Analysis and Evaluation of Amino Acid Composition in Different Macadamiaternifolia Germplasm

doi:10.13304/j.nykjdb.2021.0413

Abstract

Abstract:

In order to understand the relationship between different Macadamia germplasms and the amino acid composition of nuts， and screen germplasm resources of Macadamia variety suitable for functional amino acid beverage processing， 10 varieties of excellent macadamia germplasm were selected as materials， and the compositions and contents of amino acids of different Macadamia germplasms were analyzed. The quality characteristics of different Macadamia germplasms were evaluated by hierarchical cluster analysis （HCA）， orthogonal partial further squares discrimination analysis （OPLS-DA）and other multivariate statistical analysis methods. The results showed that there were a complete range of amino acids in Macadamia nuts， and there were significant differences in contents of Glu， Arg and Met among different Macadamia germplasm. 10 Macadamia germplasms were classified into 2 groups by HCA， and the class Ⅱ including 6 Macadamia germplasms with better quality. OPLS-DA indicated the model was accurate and reliable， and characteristic amino acid fractions with significant differences between the 2 classes were found， which proved that the six Macadamia germplasms of Class Ⅱ had better overall amino acid quality with high contents of Glu and Arg. They could be used as germplasm resources for selecting and breeding Macadamia varieties suitable for functional amino acid beverage processing， which provided theoretical support for the effective breeding of Macadamia varieties and the high value utilization of Macadamia amino acid quality.

Key words: Macadamiaternifolia germplasm, amino acid composition, hierarchical cluster analysis, orthogonal partial least squares discrimination analysis

摘要：

为了解不同澳洲坚果种质与其果仁氨基酸组分间的关系，筛选适合功能性氨基酸饮料加工的澳洲坚果品种，选取10株澳洲坚果优良种质的果实，对其果仁的氨基酸组成及含量进行测定，通过系统聚类分析（hierarchical cluster analysis，HCA）和正交偏最小二乘-判别法（orthogonal partial least squares discrimination analysis，OPLS-DA）等对不同澳洲坚果种质的果仁氨基酸品质特征展开分析评价。结果表明，澳洲坚果氨基酸种类齐全，Glu、Arg、Met在不同种质间具有显著差异；聚类分析将10份澳洲坚果种质划分为2类，其中，第Ⅱ类包含6份澳洲坚果种质，其果仁氨基酸综合品质较好。OPLS-DA表明构建的模型准确可靠，并找到了2类间差异显著的特征性氨基酸组分，进一步证明第Ⅱ类种质果仁的氨基酸综合品质较好，尤其Glu、Arg两种药效氨基酸含量相对较高，可用于选育适合功能性氨基酸饮料加工的种质资源，为优质澳洲坚果的选育以及澳洲坚果氨基酸的高值化利用提供了理论支撑。

关键词: 澳洲坚果种质, 氨基酸组成, 系统聚类分析, 正交偏最小二乘-判别法

CLC Number:

S664.9

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Figures/Tables 6

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氨基酸Amino acid		GR1	JW	B7	B4	B3	A4	HJ	A16	A38	SH	平均Mean	标准差SD	变异系数CV/%
必需氨基酸 Essential amino-acid /（g·100 g^-1）	苏氨酸 Thr	0.270±0.017bc	0.277±0.015bc	0.280±0.000bc	0.273±0.006bc	0.253±0.006c	0.213±0.006d	0.273±0.006bc	0.280±0.010bc	0.290±0.017b	0.347±0.031a	0.276	0.031	11.305
	缬氨酸 Val	0.323±0.023cd	0.370±0.010ab	0.367±0.006ab	0.343±0.006bc	0.340±0.000bc	0.300±0.010d	0.350±0.010abc	0.347±0.035bc	0.313±0.021cd	0.383±0.035a	0.344	0.025	7.186
	蛋氨酸 Met^Δ	0.057±0.029bc	0.057±0.006bc	0.080±0.000a	0.060±0.000abc	0.070±0.000abc	0.063±0.006abc	0.077±0.006ab	0.063±0.012abc	0.067±0.012abc	0.053±0.012c	0.065	0.008	12.876
	异亮氨酸Ile^Δ	0.223±0.040c	0.273±0.006ab	0.270±0.010ab	0.247±0.006bc	0.243±0.006bc	0.207±0.006c	0.247±0.006bc	0.247±0.042bc	0.310±0.030a	0.300±0.017a	0.257	0.030	11.860
	亮氨酸 Leu^Δ	0.473±0.058cde	0.550±0.010a	0.527±0.006ab	0.483±0.006bcd	0.470±0.000cde	0.397±0.006f	0.497±0.006bcd	0.460±0.044de	0.513±0.025abc	0.433±0.021ef	0.480	0.043	8.868
	苯丙氨酸Phe^Δ	0.270±0.035bc	0.297±0.006b	0.300±0.000b	0.280±0.010bc	0.290±0.000bc	0.257±0.006c	0.300±0.010b	0.283±0.035bc	0.373±0.021a	0.280±0.030bc	0.293	0.030	10.156
	赖氨酸 Lys^Δ	0.367±0.029cd	0.420±0.010a	0.397±0.006abc	0.383±0.006bc	0.387±0.006abc	0.337±0.006de	0.397±0.006abc	0.307±0.015e	0.407±0.015ab	0.400±0.044abc	0.380	0.033	8.630
半必需氨基酸Semiessential amino acid /（g·100 g^-1）	组氨酸 His	0.170±0.017cd	0.200±0.000a	0.200±0.000a	0.180±0.000bc	0.180±0.000bc	0.160±0.000d	0.197±0.006ab	0.200±0.017a	0.163±0.015cd	0.163±0.006cd	0.181	0.016	8.747
半必需氨基酸Semiessential amino acid /（g·100 g^-1）	精氨酸 Arg^Δ	1.147±0.064cd	1.377±0.006a	1.123±0.006cd	0.973±0.006e	0.960±0.000e	0.783±0.006f	1.073±0.012d	1.127±0.103cd	1.250±0.040b	1.163±0.025c	1.098	0.156	14.203
非必需氨基酸 Non-essential amino acid /（g·100 g^-1）	天冬氨酸Asp^Δ	0.723±0.040cdef	0.857±0.021a	0.783±0.006bc	0.697±0.006ef	0.673±0.006f	0.543±0.006g	0.767±0.072bcd	0.713±0.040def	0.747±0.035cde	0.810±0.020ab	0.731	0.081	11.141
	丝氨酸 Ser	0.370±0.017b	0.407±0.015a	0.370±0.010b	0.350±0.000bc	0.350±0.000bc	0.273±0.006d	0.360±0.000bc	0.373±0.012b	0.337±0.015c	0.337±0.025c	0.353	0.033	9.326
	谷氨酸 Glu^Δ	2.063±0.127b	2.403±0.15a	2.100±0.100b	1.757±0.006d	1.750±0.000d	1.383±0.006e	1.947±0.006c	1.480±0.108e	2.123±0.038b	2.037±0.045bc	1.904	0.296	15.551
	脯氨酸 Pro	0.283±0.040b	0.377±0.015a	0.303±0.006b	0.283±0.006b	0.220±0.000c	0.180±0.000d	0.230±0.017c	0.383±0.038a	0.323±0.031b	0.307±0.015b	0.289	0.062	21.461
	甘氨酸 Gly^Δ	0.403±0.023cde	0.460±0.010ab	0.417±0.006cd	0.387±0.006de	0.380±0.000e	0.307±0.006f	0.403±0.012cde	0.490±0.020a	0.433±0.015bc	0.423±0.045c	0.410	0.047	11.399
	丙氨酸 Ala	0.323±0.023b	0.373±0.012a	0.360±0.000ab	0.340±0.000ab	0.333±0.006b	0.270±0.010c	0.323±0.006b	0.330±0.046b	0.357±0.021ab	0.343±0.031ab	0.335	0.027	7.992
	半胱氨酸Cys	0.173±0.006d	0.227±0.021b	0.180±0.000d	0.147±0.006ef	0.147±0.006ef	0.130±0.010f	0.153±0.006e	0.273±0.021a	0.203±0.012c	0.180±0.010d	0.181	0.041	22.666
	酪氨酸 Tyr	0.377±0.046de	0.437±0.006bc	0.393±0.006de	0.323±0.006f	0.320±0.000f	0.280±0.000g	0.363±0.006e	0.477±0.031a	0.450±0.030ab	0.407±0.015cd	0.383	0.059	15.542
氨基酸总量 Total amino acid/（g·100 g^-1）		8.017±0.635cd	9.360±0.130a	8.450±0.079b	7.507±0.046ef	7.367±0.015f	6.083±0.042g	7.957±0.140d	7.833±0.127de	8.660±0.105b	8.367±0.112bc	7.960	0.834	10.476
必需氨基酸总量 Total essential amino acids /（g·100 g^-1）		1.983±0.231d	2.243±0.050b	2.220±0.020ab	2.070±0.026bcd	2.053±0.012cd	1.773±0.023e	2.140±0.036abcd	1.987±0.055d	2.273±0.078a	2.197±0.095abc	2.094	0.146	6.950
药效氨基酸总量 Total pharmacodynamic amino acids/（g·100 g^-1）		5.727±0.445c	6.693±0.071a	5.997±0.096bc	5.267±0.031d	5.223±0.012d	4.277±0.023e	5.707±0.110c	5.170±0.050d	6.223±0.133b	5.900±0.053c	5.618	0.636	11.319

氨基酸Amino acid		GR1	JW	B7	B4	B3	A4	HJ	A16	A38	SH	平均Mean	标准差SD	变异系数CV/%
必需氨基酸 Essential amino-acid /（g·100 g^-1）	苏氨酸 Thr	0.270±0.017bc	0.277±0.015bc	0.280±0.000bc	0.273±0.006bc	0.253±0.006c	0.213±0.006d	0.273±0.006bc	0.280±0.010bc	0.290±0.017b	0.347±0.031a	0.276	0.031	11.305
	缬氨酸 Val	0.323±0.023cd	0.370±0.010ab	0.367±0.006ab	0.343±0.006bc	0.340±0.000bc	0.300±0.010d	0.350±0.010abc	0.347±0.035bc	0.313±0.021cd	0.383±0.035a	0.344	0.025	7.186
	蛋氨酸 Met^Δ	0.057±0.029bc	0.057±0.006bc	0.080±0.000a	0.060±0.000abc	0.070±0.000abc	0.063±0.006abc	0.077±0.006ab	0.063±0.012abc	0.067±0.012abc	0.053±0.012c	0.065	0.008	12.876
	异亮氨酸Ile^Δ	0.223±0.040c	0.273±0.006ab	0.270±0.010ab	0.247±0.006bc	0.243±0.006bc	0.207±0.006c	0.247±0.006bc	0.247±0.042bc	0.310±0.030a	0.300±0.017a	0.257	0.030	11.860
	亮氨酸 Leu^Δ	0.473±0.058cde	0.550±0.010a	0.527±0.006ab	0.483±0.006bcd	0.470±0.000cde	0.397±0.006f	0.497±0.006bcd	0.460±0.044de	0.513±0.025abc	0.433±0.021ef	0.480	0.043	8.868
	苯丙氨酸Phe^Δ	0.270±0.035bc	0.297±0.006b	0.300±0.000b	0.280±0.010bc	0.290±0.000bc	0.257±0.006c	0.300±0.010b	0.283±0.035bc	0.373±0.021a	0.280±0.030bc	0.293	0.030	10.156
	赖氨酸 Lys^Δ	0.367±0.029cd	0.420±0.010a	0.397±0.006abc	0.383±0.006bc	0.387±0.006abc	0.337±0.006de	0.397±0.006abc	0.307±0.015e	0.407±0.015ab	0.400±0.044abc	0.380	0.033	8.630
半必需氨基酸Semiessential amino acid /（g·100 g^-1）	组氨酸 His	0.170±0.017cd	0.200±0.000a	0.200±0.000a	0.180±0.000bc	0.180±0.000bc	0.160±0.000d	0.197±0.006ab	0.200±0.017a	0.163±0.015cd	0.163±0.006cd	0.181	0.016	8.747
半必需氨基酸Semiessential amino acid /（g·100 g^-1）	精氨酸 Arg^Δ	1.147±0.064cd	1.377±0.006a	1.123±0.006cd	0.973±0.006e	0.960±0.000e	0.783±0.006f	1.073±0.012d	1.127±0.103cd	1.250±0.040b	1.163±0.025c	1.098	0.156	14.203
非必需氨基酸 Non-essential amino acid /（g·100 g^-1）	天冬氨酸Asp^Δ	0.723±0.040cdef	0.857±0.021a	0.783±0.006bc	0.697±0.006ef	0.673±0.006f	0.543±0.006g	0.767±0.072bcd	0.713±0.040def	0.747±0.035cde	0.810±0.020ab	0.731	0.081	11.141
	丝氨酸 Ser	0.370±0.017b	0.407±0.015a	0.370±0.010b	0.350±0.000bc	0.350±0.000bc	0.273±0.006d	0.360±0.000bc	0.373±0.012b	0.337±0.015c	0.337±0.025c	0.353	0.033	9.326
	谷氨酸 Glu^Δ	2.063±0.127b	2.403±0.15a	2.100±0.100b	1.757±0.006d	1.750±0.000d	1.383±0.006e	1.947±0.006c	1.480±0.108e	2.123±0.038b	2.037±0.045bc	1.904	0.296	15.551
	脯氨酸 Pro	0.283±0.040b	0.377±0.015a	0.303±0.006b	0.283±0.006b	0.220±0.000c	0.180±0.000d	0.230±0.017c	0.383±0.038a	0.323±0.031b	0.307±0.015b	0.289	0.062	21.461
	甘氨酸 Gly^Δ	0.403±0.023cde	0.460±0.010ab	0.417±0.006cd	0.387±0.006de	0.380±0.000e	0.307±0.006f	0.403±0.012cde	0.490±0.020a	0.433±0.015bc	0.423±0.045c	0.410	0.047	11.399
	丙氨酸 Ala	0.323±0.023b	0.373±0.012a	0.360±0.000ab	0.340±0.000ab	0.333±0.006b	0.270±0.010c	0.323±0.006b	0.330±0.046b	0.357±0.021ab	0.343±0.031ab	0.335	0.027	7.992
	半胱氨酸Cys	0.173±0.006d	0.227±0.021b	0.180±0.000d	0.147±0.006ef	0.147±0.006ef	0.130±0.010f	0.153±0.006e	0.273±0.021a	0.203±0.012c	0.180±0.010d	0.181	0.041	22.666
	酪氨酸 Tyr	0.377±0.046de	0.437±0.006bc	0.393±0.006de	0.323±0.006f	0.320±0.000f	0.280±0.000g	0.363±0.006e	0.477±0.031a	0.450±0.030ab	0.407±0.015cd	0.383	0.059	15.542
氨基酸总量 Total amino acid/（g·100 g^-1）		8.017±0.635cd	9.360±0.130a	8.450±0.079b	7.507±0.046ef	7.367±0.015f	6.083±0.042g	7.957±0.140d	7.833±0.127de	8.660±0.105b	8.367±0.112bc	7.960	0.834	10.476
必需氨基酸总量 Total essential amino acids /（g·100 g^-1）		1.983±0.231d	2.243±0.050b	2.220±0.020ab	2.070±0.026bcd	2.053±0.012cd	1.773±0.023e	2.140±0.036abcd	1.987±0.055d	2.273±0.078a	2.197±0.095abc	2.094	0.146	6.950
药效氨基酸总量 Total pharmacodynamic amino acids/（g·100 g^-1）		5.727±0.445c	6.693±0.071a	5.997±0.096bc	5.267±0.031d	5.223±0.012d	4.277±0.023e	5.707±0.110c	5.170±0.050d	6.223±0.133b	5.900±0.053c	5.618	0.636	11.319

氨基酸Amino-acid		第Ⅰ类 Class Ⅰ	第Ⅱ类Class Ⅱ
必需氨基酸 Essential amino-acid	苏氨酸 Thr	0.255	0.290
	缬氨酸 Val	0.333	0.351
	蛋氨酸 Met^Δ	0.064	0.065
	异亮氨酸 Ile^Δ	0.236	0.271
	亮氨酸 Leu^Δ	0.453	0.499
	苯丙氨酸 Phe^Δ	0.278	0.303
	赖氨酸 Lys^Δ	0.354	0.398
半必需氨基酸 Semiessential amino acid	组氨酸 His	0.180	0.182
半必需氨基酸 Semiessential amino acid	精氨酸 Arg^Δ	0.961	1.189^*
非必需氨基酸 Non-essential amino acid	天冬氨酸 Asp^Δ	0.657	0.781
	丝氨酸 Ser	0.337	0.364
	谷氨酸 Glu^Δ	1.593	2.112^*
	脯氨酸 Pro	0.267	0.304
	甘氨酸 Gly^Δ	0.391	0.423
	丙氨酸 Ala	0.318	0.347
	半胱氨酸 Cys	0.174	0.186
	酪氨酸 Tyr	0.350	0.405
氨基酸总量 Total amino acid 必需氨基酸总量 Total essential amino acids 药效氨基酸总量 Total pharmacodynamic amino acids		7.198	8.469^*
		1.971	2.176^*
		4.984	6.041^*

氨基酸Amino-acid		第Ⅰ类 Class Ⅰ	第Ⅱ类Class Ⅱ
必需氨基酸 Essential amino-acid	苏氨酸 Thr	0.255	0.290
	缬氨酸 Val	0.333	0.351
	蛋氨酸 Met^Δ	0.064	0.065
	异亮氨酸 Ile^Δ	0.236	0.271
	亮氨酸 Leu^Δ	0.453	0.499
	苯丙氨酸 Phe^Δ	0.278	0.303
	赖氨酸 Lys^Δ	0.354	0.398
半必需氨基酸 Semiessential amino acid	组氨酸 His	0.180	0.182
半必需氨基酸 Semiessential amino acid	精氨酸 Arg^Δ	0.961	1.189^*
非必需氨基酸 Non-essential amino acid	天冬氨酸 Asp^Δ	0.657	0.781
	丝氨酸 Ser	0.337	0.364
	谷氨酸 Glu^Δ	1.593	2.112^*
	脯氨酸 Pro	0.267	0.304
	甘氨酸 Gly^Δ	0.391	0.423
	丙氨酸 Ala	0.318	0.347
	半胱氨酸 Cys	0.174	0.186
	酪氨酸 Tyr	0.350	0.405
氨基酸总量 Total amino acid 必需氨基酸总量 Total essential amino acids 药效氨基酸总量 Total pharmacodynamic amino acids		7.198	8.469^*
		1.971	2.176^*
		4.984	6.041^*