甲魚蛋白質各組分的營養價值分析

王 楠，王 偉，劉彩琴，陳永洲，沈素芬

（1.浙江樹人大學生物與環境工程學院，浙江杭州310015；2.浙江省農業科學院農產品質量標準化研究所，浙江杭州310021；3.浙江中得農業集團有限公司，浙江杭州310021）

甲魚蛋白質各組分的營養價值分析

王 楠1，王 偉2，劉彩琴1，陳永洲3，沈素芬3

（1.浙江樹人大學生物與環境工程學院，浙江杭州310015；2.浙江省農業科學院農產品質量標準化研究所，浙江杭州310021；3.浙江中得農業集團有限公司，浙江杭州310021）

根據溶解性質不同，將甲魚蛋白質分為水溶蛋白、鹽溶蛋白、醇溶蛋白和堿溶蛋白四種級分。分析各蛋白級分的含量、氨基酸組成，并對其營養價值進行評價。結果表明，甲魚蛋白組分含量為：堿溶蛋白＞水溶蛋白＞鹽溶蛋白＞醇溶蛋白。甲魚蛋白粗粉及四種蛋白質組分中含有常見的17種氨基酸，其必需氨基酸與非必需氨基酸的比值和必需氨基酸占總氨基酸的比值，均高于WHO/FAO的理想模式，其限制性氨基酸均為Met+Cys。其中，鹽溶蛋白和堿溶蛋白組分的AAS值、CS值、EAAI值和PERⅠ值均接近或高于WHO/FAO推薦的理想模式，極具營養價值。

甲魚，蛋白級分，氨基酸，營養價值

甲魚又稱鱉、團魚、腳魚、水魚，動物界，脊索動物門，脊椎動物亞門，爬行綱，龜鱉目，鱉科，鱉屬，是一種水生經濟動物。甲魚肉質鮮嫩味美，營養豐富，含有蛋白質、多種礦物質元素及多種不飽和脂肪酸，具有強身健體、提高免疫、延年益壽、防癌抗癌的功效，是一種良好的藥食同源佳品［1-2］。我國甲魚養殖主要集中在浙江、江蘇、湖北和廣東省。2012年全國甲魚總產量約33.14萬噸，其中浙江省甲魚總產量約15.53萬噸，產量位居全國第一。由于豬、牛等陸生動物存在人畜共患病等安全隱患，而水產動物是近年來被世界公認的一種安全性較高的蛋白來源，因此甲魚可以作為制備高品質食品的優質原料［3］。

根據Osborne分類法［4］，蛋白質根據溶解性質的不同可分為水溶蛋白、鹽溶蛋白、醇溶蛋白和堿溶蛋白四種組分。關于蛋白組分的研究多集中在小麥、玉米、蕎麥、大豆等農作物蛋白源［5-7］。目前，針對甲魚蛋白各組分的構成以及其營養特性方面的研究還未見報道。本研究以甲魚為原料，將甲魚蛋白質分為水溶蛋白、鹽溶蛋白、醇溶蛋白和堿溶蛋白四種級分。分析甲魚各蛋白級分的含量、氨基酸組成，并對其營養價值進行評價，為甲魚蛋白的進一步開發利用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

甲魚 浙江中得農業集團有限公司；透析袋 上海華美生物工程公司；其他試劑 均為分析純。

BS-210s電子天平 德國Sartorus公司；XW-80A漩渦混勻機 上海精科實業有限公司；TDL-5-A低速臺式離心機 ANKE公司；DHG-9070A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；LGJ-10冷凍干燥機 北京四環科學儀器廠；HYG-B全溫度搖瓶柜 太倉市實驗設備廠；K350 BUCH凱氏定氮儀 瑞士BUCH公司；日立L-8800全自動氨基酸分析儀 日本日立公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料的預處理 新鮮甲魚宰殺→蒸餾水清洗→去骨、去皮膜→勻漿→冷凍干燥→95%乙醇脫脂→干燥→甲魚粗蛋白粉。

1.2.2 甲魚蛋白組分的分級制備 參照Osbome［4］分級制備法。

1.2.2.1 水溶蛋白 稱取甲魚粗蛋白粉100g，加入到1000m L蒸餾水中，室溫下攪拌提取4h，然后以2000×g離心20m in，再重復提取2次，收集上清液，合并后濃縮，冷凍干燥所得產品即為甲魚水溶蛋白組分。

1.2.2.2 鹽溶蛋白 將水溶蛋白提取后的沉淀用1000m L pH為8.0的50mmol/L Tris-HCl緩沖液（內含0.5mol/L NaCl）進行提取，在室溫條件下攪拌浸提4h，然后以2000×g離心20m in，再重復提取2次，得上清液，4℃置于去離子水中透析（MWCO：8000u）72h，期間換水數次，將透析袋內蛋白液離心獲得沉淀。沉淀冷凍干燥所得產品即為鹽溶蛋白級分。

1.2.2.3 醇溶蛋白 將鹽溶蛋白提取后的沉淀加入到1000m L的45%乙醇中，室溫下攪拌提取4h，然后以2000×g離心20min，再重復提取2次，收集上清液，合并后濃縮，冷凍干燥所得產品即為醇溶蛋白組分。

1.2.2.4 堿溶蛋白 醇溶蛋白提取后的沉淀加入到1000m L 0.1mol/L NaOH中，室溫下攪拌提取4h，然后以2000×g離心20min，再重復提取2次，收集上清液合并后滴加20%的三氯乙酸（w/v），至三氯乙酸最終濃度為5%（w/v），然后以2000×g離心20m in，沉淀用預冷丙酮洗滌兩次，室溫下風干，所得產品即為堿溶蛋白組分。

1.2.3 粗蛋白質的含量測定 微量凱氏定氮法（GB 5009.5-2010），其中氮換算為蛋白質的系數為6.25。純蛋白量（%）=蛋白提取得率（%）×粗蛋白含量（%）×100

1.2.4 氨基酸測定方法 樣品的前處理采用鹽酸水解法（色氨酸采用KOH水解）。準確稱取100mg樣品，放入水解試管中，加入10m L 6mol/L的鹽酸，真空后封管。置于110℃烘箱內水解24h。樣品冷卻后，用濾膜過濾水解樣品，并移取1m L置于蒸發試管中蒸發，待干燥后向其中加入2.0m L高純水漩渦混合20s，于4℃儲備待測。利用配備日立專用離子交換樹脂柱（4.6mm×60mm）的全自動氨基酸分析儀進行氨基酸組成分析。

1.2.5 營養價值評價方法 基于各級分氨基酸分析結果，計算甲魚蛋白各級分的營養價值指標。將測得的必需氨基酸含量換算為百分含量，與1973年FAO/ WHO建議的每克氮氨基酸評分標準模式［8］和雞蛋蛋白質評分標準模式進行比較分析［9］，計算必需氨基酸與總氨基酸之比（%）、氨基酸評分（AAS）、化學評分（CS）、必需氨基酸指數（EAAI）和蛋白質功效比值（PER）［10-13］。

1.2.5.1 氨基酸評分（am ino acid score，AAS） AAS=被測蛋白質中某一必需氨基酸的含量（%）/（FAO/WHO）評分標準模式中同種氨基酸含量（%）

氨基酸評分步驟：計算被測蛋白質每種必需氨基酸的評分值；找出第一限制氨基酸評分值，即為該蛋白質的氨基酸評分。

1.2.5.2 化學評分（CS） CS=被測蛋白質中某一必需氨基酸的含量（%）/全雞蛋蛋白質中同種氨基酸含量（%）

1.2.5.3 必需氨基酸指數（EAAI）

式中，n為比較的必需氨基酸個數；T為被測蛋白質中必需氨基酸含量（%）；S為全雞蛋蛋白質的必需氨基酸含量（%）

1.2.5.4 蛋白質功效比值（protein effciency ratio，PER） 根據A lsmeyer等［12］報道的回歸方程計算。

1.3 實驗結果統計分析方法

本實驗結果用SPSS 16.0統計軟件進行統計分析，描述性統計值使用平均值±標準差（Mean±SD）表示。

2 結果與分析

2.1 甲魚蛋白組分的含量特點

甲魚富含豐富的蛋白質，為明確甲魚蛋白中各級分的含量特點及營養特性，本研究利用傳統的Osbome蛋白提取方法，根據每種蛋白組分溶解特性的區別，提取得到四種蛋白組分，得出甲魚蛋白大致的蛋白組分含量差異（見表1），由于甲魚在品種的區別和產地等因素的不同，其蛋白組分的含量可能略有差異。

表1 甲魚蛋白各個蛋白組分的分級結果Table 1 The distilling results of four protein components in turtle protein

由表1可知，甲魚蛋白組分的純蛋白含量特點為：堿溶蛋白＞水溶蛋白＞鹽溶蛋白＞醇溶蛋白。其中，堿溶純蛋白含量為9.51%，是甲魚蛋白的優勢蛋白級分。其次是水溶蛋白，其純蛋白含量為2.77%，再次是鹽溶蛋白和醇溶蛋白。

2.2 甲魚蛋白質組分的氨基酸組成分析

采用氨基酸分析儀，對甲魚粗蛋白粉及其四個蛋白組分的氨基酸組成進行了分析，結果見表2。

表2 甲魚蛋白質組分的氨基酸組成及含量（Mean±SD，%，n=3）Table 2 Composition and contents of amino acids of turtle protein components（Mean±SD，%，n=3）

表2中的氨基酸分析結果表明，甲魚粗蛋白粉及四種蛋白質組分中含有常見的17種氨基酸，其中甲魚粗蛋白粉、水溶蛋白、鹽溶蛋白、堿溶蛋白中Glu含量最高；醇溶蛋白中Val含量最高。甲魚粗蛋白粉及各個蛋白組分必需氨基酸比例均衡，必需氨基酸含量總和的順序為：鹽溶蛋白（39.55%）＞堿溶蛋白（32.46%）＞甲魚粗蛋白粉（20.95%）＞水溶蛋白（15.45%）＞醇溶蛋白（14.36%）。甲魚粗蛋白粉的必需氨基酸與非必需氨基酸的比值為55.31%，鹽溶蛋白、水溶蛋白、醇溶蛋白、堿溶蛋白的必需氨基酸與非必需氨基酸的比值分別為80.50%、66.68%、101.27%、66.50%，高于WHO/FAO提出的必需氨基酸與非必需氨基酸之比為60%的參考蛋白模式。根據WHO/FAO提出的參考蛋白的理想模式，必需氨基酸/氨基酸總量（%）為40%左右。由表2可以看出，甲魚粗蛋白粉、水溶蛋白、鹽溶蛋白、醇溶蛋白和堿溶蛋白的必需氨基酸占總氨基酸的比值分別為35.61%、40.01%、44.60%、50.32%、39.94%，均接近或略高于WHO/FAO提出的參考模式的推薦值。說明，甲魚粗蛋白粉及四種蛋白組分均為高營養價值蛋白質。

2.3 甲魚蛋白質組分的氨基酸種類分布特點

按照氨基酸的化學性質對甲魚粗蛋白及四種蛋白組分中的氨基酸進行歸類，計算不同種類氨基酸的分配比例，甲魚蛋白質組分的氨基酸種類分布見表3。

表3 甲魚蛋白質組分的氨基酸種類分布（%）Table 3 The amino acids category distribution of turtle protein components（%）

表3結果表明，鹽溶蛋白和堿溶蛋白的疏水性氨基酸、不帶電極性氨基酸、堿性氨基酸、酸性氨基酸、含硫氨基酸、芳香族氨基酸含量均較高；其次是甲魚粗蛋白粉；醇溶蛋白和水溶蛋白各種性質的氨基酸含量均較低。有報道認為［14-15］，疏水性氨基酸及芳香族氨基酸含量多會增加蛋白肽的功能活性，甲魚粗蛋白粉及四個蛋白組分中，疏水性氨基酸含量比例最高，說明甲魚蛋白及其各組分是制備功能肽的優質原料。其中，堿溶蛋白含量較高，因此更適合作為功能肽的原料。

2.4 甲魚蛋白組分的營養價值分析

分析評價食物蛋白質的營養價值，對于食品品質的鑒定、指導人群膳食等諸多方面具有重要的意義。食品蛋白質營養價值的高低取決于其為體內合成含氮化合物所提供的必需氨基酸的種類、數量及比例。一般來說，不同來源的食物蛋白質含量、氨基酸模式等均不同，人體對不同蛋白質的消化、吸收和利用程度也存在差異。因此，食品營養學主要從食物蛋白質必需氨基酸含量、被消化吸收、利用程度等方面進行評價。本研究采用A lsmeyer等［13］報道的回歸方程，通過計算AAS、CS和PER等指標，評價甲魚蛋白組分的營養價值，其相關營養參數見表4。

表4 甲魚蛋白組分的營養價值分析結果Table 4 The nutrition value analysis result of turtle protein components

根據FAO/WHO建議的氨基酸評分標準模式和全雞蛋蛋白質的氨基酸模式，分別計算出氨基酸評分（AAS）、化學評分（CS）、必需氨基酸指數（EAAI）和蛋白質功效比值（PER）。由表4可見，鹽溶蛋白的氨基酸評分除Met+Cys、Lys、Thr的AAS值分別為0.79、0.91和0.92，略低于1，其他氨基酸評分均高于1。堿溶蛋白的氨基酸評分除Met+Cys、Val、Leu的AAS值分別為0.70、0.77和0.99，略低于1，其他氨基酸評分均高于1，說明鹽溶蛋白和堿溶蛋白必需氨基酸模式優越于FAO/WHO理想模式。甲魚蛋白粗粉的各氨基酸評分均略低于1，說明甲魚蛋白粗粉必需氨基酸組成相對較均衡，接近于FAO/WHO理想模式。水溶蛋白和醇溶蛋白的氨基酸評分，除醇溶蛋白纈氨酸的AAS值為2.11，其他氨基酸AAS值均小于1，說明水溶蛋白和醇溶蛋白的必需氨基酸組成模式差異于FAO/WHO理想模式。從化學評分看，除了鹽溶蛋白Leu的CS值和醇溶蛋白的Val的CS值高于1，其他各個蛋白組分的氨基酸CS值均低于1，這說明甲魚蛋白粗粉、各個蛋白質組分和全雞蛋蛋白質還有一定差異。

根據AAS和CS判斷，甲魚粗蛋白粉及四個蛋白組分的第一限制性氨基酸（氨基酸評分值最低）均為Met+Cys。甲魚粗蛋白粉、水溶蛋白、堿溶蛋白的第二限制性氨基酸為Val，鹽溶蛋白的第二限制性氨基酸為Lys，醇溶蛋白的第二限制性氨基酸為Ile和Leu。

EAAI是反應食物中必需氨基酸與標準蛋白質相接近程度的指標。EAAI愈大，則表明營養價值愈高。甲魚粗蛋白粉的EAAI為40.67，略低于半刺厚唇魚（58.62）［11］、鰱魚（57.59）、草魚（60.59）和鳙魚（60.87）［16］；鹽溶蛋白和堿溶蛋白的EAAI分別為75.62和61.13，水溶蛋白和醇溶蛋白的EAAI較低，分別為31.51和12.17。以上結果表明就蛋白質品質而言，鹽溶蛋白＞堿溶蛋白＞甲魚粗蛋白粉＞水溶蛋白＞醇溶蛋白。

PER是指實驗期內幼年動物體重增加和攝入蛋白質量的比值，用來反映蛋白質營養價值的指標。采用回歸方程計算得到甲魚粗蛋白粉及四種蛋白級分的PER值，其中鹽溶蛋白的PERⅠ、PERⅡ、PERⅢ和堿溶蛋白的PERⅠ、PERⅡ的值都高于優質蛋白的衡量標準值2.00［17］。甲魚粗蛋白粉的PER接近于優質蛋白的衡量標準值2.00。水溶蛋白和醇溶蛋白的PER值較低。鹽溶蛋白和堿溶蛋白的營養價值高于甲魚粗蛋白粉的營養價值，高于水溶蛋白和醇溶蛋白的營養價值。

3 結論

甲魚蛋白組分的純蛋白含量特點為：堿溶蛋白＞水溶蛋白＞鹽溶蛋白＞醇溶蛋白。甲魚粗蛋白粉及四種蛋白質組分中含有常見的17種氨基酸，必需氨基酸含量總和的順序為：鹽溶蛋白（39.55%）＞堿溶蛋白（32.46%）＞甲魚粗蛋白粉（20.95%）＞水溶蛋白（15.45%）＞醇溶蛋白（14.36%）。甲魚粗蛋白粉、鹽溶蛋白、水溶蛋白、醇溶蛋白、堿溶蛋白的必需氨基酸與非必需氨基酸的比值和必需氨基酸占總氨基酸的比值，接近或高于WHO/FAO提出的參考模式推薦值60%和40%。說明，甲魚粗蛋白粉及四種蛋白組分均為理想蛋白質，是優良的蛋白質來源。

其中，鹽溶蛋白和堿溶蛋白組分Met+Cys的AAS值分別為0.79、0.70，CS值分別為0.51、0.45，EAAI值分別為75.62、61.13，PERⅠ值分別為4.01、2.31，均接近或高于WHO/FAO推薦的理想模式。說明，鹽溶蛋白和堿溶蛋白具有蛋白質含量高、營養價值豐富、機體利用率高、疏水性氨基酸含量高等特點，極具開發和利用價值。

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Fractionation and nutritional properties evaluation of turtle protein

WANG Nan1，WANGW ei2，LIU Cai-qin1，CHEN Yong-zhou3，SHEN Su-fen3
（1．College of Biology and Environmental Engineering，Zhejiang Shuren University，Hangzhou 310015，China；2．Institute of Quality and Standard for Agricultural Products，Zhejiang Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou 310021，China；3.Zhejiang Zhongde Agriculture Group Co.，Ltd.，Hangzhou 310021，China）

According to the different dissolve ability of protein components，four kinds of protein componentshad got from turtle protein. In order to evaluate the nutritional value，components of each protein fraction andcomposition of amino acids were analyzed. The result showed that the content characteristics of proteincomponents was glutelin ＞albumin ＞globulin ＞prolamine. Glutelin was the predominant component in turtleprotein. Seventeen common amino acids were found in Turtle protein and four kinds of protein components.The ratio of total essential amino acids to total amino acids，and the ratio of total essential amino acids to totalnonessential amino acids were higher than （FAO/WHO） standard. Their limited amino acid was Met+Cys.Glutelin and globulin possessed higher AAS，CS，EAAI，and PERⅠ value，with good nutritional quality.

turtle；protein fraction；amino acids；nutritional value

TS201.1

A

1002-0306（2015）08-0343-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.08.063

2014－05－09

王楠（1981-），女，博士，講師，研究方向：食品科學。

國家自然科學基金青年基金項目（31401500）；浙江省自然科學基金青年基金項目（LQ13C200005）。