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紫苏籽蛋白质与氨基酸的含量测定及营养评价



全 文 :紫苏籽蛋白质与氨基酸的含量测定及营养评价
贾青慧1,2,沈奇1,*,陈莉2,*
(1.贵州省农科院油菜研究所,贵州贵阳 550000;2.贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550025)
摘 要:为了研究紫苏籽的营养价值,测定了本研究所选育的高油、优质紫苏品系奇苏 2号和奇苏 3号中紫苏籽的蛋
白质与氨基酸含量,评价其营养价值,并与其他高蛋白食品进行比较。结果发现:紫苏籽蛋白质含量和花生、核桃相当,
高于鸡蛋和牛乳;氨基酸种类齐全,包括 8种人体必需氨基酸,各必需氨基酸含量与鸡蛋相当,高于牛奶,是优质的蛋白
质食品。进行氨基酸营养价值评价可得,除缬氨酸外,奇苏 2号氨基酸评分、化学评分均高于奇苏 3号,必需氨基酸指数
也高于奇苏 3号,奇苏 2号的营养价值高于奇苏 3号。奇苏 2号中除蛋氨酸+胱氨酸外,其他必需氨基酸的氨基酸评分
均高于 FAO推荐值;化学评分均接近或超过鸡蛋蛋白,其中蛋氨酸+胱氨酸的氨基酸评分和化学评分均最低,分别为
13.68 %和 8.40 %,为奇苏 2号的第一限制级氨基酸。
关键词:紫苏籽;蛋白质;氨基酸;营养评价
The Content Determination and Nutritional Evaluation of Perilla Seed Protein and Amino Acids
JIA Qing-hui1,2,SHEN Qi1,*,CHEN Li2,*
(1.Guizhou Academy of Agricultural Sciences Institute of Rape,Guiyang 550000,Guizhou,China;2. College
of Chemistry and Chemical Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,Guizhou,China)
Abstract:In order to study the nutritional value of perilla seed,the perilla seed protein and amino acid content
of qisu 2 and qisu 3 which are high oil and high quality in our research institute was determined. Its nutritional
value was evaluated and compared with other high protein food. The results showed that there was no difference
in the protein between prilla seed,peanuts and walnut,but the protein content of perilla seed was higher than
eggs and milk;the amino acid varieties were abundant,including 8 kinds of human essential amino acid. The
essential amino acid content was equal to eggs,higher than milk,which is a high quality protein food. Accord-
ing to amino acid nutritional evaluation,in addition to valine,amino acid scores and chemical scores of
qisu 2 were higher than qisu 3,the essential amino acid index was also higher than qisu 3,in other words,qisu
2 nutritional value was higher than qisu 3. Except for methionine and cysteine,the other essential amino acids
scores were higher than FAO recommended value,chemical scores were close to or exceed egg protein in qisu 2.
Methionine+cysteine was the first limiting amino acid of qisu 2,which amino acid score and chemical score were
the lowest,13.68 % and 8.40 % respectively.
Key words:perilla seed;protein;amino acids;nutritional evaluation
食品研究与开发
Food Research And Development
2016年 5月
第 37卷第 10期
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.002
基金项目:国家自然科学基金项目(31360067);贵州省科学技术基金
项目(黔科合 J字[2014]2020号);贵州省农业科学院专项资金项目
(黔科合农科院院专项[2011]017);贵州省科技厅省农科院联合基金
项目(黔科合 LH字[2015]7062号)
作者简介:贾青慧(1991—),女(汉),硕士,研究方向:生物质资源化
利用。
*通信作者:沈奇(1983—),女(汉),副研究员,博士,主要从事油料作
物遗传育种;陈莉(1975—),女(汉),副教授,硕士,主要从事生物质
资源利用研究。
蛋白质是生命的物质基础,是构成细胞的基本有
机物。生物体蛋白质摄入不足会造成发育不良,免疫
力低下、记忆力减退等不良影响[1]。氨基酸是蛋白质的
组成单元,蛋白质组成中有 8种氨基酸人体自身不能
合成,必需从食物中获取,在营养健康中尤为重要[2]。
食用蛋白质基于来源可分为两大类,即植物蛋白
和动物蛋白。植物蛋白具有生产周期短、资源丰富、产
量大等优点,相较于动物蛋白类食品(猪肉、牛肉等),
基础研究
6
植物蛋白类食品还可以减少食品中的脂肪及胆固醇
含量,经常食用更有利于身体健康。随着社会的迅猛
发展,人口不断增长、食品资源日益紧张,研究开发和
利用植物蛋白类食品也显得尤为重要。
紫苏是药食两用的特油作物,其籽含油率约为
30 %~51 %,粗蛋白含量为 20 %~30 %,具有抗氧化、
防衰老、降血脂、降血糖、抗过敏、抗菌、提高记忆力和
改善视觉等保健功能,利用价值很高,现正日益成为
国内外食品及医疗保健领域的研究热点[3]。本文对本
研究所选育的不同紫苏品系中紫苏籽的蛋白质及氨
基酸含量进行测定,并对其进行营养价值评价,旨在
加快紫苏资源更深入的研究和开发利用。
1 材料与方法
1.1 试验材料与设备
1.1.1 试验原料
奇苏 2号、奇苏 3号:贵州省农科院油菜研究所系
选得到的高油、优质紫苏品系,于 2014年种植于贵州
省贵阳市开阳县禾丰乡实验基地,待籽粒完全成熟后
收获晾晒干进行检测。
1.1.2 主要仪器设备
Agilent 1100系列高效液相色谱仪:美国 Agilent
公司;UV-2204PC紫外可见光光度计:上海驰唐实业
有限公司;K9840 自动凯氏定氮仪、SH220 石墨消解
仪:济南海能仪器股份有限公司;FA2004N精密电子
天平:上海菁海仪器有限公司;FW-80万能粉碎机:上
海仕元科学器材有限公司;恒温鼓风干燥箱:上海琅
玕实验设备有限公司。
1.2 方法
1.2.1 紫苏籽蛋白质含量测定
采用凯氏定氮法对不同品种紫苏籽蛋白质含量
进行分析[4]。
1.2.2 氨基酸含量测定及营养价值评价
1.2.2.1 紫苏籽蛋白氨基酸含量测定
称取适量紫苏籽于安瓿瓶中,加入 6 mol/L HCl
5 mL,抽真空封口,于 110 ℃水解 24 h,开口后在真空
干燥器中去酸,定容至 25 mL,冷冻保存。分别取 20 μL
氨基酸标准液和样品水解液置于 2 mL 的 Eppendorf
管中,加入 70 μL的衍生剂 A(OPA试剂)和 10 μL的
衍生剂 B(FMOC试剂),振荡 2 min后,经 0.2 μm过滤
膜过滤后进样。
样品定性采用保留时间法,即在相同色谱分析条
件下,样品中氨基酸色谱峰与标准氨基酸色谱峰保留
时间相同或相近,则认为样品中含有此氨基酸。样品
定量采用标准曲线法,即配制一定浓度氨基酸混合溶
液,得出各氨基酸与其峰面积之间的线性回归方程,
在相同色谱分析条件下,对样品中氨基酸进行分析,
根据峰面积与线性回归方程得出样品中氨基酸浓度。
1.2.2.2 营养价值评价
氨基酸评分(amino acid score,AAS)是一种广为采
用的食物蛋白质营养价值评价方法,它反映了食物蛋
白质与人体蛋白质构成模式的接近程度[5]。以生物学
价值最高的鸡蛋蛋白质作为参考蛋白质,将每克待测
食物蛋白质中每种必需氨基酸的含量占 FAO/WHO评
分模式中该氨基酸含量的百分数计算出来,此百分数
即为氨基酸评分。食物蛋白质氨基酸模式与人体蛋白
质构成模式越接近,其营养价值越高。计算公式如下:
AAS/% = 被测蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸含量(mg)FAO/WHO评分模式中蛋白质每克氮(或蛋白质)中氨基酸含量(mg)×
100
化学评分[6]显示了待测氨基酸与标准蛋白质鸡蛋
蛋白氨基酸的接近程度。化学评分(chemical score,CS)
的计算方法如下:
CS/%= 被测蛋白质氨基酸含量(mg/g)
鸡蛋相应必需氨基酸含量(mg/g)×100
必需氨基酸指数[6]是待测蛋白质的必需氨基酸含
量与标准蛋白质(通常是鸡蛋蛋白质)中的必需氨基酸
含量比值的几何平均数,是评价蛋白质营养状态的一
项化学指标。必需氨基酸指数(EAAI)计算方法如下:
EAAI= 赖氨酸
t
赖氨酸 s
×100×苏氨酸
t
苏氨酸 s
×100×…×色氨酸
t
色氨酸 s
×100
n

式中:n为比较的氨基酸数,个;t为试验蛋白质的氨
基酸含量,mg/g;s为鸡蛋蛋白质的氨基酸含量,mg/g。
2 结果与分析
2.1 紫苏籽蛋白质含量测定
不同食品中蛋白质含量对比结果见表 1。
由表 1可知,奇苏 2号紫苏籽蛋白质含量为 16.5%,
奇苏 3号紫苏籽蛋白质含量为 20.02 %,可见紫苏品
种之间蛋白质含量存在一定差异,可为以后筛选紫苏
优良品种提供一定参考。将所测结果与常见的蛋白质食品
表 1 不同食品蛋白质含量对比
Table 1 Comparison of protein content in different foods
品种 蛋白质含量/%
奇苏 2号 16.5
奇苏 3号 20.02
鸡蛋[7] 12.33
牛乳[8] 2.956
大豆[9] 40.17
花生[10] 27.05
核桃[11] 16.66
贾青慧,等:紫苏籽蛋白质与氨基酸的含量测定及营养评价基础研究
7
表 3 不同食品必需氨基酸含量对比
Table 3 Comparison of essential amino acids in different foods
必需氨基酸 奇苏 2号 奇苏 3号 核桃[11] 花生[12] 大豆[13] 鸡蛋[14] 牛奶[15]
苏氨酸(Thr)/(mg/g) 2.99 2.78 10.32 5.5 10.29 4.8 1.2
缬氨酸(Val)/(mg/g) 5.99 6.15 15.84 11.7 16.21 6.7 1.53
蛋氨酸(Met)/(mg/g) 0.07 0.25 6.96 3.9 2.61 2.5 0.69
异亮氨酸(Ile)/(mg/g) 4.8 4.64 13.67 10.6 14.44 0 1.31
亮氨酸(Leu)/(mg/g) 8.16 7.91 26.53 15.2 23.14 10.1 2.77
苯丙氨酸(Phe)/(mg/g) 4.27 4.55 13.23 13.2 15.56 5.9 1.35
色氨酸(Trp)/(mg/g) 2.44 2.39 3.86 1.7 - - 0.44
赖氨酸(Lys)/(mg/g) 10.61 10.41 15.68 9.8 16.48 7.9 2.23
EAA/(mg/g) 39.33 39.08 106.09 78.1 98.83 37.6 11.52
TAA/(mg/g) 158.02 161.16 325.14 223.59 308.71 106.7 28.68
EAA/TAA 0.248 9 0.242 5 0.326 3 0.349 3 0.320 1 0.320 0 0.401 7
进行对比,其中鸡蛋蛋白质的含量平均值为 12.33 %[7];
唐伟英[8]等采用电位滴定法测定牛乳中蛋白质含量,
平均值为 2.956 %;吉林农业大学的常鑫[9]以国家标准
规定为主的方法对 70个品种的大豆蛋白含量进行检
测分析,所测品种大豆蛋白质含量范围 34.46%~45.13%,
平均值为 40.17 %;中国农业科学院的姜慧芳 [ 10]对
4 000多份花生品种进行测量,4 091份花生品种种子
蛋白质最低值为 12.48 %,最高值为 36.82 %,平均值
为 27.05 %;毛晓英[11]对核桃蛋白质进行综述,得核桃
蛋白质含量为(16.66±0.51)%。由此可知,紫苏籽蛋白
质含量和花生、核桃相当,高于鸡蛋和牛乳,是一种优
质的植物蛋白类食品,开发利用价值极大。
2.2 紫苏籽氨基酸含量测定
奇苏 2号、3号中氨基酸组成及含量结果见表 2。
氨基酸作为蛋白质的基本组成单位,对生物体的
代谢活动有着重要的调节作用,不同氨基酸具有不同
的功能。由表 2可知,紫苏籽所含氨基酸种类齐全,8
种必须氨基酸含量较丰富。奇苏 2号氨基酸总量为
158.02 mg/g,必需氨基酸含量占氨基酸总量的 24.89 %,
含量最高的是天门冬氨酸 89.99 mg/g,其次为赖氨酸
10.61 mg/g和酪氨酸 9.26 mg/g;奇苏 3号氨基酸总量
为 161.16 mg/g,必需氨基酸含量占氨基酸总量的
24.25 %,含量最高的是天门冬氨酸 91.58 mg/g,其次是
酪氨酸 11.68 mg/g和赖氨酸 10.41 mg/g。植物性蛋白质
往往相对缺少色氨酸,紫苏蛋白质却不同于一般植物
性蛋白质,含有相对丰富的色氨酸。天门冬氨酸是 4种
必需氨基酸(赖氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸)的合
成前体,可改善心肌收缩能力,增强肝脏功能,消除疲
劳。紫苏籽中天门冬氨酸含量最高,对增强心脏、肝脏
功能有益。酪氨酸是神经传导物质多巴胺的前驱物
质,对大脑保持敏锐的思维、记忆力以及清醒程度,起
着决定性作用。赖氨酸具有促进大脑发育,脂肪代谢,
调节松果腺、乳腺、黄体及卵巢,防止细胞退化等功能,
两品种中的酪氨酸、赖氨酸含量都较丰富,由此可知,
对促进脑细胞发育、增强记忆力有较好作用。其中蛋
氨酸(含硫氨基酸)含量最低,这意味着在饮食中若以
紫苏籽蛋白质作为食品蛋白质来源时,还应补充其他
来源的含硫氨基酸。
不同食品中必需氨基酸含量对比结果见表 3。
由表 3可知,紫苏籽蛋白中各个必需氨基酸含量
和总氨基酸含量与鸡蛋相当,高于牛奶,低于核桃、花
生、大豆。其中色氨酸和赖氨酸含量与核桃相当,普遍
高于花生、鸡蛋、牛奶。必需氨基酸与含量占氨基酸总
量的比值与核桃、大豆、鸡蛋相当,低于花生、牛奶。
奇苏 2号、3号的氨基酸评分、化学评分和必需氨
基酸指数结果见表 4。
从表 4中可以看出,奇苏 2号中除蛋氨酸+胱氨
表 2 奇苏 2号、3号氨基酸组成及含量
Table 2 Amino acid composition and content of qisu2 and qisu3
氨基酸
2号含量/
(mg/g)
3号含量/
(mg/g)
氨基酸
2号含量/
(mg/g)
3号含量/
(mg/g)
苏氨酸 *(Thr) 2.99 2.78 甘氨酸(Gly) 6.46 6.57
缬氨酸 *(Val) 5.99 6.15 丙氨酸(Ala) 6.02 6.46
蛋氨酸 *(Met) 0.07 0.25 胱氨酸(Cys) 0.72 0.44
异亮氨酸 *(Ile) 4.8 4.64 酪氨酸(Tyr) 9.26 11.68
亮氨酸 *(Leu) 8.16 7.91 脯氨酸(Pro) 2.73 2.59
苯丙氨酸 *(Phe) 4.27 4.55 精氨酸(Arg) 3.02 2.79
色氨酸 *(Trp) 2.44 2.39 谷氨酸(Glu) 1.51 0.97
赖氨酸 *(Lys) 10.61 10.41 组氨酸(His) 0.61 0.57
天门冬氨酸 89.99 91.58 EAA 39.33 39.08
丝氨酸(Ser) 0.81 0.82 TAA 158.02 161.16
注:EAA为必需氨基酸总量;TAA为氨基酸总量;*为必需氨基酸;奇苏 2号、
3号 EAA/TAA分别为 0.248 9和 0.242 5。
注:EAA为必需氨基酸总量;TAA为氨基酸总量;*为必需氨基酸;-为未检出。
贾青慧,等:紫苏籽蛋白质与氨基酸的含量测定及营养评价 基础研究
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表 4 奇苏 2号、3号 AAS、CS、EAAI评分结果
Table 4 EAAI,CS,AAS results of qisu2 and qisu3
名称 鸡蛋蛋白 FAO推荐值 2号 AAS 3号 AAS 2号 CS 3号 CS
苏氨酸(Thr)/% 47 40 45.30 34.72 38.56 29.54
缬氨酸(Val)/% 66 50 72.61 76.80 55.00 46.54
蛋氨酸+胱氨酸(Met+Cys)/% 57 35 13.68 9.85 8.40 6.05
异亮氨酸(Ile)/% 54 40 72.73 57.94 53.87 42.92
亮氨酸(Leu)/% 86 70 70.65 56.44 57.51 45.94
苯丙氨酸+酪氨酸(Phe+Tyr)/% 93 60 136.67 135.11 88.37 87.17
色氨酸(Trp)/% 17 10 147.88 119.38 86.99 70.22
赖氨酸(Lys)/% 70 55 116.91 94.54 91.86 74.28
EAAI 82.45 81.38
注:EAAI为必需氨基酸指数。
贾青慧,等:紫苏籽蛋白质与氨基酸的含量测定及营养评价基础研究
酸外,其他必需氨基酸的氨基酸评分均高于 FAO推荐
值,化学评分均接近或超过鸡蛋蛋白。其中,色氨酸的氨
基酸评分(147.88%)最高,远远高于 FAO推荐值(10%),
赖氨酸化学评分(91.86 %)最高,其中蛋氨酸+胱氨酸
的氨基酸评分和化学评分均最低,分别为 13.68 %和
8.40 %,为奇苏 2号的第一限制级氨基酸。必需氨基酸
指数为 82.45,与标准蛋白质较为接近。
奇苏 3号中,除蛋氨酸+胱氨酸和亮氨酸外,其余
必需氨基酸评分均接近或高于 FAO推荐值;除色氨酸
和赖氨酸外,其余必需氨基酸的化学评分均低于鸡蛋
蛋白。具体来看,苯丙氨酸+酪氨酸的氨基酸评分
(135.11 %)最高,远远高于 FAO推荐值(60 %),化学
评分(87.17 %)也最高,但低于鸡蛋蛋白的 93 %。蛋氨
酸+胱氨酸的氨基酸评分和化学评分均最低,分别为
9.85 %和 6.05 %,为奇苏 3号的第一限制级氨基酸。必
需氨基酸指数为 81.38,低于奇苏 2号。
结合表 1和表 4可知,奇苏 2号蛋白含量(16.5 %)
较奇苏 3号(20.02 %)偏低,但除缬氨酸外,奇苏 2号
各必需氨基酸的氨基酸评分均高于奇苏 3号;化学评
分、必需氨基酸指数均高于奇苏 3号,奇苏 2号的营养
价值要高于奇苏 3号。
3 结论与讨论
由以上分析结果可知,紫苏籽蛋白质含量(奇苏 2
号 16.5 %,奇苏 3号 20.02 %)和核桃(16.66 %)、花生
(27.05%)相当,低于大豆(40.17%),高于鸡蛋(12.33%)
和牛乳(2.956 %)。紫苏籽氨基酸种类齐全,在营养价值
较好的奇苏 2号中,8种必需氨基酸含量(39.33 mg/g)
和总氨基酸含量(158.02 mg/g)与鸡蛋(37.6、106.7 mg/g)
相当,高于牛奶(11.52、28.68 mg/g),紫苏籽中天门冬
氨酸含量最高,对保护心脏、肝脏作用最大;酪氨酸、赖
氨酸含量丰富,对促进脑细胞发育、增强记忆力有较
好作用;蛋氨酸(含硫氨基酸)含量最低,在饮食中可于
其他含硫氨基酸丰富的食物[16],如谷类、甜薯、猪肉和
牛肉等搭配食用,可以更科学地利用紫苏资源,提高
营养价值。除蛋氨酸+胱氨酸外,其他必需氨基酸的氨
基酸评分均接近或高于 FAO推荐值,化学评分均也接
近或超过鸡蛋蛋白,必需氨基酸指数接近标准蛋白
质,说明紫苏籽是一种优良的植物蛋白资源,如果将
紫苏籽榨油后再进一步对饼粕的蛋白质进行利用,将
会更好提高其开发应用价值。
参考文献:
[1] 王凤翼,钱方.大豆蛋白质生产与应用[M].北京:中国轻工业出版
社,2004:8-10
[2] 沈同,王镜岩.生物化学[M]. 2版.北京:高等教育出版社,1990:74-
223
[3] 蒲海燕,李影球,李梅.紫苏的功能性成分及其产品开发[J].中国
食品添加剂,2009(3):133-137
[4] 中华人民共和国卫生部.GB5009.5-2010 食品中蛋白质的测定
[S].北京:中国标准出版社,2010:1-3
[5] 孙秀发,周才琼,肖安红.食品营养学[M].郑州:郑州大学出版社,
2011:12
[6] 陈丽花,肖作兵,周培根.中国对虾蛋白质的营养价值评价[J].上
海海洋大学学报,2009,18(1):88-93
[7] 高佩佩,李志成,师博,等.鸡蛋蛋白质含量无损检测技术研究[J].
食品工业科技, 2015, 36(11):261-264
[8] 唐伟英,屈林曼,韩宇召,等.电位滴定法测定牛乳中蛋白质含量
[J].食品工程技术,2009(7):114-116
[9] 常鑫.不同品种大豆的品质检测及大豆数据库的简建立[D].长春:
吉林农业大学,2013:20-23
[10] 姜慧芳.花生品种蛋白质含量、含油量及脂肪酸组成的分析[J].
作物品种资源,1994(4):29-31
[11] 毛晓英.核桃蛋白质的研究进展[J].食品工业科技,2009,30(9):
328-330
[12] 马勇,边仁伟 .辽西花生营养成分特性分析[J].中国粮油学报 ,
2010,25(8):35-37
[13] 雏德乙,刘小虎,韩晓日,等.长期定位施肥对作物籽实氨基酸含
量影响[J].沈阳农业大学学报,1997,28(2):120-124
[14] 张耀武,张建新,李笠生,等.丰年虫鸡蛋与普通鸡蛋的营养价值
研究[J].西北农业学报,2012,21(4):26-29
[15] 陆东林,张丹凤,荆文清,等.牛奶中氨基酸含量及营养价值[J].新
疆畜牧业,2001(4):12-14
[16] 郑星泉,杨光析.我国谷类、豆类及鱼类蛋白质中含硫氨基酸的
总量[J].营养学报,1985,3(7):167-171
收稿日期:2015-09-15
9