王 芳，乔 璐，张庆庆，沈 斌
（浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江 金华 321004）
桑叶蛋白氨基酸组成分析及营养价值评价
王 芳，乔 璐，张庆庆，沈 斌
（浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江 金华 321004）
在对桑叶蛋白氨基酸含量及其组成进行分析的基础上，应用模糊识别法和氨基酸比值系数法，以联合国粮食及农业组织推荐的全鸡蛋蛋白为标准蛋白，以联合国粮食及农业组织/世界卫生组织氨基酸模式为评价标准，对桑叶蛋白的营养价值进行了全面评价，并与其他4 种食物蛋白进行对照比较。结果表明：桑叶蛋白氨基酸种类丰富，至少含有17 种氨基酸，必需氨基酸占总氨基酸的34.7%左右，第一限制氨基酸为异亮氨酸。通过氨基酸比值系数法评价，桑叶蛋白的氨基酸比值系数分为69.71，是一种营养价值较高的蛋白质。
桑叶；叶蛋白；氨基酸；营养价值评价
植物叶蛋白（leaf protein concentration，LPC）又称绿色蛋白浓缩物，是指从植物茎叶中分离提取出的蛋白质[1]。叶蛋白的蛋白质含量一般为30%～60%，其氨基酸组成齐全，营养均衡，与一般的动物蛋白相近，却又较动物蛋白组成更为优良，不含有动物性胆固醇，可用作人类食物的蛋白质添加物[2-3]。植物叶蛋白来源广泛、营养价值高、使用效果好，是联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization，FAO）认可的高质量食品，是一种具有较高开发利用价值的新型蛋白质资源[4-5]。
桑叶是我国的传统中药，含有多种功能成分，也是我国植物中叶蛋白含量较高的一种，于1993年被国家卫生部列为“药食两用”植物[6-7]。我国是世界上最大的桑树种植国，桑叶在我国有着极大的资源优势，市场潜力巨大。但是自古以来我国栽桑目的多是用于养蚕，极少对其进行更深层次的加工利用[8]。近年来，除了每年向国外出口桑叶，我国尚有大量的桑叶剩余，造成了极大的资源浪费。本实验旨在对水提酸沉法提取出的桑叶蛋白浓缩物的氨基酸组成进行测定，并根据氨基酸平衡理论对其营养价值进行评估，为桑叶蛋白的开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
桑叶于5月份采自浙江金华，流水洗净后自然晾干，粉碎过筛（孔径0.315 mm），备用。
NaCl、盐酸等均为国产分析纯。
1.2 仪器与设备
JY-92Ⅱ型超声波细胞粉碎机 宁波新芝生物科技股份有限公司；LD4-2型低速离心机 北京医用离心机厂；pHS-3C型数字酸度计 上海嘉育教育设备有限公司；L-8800型氨基酸分析仪 日本日立公司；FD-2D冷冻干燥机 北京博医康实验仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 桑叶蛋白的提取
桑叶粉加入质量分数0.4%的NaCl溶液，按照料液比1∶25（m/V）→超声波（400 W）20 min→45 ℃水浴浸提1 h→5 000 r/min离心15 min，取上清液→0.5 mol/L盐酸调pH 3.0→沉淀→冷冻干燥得到桑叶蛋白粉。
1.3.2 蛋白质含量的测定
参照GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》方法测定桑叶中蛋白质的含量。
1.3.3 氨基酸组成的测定
参照GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》方法对桑叶蛋白中的氨基酸进行测定：准确称取一定量桑叶蛋白样品，加6 mol/L盐酸10 mL，真空封存于110 ℃条件下水解24 h，过滤后定容至50 mL，取1 mL加压蒸干，再用0.02 mol/L盐酸溶解定容至5 mL，取20 μL直接用氨基酸自动分析仪进行分析。
1.3.4 评价方法
1.3.4.1 模糊识别法[9]
采用兰氏距离法定义评价桑叶蛋白与标准蛋白（FAO全鸡蛋蛋白）[10]的贴近度μ（a，ui），其计算方法如公式（1）所示。
式中：ak（k=1、2……7）为标准蛋白的7 种必需氨基酸含量；uik为第i个评价对象的第k种必需氨基酸含量，i=1、2、3、4、5，分别代表桑叶蛋白、紫花苜蓿叶蛋白、黑麦草叶蛋白、大豆蛋白和绿豆蛋白。
贴近度反应评价对象蛋白质质量与标准蛋白质的接近程度。其贴近度的值越接近于1，其蛋白质营养价值相对越高。
1.3.4.2 氨基酸比值系数法
食品中蛋白质的营养价值主要取决于其含有的必需氨基酸种类、数量及组成比例，其组成比例越接近人体必需氨基酸组成比例，就说明其质量越优良[11-12]。本实验根据氨基酸比值系数法[9,13-14]，即将桑叶中氨基酸组成与1973年FAO/世界卫生组织（World Health Organization，WHO）提出的人体必需氨基酸模式[14]进行比对，按照公式（2）～（4）计算氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA）、氨基酸比值系数（ratio coefficient of amino acid，RCAA）、氨基酸比值系数分（score of ratio coeffi cient of amino acid，SRCAA），并对桑叶蛋白的营养价值进行评价与讨论。
式中：待评价蛋白质某必需氨基酸含量与FAO/WHO模式中相应必需氨基酸含量均以1 g蛋白质中的含量计，即单位为mg/g pro。
2 结果与分析
2.1 桑叶中蛋白质含量
对桑叶中所含的粗蛋白进行测定，以方便对其营养价值进行更为精确的分析评价。表1列出了桑叶蛋白与几种常见食物的蛋白质含量的对比结果。
表1 不同食品干基中蛋白质含量比较结果Table 1 Comparison of protein contents between different foods
由表1可知，干桑叶中粗蛋白含量为24.7%，比日常饮食中常见的如奶粉、精面粉、燕麦等几种食物含量都要高，同广泛用于叶蛋白生产加工的紫花苜蓿叶的蛋白含量相当。而实验室中通过水提酸沉法提取浓缩后得到的桑叶蛋白粉，其蛋白质含量可达到42.5%，与大豆中蛋白质含量相当。
2.2 桑叶蛋白的氨基酸组成
利用氨基酸分析仪，对提取出的桑叶蛋白粉进行氨基酸组成分析，本实验对17 种氨基酸进行了测定。如表2所示，桑叶蛋白粉中氨基酸种类齐全，被检测的17 种氨基酸均含有，其中包括除色氨酸以外的7 种必需氨基酸，氨基酸总含量为36.1%，其中必需氨基酸含量占总氨基酸含量的34.7%，EAA/NEAA（E/N）为0.531，略低于FAO/WHO标准规定的必需氨基酸含量40%和E/N值0.6[14]。桑叶蛋白粉中含量最高的两种氨基酸为谷氨酸和天冬氨酸，分别占氨基酸总量的13.7%和12.3%，这两种氨基酸能与氯化钠发生反应，生成食物鲜味物质。除了在食品上的应用，在医药、化工等方面也都有着广泛的用途。
表2 桑叶蛋白与几种植物蛋白的氨基酸含量比较Table 2 Amino acid contents in mulberry leaf proteins and plant proteins from four other species mg/g pro
2.3 桑叶蛋白的平衡性分析
2.3.1 模糊识别法的评价结果
表3 几种食物蛋白相对于标准蛋白的贴近度Table 3 Closeness degree of the plant leaf proteins compared with standard proteins
如表3所示，由模糊识别法计算得出桑叶蛋白、紫花苜蓿叶蛋白、黑麦草叶蛋白、大豆蛋白和绿豆蛋白与标准蛋白（全鸡蛋蛋白）的贴近度。以全鸡蛋蛋白为标准，得到桑叶蛋白的贴近度为0.649，接近于大豆蛋白的营养价值，略低于绿豆蛋白与黑麦草叶蛋白。
2.3.2 氨基酸比值系数法的评价结果
若某种蛋白质氨基酸种类齐全，比例合理，越接近FAO/WHO氨基酸模式要求，则说明该蛋白质营养价值越高，能提供人体营养需求。按照公式（2）～（4）分别计算桑叶蛋白、紫花苜蓿叶蛋白、黑麦草叶蛋白、大豆蛋白、绿豆蛋白的RAA、RCAA、SRCAA。根据氨基酸比值系数法计算出的RCAA值越接近1，说明该食品蛋白质氨基酸组成比例越接近FAO/WHO模式蛋白氨基酸。当RCAA＞1表示该必需氨基酸相对过剩，RCAA＜1则相反，说明该必需氨基酸相对不足，RCAA值最小者为该蛋白第一限制氨基酸。由表4可知，桑叶蛋白的第一限制氨基酸是异亮氨酸。而且桑叶蛋白的氨基酸组成中，除异亮氨酸与缬氨酸含量相较于模式蛋白较低，其他氨基酸含量均与模式蛋白含量相当，尤其赖氨酸与苯丙氨酸+酪氨酸含量较高。因此，可根据蛋白质互补理论[19]将桑叶蛋白作为食品强化剂，与其他蛋白互补，提高各种食品的营养价值。
表4 桑叶蛋白与其他食物中蛋白的氨基酸比值系数分比较Table 4 Comparison of amino acid ratio coeffi cients of proteins from mulberry leaf and other plants
根据RCAA值进一步计算得到的SRCAA直接表明了蛋白质营养价值的高低，越接近100，营养价值越高。桑叶蛋白的SRCAA将近70，高于黑麦草叶蛋白，与紫花苜蓿叶蛋白、绿豆蛋白相当，也与猪肉（74）、牛肉（76）[20]营养价值接近，具有较高的利用价值。
3 结 论
鉴于以上研究结果可知，桑叶中氨基酸种类较多，人体必需氨基酸较为齐全，是一种十分优良的蛋白质资源。桑叶蛋白中必需氨基酸含量占总氨基酸含量的34.7%左右，E/N值为0.531，接近FAO/WHO标准规定的必需氨基酸含量（40%）和E/N值（0.6），桑叶蛋白第一限制氨基酸为异亮氨酸，SRCAA为69.71，营养价值较高。
目前人们对桑叶中的各类化学成分在医药临床方面的应用进行了较深入的研究，同时也发现桑叶在食品工业领域也有着广泛的开发利用价值[21]。桑叶蛋白的营养价值优于多种植物蛋白与水果，基本接近动物蛋白的营养价值，是一种具有较高开发利用价值的可食用优质蛋白质资源。并且，桑叶原料来源广泛，通过简单的水提酸沉法得到的桑叶蛋白浓缩物蛋白质含量可达到42.5%，其加工操作方法简单、成本低廉，具有广阔的开发利用前景。桑叶蛋白不仅可以作为优质蛋白应用添加到人类保健食品、化妆品体系，其提取后的废料残渣还可应用于饲料加工等方面。
我国拥有世界最多的桑叶资源，若能将其食用、药用等价值充分开发利用，对于改变蛋白质资源结构、改善我国居民营养不合理，扩大农业生产、增加农业收入等均具有重大意义。
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Amino Acid Composition and Nutritional Evaluation of Mulberry Leaves
WANG Fang, QIAO Lu, ZHANG Qingqing, SHEN Bin
(College of Chemistry and Life Sciences, Zhejiang Normal University, Jinhua 321004, China)
The protein content and amino acid compositions of mulberry leaves were analyzed. Based on the obtained data, whole hen’s egg protein and the FAO/WHO reference model of essential amino acid (EAA) were used to evaluate the nutritional values of the leaf protein in comparison with plant proteins from four other species. The results showed that the proteins from mulberry leaves were rich in EEAs and contained at least 17 kinds of amino acids (AAs). EAAs accounted for 34.7% of the total AAs in mulberry leaves. The fi rst limiting AA in these proteins was ILE. The ratio coeffi cient of amino acids of proteins in mulberry leaves was 69.71, indicating that mulberry leaves are a source of proteins with high nutritional value.
mulberry leaf; leaf protein; amino acid; nutritional evaluation
TS201.4
A
1002-6630（2015）01-0225-04
10.7506/spkx1002-6630-201501043
2014-02-09
金华市科技计划项目（2011-2-024）
王芳（1972—），女，副教授，博士，主要从事食品科学及植物生理生化研究。E-mail：sky100@zjnu.cn
