13种植物源蜂花粉蛋白质的营养学评价

张金振，吴黎明，赵 静，李 熠*

（中国农业科学院蜜蜂研究所，北京 100093）

摘 要：测定向日葵、益母草和五味子等3种植物源蜂花粉的蛋白质和氨基酸含量，并结合文献报道的向日葵和五味子蜂花粉及另外10种植物源蜂花粉的蛋白质和氨基酸含量数据，采用国际上通用的营养价值评价方法对13种植物蜂花粉的蛋白质含量、化学评分（chemical sore，CS）、必需氨基酸指数（essential amino acid index，EAAI）、氨基酸比值系数分（score of ratio coefficient of amino acid，SRCAA）、生物价（biological value，BV）和营养指数（nutritional index，NI）等进行综合评价。评价结果表明，蜂花粉的蛋白质含量为14.3%～29.0%，CS为64.4～89.3，EAAI为66.9～107.0，SRCAA为79.9～91.1，BV为61.2～104.9，NI为11.7～29.3；茶花蜂花粉的上述6项指标均高于平均值，分别为29.0、83.1、101.3、88.8、98.7和29.3，是所分析的13种蜂花粉中营养价值最均衡的蜂花粉。

关键词：蜂花粉；蛋白质；氨基酸；营养评价

Nutritional Evaluation of Bee Pollen Proteins from 13 Different Plant Species

ZHANG Jin-zhen, WU Li-ming, ZHAO Jing, LI Yi*

(Bee Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100093, China)

Abstract: The contents of proteins and amino acids of Helianthus annuus, Schisandra chinensis, Leonurus heterophyllus bee pollens were determined. Based on the analysis data obtained in this study and those reported in literature for bee pollens from Helianthus annuus and Schisandra chinensis as well as 10 other plant species, comprehensive evaluation of protein nutrition was carried out using internationally recognized methods with respect to protein content, chemical score (CS), essential amino acid index (EAAI), score of ratio coefficient of amino acids (SRCAA), biological value (BV) and nutritional index (NI). The results indicated that these values for 13 bee pollens were 14.3%—29.0%, 64.4—89.3, 66.9—107, 0, 79.9—91.1, 61.2—104.9 and 11.7—29.3, respectively. The protein content, CS, EAAI, SRCAA, BV and NI for Camellia japonica bee pollen were 29.0, 83.1, 101.3, 88.8, 98.7 and 29.3, respectively, which were all higher than the average levels of these 13 bee pollens and indicated the most balanced nutrition.

Key words: bee pollens; protein; amino acid; nutritional evaluation

中图分类号：TS201.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6630(2014)01-0254-04

doi:10.7506/spkx1002-6630-201401050

蜂花粉是蜜蜂采集显花植物花药内的花粉粒，并在采集过程中加入花蜜和分泌物混合而成的纯天然产品[1-2]。蜂花粉含有多种氨基酸、不饱和脂肪酸、黄酮类化合物和多糖等活性物质，具有抗氧化、抗癌、降低胆固醇和增强免疫等生理保健功能，以蜂花粉为原料开发了很多保健食品和药品[3-4]。中国蜂花粉资源丰富，品种繁多，2011年全年蜂花粉的产量大概在4500t左右[5]。不同品种的蜂花粉其功效各有差别，价格相差也较大。目前，蜂花粉的质量标准还无法客观地对蜂花粉的营养进行评价。2012年完成制定的《蜂花粉》国家标准给出的主要理化指标为：蛋白质≥15%，脂肪1.5%～10.0%，总糖15%～50%，黄酮类化合物≥400mg/100g，灰分≤5%[6]。食物中蛋白质的质量是人体吸收利用的一个重要方面，取决于氨基酸的组成，食物中必需氨基酸的种类及其比例影响蛋白质的消耗值[7]。食物蛋白质的营养评价已经成为指导人群膳食营养、食品组合加工、分级管理、预示互补规律、比较选优和新的食品资源的研究和开发等方面重要的参考依据[8]。蛋白质的质量参数包括化学评分、氨基酸评分和必需氨基酸指数等[9]。目前对蜂花粉蛋白含量和氨基酸的组成研究很多[10-11]，但对其蛋白质的营养评价的报道较少[11]。

本研究测定向日葵、益母草和五味子3种特殊蜂花粉的蛋白质和氨基酸含量。其中，已有报道向日葵蜂花粉蛋白含量低，对蜜蜂而言为低质量的蜂花粉[12]，五味子蜂花粉的羟自由基清除能力和总抗氧化活性最强[13]，而益母草蜂花粉则未有文献报道其蛋白质和氨基酸含量。结合文献报道的向日葵和五味子蜂花粉及另外10种植物源蜂花粉的蛋白质和氨基酸含量数据，采用国际上通用的营养价值评价方法对共13种植物蜂花粉的蛋白质含量、化学评分（chemical sore，CS）、必需氨基酸指数（essential amino acid index， EAAI）、氨基酸比值系数分（score of ratio coefficient of amino acid，SRCAA）、生物价（biological value，BV）和营养指数（nutritional index，NI）进行综合评价，为蜂花粉的品质评价和有效开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

2012年从重庆收集五味子 （Schisandra chinensis） 和益母草（Leonurus heterophyllus）蜂花粉各5份，从内蒙古收集向日葵（Helianthus annuus）蜂花粉5份，并采用显微镜检法对蜂花粉植物来源种类进行鉴别[14]。分别将3种不同植物源花粉的5份样品等量均匀混合后并取样用于营养成分分析。

1.2 仪器与设备

L8900氨基酸分析仪 日本日立公司；0.22μm滤膜 美国Millipore公司。

1.3 蛋白质含量测定

水分的测定参照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》方法[15]，将蜂花粉干燥至质量恒定，参照 GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》采用凯氏定氮法测定3种蜂花粉中的蛋白质含量[16]。

1.4 氨基酸组成与含量测定

分别将上述3种花粉研磨粉碎后，各称取0.1g蜂花粉于Pyrex具盖耐热管中，精确至0.01g。加入6mL 12mol/L HCl，于涡旋振荡器上充分混匀。缓慢冲入氮气将耐热管中的空气排出后拧紧管盖，密封，置于烘箱中，于110℃保持24h进行水解。水解完成后将水解管从烘箱中取出，冷却至室温，水解产物经过滤纸过滤，用超纯水定容至50mL，然后取出1.0mL，在60℃条件下用氮气吹干，0.22μm滤膜过滤后用氨基酸分析仪测定。

1.5 营养价值评价

1.5.1 CS计算

采用联合国粮食及农业组织（1973）[17]推荐的方法，按式（1）计算。

（1）

式中：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为参考蛋白中相应必需氨基酸的含量；Ee为参考蛋白中必需氨基酸的总含量。其中，比值较低者为限制性氨基酸。

1.5.2 EAAI计算

采用Bano等 [18]的方法，按式（2）计算。

（2）

式中：上标p表示该值为蜂花粉蛋白的氨基酸含量；上标s为参考蛋白中的氨基酸含量；n为比较的必需氨基酸个数。

1.5.3 BV计算

BV是指食物中蛋白质经消化吸收后，在体内被利用的氮量（贮留氮量）占被吸收氮量的百分率，BV值越高，利用率也越高。根据Oser[19]提出的预测生物价的方法，按式（3）计算。

BV=1.09×EAAI－11.7 （3）

1.5.4 NI计算

根据Crisan等[20]的方法，按式（4）计算。

（4）

式中：PP为蛋白质含量百分率。

1.5.5 氨基酸比值系数（ratio coefficient of amino acid，RCAA）和SRCAA

按照朱圣陶等[21]的方法，以FAO/WHO的氨基酸模式进行蛋白质评价，按下式计算。

（5）

（6）

SRCAA=100－CV×100 （7）

式中：CV为RCAA的变异系数。

2 结果与分析

2.1 蜂花粉蛋白质、氨基酸组成与含量

表1为本研究测定的向日葵、五味子和益母草等3种植物源蜂花粉中的氨基酸含量，表2中列举了文献[10]报道的各种植物源蜂花粉的蛋白质和氨基酸含量。由表2可知，不同植物源蜂花粉的蛋白质含量存在差异，平均含量为21.8%，最高为茶花蜂花粉（29.0%），最低为荞麦蜂花粉（14.3%）；蛋白质含量低于15%的有菊花和荞麦蜂花粉。若以2012年制定的《蜂花粉》国家标准给出的蛋白质含量≥15%限定值判断，则菊花和荞麦蜂花粉不合格。Szcesna等[11]测定了蒿属蜂花粉蛋白含量为13.1%，也同样低于15%。这说明不同植物源品种蜂花粉蛋白质含量差异较大。

表 1 3种蜂花粉中氨基酸含量

Table 1 Contents of amino acids in Helianthus annuus, Schisandra chinensis, Leonurus heterophyllus bee pollens

g/100g蜂花粉

注：*.必需氨基酸；TAA. 总氨基酸（total amino acid）；EAA.必需氨基酸（essential amino acid）；TEAA. 总必需氨基酸（total essential amino acid）。下同。

表 2 蜂花粉蛋白质的必需氨基酸组成

Table 2 Essential amino acid composition of Helianthus annuus, Schisandra chinensis, Leonurus heterophyllus bee pollen proteins

注：表2中数据除*外，均来自参考文献[10]。

在本研究测定的向日葵、五味子和益母草等3种植物源蜂花粉中，均含有17种氨基酸（表1），包含所有必需氨基酸，色氨酸由于在酸性条件下被降解，未检测到。17种氨基酸（不包括色氨酸）的总量分别为12.38g/100g蜂花粉、25.61g/100g蜂花粉和23.46g/100g蜂花粉。其中，谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、亮氨酸和赖氨酸含量较高，但不同品种的蜂花粉，这些氨基酸的含量也存在差异，这一结果与已有的研究报道一致[10-11,22]。在五味子蜂花粉中，脯氨酸的含量最高，为4.68g/100g蜂花粉，其次为谷氨酸和天冬氨酸，分别为3.03g/100g蜂花粉和2.49g/100g蜂花粉，与Yang Kai等[10]测定的该品种的蜂花粉氨基酸的结果一致；在益母草蜂花粉中，脯氨酸的含量仅次于谷氨酸和天冬氨酸的含量，
为2.21g/100g pro；而在向日葵蜂花粉中，脯氨酸的含量较低，
为0.82g/100g pro，低于谷氨酸、天冬氨酸和亮氨酸，接近Yang Kai等[10]研究结果。

在所测定的3个蜂花粉样品中，必需氨基酸总量差异很大，最高9.92g/100g蜂花粉，最低为5.22g/100g蜂花粉。据FAO/WHO提出的参考蛋白模式，食品中必需氨基酸总量应占氨基酸总量（TEAA/TAA）的0.4左右[17]，按百分含量计为40%左右。测定的3种蜂花粉样品TEAA/TAA为38.7%～42.2%，Yang Kai等[10]测定的12种蜂花粉样品TEAA/TAA为35.0%～42.6%，Szcesna等[11]测定的17种花粉样品EAA/TAA为34.6%～39.9%，接近联合国粮食及农业组织与世界卫生组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations/World Health Organization，FAO/WHO）提出的参考蛋白模式。Szcesna等[11]认为，蜂花粉氨基酸含量和蛋白含量与植物来源有关，而TEAA/TAA则相对稳定，与植物来源无关。

蜂花粉中总必需氨基酸最低为24.20g/100g pro，最高为38.95g/100g pro，均低于全蛋总必需氨基酸（47.3g/100g pro）。五味子、益母草、西瓜、茶花、荷花和虞美人蜂花粉总必需氨基酸含量高于FAO/WHO模式总必需氨基酸（35.6g/100g pro）。

2.2 蜂花粉蛋白质的CS、EAAI

表 3 蜂花粉的BV、NI、CS、EAAI、SRCAA

Table 3 BV, AAS, CS, EAAI and SRCAA of bee pollens

注：表3中数据除*外，所有数据均根据参考文献[10]提供的蛋白质和氨基酸含量计算。

CS越接近100，与模式蛋白的组成越接近，营养价值越高。由表3可知，蜂花粉的CS为64.4～89.3，平均值为77.5，与Szczecsna等[11]报道的17种蜂花粉的化学评分结果一致（61～89）。CS结果也为限制性氨基酸指数，在所评价的蜂花粉样品中，大多数花粉品种的第一限制性氨基酸为蛋氨酸和半胱氨酸等含硫氨基酸。茶花和菊花蜂花粉第一限制性氨基酸为苏氨酸，但是CS均高于80。而对于向日葵蜂花粉，一种样品的限制性氨基酸为缬氨酸，CS为89.3；另一种为蛋氨酸和半胱氨酸，CS为87.7。这可能与不同实验室测定的样品不同有关。

EAAI的平均值为92.7，接近于100，说明其蛋白质与FAO/WHO模式蛋白的必需氨基酸组成接近，营养价值高。玫瑰蜂花粉的EAAI最低，为66.9；益母草蜂花粉的EAAI最高，为107.0。

2.3 蜂花粉的SRCAA、BV、NI

SRCAA采用各种必需氨基酸偏离氨基酸模式的离散度来评价蛋白质质量。SRCAA越接近100，其蛋白质氨基酸组成与FAO/WHO模式氨基酸组成越一致，对氨基酸平衡所做的贡献就越大[23]。由表3可知，五味子蜂花粉的SRCAA最小，为79.9；向日葵蜂花粉SRCAA最大，为91.1，平均值为86.7，离散度较小，说明蜂花粉的均衡性较好，营养价值较高。

BV是对蛋白质进行营养评价的生物学方法，是指蛋白质被吸收后，在机体内被利用的程度。Oser[19]认为用EAAI预测的BV值与动物实验得出的BV值相接近，BV值越高，蛋白质被吸收消化后的利用程度就越高。蜂花粉的BV值以益母草蜂花粉最大，为104.9；玫瑰花粉最低，为61.2，平均值为89.3。

CS和EAAI仅考虑的是供试蛋白质的氨基酸组成。Cristan等[20]提出的营养指数综合考虑了食物中蛋白质的含量和必需氨基酸组成两个因素，即供试蛋白质的百分含量越高，EAAI越大，NI就越高，营养价值就越大。由表3可知，蜂花粉的NI最低为11.7，最高为29.3，均超过10。向日葵蜂花粉、菊花、荞麦、玫瑰和玉米等蜂花粉NI较低，益母草、茶花、虞美人、蚕豆、五味子和油菜等蜂花粉NI较高。

3 结 论

不同植物源品种蜂花粉蛋白质含量差异较大，最小值低于2012年制定的《蜂花粉》国家标准给出的蛋白质含量≥15%限定值，通过蛋白质的判定指标可能会对少数蜂花粉误判。蜂花粉中TEAA/TAA含量相对稳定，与植物来源无关。大多数蜂花粉品种的第一限制性氨基酸为蛋氨酸和半胱氨酸等含硫氨基酸。采用不同评价指标对不同植物源的蜂花粉品种的蛋白质进行营养评价，评价结果会有所差异，通过蛋白质含量、CS、EAAI、SRCAA、BV和NI值的综合评价，茶花蜂花粉的这6项指标均高于13种蜂花粉的平均值，分别为29.0、83.1、101.3、88.8、98.7和29.3，是所分析的13种蜂花粉中营养价值最均衡的蜂花粉。

参考文献：

[1] 田文礼, 孙丽萍, 董捷, 等. Folin-Ciocaileu.比色法测定蜂花粉中的总酚[J]. 食品科学, 2007, 28(2): 258-260.

[2] CARPES S T, CABRAL I S R, LUZ C F P, et al. Palynological and physicochemical characterization of Apis mellifera L. bee pollen in the Southern region of Brazil[J]. Journal of Food Agriculture and Environment, 2009, 7(3/4): 667-673.

[3] MARKHAM K R, Campos M.7- and 8-O-methylherbacetin-3-O-sophorosides from bee pollens and some structure/activity observations[J]. Phytochemistry, 1996, 43(4): 763-767.

[4] 刘建涛, 赵利, 苏伟, 等. 蜂花粉生物活性物质的研究进展[J]. 食品科学, 2006, 27(12): 909-911.

[5] 罗岳雄. 我国2011年蜂花粉市场及2012年市场预测[C]//2012年全国蜂产品市场信息交流会会议论文, 江苏: 中国养蜂学会, 中国蜂产品学会, 2012: 21-24.

[6] 胡晓岚, 冯乾健, 朱金梁, 等.《蜂花粉》国家标准制定研究概况[J]. 中国养蜂, 2012, 63(8): 40-43.

[7] TUANY H, PHILLIPS R D, DOVE C R. Predicting integrated protein nutritional quality part 2: Integrated protein nutritional quality predicted from amino acid availability corrected amino acidscore (AACAAS)[J]. Nutrion Research. 1999, 19: 1807-1816.

[8] 颜孙安, 林香信, 钱爱萍, 等. 化学分析法的理想参考蛋白模式及其化学生物价研究[J]. 中国农学通报, 2010, 26(23): 101-107.

[9] ARONAL A P, HUDA N, AHMAD R. Amino acid and fatty acid profiles of peking and muscovy duck meat[J]. International Journal of Poultry Science, 2012, 11(3): 229-236.

[10] YANG Kai, WU Dan, YE Xingqian, et al. Characterization of chemical composition of bee pollen in china[J]. J Agric Food Chem, 2013, 61: 708-718.

[11] SZEZESNA T. Protein content and amino acid composition of bee-collected pollen from selected botanical origins[J]. J apic Sci, 2006, 50(2): 81-90.

[12] NICOLSON S W, HUMAN H. Chemical composition of the ‘low quality’ pollen of sunflower(Helianthus annuus, Asteraceae)[J]. Apidologie, 2013, 44(2): 144-152.

[13] 唐琳, 李倩, 翟金亮, 等. 21种蜂花粉水提取物抗氧化活性的比较研究[J]. 中国食品学报, 2008, 8(1): 17-21.

[14] 中华全国供销合作总社. GH/T 1014—1999行业标准 蜂花粉[S]. 北京: 中国标准出版社, 1999.

[15] 中华人民共和国卫生部. GB 5009.3—2010 食品安全国家标准 食品中水分的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2010.

[16] 中华人民共和国卫生部. GB 5009.3—2010 食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2010.

[17] FAO. Amino acid content of foods and biological data on proteins[J]. Stud, 1970, 24: 5-6.

[18] BANO Z, RAJRATHNAM S. Pleurotus mushroom as a nutritions food in the tropical mushrooms biological nature and culfivation methods[M]. Hong Kong: The Chinese University Press, 1982: 363-380.

[19] OSER B L. An intergrated essential amino acid index for prediction the biological value of protein// Albanese AA(ed.)Protein and amino acid nutrition[M]. New York: Academic Press, 1959: 281-295.

[20] CRISAN E V, SANDS A. Nutritional value:the biology and cultivation of edible mushrooms[M]. New York: Academic Press, 1978: 137-168.

[21] 朱圣陶, 吴坤. 蛋白质营养评价一氨基酸比值系数法[J]. 营养学报, 1988, 10(2): 187-190.

[22] CAMPVOS M G R, BOGDANOV S, ALMEIDA-MURADIAN L B, et al. Pollen composition and standardization of analytical methods[J]. Journal of Apicultural Research and Bee World , 2008, 47(2): 156-163.

[23] 彭智华, 龚敏芳. 蛋白质的营养评价及其在食用菌营养评价上的应用[J]. 食用菌学报, 1996, 3(3): 56-64.