全 文 :食品研究与开发 2010年 1月第 31卷第 1期
蛋白质是人类膳食结构中的重要组成部分,但是
现在很多国家和地区都存在蛋白质相对缺乏的状况。
根据国家卫生部于 2004年 10月公布的第 4次全国营
养调查的统计资料,在被调查的全国 30个省、自治区
的 10万人中,平均蛋白质摄入量为每标准人日 68 g,
只达到膳食营养素推荐供给量(RDA)的 87.78 %;其
中城市为 91.77 %;农村 86.19 %;特别是偏远山区的
居民,蛋白质缺乏情况更加严重[1]。根据中国海关总署
官方网站上公布的 2008年 3月的统计资料,2007年
中国大豆进口量达到创纪录的 3082万 t,较 2006年同
比增长 9.1 %,而出口量仅为 46万 t。由此可见,国内
严重缺乏蛋白质资源,如何获得足够量的营养价值好
而又相对廉价的食用蛋白质资源已经成为我国食品加
工产业亟待解决的问题之一。
动物性蛋白质的食用价值虽高,但它必须来源于
植物蛋白。大量的研究表明,植物叶是一种产量高、种
类多、资源丰富的天然材料,是一种具开发价值的新型
蛋白质资源。
1 南瓜叶蛋白的研究现状
南瓜[Cucurbita moschata(Duch.)Poiret]又名麦瓜、
倭瓜、金冬瓜等,属葫芦科南瓜属一年生或多年生草本
植物。它是人类社会栽培较古老的作物之一,人类种植
南瓜的历史可追溯到公元前 4050年,最早的中国和墨
西哥南瓜的残片在公元前 5000年~3000年就已存在[2]。
南瓜具有良好的栽培特性,对环境的适应性、抗
南瓜叶蛋白营养价值的化学评价
黄威,吴文标
(西南大学食品科学学院,重庆 400716)
摘 要:在对南瓜叶蛋白质含量及其氨基酸组成进行分析的基础上,应用化学评分法和氨基酸比值系数法,对其营养
价值进行了全面评价和比较。结果表明:南瓜叶蛋白的必需氨基酸含量很丰富;以第一限制性氨基酸异亮氨酸和各种
人体必需氨基酸与 FAO/WHO提出的理想蛋白质模式进行比较,分别得出南瓜叶蛋白的化学评分为 91,和氨基酸平
衡比值为 82。从其氨基酸平衡性来看,南瓜叶蛋白可能比较符合婴幼儿食用;南瓜叶蛋白质的营养价值优于大豆蛋
白和紫花苜蓿叶蛋白,是一种值得开发利用的优质植物蛋白。
关键词:南瓜;叶蛋白;氨基酸;营养价值评价
Chemical Evaluation and Comparison of the Nutritive Value of Leaf Proteins from Pumpkins(Cucurbita
Moschata)
HUANG Wei,WU Wen-biao
(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China)
Abstract: Based on the analyses of the protein contents and amino acid compositions of leaf proteins from
Cucurbita moschata, this paper compared and evaluated their nutritional values by methods of chemical score
and ratio coefficient of amino acid. The results showed that the leaf proteins from Cucurbita moschata are rich in
essential amino acids, that the first limiting essential amino acid is isoleucine, that the chemical score is 91 and
that the amino acid balance value is 82 by comparing with the ideal protein model recommended by FAO/WHO,
respectively. According to the amino acid balance of leaf proteins from Cucurbita moschata, they may be quite
suitable for infants and children. The nutritive values of leaf proteins from Cucurbita moschata are better than
those from Mdeicogo sativa, so they are considered to be fine vegetative proteins worth exploiting.
Key words: Cucurbita moschata; leaf protein; amino acid; nutritive value evaluation
作者简介:黄威(1984—),女(汉),在读硕士研究生,研究方向:食品
资源化学。
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食品研究与开发2010年 1月第 31卷第 1期
逆性、抗病虫害能力都很强,种类繁多,地域分布广,耐
粗放管理,生产成本低,高产耐贮,是我国一种重要的
经济作物,年产量达 410万 t,茎、叶约 200万 t,占世界
总产量的 30 %[3]。目前,南瓜茎、叶部分除了很少量的
被食用和作为饲料外,大部分资源白白浪费了,研究表
明,南瓜叶中粗蛋白的含量约为 30 %[4],如果能开发利
用,其产生的经济效益非常高。因此,对南瓜叶蛋白进
行研究与开发具有重大的经济价值和现实意义。
纵观科技文献资料,至目前为止很难发现有关南
瓜叶的主要营养成分——蛋白质的营养价值方面的
评价研究数据,这在很大程度上阻碍了对南瓜叶的开
发利用。因此,本项研究旨在弥补这一缺憾。
2 材料与方法
2.1 材料
全叶粉的制备:将新鲜采摘的南瓜叶用清水洗
净,然后将其放入 100℃烘箱中烘干,用研钵将其研制
成粉末状后,置于容器中备用。
浓缩蛋白的制备:将新鲜采摘的南瓜叶用清水洗
净,然后将其放入 100℃烘箱中烘至恒重,称取 5 g,放
入沸水中煮 15 min,捞出并沥去水分,用 0.5 %(体积分
数)的盐酸浸泡 12 h,捞出并用清水洗净,再用 95 %的
酒精浸泡 12 h,捞出并用清水洗净,烘干,用研钵将其
研制成粉末状后,置于容器中备用。
2.2 仪器
电热鼓风干燥箱:JJ-1,江苏省金坛市荣华仪器制
造有限公司;氨基酸分析仪:日立 L-8800型;凯氏定
氮装置:自己组装。
2.3 蛋白质测定方法
用国标 GB/T 5009.5—2003食品中蛋白质的测定
方法,测南瓜叶粉中的粗蛋白质含量[5]。
2.4 氨基酸的分析
精确称取浓缩蛋白样品于特制水解管底部,按 1:
6料液比加入 6 mo1/L盐酸,真空封管后于(110±1)℃
水解 24 h [色氨酸的水解条件为 4 mol/L氢氧化钠溶
液,(110±1)℃水解 20 h],用氢氧化钠中和至 pH为 5~
6,冷却后定容。利用日立 L-8800型氨基酸分析系统
测定氨基酸组成及含量。
2.5 比较评价方法
食物蛋白质营养价值的优劣,主要取决于所含必
需氨基酸 (EAA)的种类、数量和组成比例。故采用下述
2种评价方法围绕样品中人体必需氨基酸 (EAA)展开
综合分析和讨论。
2.5.1 基于限制必需氨基酸的化学评分法
该方法是以第一限制氨基酸为基础给出蛋白质
的化学评分,评分越高则说明蛋白质的营养价值越
高 [6]。计算公式如下:
化学评分= 试样蛋白质的第一限制氨基酸含量WHO/FAO模式中相应必需氨基酸含量(1)
式中:试样蛋白质的第一限制氨基酸含量与
WHO/FAO模式中相应必需氨基酸含量均以 1 g蛋白
质中的含量计,mg。
2.5.2 氨基酸比值系数法
各类蛋白质的氨基酸组成比例不尽相同,其所含
的必需氨基酸组成比例越接近人体需要氨基酸的比
例,则其质量就越优。据此,联合国粮农组织(FAO)和
世界卫生组织(WHO)于 1973年提出了评价蛋白质营
养价值的必需氨基酸模式[7]。氨基酸比值系数法[8],即根
据氨基酸平衡理论,利用 FAO/WHO的必需氨基酸模
式,按公式(2)、(3)和(4)分别计算样品中的必需氨基
酸比值 RAA(Ratio of Amino Acid),氨基酸比值系数 Rc
(Ratio Coefficient of Amino Acid)和氨基酸比值系数分
SRc(Score of Rc,SRc),据此来评价蛋白质的营养价值。
相比较而言,SRc越接近 100,其营养价值相对越高。
RAA= 待评蛋白质某必需氨基酸含量WHO/FAO模式中相应必需氨基酸含量 (2)
式中:待评蛋白质某必需氨基酸含量与 WHO/
FAO模式中相应必需氨基酸含量均以 1 g蛋白质中的
含量计,mg。
RC= RAARAA 之均数
(3)
SRC=100× 1-
n
i = 1
Σ(RCi-R C)2姨
RC
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
姨
(4)
3 结果与讨论
3.1 南瓜叶蛋白的含量
为了对南瓜叶蛋白进行精确的综合分析评价,对
其粗蛋白质含量进行了测定,并选择了其他食用蛋白
质资源包括紫花苜蓿叶蛋白等作为对照,比较结果见
表 1。
南瓜叶中存在的主要营养成分是蛋白质,其粗蛋
白含量可达到全叶干重的 35.68 %。由表 1可知,南瓜
叶蛋白含量比全牛奶粉的高,为精面粉的 3倍,高于蚕
豆蛋白含量,并与大豆蛋白相近,高于现在广泛用于生
表 1 不同食品干基中的蛋白含量比较
Table 1 Comparison of protein contents between different foods
(dry basis)
食物
蛋白含量/%
大豆[9]
41
全牛奶[9]
27
蚕豆[10]
30
精面粉[9]
12
紫花苜蓿[11]
18~24
南瓜叶
35.68
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产叶蛋白制品的紫花苜蓿叶。
3.2 南瓜叶蛋白的必需氨基酸含量
食物蛋白中各类蛋白质的氨基酸组成比例虽不
尽相同,但其营养价值的优劣主要取决于所含必需氨
基酸的种类、数量和组成比例。南瓜叶蛋白、鸡蛋蛋白、
大豆蛋白、紫花苜蓿叶蛋白及 FAO/WHO推荐的理想
蛋白的必需氨基酸含量如表 2所示,其中氨基酸含量
以每克蛋白质中的含量计。
表 2 南瓜叶蛋白与 FAO/WHO推荐值及其它蛋白质的必需氨基酸含量比较
Table 2 Comparison between essential amino acid contents in Pumpkin leaf proteins and FAO /WHO reference pattern and others
氨基酸
异亮氨酸
亮氨酸
赖氨酸
蛋氨酸+胱氨酸
苯丙氨酸+酪氨酸
苏氨酸
色氨酸
缬氨酸
合计
FAO推荐值
40
70
55
35
60
40
10
50
360
南瓜叶蛋白
36.4
92.4
84.0
53.2
75.6
42.0
15.4
67.2
466.2
鸡蛋蛋白[6]
63
88
70
34
99
51
15
68
488
大豆蛋白[6]
39
85
55
18
101
54
19
42
413
大米蛋白[6]
42
81
40
23
103
36
17
59
401
马铃薯蛋白[12]
45.9
103.4
74.4
31.4
104.6
53.0
8.8
59.5
481.0
紫花苜蓿叶蛋白[11]
34
58.6
38.4
21.3
86
29.8
8.5
39.2
315.8
蛋白质
根据表 2数据,南瓜叶蛋白的氨基酸组成与鸡蛋
相比,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸含量略低,
而亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、色氨酸则高于鸡
蛋,缬氨酸含量与鸡蛋相当。与大豆蛋白相比,异亮氨
酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸含量略低,亮氨
酸、赖氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、缬氨酸含量均高于大豆蛋
白。大米蛋白的异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸
含量略高于南瓜叶蛋白,但同时其苏氨酸、亮氨酸、赖
氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、缬氨酸含量也是低于南瓜叶蛋
白的。马铃薯蛋白虽然氨基酸总体含量比较高,赖氨
酸、蛋氨酸、胱氨酸、色氨酸、缬氨酸的含量却低于南瓜
叶蛋白。南瓜叶蛋白除苯丙氨酸和酪氨酸含量略低于
紫花苜蓿叶蛋白之外,其他必需氨基酸含量均比其高。
南瓜叶蛋白的第一限制氨基酸为异亮氨酸,其他氨基
酸含量均高于理想模式,而且赖氨酸和亮氨酸含量特
别丰富。因此,将其作为食物强化剂,其必需氨基酸与
许多其它植物蛋白的必需氨基酸具有互补作用,可以
提高各种食品的营养价值。
3.3 南瓜叶蛋白的化学评分
南瓜叶蛋白中氨基酸含量与其他蛋白质的比较
见表 3。
南瓜叶蛋白的第一限制氨基酸为异亮氨酸,其他
氨基酸的含量均高于同种氨基酸的理想含量。其化学
评分为 91,低于鸡蛋蛋白,但是都高于大米、马铃薯这
些常见食用资源;虽然大豆的蛋白含量高于南瓜叶,但
是其蛋白质的化学评分却只是略高于南瓜叶蛋白的
1/2;同时,南瓜叶蛋白的化学评分为紫花苜蓿叶蛋白
的 1.5倍。
3.4 南瓜叶蛋白的平衡性分析
以WHO/FAO模式为标准,对南瓜叶蛋白、鸡蛋蛋
白、大豆蛋白及紫花苜蓿叶蛋白的营养价值情况进行
了比较研究,按照公式(2),(3),(4)分别计算了它们的
氨基酸比值 RAA、氨基酸比值系数 RC、氨基酸比值系数
分 SRC值,结果见表 4。
根据 SRC值的大小,其排列顺序如下:鸡蛋蛋白>
南瓜叶蛋白>紫花苜蓿叶蛋白>大豆蛋白,表明南瓜叶
蛋白的氨基酸平衡性优于紫花苜蓿叶蛋白和大豆蛋
白,接近鸡蛋蛋白。
4 结论
鉴于上述报道的研究结果,可做如下结论和建
议:1)南瓜叶是一种高蛋白资源,其粗蛋白含量可占全
叶干基的 35.68 %,比全牛奶、精面粉、蚕豆蛋白含量
都高,并与大豆蛋白相近,高于现在广泛用于生产叶蛋
白制品的紫花苜蓿叶;2)南瓜叶蛋白的营养价值优于
所比较的多种植物蛋白,与生产成本很高的鸡蛋蛋白
相当,是一种值得开发利用的优质植物蛋白质资源;3)
南瓜叶蛋白的开发利用具有很好的前景,其原料成本
低廉,加工方法简单,产品不仅可作为饲料,还可作为
表 3 各种蛋白基于第一限制人体必需氨基酸需要量的
化学评分值的比较
Table 3 Comparison between Chemical Scores of the Proteins
from Cucurbita moschata , Mdeicogo sativa Leaves and Other
Food Materials
限制氨基酸
第一限制氨基酸
化学评分
南瓜
叶蛋白
异亮氨酸
91
鸡蛋蛋白[6]
蛋氨酸+
胱氨酸
97.1
大豆蛋白[6]
缬氨酸
51.4
大米蛋白[6]
蛋氨酸+
胱氨酸
65.7
马铃薯蛋白[12]
蛋氨酸+
胱氨酸
89.7
紫花苜蓿叶蛋白[13]
蛋氨酸+
胱氨酸
60.9
mg
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食品研究与开发2010年 1月第 31卷第 1期
优质蛋白质添加到人类的食品中,它的研究和开发对
于扩大食用蛋白质资源研究,进而改善我国居民营养
缺乏有重要的作用;4)建议进一步开展南瓜叶及蛋白
的毒性评价研究。
参考文献:
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收稿日期:2009-05-18
表 4 南瓜叶蛋白与其它蛋白质的氨基酸比值系数分比较
Table 4 Comparison of the amino acid ratio coefficients of the proteins from Pumpkin leaves and others
蛋白质
南瓜叶蛋白
鸡蛋蛋白
大豆蛋白
紫花苜蓿叶
蛋白
蛋白质
特征值
氨基酸比值
氨基酸比值系数
氨基酸比值
氨基酸比值系数
氨基酸比值
氨基酸比值系数
氨基酸比值
氨基酸比值系数
异氨酸
0.91
0.69
1.58
1.16
0.98
0.83
0.85
1.00
亮氨酸
1.32
1.01
1.26
0.93
1.21
1.03
0.84
0.98
赖氨酸
1.53
1.17
1.27
0.93
1.00
0.85
0.70
0.82
蛋氨酸+胱氨酸
1.52
1.16
0.97
0.71
0.51
0.42
0.61
0.72
苯氨酸+酪氨酸
1.26
0.96
1.65
1.21
1.68
1.42
1.43
1.69
必需氨基酸组成
苏氨酸
1.05
0.80
1.28
0.94
1.35
1.14
0.75
0.88
色氨酸
1.54
1.18
1.5
1.10
1.9
1.61
0.78
0.92
缬氨酸
1.34
1.02
1.36
1.00
0.84
0.69
0.85
1.00
平均值
1.31
1.00
1.36
1.00
1.18
1.00
0.85
1.00
氨基酸比值系数分
82
84.09
61.22
70.63
营养健康
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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