大红甜橙和冰糖橙果实发育过程中有机酸和氨基酸含量变化研究

孙系巍 龙桂友 李菲菲 卢晓鹏

摘 要：以冰糖橙和大红甜橙为材料，研究两个品种果实发育过程中有机酸和氨基酸含量的变化。结果表明，果实发育过程中大红甜橙果实柠檬酸含量、总氨基酸含量均显著高于冰糖橙；大红甜橙和冰糖橙成熟果实中氨基酸总量分别为5.06 g/100g DW和3.46 g/100g DW，以天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨酸含量较高。果实发育过程中，谷氨酸族氨基酸在大红甜橙果实中无明显变化，而在冰糖橙果实中逐渐降低；果实发育前期天冬氨酸族氨基酸含量在大红甜橙果实中高于冰糖橙，而果实成熟期两品种无明显差异；鲜味和甜味氨基酸在大红甜橙果实中含量均高于冰糖橙，且均伴随果实成熟而降低。

关键词：冰糖橙；大红甜橙；有机酸；氨基酸

中图分类号：S666.4 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2017）01-0026-04

Abstract：The aim of this work was to study the changes of organic acid and amino acid content in “Bingtangcheng” and “Dahongtiancheng” sweet oranges （Citrus sinensis）. The results showed that both citrate and amino acid in “Dahongtiancheng” was significantly higher than that in “Bingtangcheng” throughout fruit development. In ripening fruits， the total amino acid was 5.06 g/100g DW and 3.46 g/100g DW in “Dahongtiancheng” and “Bingtangcheng” respectively， in which Asp， Glu and Cys contributed to that difference significantly. During fruit development， glutamate families showed no significant change in “Dahongtiancheng” but decreased constantly in “Bingtangcheng”； aspartate families were higher in “Dahongtiancheng” than that in “Bingtangcheng”， but exhibited no difference at mature fruits； the flavor amino acids and sweet amino acids were higher in “Dahongtiancheng” than that in “Bingtangcheng”， and both of them decreased following fruits development.

Key words：Bingtangcheng； Dahongtiancheng； organic acid； amino acid

有機酸和氨基酸是柑橘果实的重要组成成分，其含量反映果实内在品质，直接影响柑橘果实的口感和被消费者的认可度。柑橘果实有机酸以柠檬酸为主，其来源是三羧酸循环的中间产物，其含量主要由柠檬酸的合成、降解和贮藏共同决定[1-4]。氨基酸是果实中主要的含氮化合物，但由于其在果实中含量较少，故在氨基酸参与果实品质形成方面研究较少。研究表明，果实柠檬酸与氨基酸之间有密切的关系，如柠檬酸可转化为谷氨酸，柠檬酸代谢的中间产物2-酮戊二酸参与多种氨基酸的形成等[5-7]。大红甜橙和冰糖橙是两个湖南省自主选育、推广主栽的优势甜橙品种，均源于洪江普通甜橙的变异。大红甜橙风味浓郁、含酸量高，冰糖橙果实含糖量高、含酸量低，通过对品质差异明显的两个甜橙品种果实发育过程中的有机酸和氨基酸含量变化进行研究，以期为揭示甜橙果实品质形成机理及调控品质形成提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

以湖南省洪江市同一果园的冰糖橙和大红甜橙为材料。两品种分别于盛花后70、90、110、130、160、190、220 d取果實样品，每品种3株重复，采样时每株树冠四周均匀采集果实10个，采集后立即带回实验室，分离果肉样品并置于-20℃保存。

1.2 果汁中有机酸含量测定

有机酸测定时每品种每株树取5个果实的果肉样品作为一个重复，每品种重复3次。果肉样品用榨汁机充分榨取汁液，后用8层纱布过滤，将过滤后的汁液在12℃的条件下离心（5 000 r/min）15 min，取其上清液。将上清液用超纯水稀释到10倍，稀释后的样品超声波脱气后检测。有机酸采用HPLC方法检测，色谱条件为：色谱柱：ODS-SP（C18）分析柱（4.6 mm×150 mm，5 μm）；柱温：40℃；检测器：紫外检测器；检测池温度：40℃；流动相为3%甲醇和0.01 mol/L K2HPO4，用磷酸调pH值至2.7，真空泵脱气，经过0.45 μm滤膜过滤；流速：0.6 mL/min；进样体积：20 μL。

1.3 果肉主要氨基酸含量测定

5个果实剥出果肉，105℃杀青15 min，75℃烘干至恒重，粉碎后过100目筛。果肉样品氨基酸含量测定参照GB/T5009.124—2003进行。

1.4 味觉氨基酸含量

鲜味氨基酸含量为天冬氨酸、谷氨酸含量之和，甜味氨基酸含量为丙氨酸、甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸含量之和，芳香族氨基酸含量为苯丙氨酸、酪氨酸含量之和[11]。

1.5 数据统计与分析

采用Excel 2013和SigmaPlot 10.0对数据进行分析和作图。

2 结果与分析

2.1 冰糖橙和大红甜橙果实成熟过程中有机酸含量变化

由图1可知，两个甜橙品种果实果汁中柠檬酸含量显著高于苹果酸，大红甜橙果实柠檬酸含量明显高于冰糖橙。大红甜橙果实在花后160～220 d柠檬酸含量均高于冰糖橙，且柠檬酸含量在果实成熟过程中变化不大，而冰糖橙果实中柠檬酸含量随果实成熟降低。冰糖橙果实苹果酸含量略高于大红甜橙，随果实成熟苹果酸在冰糖橙中无明显变化，而在大红甜橙果实中呈现逐渐升高的趋势。

2.2 果实氨基酸组成及发育过程中氨基酸总量的变化

由表1可知，大红甜橙成熟果实氨基酸总量为5.06 g/100g DW（干重，下同），明显高于冰糖橙的3.46 g/100g DW。冰糖橙和大红甜橙果实中均含有天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）、蛋氨酸（Met）、半胱氨酸（Cys）、脯氨酸（Pro）、亮氨酸（Leu）、丙氨酸（Ala）、缬氨酸（Val）、赖氨酸（Lys）、异亮氨酸（Ile）、精氨酸（Arg）、丝氨酸（Ser）、甘氨酸（Gly）、苏氨酸（Thr）、组氨酸（His）、苯丙氨酸（Phe）和酪氨酸（Tyr）17种氨基酸组分。大红甜橙果实天冬氨酸、谷氨酸和脯氨酸含量较高，含量均在0.5 g/100g DW以上，三者占果实氨基酸总量的37%以上。冰糖橙和大红甜橙果实中含人体必需氨基酸，其中以蛋氨酸/半胱氨酸较多，果实中人体必需氨基酸组分含量从高到低的大致排列顺序为：蛋氨酸/半胱氨酸、苯丙氨酸/酪氨酸、亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、组氨酸[8]。

由图2可知，果实发育过程中，大红甜橙和冰糖橙果实中氨基酸总量均呈现下降趋势，但前者果实氨基酸总量始终高于后者。大红甜橙果实氨基酸总量在盛花后70 d含量最高，后逐渐下降至花后110 d，花后110～160 d维持在一定水平，160 d后持续下降至果实成熟。冰糖橙果实氨基酸总量在花后70～160 d无明显变化，维持在约5 g/100g DW的水平，160 d后持续下降至果实成熟。

2.3 谷氨酸族氨基酸含量变化

如图3所示，大红甜橙中的谷氨酸族氨基酸含量顯著高于冰糖橙。随果实的发育，大红甜橙谷氨酸族氨基酸含量在盛花后70 d和160 d呈现两个峰值，在盛花后90～130 d和190 d两个阶段维持在较低水平；冰糖橙果实中，谷氨酸族氨基酸含量呈现果实发育中期（盛花后70～160 d）基本稳定，果实成熟期（盛花后160～220 d）降低的趋势。果实发育过程中，大红甜橙果实中谷氨酸族氨基酸占氨基酸总量的比例在花后70～130 d基本不变，后缓慢升高至果实成熟，而冰糖橙果实中谷氨酸族氨基酸占氨基酸总量的比例始终约20%。

2.4 天冬氨酸族氨基酸含量变化

由图4可知，大红甜橙中的天冬氨酸族氨基酸含量在果实发育期高于冰糖橙，果实成熟期两者差异不明显。冰糖橙中天冬氨酸族氨基酸含量在花后160 d前变化不明显，后迅速下降。大红甜橙果实发育过程中天冬氨酸族氨基酸含量依次呈现高量（花后70～90 d）、中量（花后110～160 d）、低量（花后190～220 d）3个阶段的变化。果实发育过程中，冰糖橙果实天冬氨酸族氨基酸含量占氨基酸总量的比例始终保持约40%，在大红甜橙果实发育前中期（花后70～160 d）相对稳定，而在果实成熟期（花后160～220 d）略有下降。

2.5 味觉类氨基酸含量变化

由图5可知，冰糖橙和大红甜橙果实中味觉氨基酸含量以鲜味氨基酸含量最高，甜味氨基酸次之，芳香类氨基酸最低。大红甜橙和冰糖橙果实中鲜味氨基酸量在花后70～160 d保持稳定，后逐渐降低；果实发育过程中大红甜橙鲜味和甜味氨基酸含量多数时期高于冰糖橙（图5A和B）。芳香类氨基酸在大红甜橙和冰糖橙果实中含量较低，在果实发育过程中无明显变化（图5C）。

3 结论与讨论

氨基酸作为柑橘果实重要的内含物之一，与其他风味物质一起参与果实品质形成。研究表明，柑橘果实柠檬酸循环的中间产物可以转化为多种其他氨基酸，其中柠檬酸可通过GABA途径直接转化为谷氨酸[5，9]。冰糖橙和大红甜橙均源于黔阳甜橙的变异，而两者在果实有机酸含量方面差异巨大。因此，以该两个品种研究进行甜橙果实有机酸和氨基酸形成研究有較大的优势。研究结果显示，柠檬酸是大红甜橙和冰糖橙果实主要的有机酸类型，且大红甜橙果实柠檬酸含量显著高于冰糖橙，与前人报道一致[10]。采用榨汁的方法进行果实有机酸含量测定，在果实发育后期检测有机酸含量有较大优势，而在果实发育前期有机酸检测中存在不足，因此在果实有机酸测定方法上尚需进一步优化。

研究结果显示，冰糖橙和大红甜橙均含有17种可检测氨基酸，其中以天冬氨酸、谷氨酸、半胱氨酸含量丰富，包括人体必需氨基酸，表明两个甜橙品种氨基酸含量丰富，可提供人体需要的氨基酸。大红甜橙果实氨基酸含量高于冰糖橙，与大红甜橙柠檬酸含量高、氨基酸合成上调有密切关系。果实中总氨基酸含量呈现随果实发育成熟而下降的趋势，与柑橘有机酸在果实发育前期迅速积累，后期下降有关[1]。谷氨酸在人体内具有促进红细胞生成、改善脑细胞营养及活跃思维等作用，是治疗神经衰弱和记忆力减退的有效成分[11]。研究还表明，谷氨酸族氨基酸是柑橘果实中含量较多的氨基酸；其含量在大红甜橙果实成熟期升高，而在冰糖橙成熟期下降，这与柠檬酸在大红甜橙果实成熟期含量稳定而在冰糖橙果实中含量降低、谷氨酸来源差异较大有关。大红甜橙和冰糖橙果实中均以鲜味氨基酸含量最高，甜味氨基酸次之，芳香类氨基酸最少，与前人在核桃、番茄果实中的结果一

致[8，12]；大红甜橙果实中鲜味氨基酸和甜味氨基酸含量始终高于冰糖橙，可能是大红甜橙果实风味较冰糖橙浓郁的重要原因之一。

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（责任编辑：夏亚男）