许馨予 杨鹄隽,2 贾 斌,3 张慧敏,3 左 锋,2

(黑龙江八一农垦大学食品学院1，大庆 163319)(黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术研究中心2，大庆 163319)(粮食副产物加工与利用教育部工程研究中心3，大庆 163319)

红小豆，别名赤豆，外观深红椭圆，是豆科、豇豆属一年生草本植物，在我国主要栽种地有东北、华北及长江中下游广泛种植[1]，据统计我国红小豆的种植面积有35万hm2，年产量可达75.25万t，黑龙江作为我国红小豆的主栽区之一，年种植面积有22万hm2，年产量约为40万t[2,3]。

红小豆中蛋白质质量分数为16.33%～29.2%，氨基酸组成均衡，必需氨基酸水平均达到或超出FAO/WHO的标注，特别是谷类蛋白质中缺乏的赖氨酸含量丰富，且富含多酚、类黄酮、皂苷和单宁等活性成分，被誉为谷物中的“红珍珠”[4-7]。近年来国内外学者对红小豆蛋白进行了深入研究，张波等[8]将红小豆与大豆蛋白相比较，结果表明在较低的pH条件下，红小豆具有更好的乳化稳定性及起泡稳定性，这可能与红小豆的结构与氨基酸组成有关。白俊堃等[9]以超声处理的红小豆蛋白为原料，利用凝胶电泳等方法分析其结构并比较功能特性，结果表明超声会改变红小豆蛋白的α-螺旋结构和β-折叠结构，其溶解度、乳化及乳化稳定性均有一定提升，说明蛋白质结构改变，其功能性质也随之改变。Lucrecia等[10]利用高效液相色谱对红豆浓缩蛋白及其水解产物的抗氧化活性进行研究发现，经胃肠消化后红豆蛋白的ABTS、氧化自由基吸收能力及铁离子还原能力显著增强，表现出较高的抗氧化活性，是理想的抗氧化剂及食品添加剂。

红小豆蛋白作为一种营养价值丰富的优质蛋白质资源，有关不同品种红小豆营养价值的研究鲜见报道，本研究以黑龙江主栽红小豆品种品鉴红、农安红、状元红、宝清红和农垦红2号为研究对象，分析考察红小豆的主要营养成分，并对蛋白质质量分数较高的3个品种进行营养价值评价，以期为红小豆等杂粮作物的产品开发和精深加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料及试剂

品鉴红、农安红、状元红、宝清红、农垦红2号等红小豆：黑龙江省农垦科学院提供的同一实验田同年种植出来的种子。

氢氧化钠、浓盐酸、浓硫酸、硫酸铜、硫酸钾、石油醚：分析纯。

1.2 实验仪器与设备

K9540凯氏定氮仪，SZC-C脂肪测定仪，Scientz-10N型冷冻干燥机，L-3000氨基酸自动分析仪，UV2450紫外可见分光光度计。

1.3 方法

1.3.1 红小豆蛋白质质量分数测定

根据GB/T 5009.5—2010的方法对红小豆蛋白质质量分数进行测定，重复测定3次。

1.3.2 红小豆的预处理

红小豆清洗、除杂，干燥2 h，粉碎至无大颗粒，过60目筛，将红小豆粉与石油醚按照1∶5的比例搅拌6 h，脱脂后晾干，得红小豆豆粉备用。

1.3.3 红小豆蛋白质等电点测定

参照叶健明、汪菊等[12]、宋龙渊等[13]的实验方法，稍作改动。取20 g样品，加入400 mL去离子水，调pH 9，室温下搅拌2 h，离心，取上清液调pH，分别取0.1 mL待测液与5 mL考马斯亮蓝混合，在595 nm处测吸光度。根据标准曲线拟合方程计算不同pH条件下各样品上清液中蛋白质残留量，上清液中蛋白质残留量最高时的pH即为红小豆蛋白质的等电点。

1.3.4 红小豆蛋白质提取

将红小豆粉与去离子水按照1∶20比例混匀，用1 mol/L NaOH调节pH至9，搅拌2 h，3 500 r/min离心25 min，取上清液，再用1 mol/L HCl调节pH至等电点，静置1 h，3 500 r/min离心25 min，取沉淀冷冻干燥。采用凯氏定氮法对蛋白质质量分数进行测定，计算公式为[14,15]：

红小豆蛋白质提取率=

1.3.5 红小豆蛋白质必需氨基酸检测

取红小豆蛋白质样品，必需氨基酸含量采用氨基酸自动分析仪对样品进行检测。

1.3.6 红小豆蛋白质营养价值评价

以FAO/WHO推荐的必需氨基酸模式和全鸡蛋蛋白质标准为参考，计算指标[16-18]：

1.3.6.1 必需氨基酸相关比例

必需氨基酸(EAA)/总氨基酸(TEAA)=总必需氨基酸含量/总氨基酸含量

必需氨基酸(EAA)/非必需氨基酸(NEAA)=总必需氨基酸含量/总非必需氨基酸含量

1.3.6.2 氨基酸评分(AAS)

1.3.6.3 氨基酸比值(RAA)、氨基酸比值系数(RCAA)

1.3.6.4 氨基酸比值系数分数(SRCAA)

氨基酸比值系数分数=100×(1-CV)

式中：CV为RCAA的变异系数，即标准差/平均值。

当SRCAA值作为指标来评价蛋白质时，以SRCAA=100作为标准，其结果越大，表明此红小豆氨基酸组成越接近FAO/WHO标准蛋白模式。

1.3.6.5 必需氨基酸指数(EAAI)

必需氨基酸指数=100×8×待评蛋白必需氨基酸之积/标准蛋白必需氨基酸之积

当EAAI值作为指标来评价蛋白质时，其结果越接近1，表明此蛋白质越优质[19]。

1.3.6.6 生物价(BV)

生物价=1.09×EAAI-11.7

当BV值作为指标评价蛋白质时，其结果越高，表明机体利用此蛋白质的程度越高。

1.3.6.7 营养指数(NI)

营养指数=EAAI/PP/100

式中：PP为红小豆蛋白质的质量分数。

当NI值作为指标评价蛋白质时，其结果越高，红小豆的营养价值也就越高[20]。

1.3.6.8 贴近度[21]

式中：ak(k=1,2…8) 为全鸡蛋的某种必需氨基酸含量/mg/g；uik(i=1,2,3;k=1,2…8) 为某种样品的某种必需氨基酸含量/mg/g；C为常数，通常取0.09。

当U值作为指标来评价蛋白质时，以U=1作为标准，其结果越大，表明此红小豆蛋白质越接近模式蛋白。

1.3.7 数据处理

2 结果与分析

2.1 红小豆蛋白质等电点测定

品鉴红、农安红、状元红、宝清红、农垦红2号红小豆蛋白质等电点测定结果如图1所示。牛血清蛋白吸光度与可溶性蛋白质浓度之间的回归方程为y=0.528 6x+0.004 6。由图1可知，品鉴红的等电点为4.2～4.6；农安红的等电点为4.2；状元红的等电点为4.2～4.4；宝清红的等电点为4.4～4.6；农垦红2号的等电点为4.4。由此可知，5种红小豆蛋白质等电点在4.2～4.4。

图1 5种红小豆蛋白质等电点测定

2.2 红小豆蛋白质质量分数及提取率

品鉴红、农安红、状元红、宝清红、农垦红2号红小豆蛋白质质量分数和提取率如表1所示。5个红小豆品种的蛋白质质量分数为18.34%～24.03%。其中品鉴红、农安红、农垦红2号的蛋白质质量分数较高，因此选取这3个品种进行蛋白质营养价值评价。5种红小豆提取率分别为75.18%、70.73%、72.82%、71.31%、74.82%。

表1 5种红小豆蛋白质质量分数及提取率/%

2.3 红小豆蛋白质氨基酸组成成分分析

品鉴红、农安红、农垦红2号3种红小豆中氨基酸种类与含量如表3所示。3种红小豆中8种必需氨基酸齐全，其中Lys、Leu、Phe、Val含量较高，特别是谷物蛋白质中缺乏赖氨酸，而红小豆中含量高达1.98～1.82 g/100 g。红小豆限制氨基酸为Met和Trp，导致红小豆营养价值有所降低。

表3 品鉴红、农安红、农垦红2号红小豆中氨基酸种类与含量

红小豆中非必须氨基酸中Glu、Asp、Arg含量最高，其中Glu具有保护肝脏、促进肠道发育以及提高肠道干细胞活性等功能，Asp可有效清除肝脏中的毒素，抑制脂肪肝等疾病的产生，Arg在人体内参与鸟氨酸循环，促进尿素形成，还有助于纠正肝性脑病时的酸碱平衡[22,23]。

3种红小豆必需氨基酸含量、EAA/TAA及EAA/NEAA如表4所示。根据FAO/WHO，3种红小豆EAA/TAA值接近标准值40%， EAA/NEAA值均大于标准值60%，表明品鉴红、农安红、农垦红2号具有较高的营养价值。

表4 品鉴红、农安红、农垦红2号红小豆中必需氨基酸含量与比值

2.4 红小豆蛋白质营养评价

品鉴红、农安红、农垦红2号红小豆营养价值评价如表5、表6所示。从表5可知，品鉴红、农安红、农垦红2号必需氨基酸评分分别为66、76、51，均高于FAO/WHO规定的标准值，说明3种红小豆必需氨基酸比例均衡，具有较高营养价值。根据蛋白质的RCAA可知，品鉴红蛋白中氨基酸RCAA<1的包括：Ile、Trp、Cys+Met、Thr四种，其中Trp为第一限制性氨基酸，Thr为第二限制性氨基酸。农安红红小豆蛋白中氨基酸的RCAA>1的包括：Ile、Lys、Phe+Tyr3种，其中Trp为第一限制性氨基酸，Thr为第二限制性氨基酸。农垦红2号红小豆蛋白中氨基酸的RCAA<1的包括：Trp、Thr、Cys+Met 3种，其中Trp为第一限制性氨基酸，Thr为第二限制性氨基酸。这说明3种红小豆相对缺乏Trp与Thr。

表5 品鉴红、农安红、农垦红2号红小豆的营养价值指标

由表6可知，3种红小豆的SRCAA值大小顺序为：农安红>品鉴红>农垦红2号，农安红红小豆蛋白质的氨基酸组成与标准蛋白模式更接近。3种红小豆的贴近度分别为：0.92、0.89、0.87，与大豆和小麦的贴近度值相接近[24]。EAAI值、NI值、BV值大小顺序均为：农安红>农垦红2号>品鉴红，且农安红的EAAI值大于1。蛋白质百分含量越大，EAAI越高，NI越大，营养价值越高[25]，表明营养价值和被利用的程度排序为：农安红>农垦红2号>品鉴红。

表6 品鉴红、农安红、农垦红2号红小豆的SRCAA、EAAI、BV及NI的比较

尽管运用多种指标在蛋白质进行营养价值评价会使结果出现部分差异，但综合分析表明，红小豆蛋白具有较高营养价值，是一种可为人体补充营养的植物蛋白源，且在3种红小豆中，农安红红小豆的营养价值最高。

3 结论

品鉴红、农安红、状元红、宝清红、农垦红2号5种红小豆蛋白质等电点在4.2～4.4，蛋白质质量分数为18.34%～20.03%；品鉴红、农安红、农垦红2号蛋白质质量分数较高，3种红小豆EAA/TAA值接近标准值40%， EAA/NEAA值均大于标准值60%，均具有较高的营养价值；品鉴红、农安红、农垦红2号的SRCAA值大小顺序为：农安红>品鉴红>农垦红2号，EAAI值、NI值、BV值大小顺序均为：农安红>农垦红2号>品鉴红，在3种红小豆中，农安红红小豆的营养价值最高。