13種植物源蜂花粉蛋白質的營養學評價

張金振，吳黎明，趙 靜，李 熠*

（中國農業科學院蜜蜂研究所，北京 100093）

13種植物源蜂花粉蛋白質的營養學評價

張金振，吳黎明，趙 靜，李 熠*

（中國農業科學院蜜蜂研究所，北京 100093）

測定向日葵、益母草和五味子等3種植物源蜂花粉的蛋白質和氨基酸含量，并結合文獻報道的向日葵和五味子蜂花粉及另外10種植物源蜂花粉的蛋白質和氨基酸含量數據，采用國際上通用的營養價值評價方法對13種植物蜂花粉的蛋白質含量、化學評分（chemical sore，CS）、必需氨基酸指數（essential amino acid index，EAAI）、氨基酸比值系數分（score of ratio coeffi cient of amino acid，SRCAA）、生物價（biological value，BV）和營養指數（nutritional index，NI）等進行綜合評價。評價結果表明，蜂花粉的蛋白質含量為14.3%～29.0%，CS為64.4～89.3，EAAI為66.9～107.0，SRCAA為79.9～91.1，BV為61.2～104.9，NI為11.7～29.3；茶花蜂花粉的上述6項指標均高于平均值，分別為29.0、83.1、101.3、88.8、98.7和29.3，是所分析的13種蜂花粉中營養價值最均衡的蜂花粉。

蜂花粉；蛋白質；氨基酸；營養評價

蜂花粉是蜜蜂采集顯花植物花藥內的花粉粒，并在采集過程中加入花蜜和分泌物混合而成的純天然產品[1-2]。蜂花粉含有多種氨基酸、不飽和脂肪酸、黃酮類化合物和多糖等活性物質，具有抗氧化、抗癌、降低膽固醇和增強免疫等生理保健功能，以蜂花粉為原料開發了很多保健食品和藥品[3-4]。中國蜂花粉資源豐富，品種繁多，2011年全年蜂花粉的產量大概在4 500 t左右[5]。不同品種的蜂花粉其功效各有差別，價格相差也較大。目前，蜂花粉的質量標準還無法客觀地對蜂花粉的營養進行評價。2012年完成制定的《蜂花粉》國家標準給出的主要理化指標為：蛋白質≥15%，脂肪1.5%～10.0%，總糖15%～50%，黃酮類化合物≥400 mg/100 g，灰分≤5%[6]。食物中蛋白質的質量是人體吸收利用的一個重要方面，取決于氨基酸的組成，食物中必需氨基酸的種類及其比例影響蛋白質的消耗值[7]。食物蛋白質的營養評價已經成為指導人群膳食營養、食品組合加工、分級管理、預示互補規律、比較選優和新的食品資源的研究和開發等方面重要的參考依據[8]。蛋白質的質量參數包括化學評分、氨基酸評分和必需氨基酸指數等[9]。目前對蜂花粉蛋白含量和氨基酸的組成研究很多[10-11]，但對其蛋白質的營養評價的報道較少[11]。

本研究測定向日葵、益母草和五味子3種特殊蜂花粉的蛋白質和氨基酸含量。其中，已有報道向日葵蜂花粉蛋白含量低，對蜜蜂而言為低質量的蜂花粉[12]，五味子蜂花粉的羥自由基清除能力和總抗氧化活性最強[13]，而益母草蜂花粉則未有文獻報道其蛋白質和氨基酸含量。結合文獻報道的向日葵和五味子蜂花粉及另外10種植物源蜂花粉的蛋白質和氨基酸含量數據，采用國際上通用的營養價值評價方法對共13種植物蜂花粉的蛋白質含量、化學評分（chemical sore，CS）、必需氨基酸指數（essential amino acid index， EAAI）、氨基酸比值系數分（score of ratio coeffi cient of amino acid，SRCAA）、生物價（biological value，BV）和營養指數（nutritional index，NI）進行綜合評價，為蜂花粉的品質評價和有效開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2012年從重慶收集五味子 （Schisandra chinensis）和益母草（Leonurus heterophyllus）蜂花粉各5份，從內蒙古收集向日葵（Helianthus annuus）蜂花粉5份，并采用顯微鏡檢法對蜂花粉植物來源種類進行鑒別[14]。分別將3種不同植物源花粉的5份樣品等量均勻混合后并取樣用于營養成分分析。

1.2 儀器與設備

L8900氨基酸分析儀 日本日立公司；0.22 μm濾膜美國Millipore公司。

1.3 蛋白質含量測定

水分的測定參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》方法[15]，將蜂花粉干燥至質量恒定，參照 GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質的測定》采用凱氏定氮法測定3種蜂花粉中的蛋白質含量[16]。

1.4 氨基酸組成與含量測定

分別將上述3種花粉研磨粉碎后，各稱取0.1 g蜂花粉于Pyrex具蓋耐熱管中，精確至0.01 g。加入6 mL 12 mol/L HCl，于渦旋振蕩器上充分混勻。緩慢沖入氮氣將耐熱管中的空氣排出后擰緊管蓋，密封，置于烘箱中，于110℃保持24 h進行水解。水解完成后將水解管從烘箱中取出，冷卻至室溫，水解產物經過濾紙過濾，用超純水定容至50 mL，然后取出1.0 mL，在60℃條件下用氮氣吹干，0.22 μm濾膜過濾后用氨基酸分析儀測定。

1.5 營養價值評價

1.5.1 CS計算

采用聯合國糧食及農業組織（1973）[17]推薦的方法，按式（1）計算。

式中：Ax為待測蛋白質中某一必需氨基酸的含量；Ae為待測蛋白質中必需氨基酸的總含量；Ex為參考蛋白中相應必需氨基酸的含量；Ee為參考蛋白中必需氨基酸的總含量。其中，比值較低者為限制性氨基酸。

1.5.2 EAAI計算

采用Bano等[18]的方法，按式（2）計算。

式中：上標p表示該值為蜂花粉蛋白的氨基酸含量；上標s為參考蛋白中的氨基酸含量；n為比較的必需氨基酸個數。

1.5.3 BV計算

BV是指食物中蛋白質經消化吸收后，在體內被利用的氮量（貯留氮量）占被吸收氮量的百分率，BV值越高，利用率也越高。根據Oser[19]提出的預測生物價的方法，按式（3）計算。

1.5.4 NI計算

根據Crisan等[20]的方法，按式（4）計算。

式中：PP為蛋白質含量百分率。

1.5.5 氨基酸比值系數（ratio coeffi cient of amino acid，RCAA）和SRCAA

按照朱圣陶等[21]的方法，以FAO/WHO的氨基酸模式進行蛋白質評價，按下式計算。

2 結果與分析

2.1 蜂花粉蛋白質、氨基酸組成與含量

表1為本研究測定的向日葵、五味子和益母草等3種植物源蜂花粉中的氨基酸含量，表2中列舉了文獻[10]報道的各種植物源蜂花粉的蛋白質和氨基酸含量。由表2可知，不同植物源蜂花粉的蛋白質含量存在差異，平均含量為21.8%，最高為茶花蜂花粉（29.0%），最低為蕎麥蜂花粉（14.3%）；蛋白質含量低于15%的有菊花和蕎麥蜂花粉。若以2012年制定的《蜂花粉》國家標準給出的蛋白質含量≥15%限定值判斷，則菊花和蕎麥蜂花粉不合格。Szcesna等[11]測定了蒿屬蜂花粉蛋白含量為13.1%，也同樣低于15%。這說明不同植物源品種蜂花粉蛋白質含量差異較大。

表1 3種蜂花粉中氨基酸含量Table 1 Contents of amino acids in Helianthus annuus, Schisandra chinensis, Leonurus heterophyllus bee pollens g/100 g蜂花粉

表2 蜂花粉蛋白質的必需氨基酸組成Table 2 Essential amino acid composition ofHelianthus annuus nuus, , Schisandra chinensis nsis, , Leonurus heterophyllus llus bee pollen proteins ns

在本研究測定的向日葵、五味子和益母草等3種植物源蜂花粉中，均含有17種氨基酸（表1），包含所有必需氨基酸，色氨酸由于在酸性條件下被降解，未檢測到。17種氨基酸（不包括色氨酸）的總量分別為12.38 g/100 g蜂花粉、25.61 g/100 g蜂花粉和23.46 g/100 g蜂花粉。其中，谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、亮氨酸和賴氨酸含量較高，但不同品種的蜂花粉，這些氨基酸的含量也存在差異，這一結果與已有的研究報道一致[10-11,22]。在五味子蜂花粉中，脯氨酸的含量最高，為4.68 g/100 g蜂花粉，其次為谷氨酸和天冬氨酸，分別為3.03 g/100 g蜂花粉和2.49 g/100 g蜂花粉，與Yang Kai等[10]測定的該品種的蜂花粉氨基酸的結果一致；在益母草蜂花粉中，脯氨酸的含量僅次于谷氨酸和天冬氨酸的含量，為2.21g/100g pro；而在向日葵蜂花粉中，脯氨酸的含量較低，為0.82 g/100 g pro，低于谷氨酸、天冬氨酸和亮氨酸，接近Yang Kai等[10]研究結果。

在所測定的3個蜂花粉樣品中，必需氨基酸總量差異很大，最高9.92 g/100 g蜂花粉，最低為5.22 g/100 g蜂花粉。據FAO/WHO提出的參考蛋白模式，食品中必需氨基酸總量應占氨基酸總量（TEAA/TAA）的0.4左右[17]，按百分含量計為40%左右。測定的3種蜂花粉樣品TEAA/TAA為38.7%～42.2%，Yang Kai等[10]測定的12種蜂花粉樣品TEAA/TAA為35.0%～42.6%，Szcesna等[11]測定的17種花粉樣品EAA/TAA為34.6%～39.9%，接近聯合國糧食及農業組織與世界衛生組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization，FAO/WHO）提出的參考蛋白模式。Szcesna等[11]認為，蜂花粉氨基酸含量和蛋白含量與植物來源有關，而TEAA/TAA則相對穩定，與植物來源無關。

蜂花粉中總必需氨基酸最低為24.20 g/100 g pro，最高為38.95 g/100 g pro，均低于全蛋總必需氨基酸（47.3 g/100 g pro）。五味子、益母草、西瓜、茶花、荷花和虞美人蜂花粉總必需氨基酸含量高于FAO/WHO模式總必需氨基酸（35.6 g/100 g pro）。

2.2 蜂花粉蛋白質的CS、EAAI

表3 蜂花粉的BV、NI、CS、EAAI、SRCAATable 3 BV, AAS, CS, EAAI and SRCAA of bee pollens

CS越接近100，與模式蛋白的組成越接近，營養價值越高。由表3可知，蜂花粉的CS為64.4～89.3，平均值為77.5，與Szczecsna等[11]報道的17種蜂花粉的化學評分結果一致（61～89）。CS結果也為限制性氨基酸指數，在所評價的蜂花粉樣品中，大多數花粉品種的第一限制性氨基酸為蛋氨酸和半胱氨酸等含硫氨基酸。茶花和菊花蜂花粉第一限制性氨基酸為蘇氨酸，但是CS均高于80。而對于向日葵蜂花粉，一種樣品的限制性氨基酸為纈氨酸，CS為89.3；另一種為蛋氨酸和半胱氨酸，CS為87.7。這可能與不同實驗室測定的樣品不同有關。

EAAI的平均值為92.7，接近于100，說明其蛋白質與FAO/WHO模式蛋白的必需氨基酸組成接近，營養價值高。玫瑰蜂花粉的EAAI最低，為66.9；益母草蜂花粉的EAAI最高，為107.0。

2.3 蜂花粉的SRCAA、BV、NI

SRCAA采用各種必需氨基酸偏離氨基酸模式的離散度來評價蛋白質質量。SRCAA越接近100，其蛋白質氨基酸組成與FAO/WHO模式氨基酸組成越一致，對氨基酸平衡所做的貢獻就越大[23]。由表3可知，五味子蜂花粉的SRCAA最小，為79.9；向日葵蜂花粉SRCAA最大，為91.1，平均值為86.7，離散度較小，說明蜂花粉的均衡性較好，營養價值較高。

BV是對蛋白質進行營養評價的生物學方法，是指蛋白質被吸收后，在機體內被利用的程度。Oser[19]認為用EAAI預測的BV值與動物實驗得出的BV值相接近，BV值越高，蛋白質被吸收消化后的利用程度就越高。蜂花粉的BV值以益母草蜂花粉最大，為104.9；玫瑰花粉最低，為61.2，平均值為89.3。

CS和EAAI僅考慮的是供試蛋白質的氨基酸組成。Cristan等[20]提出的營養指數綜合考慮了食物中蛋白質的含量和必需氨基酸組成兩個因素，即供試蛋白質的百分含量越高，EAAI越大，NI就越高，營養價值就越大。由表3可知，蜂花粉的NI最低為11.7，最高為29.3，均超過10。向日葵蜂花粉、菊花、蕎麥、玫瑰和玉米等蜂花粉NI較低，益母草、茶花、虞美人、蠶豆、五味子和油菜等蜂花粉NI較高。

3 結 論

不同植物源品種蜂花粉蛋白質含量差異較大，最小值低于2012年制定的《蜂花粉》國家標準給出的蛋白質含量≥15%限定值，通過蛋白質的判定指標可能會對少數蜂花粉誤判。蜂花粉中TEAA/TAA含量相對穩定，與植物來源無關。大多數蜂花粉品種的第一限制性氨基酸為蛋氨酸和半胱氨酸等含硫氨基酸。采用不同評價指標對不同植物源的蜂花粉品種的蛋白質進行營養評價，評價結果會有所差異，通過蛋白質含量、CS、EAAI、SRCAA、BV和NI值的綜合評價，茶花蜂花粉的這6項指標均高于13種蜂花粉的平均值，分別為29.0、83.1、101.3、88.8、98.7和29.3，是所分析的13種蜂花粉中營養價值最均衡的蜂花粉。

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Nutritional Evaluation of Bee Pollen Proteins from 13 Different Plant Species

ZHANG Jin-zhen, WU Li-ming, ZHAO Jing, LI Yi*
(Bee Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100093, China)

The contents of proteins and amino acids of Helianthus annuus, Schisandra chinensis, Leonurus heterophyllus bee pollens were determined. Based on the analysis data obtained in this study and those reported in literature for bee pollens from Helianthus annuus and Schisandra chinensis as well as 10 other plant species, comprehensive evaluation of protein nutrition was carried out using internationally recognized methods with respect to protein content, chemical score (CS), essential amino acid index (EAAI), score of ratio coefficient of amino acids (SRCAA), biological value (BV) and nutritional index (NI). The results indicated that these values for 13 bee pollens were 14.3%—29.0%, 64.4—89.3, 66.9—107, 0, 79.9—91.1, 61.2—104.9 and 11.7—29.3, respectively. The protein content, CS, EAAI, SRCAA, BV and NI for Camellia japonica bee pollen were 29.0, 83.1, 101.3, 88.8, 98.7 and 29.3, respectively, which were all higher than the average levels of these 13 bee pollens and indicated the most balanced nutrition.

bee pollens; protein; amino acid; nutritional evaluation

TS201.2

A

1002-6630(2014)01-0254-04

10.7506/spkx1002-6630-201401050

2013-07-01

張金振（1976—），女，助理研究員，碩士，研究方向為蜂產品質量與安全。E-mail：jzzhang76@sina.com

*通信作者：李熠（1975—），男，副研究員，碩士，研究方向為蜂產品質量與安全。 E-mail：bricaas_liyi@126.com