紅松仁蛋白氨基酸組成分析及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

吳曉紅，王振宇，2，*，鄭洪亮，王 康

（1.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150040；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150001）

紅松仁蛋白氨基酸組成分析及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

吳曉紅1，王振宇1，2，*，鄭洪亮1，王 康1

（1.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150040；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150001）

以紅松仁為原料，利用氨基酸自動(dòng)分析儀檢測(cè)紅松仁可溶性蛋白中的氨基酸組成，以氨基酸比值系數(shù)分和WHO/FAO氨基酸評(píng)分為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)紅松仁蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：紅松仁蛋白中氨基酸種類(lèi)齊全，谷氨酸含量最高，必需氨基酸的含量占氨基酸的總量為25%，屬于優(yōu)質(zhì)植物蛋白。紅松仁中水溶和鹽溶蛋白占紅松仁蛋白的67.7019%，水溶蛋白和醇溶蛋白的氨基酸組成及評(píng)分最為合理，是紅松仁組成蛋白中較優(yōu)的蛋白組分；按照氨基酸比值系數(shù)，紅松仁組成蛋白中，水溶蛋白（82.9256）＞堿溶蛋白（81.453）＞醇溶蛋白（79.0838）＞總蛋白（77.1625）＞鹽溶蛋白（46.3652）。總蛋白、水溶蛋白、鹽溶蛋白的第一限制氨基酸為纈氨酸，堿溶蛋白和醇溶蛋白的第一限制性氨基酸為蛋氨酸和胱氨酸。

紅松仁，蛋白質(zhì)，氨基酸，營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

紅松（Pinus konaiensis Sieb et Zucc）屬松科植物，是我國(guó)東北地區(qū)重要的天然資源，是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的樹(shù)種［1］。紅松所結(jié)的種子叫紅松籽，紅松籽去殼脫紅衣稱(chēng)為紅松仁，紅松仁具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，植物種子的氨基酸組成和含量是研究植物種子營(yíng)養(yǎng)成分的重要指標(biāo)，前人只簡(jiǎn)單地對(duì)紅松仁中的氨基酸進(jìn)行了定性定量的分析［2-3］，更深入的沒(méi)有報(bào)道。本文采用凱氏定氮法和氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定氨基酸的方法測(cè)定了紅松仁組成蛋白的含量和組成蛋白的氨基酸的含量，依據(jù)氨基酸比值系數(shù)分及FHO/FAO氨基酸評(píng)分，對(duì)紅松仁蛋白進(jìn)行了全面的營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)，為在生產(chǎn)實(shí)踐中提高紅松籽的利用價(jià)值，及紅松仁的資源開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供基礎(chǔ)科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

紅松籽 購(gòu)于黑龍江省伊春市；氨基酸標(biāo)準(zhǔn)樣HITACHI公司；其他試劑 均為分析純。

HHS電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；TGL-16C高速臺(tái)式離心機(jī) 上海安亨科學(xué)儀器廠；ALC-110.4電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；85-2磁力攪拌器 上海浦東物理光學(xué)儀器廠；PHS-3C pH計(jì) 上海偉業(yè)儀器廠；FD-1型冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；凱氏定氮儀 濟(jì)南還能儀器有限公司；高溫爐宜興市煒豐電爐制造廠；日立L-8800型氨基酸分析儀 日本進(jìn)口，4.6mm×60mm（#2622）陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱，紫外可見(jiàn)檢測(cè)器；酒精噴燈 自制；PHO70A培養(yǎng)箱/干燥箱 上海益橫實(shí)驗(yàn)儀器有限責(zé)任公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 紅松仁組成蛋白含量的測(cè)定

1.2.1.1 紅松仁的制備 將紅松籽去殼去紅衣，傳動(dòng)桿粉碎，在低溫下用石油醚浸泡脫去脂肪。

1.2.1.2 紅松仁組成蛋白樣品制備及含量測(cè)定 參照Osborne T.B的經(jīng)典方法［4］，可以將蛋白質(zhì)分為清蛋白（溶于水）、球蛋白（溶于稀鹽）、醇溶蛋白（溶于乙醇）和谷蛋白（溶于稀酸或稀堿），殘留物中的蛋白質(zhì)為難溶蛋白，微量凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量，對(duì)制備得到的蛋白進(jìn)行透析和凍干處理，供氨基酸檢測(cè)和活性檢測(cè)用。

1.2.2 紅松仁組成蛋白的氨基酸的檢測(cè) 分別取紅松仁組成蛋白50mg，用6mol/L HCl 100℃水解12h，然后采用氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行分析［5］。

1.2.3 紅松仁蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià) 各類(lèi)蛋白質(zhì)的氨基酸組成比例不盡相同，其所含的必需氨基酸（EAA）組成比例越接近人體需要氨基酸的比例，則其質(zhì)量就越優(yōu)［6］，據(jù)此，以1973年世界衛(wèi)生組織（WHO）和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）提出的必需氨基酸模式為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行以下指數(shù)計(jì)算：必需氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA），氨基酸比值系數(shù)（ratio coefficient of amino acid，RC）和氨基酸比值系數(shù)分（Score of RC，SRC）。計(jì)算公式分別為：

蛋白質(zhì)的氨基酸評(píng)分=每克待評(píng)蛋白質(zhì)中某種必需氨基酸含量（mg）/每克標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)中某種必需氨基酸含量（mg）×100

RAA=待評(píng)蛋白質(zhì)某種必需氨基酸含量（mg/g蛋白質(zhì)）/WHO/FAO模式中相應(yīng)必需氨基酸的含量（mg/g蛋白）

RC=RAA/RAA之均數(shù)

SRC=100-CV×100

其中：CV為RC的變異系數(shù)，CV=標(biāo)準(zhǔn)差/均數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 紅松仁組成蛋白含量的分析與討論

由表1可以看出，樣品中水溶蛋白、鹽溶蛋白占總蛋白的67.7019%，醇溶蛋白占總蛋白的7.6374%，由此可見(jiàn)，水溶蛋白和鹽溶蛋白為紅松仁蛋白的主要組分，這將為確定目的蛋白提供一定依據(jù)。

表1 紅松仁組成蛋白的分布

2.2 紅松仁總蛋白中氨基酸組成的分析與討論

由表2可知，紅松仁總蛋白氨基酸種類(lèi)中含量最高的是谷氨酸，精氨酸和天門(mén)冬氨酸分別居第二和第三，這三種氨基酸的總含量占46.7706%。用6mol/L HCI水解蛋白質(zhì)進(jìn)行氨基酸分析時(shí)，色氨酸全部被破壞，同時(shí)酰胺基被水解下來(lái)，生成相應(yīng)的游離氨基酸和銨離子［7］，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果中未出現(xiàn)色氨酸、天冬酰胺及谷氨酰胺的含量值。其中必需氨基酸含量較豐富，必需氨基酸含量占氨基酸總量的24.62%，必需氨基酸與非必需氨基酸含量的比值為0.3267，略低于FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的40%和0.6［5］，但也可認(rèn)為是一種較優(yōu)質(zhì)的植物蛋白來(lái)源。

表2 紅松仁總蛋白氨基酸組成分析

2.3 紅松仁組成蛋白氨基酸的分析與討論

由表3可知，紅松仁組成蛋白氨基酸含量比較結(jié)果為：醇溶蛋白（639.9500mg/g）＞水溶蛋白（540.6000mg/g）＞堿溶蛋白（420.3000mg/g）＞鹽溶蛋白（415.1000mg/g）。紅松仁4種組成蛋白均檢測(cè)到17種氨基酸，氨基酸種類(lèi)齊全。

水溶蛋白是紅松仁蛋白質(zhì)中的主要組成部分，所以說(shuō)水溶蛋白的氨基酸含量及組成也將影響紅松仁總蛋白質(zhì)氨基酸的狀況。由表4可以看出，總蛋白中必需氨基酸的評(píng)分均高于國(guó)際評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，符合優(yōu)質(zhì)蛋白的要求，是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白來(lái)源。

水溶蛋白中，異亮氨酸、蛋氨酸和胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸評(píng)分超過(guò)了國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn)，但其它幾種必需氨基酸的評(píng)分略低，其中纈氨酸、賴(lài)氨酸和蘇氨酸分別為紅松仁水溶蛋白的第一、第二、第三限制性氨基酸。

鹽溶蛋白含量居第二位，其氨基酸組成中只有蛋氨酸和胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸評(píng)分超過(guò)了國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn)，其它均低于國(guó)際推薦標(biāo)準(zhǔn)，比較氨基酸評(píng)分，纈氨酸、賴(lài)氨酸、蘇氨酸為鹽溶蛋白的第一、第二、第三限制氨基酸。

醇溶蛋白氨基酸中亮氨酸、纈氨酸評(píng)分低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，纈氨酸、蘇氨酸、賴(lài)氨酸為醇溶蛋白的第一、第二、第三限制氨基酸。

堿溶蛋白氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，纈氨酸、賴(lài)氨酸、蘇氨酸為堿提第一、第二、第三限制氨基酸。從氨基酸組成及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，在紅松仁組成蛋白中水溶蛋白和醇溶蛋白的氨基酸組成及評(píng)分最為合理，是紅松仁組成蛋白中較優(yōu)的蛋白組分。

表3 紅松仁中組成蛋白氨基酸組成分析

表4 紅松仁中蛋白質(zhì)的氨基酸評(píng)分

2.4 紅松仁蛋白氨基酸比值系數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果

現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究認(rèn)為，不僅氨基酸不足會(huì)影響蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，氨基酸過(guò)剩同樣也限制蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，因而提出氨基酸平衡理論。SRC的意義為：如果食物蛋白質(zhì)的EAA組成比例與EAA模式一致，則CV=0，SRC=100；若食物蛋白質(zhì)的RC越分散，表明這些EAA在氨基酸平衡的生理作用方面所提供的負(fù)貢獻(xiàn)越大，則CV變大，SRC變小，蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值越差。相比較而言，SRC越接近100，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值相對(duì)越高。

由于一般食物各種氨基酸比值往往不相同，故可計(jì)算氨基酸比值的均數(shù)。如果食物蛋白質(zhì)氨基酸組成含量比例與模式氨基酸一致，則各種EAA的RC應(yīng)等于1，數(shù)值大于或小于1均表示偏離氨基酸模式，RC大于1表明該種EAA相對(duì)過(guò)剩。

根據(jù)公式分別計(jì)算了紅松仁蛋白、四種組成蛋白的RAA、RC、SRC，其具體值見(jiàn)表5。根據(jù)SRC值的大小，其排列順序如下：水溶蛋白＞堿溶蛋白＞醇溶蛋白＞總蛋白＞鹽溶蛋白。總蛋白、水溶蛋白、鹽溶蛋白的第一限制氨基酸為纈氨酸，堿溶蛋白和醇溶蛋白的第一限制性氨基酸為蛋氨酸和胱氨酸。紅松仁蛋白的SRC值為77.1625，水溶蛋白的SRC值為83.9256，可以確定紅松仁蛋白為一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白來(lái)源。

3 結(jié)論

3.1 紅松仁水溶蛋白、鹽溶蛋白、醇溶蛋白、堿溶蛋白是紅松仁蛋白的主要組成蛋白，水溶蛋白、鹽溶蛋白占紅松仁蛋白的67.7019%。

3.2 紅松仁蛋白中氨基酸種類(lèi)齊全，必需氨基酸的含量占氨基酸的總量均在25%以上，必需氨基酸與非必需氨基酸含量比值為0.2462，略低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。但是紅松仁蛋白中富含谷氨酸等功能性氨基酸，是一種優(yōu)良的植物蛋白來(lái)源。

3.3 紅松仁四種組成蛋白的SRC值分別為：清蛋白82.9256，球蛋白46.3652，醇溶蛋白79.0838，堿溶蛋白81.453，紅松仁總蛋白SRC為77.1625。

3.4 紅松仁作為一種功能性食品的基料和藥品的原料越來(lái)越為人們所重視，在紅松仁中富含谷氨酸、精氨酸和天門(mén)冬氨酸，谷氨酸與氯化鈉能反應(yīng)生成谷氨酸鈉（味精），是食物中的重要鮮味物質(zhì)。谷氨酸還能在人體內(nèi)與血氨結(jié)合，形成對(duì)人體無(wú)害的谷氨酰胺，解除人體代謝中產(chǎn)生的游離氨的積累，參與肝臟、肌肉及大腦等組織的解毒作用，并參與腦組織的代謝，使腦機(jī)能活躍，而且谷氨酸也是組成胰島素的重要成分，另外還具有增強(qiáng)記憶的功能［8-9］。現(xiàn)代的人們?cè)絹?lái)越注意吃什么最健康，而且對(duì)飲食要求越來(lái)越高，人們期待通過(guò)攝食一些有益于健康的食品來(lái)達(dá)到預(yù)防疾病的效果，這符合了“藥食同源”的說(shuō)法。紅松仁含有大量的有益于身體健康的生物活性物質(zhì)，還含有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過(guò)食用紅松仁能夠防病治病，對(duì)于一些疾病有治療的好處。

表5 紅松仁蛋白的必需氨基酸比值、氨基酸比值系數(shù)及氨基酸比值系數(shù)分?jǐn)?shù)比較

［1］馬建路.紅松的地理分布［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，20（5）：40-48.

［2］陳紅濱，劉秀坤.紅松籽仁中氨基酸組成與含量［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1990，18（8）：94-98.

［3］方英玉，姚艷紅，樸英愛(ài)，等.長(zhǎng)白山區(qū)四籽中氨基酸含量的測(cè)定［J］.延邊大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1998，24（2）：31-35.

［4］Osborne T B.The vegetable proteins［M］.Longmans Green，New York，1924.

［5］張華，楊鑫，張英春，等.玉米蛋白中可溶性蛋白水解氨基酸組成的測(cè)定［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2007，22（6）：19-22.

［6］朱圣陶，吳坤.蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)-氨基酸比值系數(shù)法［J］.營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，1988（10）：187-190.

［7］郭藹光.基礎(chǔ)生物化學(xué)［M］.高等教育出版社，2002：253.

［8］余傳隆.氨基酸與人類(lèi)健康［J］.氨基酸和生物資源，1999，21（4）：4-8.

［9］FAO/WHO.Energy and protein requirements.FAO Nutrition Meeting Report series［S］.Roma：FAO，1793：52-63.

Study on content of amino acid in the pine seed protein and its nutritive evaluation

WU Xiao-hong1，WANG Zhen-yu1，2，*，ZHENG Hong-liang1，WANG Kang1
（1.Northeast Forestry University，Harbin 150040，China；2.Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China）

Using the score of ratio coefficient of amino acid and WHO/FAO reference model of essential amino acid（EAA）as an apprasial criterion，the nutritional value of pine seed protein were evaluated by ratio coefficient acid（AA）.The results showed that the AA in pine seed protein were rich in all kinds of AA，Glutamic acid was the most high in total amino acid，the EAA 25%of total AA，which was high-quality plant protein.The water-soluble protein and salt-soluble protein were 67.7019%in pine seed protein.The contents and scores of the water-soluble protein and salt-soluble protein were reasonable.Using the score of ratio coefficient of amino acid in pine seed protein，water-soluble protein（82.9256）＞alkali-soluble protein（81.453）＞Gliadin（79.0838）＞Total protein（77.1625）＞salt -soluble protein（46.3652）.The first limiting AA was Val in total amino acid，water-soluble protein and salt-soluble protein.The first limiting AA was Cys-Met in alkali-soluble protein and Gliadin.

pine seed；protein；amino acid；nutritive evaluation

TS201.2+1

A

1002-0306（2011）01-0267-04

2009-12-30 *通訊聯(lián)系人

吳曉紅（1977-），女，講師，博士，主要從事天然產(chǎn)物有效成分功能機(jī)理研究及功能性食品開(kāi)發(fā)的研究。

中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目（09050）；東北林業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目（091022527）。