通过全面的氨基酸分析，揭示了印度和非印度亚麻籽（Linum usitatissimum L.）种质的氨基酸变异性及其蛋白质质量

《The Journal of Foot and Ankle Surgery》：Amino acid variability and protein quality of Indian and non-Indian linseed ( Linum usitatissimum L.) germplasm as revealed through comprehensive amino acid profiling

全球蛋白质营养不良需可持续膳食来源，亚麻籽作为潜在资源，分析2540份种质发现其必需氨基酸占比33.21%，其中印度种质在缬氨酸、甲硫氨酸等含量更优，蛋白效率比3.33，DIAAS评分47%-74%，赖氨酸为限制因素，低Lys/Arg比率或降低心血管风险，为育种和营养强化食品提供资源。

　　

Nutan Kaushik | Navdeep Singh Plaha | Sumegha Awasthi | Vikender Kaur

阿米蒂食品与农业基金会，阿米蒂大学，印度北方邦诺伊达

摘要

全球蛋白质营养不良问题亟需可持续的蛋白质来源，而亚麻籽（Linum usitatissimum L.）因其均衡的氨基酸组成而成为一种有前景的蛋白质来源。本研究通过高效液相色谱（HPLC）分析了2540份全球亚麻籽种质资源，结果显示必需氨基酸占总氨基酸的33.21%（范围：18.17–73.15%），其中苯丙氨酸（6.12%）、苏氨酸（5.29%）和亮氨酸（4.49%）含量较高。所有氨基酸的组成存在显著差异。印度种质在缬氨酸、蛋氨酸、色氨酸和异亮氨酸的含量上优于非印度种质。蛋白质质量指数表明其营养价值较高，蛋白质效率比（protein efficiency ratio）为3.33，可消化必需氨基酸得分（digestible indispensable amino acid scores）在婴儿组为47%，成人组为74%，表明亮氨酸是主要的限制性氨基酸。印度种质的Lys/Arg比值较低（0.46），这可能有助于降低心血管疾病风险。通过本研究，我们筛选出了具有优良氨基酸组成的优质种质，进一步证实了亚麻籽作为一种具有营养竞争力的油料作物，以及其在提高蛋白质质量和保障粮食安全方面的潜在价值。

引言

饥饿和营养不良仍是全球主要的健康问题，全球有超过7.334亿人长期处于营养不良状态（FAOSTAT，2023年）。营养不良通常由食物摄入不足和营养利用不良引起，导致营养供应与身体能量需求之间的失衡。由于安全、营养丰富且数量充足的食物供应有限，这一问题更加突出。在发展中国家，由于动物蛋白获取受限，蛋白质缺乏尤为严重。然而，随着全球人口预计在2050年超过100亿，寻找可持续的蛋白质替代来源变得至关重要（Sá等人，2021年）。植物蛋白为解决这些营养和环境挑战提供了可行的方案。豆类、坚果、种子和全谷物不仅富含必需氨基酸（EAA），而且比动物蛋白更可持续。此外，它们较低的饱和脂肪含量有助于降低心脏病和肥胖等慢性疾病的风险。富含植物蛋白的饮食有助于改善健康状况、促进可持续发展，并有助于全球范围内减少饥饿和营养不良（Yang等人，2021年）。 亚麻籽（Linum usitatissimum L.）是重要的植物蛋白来源之一。它还是一种优质的油脂来源，含有丰富的Omega-3脂肪酸（α-亚麻酸，ALA）以及其他化合物，如木脂素、碳水化合物、纤维和膳食矿物质，这些成分都存在于压榨亚麻籽油后的副产品中。由于其独特的营养成分，亚麻籽被归类为功能性食品，有时甚至被称为“超级食品”（Mueed等人，2022年）。脱脂亚麻籽制品的蛋白质含量高达33.90%，其次是粗纤维（9.88%）和灰分（5.44%），干无油成分中还含有微量矿物质（Xu等人，2022年）。由于遗传多样性以及土壤类型、水分供应、温度和施肥方式等环境因素的影响，不同品种之间的亚麻籽生化组成（包括蛋白质含量和氨基酸谱）存在显著差异。例如，α-亚麻酸的含量在不同基因型间差异较大（Kaushik等人，2025年）。亚麻籽中的蛋白质主要储存在11S球蛋白和conlinins中，其中精氨酸、甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酸含量丰富，而赖氨酸、蛋氨酸和缬氨酸相对较少。氮肥施用等农业管理措施可以增加种子蛋白质含量并影响油脂品质。含有全部必需氨基酸且比例适当的蛋白质被认为适合食用，有助于缓解蛋白质缺乏问题（Kauser等人，2024年）。此外，必需氨基酸（EAAs）与非必需氨基酸（NEAA）的平衡比例以及良好的消化率也是衡量蛋白质质量的重要指标（Awasthi等人，2024年；Plaha等人，2022年）。 本研究利用高效液相色谱（HPLC）技术，分析了印度农业研究委员会-国家植物遗传资源局（ICAR-NBPGR）保存的2540份国内外亚麻籽种质的氨基酸组成，旨在筛选出具有优良氨基酸组成的优质种质，以用于营养强化食品配方和植物育种项目。除了建立全面的氨基酸数据库外，本研究还通过计算蛋白质效率比（PER）评估了亚麻籽蛋白的营养价值，通过可消化必需氨基酸得分（DIAAS）评估了不同年龄段的蛋白质消化情况，并通过Lys/Arg比值分析了蛋白质的降胆固醇和致动脉粥样硬化作用。

材料

盐酸、氢氧化钠颗粒（纯度97%）、磷酸二氢钠（纯度99.5%）、甲醇（纯度99.9%）和乙腈（纯度99.8%）均购自Thermo Fisher Scientific（印度孟买）。邻苯二甲醛（OPA）和0.4 N硼酸盐缓冲液（pH 10.2）购自Agilent Technologies（印度）。超纯水由Merck公司的Millipore DQ-3水纯化系统提供。氨基酸标准品也用于实验。

亚麻籽种质中氨基酸组成的变异性

对2540份全球亚麻籽种质进行了氨基酸分析，结果显示约三分之一的氨基酸为必需氨基酸（TEAA），占比33.21%，包括组氨酸（His）、苏氨酸（Thr）、缬氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、色氨酸（Trp）、苯丙氨酸（Phe）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）和赖氨酸（Lys）（表1）。这一比例与先前研究的结果相似（Sá等人，2021年；Mattila等人，2018年；Shim等人，2014年）。这是首次对如此大量亚麻籽种质进行氨基酸组成的系统分析。

结论

综合分析表明，亚麻籽作为一种高质量、可持续的植物蛋白来源，具有巨大的潜力，有助于缓解全球蛋白质缺乏问题并提高粮食安全。研究发现，亚麻籽蛋白的氨基酸组成较为均衡，必需氨基酸占总氨基酸的约三分之一。值得注意的是……

作者贡献声明

-Nutan Kaushik：负责撰写初稿、数据可视化、验证、项目监督、资源协调、方法设计、研究实施、资金申请及数据分析。 - Navdeep Singh Plaha：负责修订和编辑初稿、软件开发、方法设计、研究实施及数据分析。 - Sumegha Awasthi：负责撰写初稿、方法设计、研究实施及数据分析。 - Vikender Kaur：负责修订和编辑初稿、项目监督。

资助 本研究得到了印度政府生物技术部的支持，项目名称为“利用综合基因组学和表型分析技术加速亚麻籽的遗传改良”（项目编号：BT/Ag/Network/2019-2020/29.02.2020）。

利益冲突声明 作者声明在本研究中不存在任何利益冲突。

致谢 作者感谢印度国家基因库为本研究提供了亚麻籽样本。