溫祿云,李文釗,張斌
(1.天津市食品研究所有限公司,天津301609;2.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院,天津300457)
毛蚶酶解產(chǎn)物的營(yíng)養(yǎng)學(xué)分析
溫祿云1,2,李文釗2,張斌1,2
(1.天津市食品研究所有限公司,天津301609;2.天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院,天津300457)
以毛蚶酶解物為研究對(duì)象,選用兩種蛋白酶水解后的酶解液粉狀物和毛蚶原漿粉作為飼料的蛋白質(zhì)來(lái)源,配制人工半合成飼料,以酪蛋白組為對(duì)照組,采用對(duì)喂法,進(jìn)行大鼠營(yíng)養(yǎng)生理功能實(shí)驗(yàn)。酶解組的蛋白質(zhì)真消化率分別為(93.69±0.75)%、(92.85±0.53)%;凈利用率分別為(49.81±1.34)%、(46.72±0.62)%,都比未經(jīng)酶解的原漿組高。
毛蚶;酶解產(chǎn)物;蛋白質(zhì)真消化率;蛋白質(zhì)凈利用率
近年來(lái),隨著對(duì)海洋貝類營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的深入開展,因?yàn)樨愵愔械鞍踪|(zhì)[1]含量豐富,氨基酸構(gòu)成全面,為多肽的形成提供了充足的基礎(chǔ)物質(zhì),因此貝類活性肽越來(lái)越受到重視[2]。
毛蚶是集味美和營(yíng)養(yǎng)全面于一體的食物,具有一定的營(yíng)養(yǎng)與藥用價(jià)值。據(jù)分析,新鮮的毛蚶軟體部分水分含量為82%,干樣中粗蛋白含量為61.5%,粗脂肪含量3.4%,灰分3.2%[3]。經(jīng)酶解的蛋白質(zhì),酶解度在45%以上,分子量在97 400 Da~20 100 Da間的較大分子量的蛋白質(zhì)幾乎完全被酶解,酶解液中所含的多為分子量約為14 400 Da的多肽,酶解效果明顯。
蛋白質(zhì)是人體所需的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),適量的蛋白質(zhì)攝入對(duì)于正常的生命活動(dòng)有重要保障意義。但蛋白質(zhì)攝入過量或蛋白質(zhì)無(wú)法吸收利用會(huì)導(dǎo)致人體肝臟、腎臟負(fù)擔(dān)加重,導(dǎo)致痛風(fēng)、腎炎等嚴(yán)重疾病。因此食物蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要取決于其蛋白質(zhì)含量和蛋白質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的被吸收利用的程度[4]。易于人體吸收和利用的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)食品將是今后健康食品的發(fā)展趨勢(shì)。在蛋白質(zhì)功能評(píng)價(jià)中,蛋白質(zhì)真消化率、凈利用率、生物價(jià)等指標(biāo),是營(yíng)養(yǎng)學(xué)中最常用的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)指標(biāo)[5]。
1.1 材料
毛蚶酶解產(chǎn)物:天津市食品研究所有限公司自制;SPF級(jí)雄性SD大鼠50只,平均體重(50.0±4.0)g:北京軍事醫(yī)學(xué)研究所(許可證號(hào):SCXK-2007-004);基礎(chǔ)飼料:天津市生物工程研究所;酪蛋白(蛋白質(zhì)含量78.9%)、半合成飼料[6-7](按照AIN-93嚙齒類動(dòng)物的飼料標(biāo)準(zhǔn)配置):天津市藥物研究所;中性蛋白酶2 000 U/g、木瓜蛋白酶2 000 U/g:諾維信(中國(guó))生物技術(shù)有限公司。
1.2 儀器
電子天平JA2003、PHSJ-4A型pH計(jì):上海精密科學(xué)儀器有限公司;電熱鼓風(fēng)干燥箱DGG-9240A型:天津天宇機(jī)電有限公司;凱氏定氮儀UDK159DKL:意大利VELP公司;SY-2數(shù)顯恒溫沙浴鍋:金壇市龍華實(shí)驗(yàn)儀器廠;磁力攪拌器JB-3:上海雷磁新涇儀器有限公司;氮代謝籠:天津生物工程研究所;Microlab 300生化分析儀:荷蘭威圖公司;分光光度計(jì)EFJ7200:尤尼柯(上海)儀器有限公司;紫外可見分光光度計(jì):北京科技儀器有限公司。
2.1 毛蚶酶解產(chǎn)物的制備
取新鮮毛蚶,經(jīng)清水清洗,在100℃的水中煮至毛蚶開殼后,置于冷水中,將其外殼剝落,取貝肉瀝水后放入打漿機(jī)中,充分打漿至均勻,加入3倍重量的水后,在添加中性蛋白酶、木瓜蛋白酶,酶量0.8%,酶解溫度50℃,pH7.5的條件下酶解7 h,此條件下貝肉蛋白的酶解率為46.65%。酶解液經(jīng)90℃下保溫15 min進(jìn)行滅酶處理后,在條件為進(jìn)風(fēng)溫度170℃,出風(fēng)溫度85℃下進(jìn)行噴霧干燥,制成毛蚶酶解產(chǎn)物。
2.2 原漿粉制備
取新鮮毛蚶,經(jīng)清水清洗,在100℃的水中煮至毛蚶開殼后,置于冷水中,將其外殼剝落,取貝肉瀝水后放入打漿機(jī)中,充分打漿至均勻,加入3倍重量的水后,在條件為進(jìn)風(fēng)溫度170℃,出風(fēng)溫度85℃下進(jìn)行噴霧干燥,制成毛蚶原漿粉。
2.3 動(dòng)物分組與飼養(yǎng)
大鼠在天津市藥物研究所屏障系統(tǒng)中進(jìn)行喂飼。
將大鼠喂食基礎(chǔ)性料適應(yīng)性飼養(yǎng)一周后,處于生長(zhǎng)期的雄性SD大鼠50只,隨機(jī)分為5組:①無(wú)氮組;②酪蛋白組;③原漿組;④中性酶組;⑤木瓜酶組。
為了保證每只鼠在試驗(yàn)期間的氮的攝入量相同,本實(shí)驗(yàn)將每只大鼠分別放入一個(gè)氮代謝籠中,采用對(duì)喂法飼養(yǎng),自由飲水。飼養(yǎng)環(huán)境為溫度(20±1)℃,相對(duì)濕度(40±5)%。
每日8:00稱量、投料,并記錄大鼠的體重和飼料的添加量。實(shí)驗(yàn)的前15天,①②組均喂食酪蛋白飼料,從第16天開始,①組開始改喂無(wú)氮飼料,從第17天起,每天收集①大鼠的糞便和尿液,測(cè)定氮含量,氮的排出量恒定后,②③④⑤大鼠進(jìn)行7天代謝實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行氮代謝實(shí)驗(yàn)期間,每天清晨收集大鼠的糞便和尿液,利用凱氏定氮測(cè)定氮含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,所有大鼠禁食12 h,腿動(dòng)脈取血后,脫臼致死,取肝臟組織待測(cè)。
2.4 糞便、尿液氮含量的測(cè)定
糞便稱重后冷凍干燥,再稱重、粉碎。取0.5 g糞便干粉,利用凱氏定氮儀測(cè)定氮含量。尿液收集后,用量筒量出其總體積。取0.2 mL尿液,利用凱氏定氮儀測(cè)定氮含量。
2.5 蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)[4-5]
吸收氮=食物中氮總攝入量-(糞氮-糞代謝氮)
儲(chǔ)留氮=吸收氮-(尿氮-尿代謝氮)=食物氮-(總氮排出量-總內(nèi)源性氮)
3.1 大鼠生長(zhǎng)情況
實(shí)驗(yàn)開始時(shí),各組大鼠的平均體重基本一致,采用對(duì)喂法,保證在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中各組大鼠的食物攝入總量相同,這樣就可排除由于食物攝入量不同導(dǎo)致的營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入差異而產(chǎn)生的差異。各組大鼠的生長(zhǎng)曲線如圖1所示。
圖1 大鼠生長(zhǎng)曲線圖Fig.1 The rat growth curve
3.2 氮平衡及蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)
各組大鼠排泄物示意圖見圖2。
實(shí)驗(yàn)過程觀察各組大鼠糞便和尿液排泄總量,從圖2中可明顯看出毛蚶原漿組大鼠的糞便多且尿量明顯較酪蛋白組大鼠多。而中性酶組大鼠的糞便排泄量與酪蛋白組接近,木瓜酶組大鼠的糞便排泄量略少于酪蛋白組。
圖2 各組大鼠排泄物示意圖Fig.2 Each rat feces
在進(jìn)行7 d氮代謝實(shí)驗(yàn)中,每天采集每只大鼠所排泄的糞便和尿液,利用凱氏定氮儀進(jìn)行氮含量的測(cè)定,根據(jù)2.5中所示的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算方法分別進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果如表1所示。
表1 大鼠氮平衡及營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 1 Nitrogen balance and nutrition evaluation indexes in rats
氮平衡[8]能夠反映機(jī)體蛋白質(zhì)[9]代謝的情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,4組大鼠均屬正氮平衡狀態(tài),說(shuō)明配制的各種飼料均可滿足大鼠生長(zhǎng)發(fā)育的需要[10]。
由表1可知,原漿組的糞氮含量明顯高于兩個(gè)蛋白酶酶解組,尿氮含量明顯低于兩個(gè)蛋白酶酶解組。證明由于未經(jīng)酶解的毛蚶蛋白質(zhì)自身分子量較大,在體內(nèi)消化吸收率明顯低于經(jīng)酶解的酶解產(chǎn)物,未被利用的蛋白質(zhì)直接隨著廢物隨糞便排出,而酶解產(chǎn)物組吸收氮、儲(chǔ)留氮與蛋白質(zhì)真消化率均高于原漿組,證明毛蚶蛋白質(zhì)經(jīng)酶解后分子量明顯下降,從而更加易于人體吸收與利用。其中,木瓜酶組儲(chǔ)留氮最高,說(shuō)明該組大鼠體內(nèi)的蛋白質(zhì)合成代謝最旺盛,蛋白質(zhì)的凈利用率也是最高的。
利用中性蛋白酶與木瓜蛋白酶對(duì)毛蚶肉漿進(jìn)行酶解,酶解產(chǎn)物組的大鼠蛋白質(zhì)真消化率和蛋白質(zhì)凈利用率相較于毛蚶原漿組都有不同程度的提高,這說(shuō)明利用這兩種蛋白酶酶解毛蚶肉漿制得的酶解液中所含的小分子量肽類較毛蚶體內(nèi)天然大分子量蛋白質(zhì)更加易于機(jī)體吸收利用。
[1] 繆輝南,方旭東,焦炳華.海洋生物資源開發(fā)研究概況與展望[J].氨基酸和生物資源,1999,21(4):12-18
[2] 李謙,李泰明,王香琴,等.毛蚶提取物生化性質(zhì)初步分析[J].藥物生物技術(shù),1998,5(4):245-247
[3]高振忠.幾種貝類的蛋白質(zhì)氨基酸[J].氨基酸雜志,1993(3):18-19
[4]崔軍生.營(yíng)養(yǎng)學(xué)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2008:25-35
[5] 李勇.營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)[M].北京:北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社,2005: 18-22
[6] Reeves PG,Nielsen FH,Fahey GC Jr.AIN-93 purified diets for laboratory rodents:final report of the American Institute of Nutrition ad hoc writing committee on the reformulation of the AIN-76A rodent diet[J].J Nutr,1993,123(11):1939-51
[7]趙霖,鮑善芬,叢濤,等.十種蔬菜冷凍干燥制品“賽金”對(duì)生長(zhǎng)期大鼠的營(yíng)養(yǎng)作用[J].軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院學(xué)報(bào),2004,25(3):216-218
[8] 周鴻昌,苗建國(guó),王文秀.蛋白質(zhì)丟失與氮平衡檢測(cè)[J].中國(guó)臨床營(yíng)養(yǎng),1996,4(3):126-128
[9]高振忠.幾種貝類的蛋白質(zhì)氨基酸[J].氨基酸雜志,1993(3):18-19
[10]George R Pettit,Jun Ping Xu,Michael D.Williams,et al.Antineoplastic agents 370.Isolation and structure of dolastatin 18[J].Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters,1997,7(7):827-832
Nutrition Analysis of Arca subcrenata Enzymolysis Products
WEN Lu-yun1,2,LI Wen-zhao2,ZHANG Bin1,2
(1.Tianjin Food Research Institute Co.,Ltd.,Tianjin 301609,China;2.College of Food Engineering &Biotechnology,Tianjin University of Science&Technology,Tianjin 300457,China)
Arca subcrenata enzyme content as the research object,choose two kinds of protease hydrolysis of powdery enzymolysis liquid and powder arca subcrenata virgin pulp as a source of protein feed,preparation of artificial semisynthetic feed,casein group as control group,by using of feed,nutrition physiological function experiment in rats.Protein enzyme unmarshall true digestibility(93.69±0.75)%,(92.85±0.53)%respectively;net utilization of(49.81±1.34)%,(46.72±0.62)%,was higher than without enzymolysis protoplasmic group.
Arca subcrenata;enzymatic hydrolysis product;protein digestibility;net protein utilization
10.3969/j.issn.1005-6521.2017.10.004
2016-08-31
天津市科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新資金(14ZXCXSY00111)
溫祿云(1988—),女(漢),工程師,碩士,研究方向:貝類的蛋白質(zhì)提純或酶解。