟榔碱。242.3.1.3 还原糖含量测定本文采用氧化还原滴定法直接检测槟榔果中的还原性糖，具体步骤如下所示。取烘干粉碎的槟榔干果3.5 g左右，用电子天平精密称定，置于250 mL容量瓶中，加入50 mL纯化水，充分摇晃将样品粉末分散均匀，而后向其中缓慢加入Zn(CH3COO)2溶液（浓度为219 mg/mL）和亚铁氰化钾溶液（浓度为106 mg/mL）各5 mL。缓慢摇匀后，补加纯化水至刻度，超声混匀后，放置半小时自然沉淀，取上层液体用干燥滤纸过滤，去掉初滤液，取续滤液备用25。取上述样品的处理液进行酸水解，适量滤液与40 mL蒸馏水加入到100 mL容量瓶中，加入体积分数为50%的盐酸溶液，在70C恒温水浴锅中，温浴15 min，温浴完成后冷却至室温，加入甲基红指示液，用标准NaOH溶液滴定至指示剂变色，加蒸馏水定容，摇匀备用。分别量取碱性酒石酸铜甲液和乙液各5 mL，置于锥形瓶中，加入10 mL纯化水，混合均匀并加入沸石防止加热时爆沸。从滴定管中滴加约9 mL葡萄糖标准溶液，用电热炉迅速加热至沸腾，趁沸腾状态缓慢逐滴加入葡萄糖标准液，颜色变浅后缓慢滴加，待蓝色刚好消失为终点，记录消耗葡萄糖标准液的总体积，通过计算得到碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量。分别吸取碱性酒石酸铜甲液、乙液各5 mL，置于锥形瓶中，向其中加入10 mL纯化水，摇晃均匀并加入沸石防止加热时爆沸。用电热炉将锥形瓶中液体加热至沸腾状态后，迅速将滴定管中的样品溶液滴加到锥形瓶中，待蓝色变浅后，减慢滴加速度，直至蓝色褪去，记录样品溶液滴加体积，得到消耗样品的预测体积。分别吸取碱性酒石酸铜甲液、乙液各5 mL，置于锥形瓶中，用量筒量取10 mL纯化水加入到锥形瓶中，晃动均匀后加入沸石防止加热时爆沸。先用滴定管滴加比预测体积少1 mL的样品溶液，快速加热至沸腾，趁液体沸腾状态，再次用滴定管缓慢滴加样品溶液，直至蓝色褪去为终点，记录样品溶液消耗体积，重复操作3次取平均值。碱性酒石酸铜试液相当于葡萄糖的质量计算公式如下：A=1000MVV0其中M葡萄糖标准液配制过程中称量的质量（mg）；V0为配制葡萄糖标准液所用蒸馏水的体积（mL）；V为标定碱性酒石酸铜试液时消耗的葡萄糖标准液的体积。槟榔样品中还原糖的含量，计算公式如下所示：X=100AV2MV11000其中X为槟榔样品中还原糖的含量（mg）；A为碱性酒石酸铜试液相当于葡萄糖的质量（mg）；M为槟榔试样的质量（g）；V1为试样水解液体积（mL）；V2为水解液稀释总体积（mL）。2.3.1.4 膳食纤维含量测定取约3.0 g槟榔果肉样品，精密称定，搅碎后置于烧杯中，向其中加入50 mL蒸馏水，将烧杯置于100C水浴中加热15 min，抽滤，依次用胰蛋白酶、淀粉酶、糖化酶处理滤液以除去少量水溶性淀粉以及蛋白质，用大量乙醇沉淀，过滤，烘干后得到总膳食纤维。滤饼用70 mL含有焦亚磷酸钠以及十二烷基硫酸钠的溶液分散，置于冰箱中冷藏24 h左右，期间用玻璃棒不时搅动，完成后抽滤得到沉淀W1，蒸馏水冲洗三遍，而后分散于苯酚-冰醋酸-蒸馏水（2:1:1）溶液中，室温下搅拌40 min，再次抽滤得到沉淀W2，蒸馏水冲洗3遍，而后分散于70 mL DMSO-水（90:10）溶液中，室温下磁力搅拌22 h，再次抽滤得到沉淀W3，蒸馏水冲洗3遍，除去残留DMSO，再次用淀粉酶、胰蛋白酶处理沉淀，得到纯净的不溶性膳食纤维。2.3.2物性分析采用质构仪对槟榔果实的物理性质进行分析，主要测试指标有果肉硬度、粘附性、内聚性、弹性、胶黏性以及咀嚼性。主要测试步骤如下所示：首先将槟榔果实削皮，并从中间对半切开，用质构仪对槟榔果肉以及胚乳进行测试，重复三次。质构仪参数设置为：操作类型为穿刺测试，操作模式为压力测定；探头为P/50, 测定量程为250 N，高度为样品高度+10 mm，形变百分量为20%，检测速度为3050，触发力值0.2 N26。2.3.3 感官评定随机选取8名长期食槟榔鲜果的人群，对“热研1号”与台湾种槟榔进行盲评，通过传统方法评价槟榔品质，填写口感评价表。口感评价主要分为4项指标，分别为刺激性、甜度、硬度、涩度，每项指标25分，通过打分评价不同槟榔的口感。2.4 结果讨论2.4.1 经济性状评价槟榔的经济价值与其外观、口感密切相关，外观大小、形状较易评价，口感根据人为经验以及槟榔碱、还原性糖、膳食纤维含量等指标进行评价。本文评价的槟榔主要以67月的鲜果为主，热研1号果实较大，椭圆形状，外形饱满，呈青绿色；台湾种果实相对较小，呈枣形，表皮为青绿色。由表1可见，热研1号的含水量、还原性糖含量与台湾种没有明显差别，除此之外，其他性状均存在较大差异。鲜果、干果重量差别为7倍左右，热研1号中槟榔碱的含量高达0.51%，而台湾中仅含0.062%，不溶性膳食纤维含量过多时影响口感，热研1号的含量比台湾中4.1%，差异显著。表1.1 槟榔主要经济性状品种果形横径/cm纵径/cm鲜重/g干重/g含水/%槟榔碱/%还原糖/%不溶膳食纤维/%热研1号椭圆3.275.6627.016.5675.710.510.515.3台湾种枣形1.572.894.771.0079.040.0620.519.22.4.2 物性评价槟榔果实中主要有果肉以及胚乳，采用质构仪分别对其性状指标进行评价。胚乳质构参数如表1.2所示，热研1号的所有参数均大于台湾种，其中粘附性、弹性、咀嚼性差别较大，而硬度、内聚性、胶黏性差别相对较小。表1.2 不同品种胚乳的质构参数品种（胚乳）硬度/N粘附性/mJ内聚性/%弹性/mm胶黏性/N咀嚼性/mJ热研1号1.1200.3130.3402.0700.3300.820台湾种0.8900.0400.3070.5870.2700.140热研1号与台湾种槟榔的果肉质构参数如表1.3所示，其中热研1号的硬度为5.647 N，与台湾种差别不大，粘附性为0.740 mJ，内聚性为0.277%，弹性为2.823 mm，胶黏性为1.570 N，咀嚼性为4.480 mJ。热研1号果肉并非与胚乳一样质构参数均高于台湾种，果肉参数两种槟榔各有高低。其中热研1号的粘附性、弹性、咀嚼性高于台湾种，而其他参数则低于台湾种。表1.3 不同品种果肉的质构参数品种（胚乳）硬度/N粘附性/mJ内聚性/%弹性/mm胶黏性/N咀嚼性/mJ热研1号5.6470.7400.2772.8231.5704.480台湾种5.9330.0100.4601.1902.7903.3272.4.3 口感评价口感评价主要根据槟榔鲜果的甜度、刺激性、涩感、硬度四个指标，每个指标25分。槟榔鲜果口感评价结果如图1.1所示，热研1号的口感明显优于台湾种。主要表现在较强的刺激性、甜度以及较小的涩味，两者硬度差别不大。热研1号刺激性指标平均得分为20分，远远超过台湾种的6分，说明槟榔碱的含量高，咀嚼后产生的兴奋感强烈。热研1号的甜度得分为21分，高于台湾种接近1倍，口感甜度好。图1.1槟榔鲜果口感评价2.5小结热研1号果实较大，呈椭圆形，外皮青绿色，远远大于台湾种槟榔。由于槟榔碱、还原性糖、膳食纤维的含量跟槟榔的口感密切相关，对这三项指标进行定量测定。结果发现，热研1号中槟榔碱的含量较高，咀嚼后刺激性兴奋感强烈，不溶性膳食纤维含量低，口感较好。通过质构仪检测，果肉的硬度、胶黏性、咀嚼性均高于胚乳，由于果肉已经发展成熟呈纤维化，胚乳中含水量较高，正处于液态向固态转变的过程。热研1号相比于台湾种，更耐咀嚼，口感更佳。由于热研1号槟榔碱含量高，果形好，易烘干，适用于青果加工，加工过程中槟榔碱部分流失，高浓度的槟榔碱保证加工完成后果实的品质。3 槟榔氨基酸测定3.1 引言槟榔中含有多种营养物质，具有重要的生理作用，被称为“长寿食品”以及“天然营养库”。槟榔越来越受到人们的重视，作为保健食品开发利用，槟榔中氨基酸含量以及种类分析至关重要。槟榔中氨基酸种类繁多，主要以谷氨酸、缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸为主，其总量超过总氨基酸的一半。这些氨基酸能够促进血细胞再生，对神经系统具有营养作用，防止肝肾功能衰竭，同时还可以治疗高血压、肌无力等症状。本章拟采用色谱法对槟榔果实中的氨基酸成分进行分析，以对槟榔的开发利用提供参考。3.2 材料仪器3.2.1 试剂材料供试材料为人工繁育的“热研1号”以及台湾中槟榔。氨基酸混合标样(Leu, Ilu, Lys, His, Ser, Gly, Thr, Ala, Met, Val, Glu, Phe, Asp, Pro, Thr)，购买于中国生物制品鉴定所。甲醇、醋酸、次氯酸钠、邻苯二甲酸酐等试剂均为分析纯，购买于国药集团上海试剂公司。3.2.2 仪器设备仪器名称型号厂家高效液相色谱仪SPD-20A日本岛津电子天平JA2003上海舜宇横平超声机KQ-250宁波新芝有限公司恒温水浴锅HH-6上海科晨仪器公司电热鼓风干燥箱101A-2B天津泰斯特公司3.3 方法步骤3.3.1 色谱条件色谱柱：Thermo钠型色谱柱（150 mm39 mm内径）；柱温：60C；流速：0.6 mL/min；检测器为荧光检测器；洗脱条件如下表所示：27时间（min）流动相A（%）流动相B（%）08020201288326040338020流动相A：醋酸钠缓冲液（0.2 M, pH=6.45）；流动相B：甲醇3.3.2溶液配制次氯酸钠缓冲液配制：首先配制硼酸缓冲液，精密称取20.35 g碳酸钠，9.40 g硫酸钾，6.78 g硼酸，置于500 mL容量瓶中，加入适量水超声溶解后，放置室温用蒸馏水定容至刻度。向硼酸缓冲液中加入0.2 mL次氯酸钠，摇匀后，即得到反应液A次氯酸钠缓冲液。邻苯二甲醛缓冲液配制：精密称取聚氧乙烯月桂醚5.00 g置于500 mL容量瓶中，恒温水浴助溶并间歇超声，放至室温后蒸馏水定容至刻度，得到1%的聚氧乙烯月桂醚溶液。称取0.080 g邻苯二甲醛置于西林瓶中，用甲醇溶解后，加入0.2 mL巯基乙醇，最后加入0.4 mL聚氧乙烯月桂醇醚混合均匀后，用硼酸缓冲液稀释至100 mL。氨基酸标准溶液配制：氨基酸混标的浓度为2.5 M，进样之前用1%（v:v）的盐酸水溶液稀释10倍。3.3.3样品前处理以及分析将“热研1号”与台湾种槟榔果实，剪碎后置于45C鼓风干燥箱中充分干燥。干燥完全后粉碎，过筛得到粉末，精密称取0.5 g供试样品置于安剖瓶中，向其中加入盐酸水溶液（50:50），火焰灼烧拉丝封口后，将安剖瓶置于110C沙浴中降解过夜，0.45 m滤膜过滤后，用稀盐酸稀释25倍，取40 L样品注入HPLC进行分析。283.4 结果讨论3.4.1氨基酸色谱图氨基酸混合标准品以及供试品的色谱图如下所示，图2.1，图2.2，图2.3分别代表氨基酸标准品、热研1号、台湾种槟榔样品，从图中可以看出各种氨基酸组分之间基本能够分离，供试品的氨基酸与标准品保留时间基本一致，氨基酸组分均能检测出，并得到有效分离。图2.1氨基酸标准品色谱图图2.2“热研1号”氨基酸色谱图图2.3台湾种槟榔氨基酸色谱图3.4.2氨基酸含量测定通过离子色谱法不仅能够对氨基酸进行定性分析，还能根据峰面积大小计算得到各氨基酸组分的含量。“热研1号”与台湾槟榔中氨基酸成分如下表所示，由表中可以看出个品种的槟榔氨基酸种类一致，除了脯氨酸检测不到之外，其他14种氨基酸均能检出，其中含有苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸七种必须氨基酸。“热研1号”与台湾种槟榔氨基酸总量分别占5.41%和6.06%，其中必须氨基酸的含量分别为2.53%和2.73%。联合国粮食和农业组织以及世界卫生组织对优质蛋白的定义为必需氨基酸占总氨基酸的比值（EAA/TAA）在36%以上，必需氨基酸与非必须氨基酸的比例（EAA/NEAA）在60%以上，热研1号与台湾槟榔的EAA/TAA值为46.7%和46.5%，EAA/NEAA比值分别为87.8%和82.0%，均符合优质蛋白的定义，说明“热研1号”和台湾槟榔的蛋白质量较高，而且这“热研1号”的两个指标比台湾种还要高，说明两者相比“热研1号”蛋白更佳。表2.1不同种槟榔氨基酸含量氨基酸种类热研1号台湾种天冬氨酸（Asp）0.350.62苏氨酸（Thr）*0.260.20丝氨酸（Ser）0.250.30谷氨酸（Glu）0.670.72脯氨酸（Pro）-甘氨酸（Gly）0.310.37丙氨酸（Ala）0.260.26缬氨酸（Val）*0.560.57蛋氨酸（Met）*0.100.12异亮氨酸（Ile）*0.250.36亮氨酸（Leu）*0.490.47酪氨酸（Thr）0.430.27苯丙氨酸（Phe）*0.530.62组氨酸（His）0.610.79赖氨酸（Lys）*0.340.39总氨基酸5.416.06必需氨基酸2.532.73必需氨基酸占总氨基酸含量46.7745.05槟榔中氨基酸含量最高的是Glu、Val、Leu、Phe、His、Thr这几种氨基酸，占氨基酸总量的一半以上。“热研1号”与台湾种槟榔氨基酸含量又有所不同，前者含量最高的氨基酸为Glu、His、Val，后者含量最高的氨基酸为Glu、Phe、His。谷氨酸是提供鲜味的氨基酸，谷氨酸含量较高能够提供一种鲜美的味道，使槟榔更受欢迎。谷氨酸还能够促进造血细胞生长，对神经细胞具有保护作用，起到预防老年痴呆以及贫血的作用。组氨酸能够保护胃黏膜，减少溃疡发生率，还能稳定免疫系统，避免过敏的发生，更重要的是组氨酸可以舒张血管、降低血压，在临床中得到了广泛应用。亮氨酸、缬氨酸是体内活性酶的重要结构单元，对身体生长发育具有重要调节作用，还对肝肾功能有一定的调节作用，防治器官衰竭。槟榔中的其他氨基酸，含量虽然不高，但是营养价值也极为重要，是槟榔中的关键营养物质。3.4.3色谱条件优化等比洗脱样品的保留时间较长，通过分析相邻峰保留时间的差别采用梯度洗脱，保证色谱峰分离的同时，尽可能缩出峰时间，降低能耗减少试剂用量。经过优化，最终确定的洗脱条件如3.3.1项下所述，洗脱总时间为33分钟，各色谱峰基本分离，相邻色谱峰并没有出现过长间隔，标准品与样品溶液均达到满意的分离效果。在其他条件固定情况下，柱温箱温度对色谱峰的分离具有较大影响，温度过低时，色谱峰较宽，洗脱时间延长，温度过高时色谱峰出现重叠现象，不能达到有效分离，最终确定柱温箱温度为60C，在此条件下分离效果较好。流动相的pH对离子色谱具有重要影响，氨基酸为两性物质，在pH值较小的酸性条件下带正电荷，在碱性条件下带负电荷。流动相pH较低时，样品保留时间增加、同样浓度峰面积较小，随着pH值得增加封面积升高，灵敏度提升，但是当pH值过高时，氨基酸衍生化后容易发生沉淀，堵塞色谱柱，最终确定的最佳pH值为6.45。流速越快，保留时间越短，洗脱效率高，但是流速过高后会导致，分析时间段色谱峰不能有效分离，最终确定的最佳流速为0.6 mL/min。3.5小结本章采用高效液相色谱对槟榔中的氨基酸进行定性定量分析，经过优化最终采用梯度洗脱条件，柱温箱温度设置为60C，洗脱速度0.6 mL/min。在此色谱条件下，氨基酸标准溶液以及槟榔供试品中的氨基酸均能得到有效分离，而且总洗脱时间短，具有高效、低耗的特点。通过分析得知，槟榔中含有14种氨基酸，其中有7种为必需氨基酸，而且必需氨基酸所含比例较高，是一种优质蛋白。“热研1号”中的氨基酸总量为5.41%，其中EAA/TAA比值为87.8%，台湾中氨基酸总量为6.06%，其中EAA/TAA比值为82.0%。尽管台湾种氨基酸总量较高，但是“热研1号”所含EAA比例更高，显示其蛋白质量更佳。氨基酸是人体所需的重要营养成分，具有多种生理功能能够，促进血液细胞、神经细胞生长，缓解疲劳、降低高血压等症状。更重要的氨基酸作为蛋白质的合成原料，能够促进生长发育，构成体内关键酶、抗体以及激素，为人体不可或缺的生命物质。充分认识槟榔中的氨基酸，发挥其药用、保健功能的价值对槟榔的开发利用具有重要意义。结论本文对“热研1号”以及台湾种槟榔进行了基本性状以及氨基酸营养成分分析。结果发现，“热研1号”槟榔果实较大，呈椭圆形，外皮青绿色，果实重量远大于台湾种。“热研1号”中槟榔碱的含量较高，咀嚼后刺激性兴奋感强烈，不溶性膳食纤维含量低，口感较好。在使用高效液相色谱法分析氨基酸过程中，最终采用梯度洗脱条件，柱温箱温度设置为60C，洗脱速度0.6 mL/min。通过分析得知槟榔中含有14中氨基酸，其中有7种为必需氨基酸，而且必需氨基酸所含比例较高，是一种优质蛋白。“热研1号”中的氨基酸总量为5.41%，其中EAA/TAA比值为87.8%，台湾中氨基酸总量为6.06%，其中EAA/TAA比值为82.0%。尽管台湾种氨基酸总量较高，但是“热研1号”所含EAA比例更高，显示其蛋白质量更佳。参考文献1 李锦开, 李振纪. 中国木本药材与广东特产药材M.北京:中国医药科技出版社,1994.243.2 中国医学科学院药物研究所.中草药有效成分研究(第一分册)M.北京:人民卫生出版社, 1972. 445.3 Huang J L, Michael J, et al.High-performance liguid chromato-graphic determination of the alkaloids in betel nut. J Chromatogr,1989, 475: 447-450.4徐丽华, 崔丽华, 刘群. 药材粒度及提取方法对槟榔含量测定