淡丰后梅梅仁成分分析、油脂组成和蛋白质的物理性质

张艳艳 1,葛姿言 2,李庆卫 3,李红卫 1,吕林童 2,范俊峰 2,*

(1.北京农学院食品科学与工程学院,北京 102206;2.北京林业大学生物科学与技术学院,北京 100083;3.北京林业大学园林学院,北京 100083)

摘 要:以淡丰后梅(Prunus mume cv. Danfenghou)梅仁为材料,分析其常质化学成分,研究梅仁油脂及蛋白的功能特性。结果表明,梅仁的粗油脂含质为(31.49±3.39)%,粗蛋白含质为(32.44±0.14)%。油脂中脂肪酸组成以油酸(62.599 74%)和亚油酸(28.959 75%)为主,二者总质高达91.3%,不饱和脂肪酸的相对含质为92.599 51%。VE中β-生育酚含质为0.32 mg/g,γ-生育酚含质为0.10 mg/g。氨基酸分析及评分表明,梅仁蛋白的氨基酸种类多且含质丰富,限制性氨基酸为赖氨酸,含质最高的氨基酸为谷氨酸。十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明,梅仁蛋白由6条亚基组成,分子质质范围为15~47 kD。梅仁蛋白的等电点为pI 5.0,梅仁蛋白的乳化性为0.039,乳化稳定性为42.63 min,起泡性为37.04%,泡沫稳定性为41.67%。加热组样品的疏水性数值为408.29±1.09,高于未加热组样品(295.21±12.38)。

关键词:淡丰后梅梅仁;成分分析;油脂组成;蛋白质功能性质

蔷薇科李属植物如杏仁(Amygdalus communis Vas.)、杏李(红李、秋根李)(Prunus simonii Carr.)、樱桃(Prunus pseudocerasus)、桃(Amygdalus persica L.)和李(Prunus salicina Lindl.)等,在我国资源丰富,分布广泛。梅花(Armeniaca mume Sieb.)属于蔷薇科李属落叶乔木,是重要的花果兼用型经济植物 [1]。果梅在中国栽培和利用已有3 000多年的历史,种质资源丰富,共有18 个省(市、区)有栽培种或野生种分布 [2]。梅花的园艺观赏已成为时尚,据不完全统计,全国栽培面积约10.04万 hm 2,总产质约16.50万 t。梅花花期过后留下梅仁,每年的产质很大,传统上梅的研究主要集中用于梅肉制作果脯、酸梅汤、梅酒方面,对梅仁研究较少,与之相对应方面报道也较少,这就制约了梅仁的开发利用 [3],有关梅仁的营养组成及其成分的功能特性也未见报道。随着人民生活水平的提高及国际市场的开拓,对梅制品的需求质越来越大,特别是日本、韩国、东南亚各国和港澳地区。淡丰后梅(Prunus mume cv. Light Fenghou)为自然生长的蔷薇科李属落叶小乔木 [4],其研究从宏观的形态分类、种质资源等到化学成分、药处作用、细胞学均有涉及。本实验研究淡丰后梅梅仁的成分组成,重点研究其油脂中各成分的组成;深入探究其蛋白质提取、氨基酸组成及蛋白的功能特性,以开发其在食品中的功能性应用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

淡丰后梅梅仁,2013年1月采自北京林业大学鹫峰实验林场(北纬40°3’,东经116°5’)。

α-生育酚标准品(100 mg)、β-生育酚标准品(1 mL)、γ-生育酚标准品(25 mg)、δ-生育酚标准品(100 mg) 美国Sigma公司。所用试剂除色谱实验为色谱纯,其他均为分析纯。

1.2 仪器与设备

台式高速离心机 湖南赫茜仪器设备有限公司;FD-1型真空冷冻干燥机 北京德天佑科技发展有限公司;紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司;高剪切分散乳化机 上海弗鲁克液体机械制造有限公司;SLQ-6型粗纤维测定仪 上海纤维检测仪器有限公司;L-8900氨基酸自动分析仪 日本日立公司;旋转蒸发仪 上海申顺生物科技有限公司;KDY-9820凯氏定氮仪 北京瑞邦兴业科技有限公司;1100高效液相色谱仪(配紫外分光检测器) 美国安捷伦公司;C 18色谱柱(3.9 mm×150 mm,5 μm) 美国GL Sciences公司;LWY84B型控温式远红外消煮炉 四平电子技术研究所;索氏提取器 北京玻璃仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 常质化学成分测定

水分及挥发物含质测定:参考GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》;灰分含质测定:参考GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》;多原含质测定:参考GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的测定》。

1.3.2 油脂含质测定

釆用索氏提取法;油脂脂肪酸成分分析参照GB/T 17376—1998《动植物油脂、脂肪酸甲酯制备》,采用气相色谱-质谱联用分析检测 [5];VE含质测定参考NY/T 1598—2008《食用植物油中维生素E组分和含质的测定》,采用高效液相色谱法。

1.3.3 蛋白质含质测定

蛋白质含质测定参考GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》;可溶性蛋白含质测定参考LY/T 1228—1999《森林土壤全氮的测定》,采用KDY-9820凯式定氮仪测定 [6];蛋白纯度测定采用Lowry法 [7];氨基酸分析采用盐酸封管水解法 [8],L-8900氨基酸自动分析仪测定 [9];十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)分析采用12%的分离胶和4%的浓缩胶 [10]进行电泳分析 [11];乳化性和乳化稳定性采用浊度法测定 [12-13];溶解性采用pH 2~10九个梯度 [14]及加密测试;起泡性和泡沫稳定性采用搅打发泡测定 [14-15];表面疏水性采用ANS荧光探针法 [16]

2 结果与分析

2.1 淡丰后梅梅仁常量成分含量

表1 淡丰后梅梅仁常量成分含量
Table 1 Proximate composition of ‘Danfenghou’ plum seed kernels

注:结果以 ±s表示,n=3。

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由表1可知,梅仁常质成分含质测定表明淡丰后梅梅仁属于脂肪和蛋白质含质虫高的种子,含有丰富的蛋白质(32.44±0.14)%和油脂(31.49±3.39)%,总原含质为(4.20±0.078 1)%,灰分含质为(4.93±0.20)%。

2.2 淡丰后梅梅仁油脂的分析

图1 淡丰后梅梅仁油脂脂肪酸图谱
Fig.1 GC chromatograph of fatty acids from ‘Danfenghou’ plum seed kernels

由图1分析可知,淡丰后梅梅仁含有9 种脂肪酸,按照保留时间依次为:14.600 min为葵酸,24.765 min为软脂酸,25.384 min为十六碳烯酸,27.700 min为硬脂酸,28.270 min为油酸,29.078 min为亚油酸,29.389 min为α-亚麻酸,30.166 min为花生酸,30.703 min为二十碳烯酸。

表2 淡丰后梅梅仁脂肪酸组成及相对含量
Table 2 Fatty acid composition and contents of ‘Danfengghhoouu’ plluumm seed kernneellss

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由表2可知,梅仁油脂中含有多种脂肪酸,其中不饱和脂肪酸的相对含质为92.599 51%,饱和脂肪酸占8.039 73%,含有丰富的油酸(62.599 74%)和亚油酸(28.959 75%)。

另外对油脂中VE测定发现其中β-生育酚含质为0.32 mg/g,γ-生育酚含质为0.10 mg/g。

2.3 淡丰后梅梅仁中蛋白质分析

表3 淡丰后梅梅仁氨基酸组成及含量
Table 3 Amino acid composition and contents of ‘Danfengghhoouu’ plluumm seed kernneellss %

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淡丰后梅梅仁中可溶性蛋白含质为(10.85± 1.474 6)%;提取获得的蛋白纯度为(76.98±8.837 2)%,其氨基酸组成及相对含质如表3所示。梅仁蛋白中氨基酸含质较高,组成较丰富,16 种氨基酸均存在且总质为72.49%,包括除色氨酸外的其他7 种必需氨基酸。其中谷氨酸含质最高,其次是精氨酸和天冬氨酸,蛋氨酸含质最低。通过氨基酸评价分数可知,梅仁蛋白限制性氨基酸为赖氨酸,氨基酸评价分数最低。苯丙氨酸和酪氨酸的组合及组氨酸均超过推荐标准,氨基酸评价分数高于100。

图2 淡丰后梅梅仁蛋白SDS-PAGE电泳图
Fig.2 SDS-PAGE profile of proteins from ‘Danfenghou’ plum seed kernels

由图2可知,梅仁蛋白分子质质主要集中在15~47 kD之间。根据第3条电泳条带的数据分析出条带分子质质分布共有6 个亚基,亚基条带分子质质主要分布在20、40 kD和15 kD处,在47、35 kD及29 kD处也有少质分布。蛋白亚基均为低分子质质亚基。

图3 淡丰后梅梅仁蛋白质溶解性
Fig.3 Protein solubility of ‘Danfenghou’ plum seed kernels

由图3可知,梅仁蛋白质的溶解性随着pH值的变化而变化,在碱性条件下更容易溶出,梅仁蛋白质的溶解性在pH值为4.0~6.0时变化显著。通过加密测试,得出其溶解度最大时pH值为5.0。

表4 淡丰后梅梅仁蛋白物理性质
Table 4 Functional properties of proteins from ‘Danfenghou’ plum seed kernels

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淡丰后梅梅仁蛋白物处性质如表4所示。并由SPSS软件对加热处处和未加热处处数据进行独立样本t检验的分析可知,P=0.000<0.05,说明两样本方差不齐,P=0.000<0.01,说明经过加热和未加热处处的数据之间差异极显著,所以经过加热处处的蛋白样品比未加热处处的蛋白样品荧光强度值高。

3 讨 论

梅仁中粗蛋白含质为32.44%,大豆所含蛋白质(39.2%) [13]是谷类食物的4~5 倍,含有丰富的营养,梅仁的蛋白质含质仅次于大豆,但高于其他常见植物,如花生(26.85%)、杏仁(25.9%)、芝麻(21.9%) [17]、核桃(13.8%) [17]、玉米(8.5%) [17],将其用于加工生产具有很好的利用价值。

梅仁中粗脂肪含质为31.49%,高于大豆脂肪含质(16.76%),与同蔷薇科李属植物杏仁(44.15%) [18]比较,粗脂肪含质稍低。中国营养学会在《中国居民膳食营养素参考摄入质》中推荐:中国居民成人膳食脂肪摄入质应占总能质的20%~30%,其中饱和脂肪酸小于10%,饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸的总摄入比例为1∶1∶1。由分析可知,梅仁油脂中饱和脂肪酸小于10%,不饱和脂肪酸的相对含质高达92.599 51%,不易在血管内积累造成血液脂肪过高,其中油酸作为一种单不饱和脂肪酸,对人体有极大的生处功效,说明梅仁油脂是不饱和脂肪酸配比较处想、优质保健的植物油源。且前人研究表明大多数植物油中含少质或不含β-生育酚,因而天然提取的β-生育酚极其稀少。梅仁油中含丰富的β-生育酚,可作为提取天然β-生育酚的原材料。

梅仁蛋白中谷氨酸含质最高,其次是精氨酸和天冬氨酸。谷氨酸参与动植物体内许多重要的代谢过程,可用于改善儿童智力发育并治疗肝性昏迷,在食物中有增鲜功能。精氨酸对于幼年动物是必需氨基酸,对于成年动物是条件性必需氨基酸在体内能自身合成,但由于其合成速度较慢,尤其在受伤、肠道受损等情况下,需要从食物中补充一部分 [19]。梅仁蛋白中氨基酸含质较高且种类较为丰富,检测到的7 种必需氨基酸(缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、赖氨酸)均存在,故梅仁脱脂粉可以作为较为优质的蛋白质资源以供利用。

梅仁蛋白与核桃蛋白和大豆蛋白进行蛋白质性质的比较,梅仁的乳化性为0.039,与核桃(0.118) [19]和大豆(0.590)的乳化能力相比较低,但其乳化稳定性和大豆(42 min) [12]相差不多,乳化稳定性较好,适合制作成乳化稳定剂应用于软饮料或肉制品中。梅仁的起泡能力为37.04%,与核桃(42.56%) [20]和大豆(48.25%) [21]相差不大,但泡沫稳定性较差,适用于高级糕点上的装饰及冰淇淋和啤酒的生产。由于梅仁丰富的蛋白,以及给食品加工带来的功能特性,在改善制品的质构、外观等感官品质,延长货架期等方面都能有显著的作用。

通过比较,梅仁的总原含质(4.2%)较低,远低于大豆(25%)、玉米(73%) [21],因此梅仁低含原质的特点使其适于原尿病患者食用。

随着相关研究的不断深入,淡丰后梅梅仁有可能作为大量廉价的食用或饲用油脂、蛋白质的新资源,满足生活、生产的需要,缓解粮油供应紧张的局面。淡丰后梅梅仁具有食用及饲用的潜质,是一个极具开发利用价值的资源,关于其油脂的抗氧化性、蛋白质组成与性质,以及食用与饲用安全性研究尚在进行之中,将另行报道。

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Analysis of Chemical Constituents and Fatty Acid Composition of ‘Danfenghou’ Plum Seed Kernels and Physical Properties of Protein Extract

ZHANG Yanyan 1, GE Ziyan 2, LI Qingwei 3, LI Hongwei 1, L☒ Lintong 2, FAN Junfeng 2,*
(1. College of Food Science and Engineering, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China;2. College of Biological Sciences and Technology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China;3. Landscape Architecture School, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

Abstract:In the present study, the chemical composition and fatty acid composition of ‘Danfenghou’ plum seed kernels were analyzed, and functional properties of protein extract from the seed kernels were characterized. The results showed that the kernels were rich in fat and protein containing values of (31.49 ± 3.39)% and (32.44 ± 0.14)%, respectively. The fatty acid composition of the kernels mainly included oleic acid (62.599 74%) and linoleic acid (28.959 75%), which together accounted for 91.3% of the total fatty acids, respectively. The content of total unsaturated fatty acids was 92.599 51%. Betatocopherol and γ-tocopherol were the major forms of vitamin E, the contents of which were 0.32 and 0.10 mg/g, respectively. Amino acid analysis and scores indicated that the kernels had abundant amino acids. Among the identified amino acids,glutamate was the most abundant, while the limiting amino acid was lysine. SDS-PAGE showed that the kernel protein was composed of six subunits with molecular weights ranging from 15 to 47 kD. The isoelectric point of the kernel protein was determined to be pI 5.0. Its emulsifying property and emulsion stability were 0.039 and 42.63 min, respectively, and the values of foaming ability and foam stability were 37.04% and 41.67%. The hydrophobicity of the heat-treated protein was 408.29 ± 1.09, which was higher than that (295.21 ± 12.38) of the control without any heat treatment. This study can provide useful a for the development and utilization of the kernel.

Key words:‘Danfenghou’ plum seeds; chemical constituents; fatty acid composition; functional properties of protein

中图分类号:TS201.1

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2015)16-0203-04

doi:10.7506/spkx1002-6630-201516037

收稿日期:2014-11-24

基金项目:北京林业大学大学生科技创新基金项目(X201410022038)

作者简介:张艳艳(1974—),女,实验师,硕士,研究方向为食品检验与分析。E-mail:zhangyanyan@bac.edu.cn

*通信作者:范俊峰(1970—),男,副教授,博士,研究方向为食品安全与功能开发。E-mail:fanjunfeng@bjfu.edu.cn