蛋白質(zhì)質(zhì)量評價在大豆玉米雙蛋白食品開發(fā)中的應用

林 琳，何 歡，王 赫，李 玉，周鋼霞

(1.遼寧省糧食科學研究所，沈陽 110032；2.沈陽市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研發(fā)服務中心，沈陽 110025)

蛋白質(zhì)是組成人體細胞和組織的重要成分，優(yōu)質(zhì)蛋白的氨基酸組成模式接近人體蛋白的氨基酸模式，這種蛋白更易被人體吸收利用，從而激活人體免疫系統(tǒng)細胞，提高免疫力[1-2]。因此，對食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值進行評價，以期開發(fā)出優(yōu)質(zhì)蛋白食品具有重要意義。蛋白質(zhì)的質(zhì)量評價通過對氨基酸評分（amino acid score，AAS）、化學評分（chemical score，CS）、必需氨基酸指數(shù) （essential amino acid index，EAAI）、生物價（biological?value，BV）、氨基酸比值系數(shù)（ratio coefficient of amino acid，RC）和氨基酸比值系數(shù)分（score of ratio coefficient of amino acid，SRC）等多種參數(shù)的分析來進行[3-4]。

目前我國居民攝入的蛋白質(zhì)主要分為動物蛋白和植物蛋白，過多動物蛋白攝入可能伴隨膽固醇和脂肪攝入量過度等副作用。谷類是植物蛋白的主要來源，我國居民每日膳食中谷類供給的蛋白占30～40g，甚至更多，但以谷物蛋白為主的膳食可能導致氨基酸攝入不平衡，而大豆蛋白是公認的全價蛋白質(zhì)[5]。本項目選取遼寧、吉林和黑龍江地區(qū)種植的大豆和玉米為研究對象，利用上述參數(shù)對其進行營養(yǎng)價值評價，通過分別探索大豆和玉米蛋白的營養(yǎng)量效關系和蛋白質(zhì)效應，將二者按照一定比例搭配，做到精確互補營養(yǎng)，為開發(fā)出大豆玉米雙蛋白全營養(yǎng)系列健康食品[6]，實現(xiàn)健康食品大眾化，提高國民營養(yǎng)健康水平打下基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

玉米和大豆取樣于遼寧省、吉林省和黑龍江省三個地區(qū)。

試劑：100 nmol的混合氨基酸標準溶液、茚三酮染色劑和緩沖液，德國曼默博爾公司；鹽酸 （分析純），國藥集團化學試劑有限公司等。

1.2 儀器與設備

A300-Adv自動氨基酸分析儀，德國曼默博爾公司；K9860全自動凱氏定氮儀，海能儀器有限公司；DHG-9246A電熱恒溫鼓風干燥箱，上海精密實驗設備有限公司；DT-100高速粉碎機，上海機械設備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

將樣品去除雜質(zhì)，在45℃烘箱內(nèi)鼓風干燥，磨碎過80目篩，置于干燥器中備用。

1.3.2 蛋白質(zhì)含量測定

以K9860全自動凱氏定氮儀測定，參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質(zhì)的測定》。

1.3.3 氨基酸含量測定

參照GB 5009.124-2016《食品中氨基酸的測定》方法，分別稱取玉米、大豆樣品各100.0 mg，置于10mL頂空進樣瓶中，加入10 mL鹽酸溶液（6 mol/L）抽真空封蓋，將水解瓶置于110℃條件下烘箱中水解24 h。將水解瓶取出冷卻至室溫，然后經(jīng)過漏斗和濾紙過濾至50 mL容量瓶中，用超純水定容至刻度。分別取1 mL過濾后的樣品進行洗脫，脫酸后加入1mL的樣品稀釋液，經(jīng)0.45 μm有機系列針頭濾膜過濾，置于A300-Adv自動氨基酸分析儀自動進樣器上進行分析。

1.3.4 質(zhì)量評價

根據(jù)1973年世界衛(wèi)生組織（WHO）和聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）修訂的理想蛋白質(zhì)人體必需氨基酸模式圖，計算樣品中的AAS（氨基酸評分）、CS（化學評分）和EAAI（必需氨基酸指數(shù)）[7]；氨基酸比值系數(shù)法（SRCAA）按朱圣陶等[8-9]的方法進行測定；利用WHO/FAO的必需氨基酸（含半胱氨酸和酪氨酸）模式，計算樣品中必需氨基酸的RC（氨基酸比值系數(shù)）和 SRC（氨基酸比值系數(shù)分）[10]。

2 結果與分析

2.1 蛋白質(zhì)含量測定

分別測定遼寧、吉林和黑龍江三地玉米和大豆的蛋白質(zhì)含量，經(jīng)計算三地玉米蛋白質(zhì)含量的平均值是6.52 g/100 g；三地大豆蛋白質(zhì)含量的平均值是32.73 g/100 g。由玉米和大豆蛋白質(zhì)含量測定結果無法看出其中更多差別細節(jié)，需進一步對其中的氨基酸組成和蛋白營養(yǎng)進行深入的分析與評價。

2.2 氨基酸組分分析

食物蛋白營養(yǎng)價值的優(yōu)劣可以通過所含必需氨基酸的種類、數(shù)量和組成比例判斷，其組成比例越接近人體需要的氨基酸比例，其質(zhì)量越優(yōu)。目前還沒有發(fā)現(xiàn)一種植物蛋白質(zhì)完全符合WHO/FAO規(guī)定的EAA/TAA（必須氨基酸與總氨基酸比值）為40%、EAA/NEAA（必須氨基酸與非必須氨基酸比值）為60%的標準。根據(jù)玉米和大豆的酸水解譜圖1、譜圖2及表1數(shù)據(jù)可知，試驗玉米的氨基酸總量每100 g平均值為 6.792g，EAA/TAA為 33.48%，EAA/NEAA為50.33%；大豆的氨基酸總量每100 g平均值為32.471g，EAA/TAA 為 33.52% ，EAA/NEAA 為50.41%。兩者與WHO/FAO標準均有一定差距。

圖1 酸水解玉米譜圖

圖2 酸水解大豆譜圖

表1 玉米、大豆蛋白氨基酸組成及含量

2.3 氨基酸評分（AAS）

AAS（氨基酸評分）指樣品蛋白質(zhì)中某一必需氨基酸占WHO/FAO評分模式中相應氨基酸含量的百分比，AAS越高，蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值就越高。AAS低于100%的為限制氨基酸，其中最低的為第1限制氨基酸。從表2的AAS結果可以看出，玉米的限制氨基酸是賴氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸和纈氨酸，第1限制氨基酸是賴氨酸，AAS為66.09%；大豆沒有限制氨基酸，大豆中的賴氨酸評分為229.31%，是玉米的3.5倍。

表2 玉米、大豆的氨基酸模式和氨基酸評分

2.4 化學評分（CS）

CS（化學評分）為樣品蛋白質(zhì)中的必需氨基酸和參考蛋白質(zhì)或理想模式中相應的必需氨基酸的比值。CS越接近100%，與標準蛋白的組成則越接近，營養(yǎng)價值就越高，CS低于100%的為限制氨基酸，其中最低的為第1限制氨基酸。如表3所示，玉米的第1限制氨基酸是異亮氨酸，CS為53.21%，第2限制氨基酸是賴氨酸，CS為56.80%；大豆的第1限制氨基酸是蛋氨酸，CS是95.75%。

表3 玉米、大豆的化學評分

2.5 必需氨基酸指數(shù)（EAAI）和生物價（BV）

EAAI（必需氨基酸指數(shù)）所體現(xiàn)的不是單獨的必需氨基酸，而是同時考慮樣品蛋白質(zhì)中所有必需氨基酸相對標準蛋白質(zhì)中必需氨基酸的比率，按照WHO/FAO標準和全雞蛋模式，玉米和大豆的EAAI值存在較大差異，玉米的EAAI值為78.05；大豆的EAAI值為143.45，相對營養(yǎng)價值較高，但與全雞蛋模式相比還有一定的差距。EAAI與BV（生物價）存在特定的正比例關系，在一定程度上可以反映蛋白質(zhì)的消化利用率，玉米蛋白質(zhì)的BV為73.37，說明如果食用100 g玉米蛋白其在體內(nèi)只能吸收73.37 g；大豆蛋白質(zhì)的BV為144.66，說明大豆蛋白的消化吸收率要高于玉米蛋白的消化吸收率。

2.6 氨基酸比值系數(shù)（RC）和比值系數(shù)分（SRC）

食物蛋白質(zhì)氨基酸組成比例與模式氨基酸一致，則各種必需氨基酸的比值系數(shù)RC應等于1，RC>1表明該種必需氨基酸相對過剩，RC<1則表明該種必需氨基酸相對不足，RC最小者為第1限制性氨基酸?，F(xiàn)代營養(yǎng)學研究認為，不僅氨基酸不足影響蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值，氨基酸過剩同樣也限制蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值，因而提出氨基酸平衡的理論。氨基酸比值系數(shù)分SRC是采用各種必需氨基酸偏離理想氨基酸模式的離散度來評價氨基酸的質(zhì)量，如果食物蛋白質(zhì)的必需氨基酸組成比例與必需氨基酸模式一致，則SRC等于100；因此，SRC越接近100，其營養(yǎng)價值相對越高。如表4所示，根據(jù)RC可以判定玉米的賴氨酸為第1限制氨基酸，與AAS的測定結果一致；大豆的蛋氨酸+半胱氨酸和纈氨酸為第1限制氨基酸，與CS的測定結果一致。玉米中賴氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸和色氨酸的RC值小于1，表明玉米的必需氨基酸相對不足；大豆中的賴氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸、色氨酸的RC值大于1，表明大豆必需氨基酸相對過剩，通過SRC值可知，大豆的SRC值更接近100，營養(yǎng)價值相對較高。

表4 玉米、大豆的氨基酸比值系數(shù)以及比值系數(shù)分

3 結論

通過以上測定結果綜合判斷，玉米的第1限制氨基酸為賴氨酸，大豆的第1限制氨基酸為蛋氨酸+半胱氨酸。而大豆的賴氨酸AAS是玉米的3.5倍，EAAI是玉米的1.84倍，BV是玉米的1.97倍。通過RC和SRC的測定結果也可看出，玉米中賴氨酸和色氨酸不足，而大豆中的賴氨酸和色氨酸相對過剩，兩種蛋白精準搭配，可以很好地起到蛋白質(zhì)互補作用。

綜上，通過多種參數(shù)對大豆、玉米蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值評價，可以推測出玉米與大豆搭配的合理比例范圍為2:1～3:1之間，二者合理搭配能夠有效提高大豆、玉米雙蛋白食品的蛋白質(zhì)生物效價，通過二者的混合食用，其蛋白質(zhì)的生物價可以提高到91～97，接近雞蛋黃的生物價，這使雙蛋白產(chǎn)品氨基酸模式更接近人體的需要，從而提高大豆、玉米雙蛋白全營養(yǎng)制品的營養(yǎng)價值。