平欧榛子蛋白及其组分的氨基酸组成分析及营养评价

魏雅静

阜新市产业技术创新推广中心（阜新市产业技术研究院）（阜新 123000）

近年来，随着人们生活水平的提高，对食物的营养品质也越来越关注。一般可通过对食物中蛋白质的含量、蛋白质中各成分的含量及比例以及组成蛋白质的氨基酸含量和氨基酸组成三部分的综合评定来评价食物的营养品质。而必需氨基酸的含量是决定食物营养品质的关键因素。

目前，国内外对榛子的研究主要集中在榛子油的提取方法[1-2]、榛子油脂成分分析[3]、榛子壳[4]以及榛子过敏原[5]等方面，榛子蛋白质资源、产品加工等研究的深度不够，这就会对榛子蛋白的深度应用开发产生一定的局限性。我们需要加深对榛子蛋白质的研究，为榛子蛋白进一步开发利用提供技术和理论支持。

平欧榛子分别以我国野生平榛和欧洲榛为母本、父本，通过种间远源杂交产生的集具平榛与欧洲榛优良特性的新种[6]。平欧榛子蛋白含有人体所需的各种必需氨基酸，属于完全蛋白质，其营养价值高且易于人体吸收。因此，可对平欧榛子的蛋白粉和氨基酸产品进行开发利用，以满足特定人群对高品质蛋白或氨基酸的需要，与此同时也可能成为蛋白质的重要来源。

1 试验材料与方法

1.1 主要材料和试剂

平欧榛子（本溪县三阳大果榛子专业生产合作社）。木瓜蛋白酶、巯基乙酸钠、色氨酸（北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司）；盐酸、氢氧化钠、氯化钠、乙醇、硫酸铵、冰醋酸（分析纯，购于国药集团）。平欧榛子脱脂粉：榛子去壳、去皮，烘干、粉碎、过筛、脱脂、分装，在-20 ℃冰箱中备用。

1.2 主要仪器与设备

FD-IC-80真空冷冻干燥机（北京博医康实验仪器有限公司）；TDL-40B台式离心机（上海安亭科学仪器厂制造）；RE-52AA旋转蒸发器（上海亚荣生化仪器厂）；SHB-ⅢA循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）；L-8800全自动氨基酸分析仪（日立公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 榛子蛋白分离方法

采用碱溶酸沉法制备榛子分离蛋白[7-8]：将脱脂榛子粉与去离子水以一定比例混合均匀，用1 mol/L的NaOH调节pH，在恒温振荡水浴中浸提一段时间，以5 000 r/min离心20 min，收集上清液，用1 mol/L的HCl调至等电点，以5 000 r/min离心20 min，弃上清液，冷冻干燥得榛子分离蛋白。

参照Osborne蛋白分级法[9]，分级提取制备榛子的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白及谷蛋白，计算各蛋白所占的相对百分比。

清蛋白：取100 g脱脂榛子粉与去离子水（1∶15 g/mL）混合均匀，室温下搅拌提取1 h，以10 000 r/min离心20 min，收集上清液，按照上述步骤将沉淀重复提取一次，两次上清液合并后浓缩，4 ℃透析48 h，其间换水5次，然后冷冻干燥得清蛋白。

球蛋白：将提取清蛋白后的沉淀与0.2 mol/L的NaCl（1∶15 g/mL）混合均匀，室温下搅拌提取1 h，以10 000 r/min离心20 min，收集上清液，按照上述步骤将沉淀重复提取一次，两次上清液合并后浓缩，于4 ℃透析48 h，其间换水5次，然后冷冻干燥得球蛋白。

醇溶蛋白：将提取球蛋白后的沉淀与75%的乙醇溶液（1∶15 g/mL）混合均匀，室温下搅拌提取1 h，以10 000 r/min离心20 min，收集上清液，按照上述步骤将沉淀重复提取一次，两次上清液合并后浓缩，4 ℃透析48 h，其间换水5次，然后冷冻干燥得醇溶蛋白。

谷蛋白：将提取醇溶蛋白后的沉淀与0.012 5 mol/L的NaOH溶液（1∶15 g/mL）混合均匀，室温下搅拌提取1 h，以10 000 r/min离心20 min，收集上清液，按照上述步骤将沉淀重复提取一次，两次上清液合并后加入三氯乙酸使蛋白质沉淀，以10 000 r/min离心10 min，冷丙酮洗涤沉淀3次，于4 ℃透析48 h，其间换水5次，然后冷冻干燥得谷蛋白。

1.3.2 平欧榛子蛋白质组分的氨基酸组成分析

参照GB/T 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》标准检测。

酸水解法处理样品[10-11]：取20～30 mg的蛋白样品、10 mL 6 mol/L HCl溶液、一滴正辛醇于水解管中，水解管抽真空脱气后氮气封管，于110 ℃水解24 h，用滤纸反复过滤水解液，水冲洗水解管，合并之前的滤液，定容到50 mL，吸取2 mL溶液在水浴锅上蒸干，2 mL水溶解残留物，再蒸干，重复3次，之后用2.5 mL 0.02 mol/L的HCl溶液溶解残留物，过0.22 μm滤膜，空气中放置30 min后装瓶备用。利用全自动氨基酸分析仪对平欧榛子蛋白组分进行测定（色氨酸除外）。

全自动氨基酸分析仪色谱条件：分析柱温57 ℃；反应柱温135 ℃，蛋白质水解液流速0.4 mL/min，泵一；茚三酮和茚三酮缓冲液流速0.35 mL/min，泵二；进样量20 μg，检测波长：其他氨基酸570 nm，谷氨酸440 nm。

色氨酸测定采用荧光法[12]，称取含10 mg蛋白质的样品，加入5 mL木瓜蛋白酶，在37 ℃振荡，碱水解24 h后离心取上清液待测。吸取2 mL荧光空白液放入石英池中，调节荧光分光计，激发波长288 nm，发射波长348 nm，荧光调数为0，向石英比色皿中添加100 μL样品制备液，充分混匀，读出荧光值A1，再添加10 μL质量浓度为0.08 μg/μL的色氨酸标准液充分混匀，读荧光值A2。按式（1）计算：

式中：W为样品质量，mg。

1.3.3 平欧榛子蛋白质组分的营养指标估算

参考联合国粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）于1973年提出的理想蛋白质人体必需氨基酸模式谱，根据氨基酸分析结果计算平欧榛子蛋白及其组分的营养价值指标[13-14]。

（1）必需氨基酸与总氨基酸之比，即E/T（%）。

（2）氨基酸评分（AAS）按式（2）计算。

（3）预测蛋白质的功效比值（PER）[15]，按式（3）～（5）计算。

2 结果与分析

2.1 榛子蛋白质组分的分级制备

由图1可知，清蛋白占榛子蛋白比值最大，为67.18%，球蛋白占17.62%，谷蛋白占6.53%，最低的是醇溶蛋白，仅为3.17%。因为榛子蛋白具有丰富的水溶性清蛋白和盐溶性球蛋白，所以榛子蛋白具有较好的溶解性[16]。

图1 榛子蛋白质组分的构成及含量

2.2 平欧榛子蛋白及其组分的氨基酸组成分析

现代营养学理论认为，蛋白质中氨基酸组成与蛋白质的营养价值密切相关，食物蛋白质中氨基酸组成越接近人体蛋白质的组成，越容易被人体消化吸收，其营养价值才越高[17]。平欧榛子蛋白及其组分的氨基酸分析见表1和图2～图6。

图2 平欧榛子分离蛋白氨基酸分析

图6 平欧榛子谷蛋白氨基酸分析

统计分析平欧榛子分离蛋白和四种蛋白组分的不同氨基酸含量，结果如表1所示。分离蛋白和四种蛋白组分均含有18种氨基酸，其中包括9种必须氨基酸和9种非必须氨基酸。榛子分离蛋白中的赖氨酸（Lys），清蛋白中赖氨酸（Lys）、亮氨酸（Leu），球蛋白中亮氨酸（Leu）、色氨酸（Trp）、赖氨酸（Lys）、苏氨酸（Thr）、缬氨酸（Val），醇溶蛋白中的苏氨酸苏氨酸（Thr）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、缬氨酸Val）、赖氨酸（Lys），谷蛋白中赖氨酸（Lys）、缬氨酸（Val）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、色氨酸（Trp）含量低于FAO/WHO的小孩需要量，但高于FAO/WHO的成人需要量。

表1 平欧榛子蛋白及其组分的氨基酸分析 单位：%

与FAO/WHO推荐的氨基酸模式相比，平欧榛子分离蛋白和四种蛋白组分必需氨基酸中芳香族氨基酸（Tyr+Phe）含量高于FAO/WHO的小孩需要量和成人需要量。在非必需氨基酸中，榛子分离蛋白及其他四种蛋白质组分的精氨酸（Arg）、天冬氨酸（Asp）及谷氨酸（Glu）含量较高，食物中含有丰富的谷氨酸能提高免疫细胞的免疫功能和运动能力[18]，谷氨酸还能够参与学习记忆过程从而促进小孩的大脑发育，兴奋大多数区域的神经元，调节细胞骨架的形成及功能[19]。食物中含有丰富的精氨酸对预防心脏病有一定的效果，天冬氨酸能够保护心脏和肝脏，还对消除疲劳有帮助[20]。平欧榛子分离蛋白中谷氨酸（Glu）含量最高，其次是精氨酸（Arg）和天冬氨酸（Asp），分别为23.37%，14.20%和11.04%。平欧榛子清蛋白和球蛋白中谷氨酸（Glu）含量最高，其次是精氨酸（Arg）和天冬氨酸（Asp），醇溶蛋白和谷蛋白中谷氨酸（Glu）含量最高，其次是天冬氨酸（Asp）和精氨酸（Arg）。

图3 平欧榛子清蛋白氨基酸分析

图4 平欧榛子球蛋白氨基酸分析

图5 平欧榛子醇溶蛋白氨基酸分析

根据蛋白质中氨基酸的疏水性及酸碱性对平欧榛子分离蛋白和其他蛋白组分中的氨基酸进行了分类，表2可以看出平欧榛子蛋白及其组分的氨基酸以疏水性氨基酸和酸性氨基酸为主，氨基酸的这种组成模式会略微影响平欧榛子蛋白质的溶解性，蛋白质的疏水性氨基酸在蛋白质中占的比重大，蛋白质具有较好的抗氧化活性[21]。平欧榛子分离蛋白的碱性氨基酸的含量低于其他蛋白组分，不带电极性氨基酸含量略低于平欧榛子清蛋白、球蛋白，酸性氨基酸含量略低于醇溶蛋白、谷蛋白。

表2 平欧榛子蛋白及其组分的氨基酸种类分布单位：%

2.3 平欧榛子蛋白及其组分的营养价值评价

由表3可知，平欧榛子分离蛋白的E/T（32.55%）最高，其次是清蛋白（30.99%）、球蛋白（30.15%）、谷蛋白（29.04%），醇溶蛋白的E/T值（26.20%）含量最低，平欧榛子分离蛋白的E/T值略低于WHO衡量理想蛋白资源的需要量（36%），氨基酸评分中赖氨酸的评分最低（72.18）为平欧榛子分离蛋白的第一限制氨基酸，其氨基酸评分大于四种平欧榛子蛋白组分。平欧榛子分离蛋白的PER值也是最高的，其次是清蛋白、谷蛋白、球蛋白，醇溶蛋白的PER值最低。优质蛋白的PER衡量标准值为2.00，平欧榛子的分离蛋白、清蛋白、谷蛋白的PER微高于标准值，因此是一种优质的蛋白资源。

表3 平欧榛子蛋白及其组分的营养价值分析

3 结论

研究对平欧榛子蛋白质组分进行了分级制备得到清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白分别占榛子粗蛋白的67.18%，17.62%，3.17%和6.53%。平欧榛子分离蛋白及四种蛋白组分均含有18种氨基酸，并且组成比较接近FAO/WHO推荐的氨基酸模式，必需氨基酸中芳香族氨基酸（Tyr+Phe）含量最高，非必需氨基酸中谷氨酸（Glu）最高，精氨酸（Arg）、天冬氨酸（Asp）含量也十分丰富。赖氨酸和亮氨酸分别为他们的第一限制氨基酸。平欧榛子分离蛋白E/T值比较接近WHO需要量，其具有较高的氨基酸评分和PER值，是一种优质的蛋白质资源，可以作为良好的蛋白补充剂进行深度开发和利用。