黃皮種子蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的評價研究

翁德寶,林玉婷

(江蘇教育學(xué)院生物系,江蘇南京 210013)

黃皮種子,又名黃皮核,為蕓香科植物黃皮Clausena lansium(Lour.)Skeels果實的種子。黃皮原產(chǎn)于我國華南地區(qū),為我國熱帶亞熱帶重要的常綠果樹,目前主要分布于廣東、廣西、福建、海南、云南等地。夏季收集成熟種子,洗凈,蒸熟,曬干。其藥材性狀為卵圓形,稍扁,長 1～1.8 cm,寬 0.6～0.8 cm,基部鈍圓,先端稍尖而彎向一側(cè),表面光滑,明顯分為兩色,上部 1/3灰黃色,下部黃青色。種皮多已脫落,故商品多為種仁;子葉 2片,肥厚。質(zhì)堅實,折斷面黃白色。黃皮核性味苦、辛、微溫,藥用價值極廣,具有理氣,止痛、散郁,拔毒的功效[1]。

黃皮是一種食藥兼用的水果。迄今為止,人們對黃皮栽培技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)、病蟲害和食飲品加工的研究比較重視[2],而對于其蛋白質(zhì)價值的評價尚未見系統(tǒng)的報導(dǎo)。

本項研究根據(jù)對黃皮種子蛋白質(zhì)、氨基酸含量測定的結(jié)果,采用兩種方法 (模糊識別法[3],氨基酸比值系數(shù)法[4]),進行綜合評價[5,6,7],分別以雞蛋蛋白質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)蛋白,以WHO/FAO(1973)提出的評價蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的氨基酸模式[8]為依據(jù),并以 8種植物種子為對照,首次對黃皮種子蛋白質(zhì)進行營養(yǎng)價值的分析評價,為黃皮的開發(fā)利用進一步提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

黃皮種子,2009年夏季在廣州市購買黃皮果實,去果肉留存種子風(fēng)干備用。

1.2 測定方法

1.2.1 蛋白質(zhì)含量的測定

采用微量凱氏 (Micro-Kjeldahl)定氮法[9]進行測定。N×6.25為粗蛋白含量。

1.2.2 氨基酸組成及含量的測定

采用氨基酸自動分析儀 (A200 amino Nova)進行測定。因樣品處理用 6 mol·L-1HCl水解的過程中,色氨酸 (Trp)全部被破壞,故測定了除色氨酸外的 17種氨基酸。

1.3 評價方法

食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的優(yōu)劣,主要取決于所含必需氨基酸 (essential amino acid,EAA)的種類、數(shù)量和組成比例。故下述兩種評價方法均圍繞樣品中EAA展開綜合分析和討論。

1.3.1 模糊識別方法評價的數(shù)學(xué)模型

評價的模型按參考文獻(xiàn) 5,6,7的方法建立。

設(shè) U為待評價對象的全體,即:

U={u1,u2,u3,u4,…,u9},

其中 u1表示黃皮種子,u2表示小米,u3表示薏米,u4表示高粱米,u5表示大豆,u6表示蠶豆,u7表示豌豆,u8表示西瓜子,u9表示松子仁。

對于每一個對象 ui對應(yīng)一個模式:

P(ui)=(ui1,ui2,ui3,ui4,…,ui7),(i=1,2,3,…,9)。

模式中 7個分量分別代表對象 ui的 7種必需氨基酸 (除色氨酸外)含量。

以雞蛋蛋白質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì),其必需氨基酸含量 (mg·g-1蛋白質(zhì))為:

P(a)=(a1,a2,a3,…,a7)=(50.3,92.5,56.3,34.1,56.3,52.3,68.3)。該項數(shù)值見參考文獻(xiàn)[10]。

a1,a2,a3,…,a7,依次代表異亮氨酸 (Ile)、亮氨酸 (Leu)、賴氨酸 (Lys)、蛋氨酸 (Met)、苯丙氨酸(Phe)、蘇氨酸 (Thr)和纈氨酸 (Val)的含量。

根據(jù)蘭氏距離法[3]定義對象 ui和標(biāo)準(zhǔn)蛋白 a的貼近度 (close degree)μ(a,ui),即

其中 C為適當(dāng)選擇的常數(shù)。取 C=0.09得

常數(shù) C取 0.09以使計算結(jié)果屬于區(qū)間〔0,1〕,并能增加分辨度,有利于結(jié)果比較。

由 (1)式計算評價對象 ui分別相對于雞蛋蛋白質(zhì) (標(biāo)準(zhǔn)蛋白)的貼近度,然后按貼近度大小順序排列。貼近度反映評價對象蛋白質(zhì)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)的接近程度。貼近度越大,該蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值與標(biāo)準(zhǔn)蛋白越接近,蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值也就越好。

1.3.2 氨基酸比值系數(shù)法[4]

各類蛋白質(zhì)的氨基酸組成比例不盡相同,其所含的必需氨基酸組成比例越接近人體需要氨基酸的比例,則其蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值就越優(yōu)。

參照朱圣陶等的方法,利用世界衛(wèi)生組織(WHO)和聯(lián)合國糧農(nóng)組織 (FAO)1973年提出的EAA(含 Cys和 Tyr)模式 (reference model of EAA,RME)[8],按照公式 (2),(3),(4)分別計算 9種待評對象的必需氨基酸比值 (ratio of amino acid,RAA)、氨基酸比值系數(shù) (ratio coefficient of amino acid,RC),最后求得氨基酸比值系數(shù)分 (score of RC,SRC),據(jù)此來評價蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值,相比較而言,SRC越接近 100,其營養(yǎng)價值相對較高。

由于一般食物各種氨基酸比值往往不相同,故可計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>1表明該種 EAA相對過剩,RC<1則表明該種 EAA相對不足,RC最小者為第一限制性氨基酸 (first limiting amino acid,FLAA)。

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

SRC的意義為:如果食物蛋白質(zhì) EAA組成比例與 RME一致,則 RC的變異系數(shù) (CV)為 0,SRC=100;若食物蛋白質(zhì) EAA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)的營養(yǎng)價值就越差。相比較而言,SRC越接近 100,其營養(yǎng)價值相對較好。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃皮種子的蛋白質(zhì)和氨基酸含量

蛋白質(zhì)和氨基酸含量測定結(jié)果見表1。

表1 黃皮種子蛋白質(zhì)和氨基酸的含量

表1表明:黃皮種子蛋白質(zhì)中 EAA/NEAA值為0.692(69.2%),EAA/TAA值為 0.355(35.5%),分別高于和接近 WHO/FAO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 60%和40%[8],可以提供食物優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。

食品化學(xué)理論認(rèn)為,天冬氨酸 (Asp)和谷氨酸(Glu)為鮮味氨基酸[11],這兩種氨基酸的含量在EAA中達(dá)到 20.9%,黃皮種子蛋白質(zhì)中富含 Asp和Glu。如將黃皮種子蛋白質(zhì)分離提取以后,再將其水解,所獲得的 Glu、Asp可作為鮮味劑的加工原料。

2.2 模糊識別法的評價結(jié)果

為了進行綜合分析評價,選擇了 8種常見植物種子 (小米、薏米、高粱米、大豆、蠶豆、豌豆、西瓜子、松子仁)作為對照,其蛋白質(zhì)和氨基酸含量數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn) 10。

由 (1)式計算評價對象 ui分別相對于雞蛋蛋白質(zhì) (標(biāo)準(zhǔn)蛋白)的貼近度,其數(shù)值見表2。

表2 待評食物蛋白質(zhì)相對于標(biāo)準(zhǔn)蛋白的貼近度

根據(jù)貼近度大小,其蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值由大到小排序為:大豆 >小米 >蠶豆 >豌豆 >薏米 >西瓜子>黃皮種子 >松子仁 >高粱米。雖然在本文所列出的評價對照食物中,黃皮種子蛋白質(zhì)含量較低,但其貼近度值已達(dá) 0.8536,和糧谷類高粱米,薏米,及富含油脂的西瓜子、松子仁接近,其營養(yǎng)價值尚好。

2.3 氨基酸比值系數(shù)法的評價結(jié)果

如果蛋白質(zhì)中必需氨基酸齊全,比例得當(dāng),接近或符合WHO/FAO必需氨基酸參考模式要求,則這種蛋白質(zhì)適宜人體的生理需要,營養(yǎng)價值高。按照公式 (2),(3),(4)分別計算上述 9種待評對象的RAA、RC、SRC,其數(shù)值見表3。

根據(jù) SRC大小,其蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值由大到小排序為:豌豆 >蠶豆 >大豆 >松子仁 >西瓜子 >高粱米 >小米 >黃皮種子 >薏米。黃皮種子氨基酸比例不太均衡,其營養(yǎng)價值與前述評價結(jié)果基本一致。

此外,表3表明黃皮種子蛋白質(zhì)中第一限制性氨基酸為含硫氨基酸 (Met+Cys),其 RC值為最低,導(dǎo)致 RC的變異系數(shù) CV值增大,從而降低了 SRC值,這與其它幾種植物種子有所不同。

表3 黃皮種子和 8種食物蛋白質(zhì)的氨基酸比值、氨基酸比值系數(shù)及氨基酸比值系數(shù)分的比較

3 討 論

模糊識別法評價過程中采用雞蛋蛋白質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)蛋白,氨基酸比值系數(shù)法則采用WHO/FAO提出的氨基酸模式作為評價的參考標(biāo)準(zhǔn)。9種植物種子之間蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值高低順序在兩種評價結(jié)果中有所不同,這是由于全雞蛋模式中每克蛋白質(zhì)的 EAA含量與WHO/FAO模式有差異,模糊識別法評價過程中酪氨酸 (Tyr)和半胱氨酸 (Cys)不參與計算,因此這兩種氨基酸的含量大小直接影響了兩種評價方法的結(jié)果,但不影響整體營養(yǎng)評價。

模糊識別法求取貼近度和氨基酸比值系數(shù)法求取 SRC均從氨基酸平衡理論觀點出發(fā),著重分析評價黃皮種子蛋白質(zhì)中各種 EAA偏離全蛋模式或WHO/FAO氨基酸模式的離散度,即它的整體偏離程度,無論是低于或高于模式 (標(biāo)準(zhǔn)),均在評價中給予考慮。這比目前仍在沿用的僅僅單純計算氨基酸分 (AAS)的簡單方法[8]更為科學(xué)合理。本項研究中兩種方法結(jié)合使用,使得對黃皮種子蛋白的營養(yǎng)價值評價更為全面。

黃皮種子蛋白質(zhì)中氨基酸種類比較齊全,必需氨基酸與非必需氨基酸含量的比值為 0.692,必需氨基酸含量占氨基酸總含量的 35.5%,分別高于和接近WHO/FAO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 0.6和 40%。作為植物來源的蛋白質(zhì),黃皮種子蛋白質(zhì)相對于雞蛋蛋白(標(biāo)準(zhǔn)蛋白)的貼近度能達(dá)到 0.8536,其營養(yǎng)價值應(yīng)值得重視。黃皮種子蛋白質(zhì)中的第一限制性氨基酸為含硫氨基酸 (Met+Cys),與其他植物種子蛋白的第一限制性氨基酸不同,根據(jù)蛋白質(zhì)互補理論[12],如將黃皮種子蛋白質(zhì)作為蛋白質(zhì)添加劑應(yīng)用于食品生產(chǎn)中,可以取長補短,充分利用其營養(yǎng)價值。

黃皮通常作為鮮果或蜜餞食用,其種子作為廢棄物丟棄,本文證明了黃皮蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值,故可為其綜合利用提供科學(xué)依據(jù)。

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