三种蜂王浆蛋白质的营养评价

吴黎明,薛晓锋,张金振,陈 芳,周金慧,赵 静

中国农业科学院蜜蜂研究所,北京 100093

三种蜂王浆蛋白质的营养评价

吴黎明,薛晓锋,张金振,陈 芳,周金慧,赵 静＊

中国农业科学院蜜蜂研究所,北京 100093

采用国际上通用的营养价值评价方法,全面评价了中蜂王浆、意蜂王浆和卡蜂王浆蛋白质的营养价值。三种王浆的必需氨基酸含量分别占其氨基酸总量的 42.88%,40.98%和 42.72%,含硫氨基酸为第一限制氨基酸。蛋白质的化学评分(CS)、氨基酸评分(AAS)、必需氨基酸指数(EAA I)、生物价(BV)、营养指数 (N I)和氨基酸比值系数分(SRCAA)计算结果表明,三种蜂王浆都是良好的蛋白源,但中蜂王浆蛋白质的营养价值高于意蜂王浆和卡蜂王浆,明显与常规品质评价指标 10-HDA的含量高低顺序不同。

蜂王浆;蛋白质;氨基酸;营养评价

蜂王浆是由蜜蜂哺育蜂头部咽下腺和上颚腺共同分泌的浆状物,在蜜蜂的级型分化中发挥着重要的作用,对人体具有诸如抗疲劳、抗菌消炎、抗肿瘤、降血压、促生长等方面的营养保健作用,在保健食品、医药、化妆品等领域具有很高的应用价值[1-3]。我国是世界上最大的蜂王浆生产和出口国,产量约占世界总产量的 90%以上,蜂王浆具有广阔的应用前景,但目前的蜂王浆质量标准还无法客观地对蜂王浆营养进行评价。

蜂王浆富含蛋白质,其含量约占蜂王浆干重的36.0～55.0%,其生理功能在很大程度上是通过蛋白质来体现的。因此,通过蜂王浆蛋白的营养评价能在一定程度上反映蜂王浆的品质好坏。

本文采用国际上通用的蛋白质营养评价方法,对我国养蜂生产上常用的本地意蜂、卡尼鄂拉蜂、中华蜜蜂所产王浆的蛋白质的营养价值进行了比较和分析,为蜂王浆的品质评价和有效开发提供可靠的数据。

1 材料与方法

1.1 供试样品

分别利用中华蜜蜂 (Apis cerana ceranaFabricius,Chinese bee)、意大利蜜蜂 (Apis m ellifera ligustica Spinola,Italian bee)和卡尼鄂拉蜂 (Apis m ellifera carnicaPollmann,Carnica bee)生产中蜂王浆、意蜂王浆和卡蜂王浆。蜂王浆生产后立即于-18℃保存。生产地点为北京,生产时间为荆条花期。

1.2 蛋白质测定

采用凯氏定氮法测定三种王浆的蛋白质含量(GB 9697-2008)。

1.3 10-HDA的测定

采用高效液相色谱仪 (P680,D IONEX公司)测定三种蜂王浆 10-HDA含量(GB 9697-2008)。

1.4 氨基酸组成和含量测定

准确称取 0.5 g蜂王浆于 Pyrex 具盖耐热管中,精确到 0.01 g。依次加入 3 mL超纯水和 3 mL 12 M HCl,借助于涡旋振荡器充分混匀。缓慢冲入氮气将耐热管中空气排出后拧紧管盖,密封,置于烘箱中,在 110℃保持 24 h进行水解。水解完成后将加热管从烘箱中取出,冷却至室温,水解产物经过滤纸过滤后用 6 M NaOH中和至 pH为 4.8～5.2,用超纯水定容至 50 mL,然后取出 2.0 mL提取液,再次用超纯水定容至 10.0 mL,即为分析用样液。分析样液在衍生前,用 0.22μm滤膜 (Millipore,MA, USA)过滤。

以 6-氨基喹啉基-N-羟基琥珀酰亚氨基甲酸酯(AQC)为柱前衍生试剂,采用高效液相色谱仪(P680,D IONEX公司)测定三种蜂王浆蛋白质的氨基酸组成和含量。

1.5 营养价值评价

1.5.1 化学评分 (Chemical score,CS)采用 FAO(1970)的方法[4]。

其中,Ax为待测蛋白质中某一必需氨基酸的含量;Ae为待测蛋白质中必需氨基酸的总含量;Ex为标准鸡蛋白中相应必需氨基酸的含量;Ee为标准鸡蛋白中必需氨基酸的总含量。

1.5.2 氨基酸评分 (Amino acid score,AAS)采用 Bano(1992)的方法[5]。

其中,Ax为试验蛋白质某一必需氨基酸含量; As为WFO/FAO评分模式氨基酸含量。

1.5.3 必需氨基酸指数 (Essential amino acid, EAA I)

按照采用Bano(1982)的方法。

其中,p为蜂王浆蛋白;s为标准蛋白 (鸡蛋);n为比较的氨基酸数。

1.5.4 生物价(BV)

采用Bano(1982)的方法。BV=1.09×EAA I-11.7。

1.5.5 营养指数 (Nutritional index,N I)按照采用Bano(1982)的方法。

1.5.6 氨基酸比值系数 (Ratio coefficient of amino acid,RCAA)和氨基酸比值系数分 (Score of RCAA, SRCAA)

按照朱圣陶(1988)的方法[6]。

SRCAA=100-CV×100;CV:RCAA的变异系数。

2 结果与分析

2.1 三种蜂王浆蛋白质、10-HDA含量和蛋白质的氨基酸组成分析

中蜂王浆的 10-HDA平均含量为 0.97%± 0.23%,显著低于意蜂王浆和卡蜂王浆 1.62% ± 0.19%和 1.84%±0.09%,而三种蜂王浆的粗蛋白含量分别占其干重的 48.02%±3.04%、41.71%± 3.68%和44.70%±2.98%,按照现有的蜂王浆质量评价体系,卡蜂王浆和意蜂王浆的质量优于中蜂王浆。

中蜂王浆、意蜂王浆和卡蜂王浆的必需氨基酸含量分别占其氨基酸总量的 42.88%、40.98%和42.72%,它们的必需氨基酸总量均高于 FAO/WHO模式,且卡蜂王浆明显高于中蜂王浆和意蜂王浆;其中赖氨酸 (Lys)、苯丙氨酸和酪氨酸 (Phe+Tyr)含量显著高于 FAO/WHO模式,但含硫氨基酸(蛋氨酸 +胱氨酸,Met+Cys)正好相反。

三种王浆的氨基酸组成见表 1、2。

表 1 三种蜂王浆蛋白质的非必需氨基酸组成(mg/g)Table 1 Compositions of nonessential amino acid in proteins of three kinds of royal jelly(mg/g)

精氨酸Arginine 49.72±3.98 53.15±5.98 45.49±5.38天冬氨酸Aspartic acid 168.41±14.57 186.08±20.01 191.10±14.95谷氨酸Glutamic acid 97.40±10.16 112.91±11.58 111.68±9.67甘氨酸Glycine 24.13±2.64 31.29±1.69 24.19±2.93组氨酸Histidine 17.57±1.93 26.30±1.96 16.72±0.99脯氨酸Proline 29.15±1.59 38.26±2.48 44.09±2.36丝氨酸Serine 56.56±4.90 61.28±6.03 67.99±5.49酪氨酸Tyrosine 34.50±2.42 34.97±3.21 37.85±2.79半胱氨酸Cysteine 2.59±0.23 0.99±0.13 0.91±0.16总量Total 512.22±39.89 578.23±43.47 573.63±35.91

表 3 三种蜂王浆蛋白质的必需氨基酸组成(mg/g)Table 3 Compositions of essential amino acid in proteins of three kinds of royal jelly(mg/g)

2.2 三种蜂王浆蛋白质的氨基酸评分和化学评分

中蜂王浆、意蜂王浆和卡蜂王浆蛋白质的氨基酸评分和化学评分分别见表 3,4。三种蜂王浆的第一限制氨基酸均为含硫氨基酸——蛋氨酸和胱氨酸,其氨基酸评分和化学评分由高到低顺序均为中蜂王浆、意蜂王浆和卡蜂王浆。

表 3 三个蜂王浆蛋白质的氨基酸评分Table 3 Amino acid scores of three kinds of royal jelly

表 4 三个蜂种所产王浆蛋白质的化学评分Table 4 Chemical scores of three kinds of royal jelly

2.3 三种蜂王浆蛋白质的必需氨基酸指数、生物价和营养指数

表 5表明,三种蜂王浆的必需氨基酸指数和生物价相差不大,但卡蜂略高;中蜂王浆的营养指数为34.16,高于意蜂王浆和黑蜂王浆的29.78和32.08。

表 5 三种蜂王浆蛋白质的必需氨基酸指数、生物价、营养指数Table 5 Necessary amino acid index,biology value and nutrition index of three kinds of royal jelly

2.4 三种蜂王浆蛋白质的氨基酸比值系数和氨基酸比值系数分

由表 6可知,中蜂蜂王浆蛋白质的氨基酸比值系数分为 74.66,分别高于意蜂王浆和卡蜂王浆的65.43和 59.36。由表 6也可以看出,三种蜂王浆的含硫氨基酸(蛋氨酸和胱氨酸)为限制氨基酸,其余氨基酸均超过或接近 FAO/WHO评分模式中同种氨基酸的含量;其中含硫氨基酸为第一限制氨基酸,苏氨酸为第二限制氨基酸。

表 6 三个蜂种所产王浆蛋白质的氨基酸比值系数和氨基酸比值系数分Table 6 Amino acid ratio index and amino acid ratio score of three kinds of royal jelly

2.5 三个蜂种所产王浆蛋白质的营养评价总结

在六个指标中,中蜂王浆蛋白质排第一的有四个,分别为化学评分、氨基酸评分、营养指数和氨基酸比值系数分;卡蜂蜂王浆排第一的有两个指标,分别为必须氨基酸指数和生物价。

我们将各项指标排列 1-3位的蜂王浆蛋白质各项评价指标分别设置评价分 3、2、1,计算三种蜂王浆的总评价分。统计结果表明,中蜂、意蜂和卡蜂所产蜂王浆蛋白质的总评价分分别为 14、11和 11分。

表 7 三个蜂种所产王浆蛋白质的营养评价Table 7 Nutritional evaluation of proteins of three kinds of royal jelly

3 讨论

3.1 中蜂王浆、意蜂王浆和卡蜂王浆蛋白质蛋白质含量均较高,必须氨基酸分别占总氨基酸含量的42.87%、40.99%和 42.72%,远高于 FAO/WHO模式的35%。

3.2 三个蜂种所产王浆蛋白质的化学评分、氨基酸评分、必须氨基酸指数、生物价、营养指数和氨基酸比值系数分 6项指标的综合评价表明,中蜂王浆营养价值高于意蜂王浆和卡蜂王浆。这与目前我国蜂王浆的主要品质指标——10-HDA含量进行的品质评价结果存在着较大差异。按照 10-HDA含量评价,卡蜂王浆和意蜂王浆的 10-HDA显著高于中蜂王浆。因此,依据 10-HDA含量判断蜂王浆品质优劣的评价体系的合理性值得探讨。

3.3 三种蜂王浆的第一限制性氨基酸均为含硫氨基酸(蛋氨酸和胱氨酸),在以蜂王浆作为原料生产食品和保健品时应加以考虑。

1 Osamu S,Toshio K,Keizo K,et al.Characterization of royal jelly proteins in both Africanized and European honeybees (Apis m ellifera)by two-dimensional gel electrophoresis.J Agric Food Chem,2004,52:15-20.

2 Nagai T,Inoue R.Preparation and the functional properties of water extract and alkaline extract of royal jelly.Food Chem,2004,84:181-186.

3 FAO.Value-Added Products from Beekeeping,FAOAgricultural Services Bulletin124;FAO:Rome,Italy,1996.

4 FAO.Amino acid contentof foods and biological data on proteins.Nutr Stud,1970,24:5-6.

5 Bano I,Raiarathram S.Pleurotus mushroom as a nutritions food.In:TropicalMushroom:Biological Nature and Cultivation Methods.Edited by Chang ST and Quimio TH,Hong Kong:The Chinese University Press,1982.363-380.

6 Zhu ST(朱圣陶),Wu K(吴坤).蛋白质营养评价一氨基酸比值系数法.Newspaper of Nutrition(营养报),1988,10: 187-190.

Nutritional Assessment of Three Kinds of Royal Jelly Protein

WU Li-ming,XUE Xiao-feng,ZHANG Jin-zhen,CHEN Fang,ZHOU Jin-hui,ZHAO Jing＊
Institute of Apicultural Research,Chinese Academ y of Agricultural Sciences,Beijing 100093,China

The international adopted nutrient value assess mentmethod was applied to the overall assessment of the protein nutrient value of royal jelly(RJ)secreted by Chinese bees,Italian bees,and Carnica bees.The total essential amino acid contents of the three kinds of RJ were 42.88%,40.98%and 42.72%accounting for their corresponding total amino acid contents,respectively,and sulphur-containing amino acid was the first limiting amino acid.The results of chemical score(CS),amino acid score(AAS),essential amino acid index(EAA I),biological value(BV),nutritional index(N I),and score of ratio coefficientof amino acid(SRCAA)of protein showed that the three kindsof RJ could all be considered as good resourcesof protein,and the protein nutrient value of RJ secreted byChinese beeswas higher than that of Italian bees and Carnica bees.The results existed big differences to the order of the 10-HDA contents of three kinds of RJ.

royal jelly;protein;amino acid;nutritional evaluation

1001-6880(2010)06-1093-05

2009-03-16 接受日期:2009-09-16

国家自然科学基金项目 (30771636);现代农业 (蜂)产业技术体系岗位科学家研究经费

＊通讯作者 Tel:86-10-82595649;E-mail:zhaojingjun@sina.com

Q58;R284.1;S896.8

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