红松仁蛋白氨基酸组成分析及营养评价

吴晓红，王振宇，2，*，郑洪亮，王 康

（1.东北林业大学，黑龙江哈尔滨150040；2.哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001）

红松仁蛋白氨基酸组成分析及营养评价

吴晓红1，王振宇1，2，*，郑洪亮1，王 康1

（1.东北林业大学，黑龙江哈尔滨150040；2.哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001）

以红松仁为原料，利用氨基酸自动分析仪检测红松仁可溶性蛋白中的氨基酸组成，以氨基酸比值系数分和WHO/FAO氨基酸评分为评价标准，对红松仁蛋白质营养价值进行全面的评价。结果表明：红松仁蛋白中氨基酸种类齐全，谷氨酸含量最高，必需氨基酸的含量占氨基酸的总量为25%，属于优质植物蛋白。红松仁中水溶和盐溶蛋白占红松仁蛋白的67.7019%，水溶蛋白和醇溶蛋白的氨基酸组成及评分最为合理，是红松仁组成蛋白中较优的蛋白组分；按照氨基酸比值系数，红松仁组成蛋白中，水溶蛋白（82.9256）＞碱溶蛋白（81.453）＞醇溶蛋白（79.0838）＞总蛋白（77.1625）＞盐溶蛋白（46.3652）。总蛋白、水溶蛋白、盐溶蛋白的第一限制氨基酸为缬氨酸，碱溶蛋白和醇溶蛋白的第一限制性氨基酸为蛋氨酸和胱氨酸。

红松仁，蛋白质，氨基酸，营养评价

红松（Pinus konaiensis Sieb et Zucc）属松科植物，是我国东北地区重要的天然资源，是一种经济价值很高的树种［1］。红松所结的种子叫红松籽，红松籽去壳脱红衣称为红松仁，红松仁具有很高的营养价值和药用价值，植物种子的氨基酸组成和含量是研究植物种子营养成分的重要指标，前人只简单地对红松仁中的氨基酸进行了定性定量的分析［2-3］，更深入的没有报道。本文采用凯氏定氮法和氨基酸自动分析仪测定氨基酸的方法测定了红松仁组成蛋白的含量和组成蛋白的氨基酸的含量，依据氨基酸比值系数分及FHO/FAO氨基酸评分，对红松仁蛋白进行了全面的营养评价，为在生产实践中提高红松籽的利用价值，及红松仁的资源开发和应用提供基础科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

红松籽 购于黑龙江省伊春市；氨基酸标准样HITACHI公司；其他试剂 均为分析纯。

HHS电热恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；TGL-16C高速台式离心机 上海安亨科学仪器厂；ALC-110.4电子天平 北京赛多利斯仪器系统有限公司；85-2磁力搅拌器 上海浦东物理光学仪器厂；PHS-3C pH计 上海伟业仪器厂；FD-1型冷冻干燥机 北京博医康实验仪器有限公司；凯氏定氮仪 济南还能仪器有限公司；高温炉宜兴市炜丰电炉制造厂；日立L-8800型氨基酸分析仪 日本进口，4.6mm×60mm（#2622）阳离子交换树脂柱，紫外可见检测器；酒精喷灯 自制；PHO70A培养箱/干燥箱 上海益横实验仪器有限责任公司。

1.2 实验方法

1.2.1 红松仁组成蛋白含量的测定

1.2.1.1 红松仁的制备 将红松籽去壳去红衣，传动杆粉碎，在低温下用石油醚浸泡脱去脂肪。

1.2.1.2 红松仁组成蛋白样品制备及含量测定 参照Osborne T.B的经典方法［4］，可以将蛋白质分为清蛋白（溶于水）、球蛋白（溶于稀盐）、醇溶蛋白（溶于乙醇）和谷蛋白（溶于稀酸或稀碱），残留物中的蛋白质为难溶蛋白，微量凯氏定氮法测定蛋白质含量，对制备得到的蛋白进行透析和冻干处理，供氨基酸检测和活性检测用。

1.2.2 红松仁组成蛋白的氨基酸的检测 分别取红松仁组成蛋白50mg，用6mol/L HCl 100℃水解12h，然后采用氨基酸自动分析仪进行分析［5］。

1.2.3 红松仁蛋白质营养评价 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（EAA）组成比例越接近人体需要氨基酸的比例，则其质量就越优［6］，据此，以1973年世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）提出的必需氨基酸模式为标准进行以下指数计算：必需氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA），氨基酸比值系数（ratio coefficient of amino acid，RC）和氨基酸比值系数分（Score of RC，SRC）。计算公式分别为：

蛋白质的氨基酸评分=每克待评蛋白质中某种必需氨基酸含量（mg）/每克标准蛋白质中某种必需氨基酸含量（mg）×100

RAA=待评蛋白质某种必需氨基酸含量（mg/g蛋白质）/WHO/FAO模式中相应必需氨基酸的含量（mg/g蛋白）

RC=RAA/RAA之均数

SRC=100-CV×100

其中：CV为RC的变异系数，CV=标准差/均数。

2 结果与讨论

2.1 红松仁组成蛋白含量的分析与讨论

由表1可以看出，样品中水溶蛋白、盐溶蛋白占总蛋白的67.7019%，醇溶蛋白占总蛋白的7.6374%，由此可见，水溶蛋白和盐溶蛋白为红松仁蛋白的主要组分，这将为确定目的蛋白提供一定依据。

表1 红松仁组成蛋白的分布

2.2 红松仁总蛋白中氨基酸组成的分析与讨论

由表2可知，红松仁总蛋白氨基酸种类中含量最高的是谷氨酸，精氨酸和天门冬氨酸分别居第二和第三，这三种氨基酸的总含量占46.7706%。用6mol/L HCI水解蛋白质进行氨基酸分析时，色氨酸全部被破坏，同时酰胺基被水解下来，生成相应的游离氨基酸和铵离子［7］，因此实验结果中未出现色氨酸、天冬酰胺及谷氨酰胺的含量值。其中必需氨基酸含量较丰富，必需氨基酸含量占氨基酸总量的24.62%，必需氨基酸与非必需氨基酸含量的比值为0.3267，略低于FAO/WHO标准规定的40%和0.6［5］，但也可认为是一种较优质的植物蛋白来源。

表2 红松仁总蛋白氨基酸组成分析

2.3 红松仁组成蛋白氨基酸的分析与讨论

由表3可知，红松仁组成蛋白氨基酸含量比较结果为：醇溶蛋白（639.9500mg/g）＞水溶蛋白（540.6000mg/g）＞碱溶蛋白（420.3000mg/g）＞盐溶蛋白（415.1000mg/g）。红松仁4种组成蛋白均检测到17种氨基酸，氨基酸种类齐全。

水溶蛋白是红松仁蛋白质中的主要组成部分，所以说水溶蛋白的氨基酸含量及组成也将影响红松仁总蛋白质氨基酸的状况。由表4可以看出，总蛋白中必需氨基酸的评分均高于国际评分标准，符合优质蛋白的要求，是一种优质的植物蛋白来源。

水溶蛋白中，异亮氨酸、蛋氨酸和胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸评分超过了国际推荐标准，但其它几种必需氨基酸的评分略低，其中缬氨酸、赖氨酸和苏氨酸分别为红松仁水溶蛋白的第一、第二、第三限制性氨基酸。

盐溶蛋白含量居第二位，其氨基酸组成中只有蛋氨酸和胱氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸评分超过了国际推荐标准，其它均低于国际推荐标准，比较氨基酸评分，缬氨酸、赖氨酸、苏氨酸为盐溶蛋白的第一、第二、第三限制氨基酸。

醇溶蛋白氨基酸中亮氨酸、缬氨酸评分低于国际标准，缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸为醇溶蛋白的第一、第二、第三限制氨基酸。

碱溶蛋白氨基酸评分标准均低于国家标准，缬氨酸、赖氨酸、苏氨酸为碱提第一、第二、第三限制氨基酸。从氨基酸组成及评分标准来看，在红松仁组成蛋白中水溶蛋白和醇溶蛋白的氨基酸组成及评分最为合理，是红松仁组成蛋白中较优的蛋白组分。

表3 红松仁中组成蛋白氨基酸组成分析

表4 红松仁中蛋白质的氨基酸评分

2.4 红松仁蛋白氨基酸比值系数法评价结果

现代营养学研究认为，不仅氨基酸不足会影响蛋白质营养价值，氨基酸过剩同样也限制蛋白质营养价值，因而提出氨基酸平衡理论。SRC的意义为：如果食物蛋白质的EAA组成比例与EAA模式一致，则CV=0，SRC=100；若食物蛋白质的RC越分散，表明这些EAA在氨基酸平衡的生理作用方面所提供的负贡献越大，则CV变大，SRC变小，蛋白质的营养价值越差。相比较而言，SRC越接近100，其营养价值相对越高。

由于一般食物各种氨基酸比值往往不相同，故可计算氨基酸比值的均数。如果食物蛋白质氨基酸组成含量比例与模式氨基酸一致，则各种EAA的RC应等于1，数值大于或小于1均表示偏离氨基酸模式，RC大于1表明该种EAA相对过剩。

根据公式分别计算了红松仁蛋白、四种组成蛋白的RAA、RC、SRC，其具体值见表5。根据SRC值的大小，其排列顺序如下：水溶蛋白＞碱溶蛋白＞醇溶蛋白＞总蛋白＞盐溶蛋白。总蛋白、水溶蛋白、盐溶蛋白的第一限制氨基酸为缬氨酸，碱溶蛋白和醇溶蛋白的第一限制性氨基酸为蛋氨酸和胱氨酸。红松仁蛋白的SRC值为77.1625，水溶蛋白的SRC值为83.9256，可以确定红松仁蛋白为一种优质的植物蛋白来源。

3 结论

3.1 红松仁水溶蛋白、盐溶蛋白、醇溶蛋白、碱溶蛋白是红松仁蛋白的主要组成蛋白，水溶蛋白、盐溶蛋白占红松仁蛋白的67.7019%。

3.2 红松仁蛋白中氨基酸种类齐全，必需氨基酸的含量占氨基酸的总量均在25%以上，必需氨基酸与非必需氨基酸含量比值为0.2462，略低于国际标准。但是红松仁蛋白中富含谷氨酸等功能性氨基酸，是一种优良的植物蛋白来源。

3.3 红松仁四种组成蛋白的SRC值分别为：清蛋白82.9256，球蛋白46.3652，醇溶蛋白79.0838，碱溶蛋白81.453，红松仁总蛋白SRC为77.1625。

3.4 红松仁作为一种功能性食品的基料和药品的原料越来越为人们所重视，在红松仁中富含谷氨酸、精氨酸和天门冬氨酸，谷氨酸与氯化钠能反应生成谷氨酸钠（味精），是食物中的重要鲜味物质。谷氨酸还能在人体内与血氨结合，形成对人体无害的谷氨酰胺，解除人体代谢中产生的游离氨的积累，参与肝脏、肌肉及大脑等组织的解毒作用，并参与脑组织的代谢，使脑机能活跃，而且谷氨酸也是组成胰岛素的重要成分，另外还具有增强记忆的功能［8-9］。现代的人们越来越注意吃什么最健康，而且对饮食要求越来越高，人们期待通过摄食一些有益于健康的食品来达到预防疾病的效果，这符合了“药食同源”的说法。红松仁含有大量的有益于身体健康的生物活性物质，还含有大量的营养物质，经过食用红松仁能够防病治病，对于一些疾病有治疗的好处。

表5 红松仁蛋白的必需氨基酸比值、氨基酸比值系数及氨基酸比值系数分数比较

［1］马建路.红松的地理分布［J］.东北林业大学学报，1992，20（5）：40-48.

［2］陈红滨，刘秀坤.红松籽仁中氨基酸组成与含量［J］.东北林业大学学报，1990，18（8）：94-98.

［3］方英玉，姚艳红，朴英爱，等.长白山区四籽中氨基酸含量的测定［J］.延边大学学报：自然科学版，1998，24（2）：31-35.

［4］Osborne T B.The vegetable proteins［M］.Longmans Green，New York，1924.

［5］张华，杨鑫，张英春，等.玉米蛋白中可溶性蛋白水解氨基酸组成的测定［J］.中国粮油学报，2007，22（6）：19-22.

［6］朱圣陶，吴坤.蛋白质营养价值评价-氨基酸比值系数法［J］.营养学报，1988（10）：187-190.

［7］郭蔼光.基础生物化学［M］.高等教育出版社，2002：253.

［8］余传隆.氨基酸与人类健康［J］.氨基酸和生物资源，1999，21（4）：4-8.

［9］FAO/WHO.Energy and protein requirements.FAO Nutrition Meeting Report series［S］.Roma：FAO，1793：52-63.

Study on content of amino acid in the pine seed protein and its nutritive evaluation

WU Xiao-hong1，WANG Zhen-yu1，2，*，ZHENG Hong-liang1，WANG Kang1
（1.Northeast Forestry University，Harbin 150040，China；2.Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China）

Using the score of ratio coefficient of amino acid and WHO/FAO reference model of essential amino acid（EAA）as an apprasial criterion，the nutritional value of pine seed protein were evaluated by ratio coefficient acid（AA）.The results showed that the AA in pine seed protein were rich in all kinds of AA，Glutamic acid was the most high in total amino acid，the EAA 25%of total AA，which was high-quality plant protein.The water-soluble protein and salt-soluble protein were 67.7019%in pine seed protein.The contents and scores of the water-soluble protein and salt-soluble protein were reasonable.Using the score of ratio coefficient of amino acid in pine seed protein，water-soluble protein（82.9256）＞alkali-soluble protein（81.453）＞Gliadin（79.0838）＞Total protein（77.1625）＞salt -soluble protein（46.3652）.The first limiting AA was Val in total amino acid，water-soluble protein and salt-soluble protein.The first limiting AA was Cys-Met in alkali-soluble protein and Gliadin.

pine seed；protein；amino acid；nutritive evaluation

TS201.2+1

A

1002-0306（2011）01-0267-04

2009-12-30 *通讯联系人

吴晓红（1977-），女，讲师，博士，主要从事天然产物有效成分功能机理研究及功能性食品开发的研究。

中央高校基本科研业务费专项资金项目（09050）；东北林业大学大学生创新项目（091022527）。