蛋白质质量评价在大豆玉米双蛋白食品开发中的应用

林 琳，何 欢，王 赫，李 玉，周钢霞

(1.辽宁省粮食科学研究所，沈阳 110032；2.沈阳市现代农业研发服务中心，沈阳 110025)

蛋白质是组成人体细胞和组织的重要成分，优质蛋白的氨基酸组成模式接近人体蛋白的氨基酸模式，这种蛋白更易被人体吸收利用，从而激活人体免疫系统细胞，提高免疫力[1-2]。因此，对食物蛋白质营养价值进行评价，以期开发出优质蛋白食品具有重要意义。蛋白质的质量评价通过对氨基酸评分（amino acid score，AAS）、化学评分（chemical score，CS）、必需氨基酸指数 （essential amino acid index，EAAI）、生物价（biological?value，BV）、氨基酸比值系数（ratio coefficient of amino acid，RC）和氨基酸比值系数分（score of ratio coefficient of amino acid，SRC）等多种参数的分析来进行[3-4]。

目前我国居民摄入的蛋白质主要分为动物蛋白和植物蛋白，过多动物蛋白摄入可能伴随胆固醇和脂肪摄入量过度等副作用。谷类是植物蛋白的主要来源，我国居民每日膳食中谷类供给的蛋白占30～40g，甚至更多，但以谷物蛋白为主的膳食可能导致氨基酸摄入不平衡，而大豆蛋白是公认的全价蛋白质[5]。本项目选取辽宁、吉林和黑龙江地区种植的大豆和玉米为研究对象，利用上述参数对其进行营养价值评价，通过分别探索大豆和玉米蛋白的营养量效关系和蛋白质效应，将二者按照一定比例搭配，做到精确互补营养，为开发出大豆玉米双蛋白全营养系列健康食品[6]，实现健康食品大众化，提高国民营养健康水平打下基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玉米和大豆取样于辽宁省、吉林省和黑龙江省三个地区。

试剂：100 nmol的混合氨基酸标准溶液、茚三酮染色剂和缓冲液，德国曼默博尔公司；盐酸 （分析纯），国药集团化学试剂有限公司等。

1.2 仪器与设备

A300-Adv自动氨基酸分析仪，德国曼默博尔公司；K9860全自动凯氏定氮仪，海能仪器有限公司；DHG-9246A电热恒温鼓风干燥箱，上海精密实验设备有限公司；DT-100高速粉碎机，上海机械设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品处理

将样品去除杂质，在45℃烘箱内鼓风干燥，磨碎过80目筛，置于干燥器中备用。

1.3.2 蛋白质含量测定

以K9860全自动凯氏定氮仪测定，参照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》。

1.3.3 氨基酸含量测定

参照GB 5009.124-2016《食品中氨基酸的测定》方法，分别称取玉米、大豆样品各100.0 mg，置于10mL顶空进样瓶中，加入10 mL盐酸溶液（6 mol/L）抽真空封盖，将水解瓶置于110℃条件下烘箱中水解24 h。将水解瓶取出冷却至室温，然后经过漏斗和滤纸过滤至50 mL容量瓶中，用超纯水定容至刻度。分别取1 mL过滤后的样品进行洗脱，脱酸后加入1mL的样品稀释液，经0.45 μm有机系列针头滤膜过滤，置于A300-Adv自动氨基酸分析仪自动进样器上进行分析。

1.3.4 质量评价

根据1973年世界卫生组织（WHO）和联合国粮农组织（FAO）修订的理想蛋白质人体必需氨基酸模式图，计算样品中的AAS（氨基酸评分）、CS（化学评分）和EAAI（必需氨基酸指数）[7]；氨基酸比值系数法（SRCAA）按朱圣陶等[8-9]的方法进行测定；利用WHO/FAO的必需氨基酸（含半胱氨酸和酪氨酸）模式，计算样品中必需氨基酸的RC（氨基酸比值系数）和 SRC（氨基酸比值系数分）[10]。

2 结果与分析

2.1 蛋白质含量测定

分别测定辽宁、吉林和黑龙江三地玉米和大豆的蛋白质含量，经计算三地玉米蛋白质含量的平均值是6.52 g/100 g；三地大豆蛋白质含量的平均值是32.73 g/100 g。由玉米和大豆蛋白质含量测定结果无法看出其中更多差别细节，需进一步对其中的氨基酸组成和蛋白营养进行深入的分析与评价。

2.2 氨基酸组分分析

食物蛋白营养价值的优劣可以通过所含必需氨基酸的种类、数量和组成比例判断，其组成比例越接近人体需要的氨基酸比例，其质量越优。目前还没有发现一种植物蛋白质完全符合WHO/FAO规定的EAA/TAA（必须氨基酸与总氨基酸比值）为40%、EAA/NEAA（必须氨基酸与非必须氨基酸比值）为60%的标准。根据玉米和大豆的酸水解谱图1、谱图2及表1数据可知，试验玉米的氨基酸总量每100 g平均值为 6.792g，EAA/TAA为 33.48%，EAA/NEAA为50.33%；大豆的氨基酸总量每100 g平均值为32.471g，EAA/TAA 为 33.52% ，EAA/NEAA 为50.41%。两者与WHO/FAO标准均有一定差距。

图1 酸水解玉米谱图

图2 酸水解大豆谱图

表1 玉米、大豆蛋白氨基酸组成及含量

2.3 氨基酸评分（AAS）

AAS（氨基酸评分）指样品蛋白质中某一必需氨基酸占WHO/FAO评分模式中相应氨基酸含量的百分比，AAS越高，蛋白质的营养价值就越高。AAS低于100%的为限制氨基酸，其中最低的为第1限制氨基酸。从表2的AAS结果可以看出，玉米的限制氨基酸是赖氨酸、苏氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，第1限制氨基酸是赖氨酸，AAS为66.09%；大豆没有限制氨基酸，大豆中的赖氨酸评分为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评分

2.4 化学评分（CS）

CS（化学评分）为样品蛋白质中的必需氨基酸和参考蛋白质或理想模式中相应的必需氨基酸的比值。CS越接近100%，与标准蛋白的组成则越接近，营养价值就越高，CS低于100%的为限制氨基酸，其中最低的为第1限制氨基酸。如表3所示，玉米的第1限制氨基酸是异亮氨酸，CS为53.21%，第2限制氨基酸是赖氨酸，CS为56.80%；大豆的第1限制氨基酸是蛋氨酸，CS是95.75%。

表3 玉米、大豆的化学评分

2.5 必需氨基酸指数（EAAI）和生物价（BV）

EAAI（必需氨基酸指数）所体现的不是单独的必需氨基酸，而是同时考虑样品蛋白质中所有必需氨基酸相对标准蛋白质中必需氨基酸的比率，按照WHO/FAO标准和全鸡蛋模式，玉米和大豆的EAAI值存在较大差异，玉米的EAAI值为78.05；大豆的EAAI值为143.45，相对营养价值较高，但与全鸡蛋模式相比还有一定的差距。EAAI与BV（生物价）存在特定的正比例关系，在一定程度上可以反映蛋白质的消化利用率，玉米蛋白质的BV为73.37，说明如果食用100 g玉米蛋白其在体内只能吸收73.37 g；大豆蛋白质的BV为144.66，说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 氨基酸比值系数（RC）和比值系数分（SRC）

食物蛋白质氨基酸组成比例与模式氨基酸一致，则各种必需氨基酸的比值系数RC应等于1，RC>1表明该种必需氨基酸相对过剩，RC<1则表明该种必需氨基酸相对不足，RC最小者为第1限制性氨基酸。现代营养学研究认为，不仅氨基酸不足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的理论。氨基酸比值系数分SRC是采用各种必需氨基酸偏离理想氨基酸模式的离散度来评价氨基酸的质量，如果食物蛋白质的必需氨基酸组成比例与必需氨基酸模式一致，则SRC等于100；因此，SRC越接近100，其营养价值相对越高。如表4所示，根据RC可以判定玉米的赖氨酸为第1限制氨基酸，与AAS的测定结果一致；大豆的蛋氨酸+半胱氨酸和缬氨酸为第1限制氨基酸，与CS的测定结果一致。玉米中赖氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和色氨酸的RC值小于1，表明玉米的必需氨基酸相对不足；大豆中的赖氨酸、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对过剩，通过SRC值可知，大豆的SRC值更接近100，营养价值相对较高。

表4 玉米、大豆的氨基酸比值系数以及比值系数分

3 结论

通过以上测定结果综合判断，玉米的第1限制氨基酸为赖氨酸，大豆的第1限制氨基酸为蛋氨酸+半胱氨酸。而大豆的赖氨酸AAS是玉米的3.5倍，EAAI是玉米的1.84倍，BV是玉米的1.97倍。通过RC和SRC的测定结果也可看出，玉米中赖氨酸和色氨酸不足，而大豆中的赖氨酸和色氨酸相对过剩，两种蛋白精准搭配，可以很好地起到蛋白质互补作用。

综上，通过多种参数对大豆、玉米蛋白质的营养价值评价，可以推测出玉米与大豆搭配的合理比例范围为2:1～3:1之间，二者合理搭配能够有效提高大豆、玉米双蛋白食品的蛋白质生物效价，通过二者的混合食用，其蛋白质的生物价可以提高到91～97，接近鸡蛋黄的生物价，这使双蛋白产品氨基酸模式更接近人体的需要，从而提高大豆、玉米双蛋白全营养制品的营养价值。