梁 珊，高小麗，高金鋒，王鵬科，馮佰利

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

脫脂脫皮對(duì)蕓豆?fàn)I養(yǎng)成分及蛋白提取率的影響

梁 珊，高小麗，高金鋒，王鵬科，馮佰利

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

【目的】 研究不同處理方法對(duì)不同品種蕓豆?fàn)I養(yǎng)成分含量和蛋白提取率的影響?！痉椒ā?分別制備8個(gè)品種蕓豆(YD04-01～YD04-08)的脫脂、脫皮和脫皮脫脂粉，以不進(jìn)行處理的全粉為對(duì)照，測(cè)定不同蕓豆粉水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白、碳水化合物的含量，比較不同處理方法對(duì)8個(gè)品種蕓豆粉營養(yǎng)成分含量及蛋白提取率的影響?！窘Y(jié)果】 與蕓豆全粉的營養(yǎng)成分相比，脫脂和脫皮處理都能使蕓豆粉水分含量降低，脫皮處理的影響更大；脫脂和脫皮處理均能使蕓豆粉碳水化合物和粗蛋白含量顯著增加，脫脂處理對(duì)碳水化合物含量的影響更大，脫皮處理對(duì)粗蛋白含量的影響更大；脫脂處理使蕓豆粉灰分含量顯著增加，脫皮處理使灰分含量顯著降低。脫皮脫脂處理后，蕓豆粉中水分含量顯著降低，粗蛋白、灰分和碳水化合物的含量均提高。不同品種蕓豆?fàn)I養(yǎng)成分含量存在一定差異，其中，YD04-04水分含量最低，灰分和碳水化合物含量較高；YD04-07粗脂肪含量最高；YD04-08粗蛋白含量最高。與全粉和脫脂粉相比，脫皮及脫皮脫脂處理后蕓豆粉蛋白提取率顯著提高；與脫脂處理相比，脫皮處理對(duì)蕓豆蛋白提取率的影響更大。不同品種蕓豆粉蛋白提取率存在一定差異，為55.47%～58.63%?！窘Y(jié)論】 與蕓豆全粉和脫脂粉相比，脫皮及脫皮脫脂處理能顯著增加蕓豆粗蛋白含量及蛋白提取率，水分和灰分含量顯著降低，脫皮及脫皮脫脂處理是蕓豆蛋白提取的最佳前處理方法。

蕓豆；脫脂粉；脫皮粉；蛋白質(zhì)提取率

蕓豆(PhaseolusvulgarisL.)是世界上種植面積僅次于大豆的食用豆類作物，也是我國雜豆出口中最主要的商品之一[1]。在我國，蕓豆分布廣泛，黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古、陜西、云南等11省均有種植[2]。蕓豆?fàn)I養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、維生素、可溶性纖維、抗氧化劑，脂肪含量低，是巴西、印度、墨西哥及日本等國家民眾廣泛食用的豆類品種之一[3]。蕓豆還能降低心臟病、肥胖和癌癥的風(fēng)險(xiǎn)，在控制體質(zhì)量以及素食應(yīng)用方面有很大的發(fā)展?jié)摿4]。

影響植物蛋白質(zhì)提取的因素有很多。Anton等[5]研究表明，在相同的提取條件下，未脫皮蕓豆蛋白的提取率為69.7%～76.4%，脫皮后蛋白提取率為80.6%～87.9%。Deshpande等[6]研究了去皮對(duì)蕓豆植酸、蛋白酶抑制劑以及鞣質(zhì)含量的影響，結(jié)果表明去皮能顯著提高蕓豆中植酸以及蛋白酶抑制劑的含量，降低鞣質(zhì)的含量，去皮還能顯著提高蕓豆蛋白的消化率。張杰等[7]研究表明，燕麥淀粉經(jīng)脫脂后粗蛋白含量顯著提高；趙九永等[8]研究了脫脂對(duì)小麥粉理化特性的影響，結(jié)果表明脂肪能與蛋白結(jié)合，從而降低蛋白質(zhì)的提取率。不同的研究使用的蛋白提取前處理方法不盡相同，Yin等[9]使用脫皮脫脂的蕓豆粉提取蕓豆蛋白，而Rui等[10]使用脫脂但沒有脫皮的蕓豆提取蛋白質(zhì)，他們均研究了蕓豆蛋白的理化性質(zhì)，但沒有分析提取前加工方法對(duì)蕓豆蛋白提取率的影響。朱科學(xué)等[11]研究了脫脂處理對(duì)小麥胚分離蛋白理化性質(zhì)的影響，結(jié)果表明，經(jīng)過脫脂處理，小麥胚分離蛋白的得率顯著提高。聶麗潔等[12]研究了脫皮脫脂對(duì)雜豆粉理化性質(zhì)的影響，表明經(jīng)不同方法處理后不同雜豆粉間理化性質(zhì)具有一定的差異。蕓豆脂肪含量較低，為10～30 g/kg，目前關(guān)于脫脂對(duì)不同品種蕓豆蛋白提取率影響的研究較少。本研究以8個(gè)不同品種的蕓豆為試驗(yàn)材料，研究不同處理方法對(duì)蕓豆?fàn)I養(yǎng)成分以及蛋白提取率的影響，旨在為蕓豆蛋白的加工利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

8個(gè)蕓豆品種來自于陜西楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院小雜糧課題組，籽粒飽滿，色澤正常，其農(nóng)藝性狀見表1。

表1 蕓豆品種及農(nóng)藝性狀Table 1 Agronomic characters of kidney beans

1.2 主要儀器及設(shè)備

FW100型高速萬能粉碎機(jī)，泰斯特儀器有限公司生產(chǎn)；TDL-5-A型低速臺(tái)式大容量離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠生產(chǎn)；KJELTEC8400型凱氏定氮儀，丹麥福斯公司生產(chǎn)；SZF-06粗脂肪測(cè)定儀，上海新嘉電子有限公司生產(chǎn)；2001型電爐溫度控制器，北京市光明醫(yī)療儀器廠生產(chǎn)；723PC型可見分光光度計(jì)，上海光譜儀器有限公司生產(chǎn)。

1.3 方 法

1.3.1 不同蕓豆粉的制備 全粉：將供試蕓豆洗凈，于45 ℃烘干后粉碎，過孔徑0.175 mm的篩，常溫保存。

脫脂粉：將蕓豆全粉與正己烷按1∶5質(zhì)量(g)體積(mL)比例混合，電磁攪拌器攪拌1 h，棄去正己烷，重復(fù)脫脂2次，將沉淀置于通風(fēng)櫥中風(fēng)干12 h，常溫儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

脫皮粉：將蕓豆浸泡在1 g/L的 NaHCO3溶液中過夜，手工脫皮，于45 ℃烘24 h，粉碎機(jī)粉碎，過孔徑0.175 mm篩，裝袋備用，常溫保存。

脫皮脫脂粉：將脫皮蕓豆粉與正己烷以1∶5質(zhì)量(g)體積(mL)比例混合，電磁攪拌器攪拌1 h，棄去正己烷，重復(fù)脫脂2次，將沉淀置于通風(fēng)櫥中風(fēng)干12 h，常溫儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 不同蕓豆粉基本成分的測(cè)定[13]粗脂肪含量采用GBT 5512-2008方法測(cè)定；水分含量采用GB 5497-1985方法(105 ℃恒溫稱質(zhì)量法)測(cè)定。

粗蛋白含量測(cè)定：分別稱取各種蕓豆粉0.5 g，加7.8 g混合催化劑(m(CuSO4)∶m(K2SO4)=0.8∶3.9)和12 mL濃硫酸，消煮 50 min之后使用FOSS 8400型全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定。蛋白質(zhì)系數(shù)取6.25。

灰分含量測(cè)定：采用GB 22510-2008中的方法(550 ℃灼燒法)測(cè)定。

碳水化合物含量測(cè)定：采用蒽酮-硫酸比色法。稱取0.5 g樣品，加入15 mL蒸餾水，磨成勻漿轉(zhuǎn)入三角瓶中，加入鹽酸沸水浴水解0.5 h，冷卻后用NaOH調(diào)至中性，過濾，取濾液并稀釋。隨后吸取1 mL樣品提取液，加入4 mL蒽酮，于620 nm下采用比色法測(cè)定吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算碳水化合物的含量。

以上測(cè)定指標(biāo)單位均用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。

1.3.3 不同處理對(duì)蛋白質(zhì)提取率的影響 將蕓豆粉與蒸餾水按1∶10質(zhì)量(g)體積(mL)比混合，用0.5 mol/L的NaOH調(diào)pH至8.0，于室溫下攪拌提取1 h，3 500 r/min 離心20 min。將沉淀與蒸餾水按固(g)液(mL)比1∶5提取2次，將3次上清液混合，用0. 5 mol/L HCI調(diào)pH至等電點(diǎn)沉淀蛋白質(zhì)，在4 ℃的條件下放置2 h，于3 500 r/min離心20 min。將沉淀溶于蒸餾水中，用0.5 mol/L NaoH調(diào)pH至7.0，攪拌使沉淀復(fù)溶后，用凱氏定氮法測(cè)定蛋白含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，用SAS 7.0進(jìn)行方差顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方法對(duì)蕓豆粉營養(yǎng)成分含量的影響

表2中給出了8種蕓豆?fàn)I養(yǎng)成分含量的平均值。由表2可以看出，不同處理方法所得蕓豆粉中水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白、碳水化合物等營養(yǎng)成分的含量存在一定差異，其中脫皮粉、脫皮脫脂粉的粗蛋白含量顯著高于全粉和脫脂粉。

表3中給出了各種蕓豆4種粉營養(yǎng)成分含量的平均值。由表3可以看出，不同品種蕓豆粉中水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白、碳水化合物等營養(yǎng)成分含量存在一定差異，其中YD04-08品種粗蛋白含量較高，粗脂肪和碳水化合物含量較低；YD04-04品種碳水化合物含量較高，而粗脂肪和粗蛋白含量相對(duì)較低。

表2 不同蕓豆粉的營養(yǎng)成分含量Table 2 Nutritional ingredients of different kidney beans %

注：*:表中數(shù)據(jù)為8種蕓豆的平均值。同列數(shù)據(jù)后標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下表同。

Note:The data are averages of 8 kidney beans.Different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05).The same below.

表3 不同品種蕓豆粉的營養(yǎng)成分含量Table 3 Nutritional ingredients of different kidney beans %

注：*表中數(shù)據(jù)為全粉、脫脂粉、脫皮粉和脫脂脫皮粉的平均值。

Note:The data are averages of F,DF,DH and B.

2.1.1 水分含量 由表2和表3可以看出，蕓豆全粉的水分含量最高(11.27%)，其次為蕓豆脫脂粉(11.15%)，蕓豆脫皮脫脂粉和脫皮粉水分含量較低(分別為9.85%和9.19%)；蕓豆脫皮粉的水分含量顯著低于蕓豆全粉和脫脂粉；脫皮、脫脂及脫皮脫脂處理均能顯著降低蕓豆粉的水分含量；YD04-03和YD04-06品種水分含量最高，分別為10.80%和 10.74%，YD04-04品種水分含量最低，為9.78%。

由圖1可以看出，不同品種間4種處理方法對(duì)蕓豆粉水分含量的影響有差異。與其他品種相比，YD04-01、YD04-02和YD04-04經(jīng)脫皮脫脂處理后水分含量較低；與其他處理方法相比，8個(gè)品種脫皮處理后水分含量較低。

圖1 不同處理方法對(duì)各品種蕓豆粉水分含量的影響
Fig.1 Contents of water in kidney beans treated by different methods

2.1.2 碳水化合物含量 由表2可以看出，不同蕓豆粉中碳水化合物的含量為60.68%～62.11%，其中蕓豆脫脂粉的碳水化合物含量最高，其次為脫皮脫脂粉、脫皮粉和全粉?？芍撝兔撈ぬ幚矶寄芴岣呤|豆碳水化合物的含量，其中脫脂處理影響更大。由表3可知，8個(gè)蕓豆品種中，YD04-04碳水化合物含量最高，為62.51%；YD04-08碳水化合物含量最低，為59.52%。由圖2可以看出，經(jīng)不同方法處理后，8個(gè)品種蕓豆粉的碳水化合物含量略有不同，YD04-03、YD04-07、YD04-08和YD04-06脫脂處理碳水化合物的含量高于其他3種處理方法；其他品種均為脫皮脫脂處理的碳水化合物含量最高。

圖2 不同處理方法對(duì)蕓豆粉碳水化合物含量的影響
Fig.2 Contents of carbohydrate in kidney beans treated by different methods

2.1.3 粗蛋白含量 由表2和表3可以看出，不同方法處理后蕓豆粉中粗蛋白含量為22.14%～24.33%，且脫皮粉與脫皮脫脂粉之間并無顯著性差異，它們的蛋白含量均較高，其次為脫脂粉和全粉，可知脫皮處理對(duì)蕓豆粉粗蛋白含量的影響更大；不同品種間蕓豆粉粗蛋白含量為22.38%～25.24%，其中YD04-08粗蛋白含量最高，YD04-07最低。

由圖3可以看出，脫脂處理對(duì)各品種蕓豆粉粗蛋白含量影響不大；8種蕓豆脫皮、脫皮脫脂粉的粗蛋白含量均較高。

圖3 不同處理方法對(duì)蕓豆粉粗蛋白含量的影響

2.1.4 灰分含量 由表2可以看出，不同處理間蕓豆粉灰分含量呈顯著性差異。蕓豆脫脂粉的灰分含量最高，為3.86%；脫皮脫脂粉次之，為3.59%；全粉和脫皮粉分別為3.42%和3.40%。由圖4可以看出，4種方法處理下，不同品種間灰分含量存在一定差異；YD04-01、YD04-03、YD04-05、YD04-06和YD04-08蕓豆脫脂粉中灰分含量最高，YD04-04脫皮脫脂粉中灰分含量最高。

圖4 不同處理方法對(duì)蕓豆灰分含量的影響
Fig.4 Contents of ash in kidney beans treated by different methods

2.1.5 粗脂肪含量 由表2可以看出，不同方法處理后，蕓豆全粉和脫皮粉之間粗脂肪的含量差異顯著。由表3可知，不同品種間蕓豆粉中脂肪含量存在一定差異，其中YD04-07的粗脂肪含量最高，為1.74%；YD04-02最低，為1.27%。由圖5可以看出，脫皮后各品種粗脂肪含量均略有提高(除YD04-07外)。

2.2 不同處理方法對(duì)蕓豆粉蛋白提取率的影響

由圖6和表4可以看出，不同處理方法對(duì)蕓豆蛋白提取率的影響達(dá)顯著水平。與全粉(50.13%)相比，脫皮脫脂(64.67%)及脫皮(62.87%)處理后蕓豆粉蛋白提取率顯著提高；脫脂處理對(duì)蕓豆蛋白提取率沒有顯著性影響，為51.22%。不同品種蕓豆粉蛋白提取率存在一定的差異，變幅在55.47%～58.63%，其中YD04-03的蛋白提取率最高，YD04-07的蛋白提取率最低。

3 討 論

3.1 不同處理方法對(duì)各品種蕓豆?fàn)I養(yǎng)成分的影響

本研究結(jié)果表明，經(jīng)不同方法處理后蕓豆粉營養(yǎng)成分含量發(fā)生了一定程度的變化。脫皮粉和脫皮脫脂粉中粗蛋白含量顯著高于脫脂粉和全粉；脫皮粉、脫脂粉和脫皮脫脂粉中碳水化合物含量均有所提高，其中脫脂粉中碳水化合物含量最高；脫皮粉、脫脂粉和脫皮脫脂粉中水分含量降低，脫皮粉和脫皮脫脂粉中水分含量較低；脫脂粉中灰分含量較高，脫皮粉中脂肪含量較高。這可能是因?yàn)槎诡愖蚜Ｖ?，種皮質(zhì)量所占比例較高，可達(dá)籽粒質(zhì)量的10%左右[14]，且蕓豆種皮中含有豐富的抗氧化劑、纖維素、碳水化合物，粗蛋白和粗脂肪含量較低[15]，所以脫皮處理對(duì)蕓豆粉營養(yǎng)成分含量影響較大。

圖5 脫皮處理對(duì)各品種蕓豆粗脂肪含量的影響

圖6 不同處理方法對(duì)蕓豆粉蛋白提取率的影響Fig.6 Protein extraction rate of kidney beans treated by different methods

表4 不同品種蕓豆粉蛋白提取率的比較Table 4 Comparison of protein extraction rates of different kidney beans %

本研究中不同品種蕓豆間的營養(yǎng)成分存在一定差異，這可能與蕓豆籽?；蛐陀嘘P(guān)?；蛐偷牟煌赡軐?dǎo)致了各品種蕓豆間種皮顏色、厚度的差異及其營養(yǎng)成分含量的不同。YD04-04種皮為黃色，水分含量最低，碳水化合物和灰分含量最高。YD04-03和YD04-06均為白色品種，水分含量均顯著高于其他品種。YD04-07為黑色品種，其粗蛋白含量最低，粗脂肪含量最高。YD04-08種皮為紅色，粗蛋白含量最高，碳水化合物含量最低。YD04-01、YD04-02、YD04-05種皮為紫紅色，各營養(yǎng)成分含量均介于最高值與最低值之間。關(guān)于導(dǎo)致不同品種蕓豆間營養(yǎng)成分差異的原因有待進(jìn)一步研究。

3.2 不同處理方法對(duì)各品種蕓豆粉蛋白提取率的影響

本研究中，脫皮脫脂處理后蕓豆粉蛋白提取率顯著提高，比全粉增加了29.00%。與脫脂處理相比，脫皮處理對(duì)蕓豆粉蛋白提取率的影響更大。這可能是因?yàn)槭|豆種皮中含有一些物質(zhì)阻礙了蛋白質(zhì)的提取，脫皮處理恰好可除去這些物質(zhì)，從而使蛋白提取率明顯提高[16]；此外，蕓豆粗脂肪含量較低，與粗脂肪結(jié)合的蛋白含量也相對(duì)較小，因此脫脂處理對(duì)蕓豆粉粗蛋白的提取率影響不大。

本研究結(jié)果顯示，不同品種蕓豆蛋白提取率也存在一定差異，這可能與各品種蕓豆間基因型不同有關(guān)。白蕓豆YD04-03 和YD04-06蛋白提取率均較高，但YD04-06低于YD04-03，這可能與二者營養(yǎng)成分、植株經(jīng)濟(jì)性狀有關(guān)；紫紅色蕓豆YD04-01、YD04-02和YD04-05及紅色蕓豆YD04-08蛋白提取率居中；黑色蕓豆YD04-07和黃色蕓豆YD04-04蛋白提取率均較低。Rui等[10]研究表明，蕓豆品種不同，它們的蛋白組成、分子結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性也不同，這可能也是造成蛋白提取率差異的原因。蛋白組成、結(jié)構(gòu)不同，在相同的提取條件下提取率必然會(huì)有差異。關(guān)于基因型與蕓豆蛋白提取率之間的關(guān)系需要進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，4種處理方法對(duì)不同品種蕓豆?fàn)I養(yǎng)成分含量有明顯影響，脫皮脫脂及脫皮處理能顯著提高蕓豆粉蛋白提取率，脫脂處理對(duì)蕓豆粉蛋白提取率的影響較小。從考慮生產(chǎn)成本及簡便生產(chǎn)工藝角度出發(fā)，在進(jìn)行蕓豆蛋白提取時(shí)脫皮是必須的，為最佳處理方法，但脫脂處理必要與否還需要進(jìn)一步的研究，這可能與最終所獲得的蛋白純度有關(guān)，且脫脂處理會(huì)影響蛋白質(zhì)的活性[17]。

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Influence of defatting and dehulling on nutritional ingredients and protein extraction rate of kidney beans

LIANG Shan,GAO Xiao-li,GAO Jin-feng,WANG Peng-ke,FENG Bai-li

(CollegeofAgronomy,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

【Objective】 Influence of different treatments on nutritional ingredients and protein extraction rate of kidney beans was studied.【Method】 Dehulling (DH),defatting (DF) and combined DH and DF (B) were conducted on 8 kidney beans (YD04-01-YD04-08) and full flour (F) was used as control.The contents of water,ash,fat,crude protein,and carbohydrate,as well as protein extraction rate were measured and compared.【Result】 In contrast to nutritional ingredients of F,the contents of water decreased while contents of carbohydrate and crude protein increased significantly in groups DH and DF.In group B,content of water decreased,whereas contents of crude protein,ash and carbohydrate increased significantly.Nutritional ingredients of different kidney beans were different.The lowest content of water was in YD04-04,whereas contents of ash and carbohydrate were the highest.Content of crude fat was the highest in YD04-07,and YD04-08 had the highest content of crude protein.Comparing to DH and DF,B improved the protein extraction rate significantly by 29.00%.In addition,DH was more important than DF.【Conclusion】 In contrast to F and DF,DH and B increased the content of crude protein,decreased the contents of water and ash,and improved protein extraction rate more significantly.Thus,DH and F were the best pretreatments to extract protein.

kidney bean;defatted powder;dehulced powerder;nutritional ingredient

時(shí)間:2015-08-05 08:56

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.09.012

2014-03-05

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(200903007)；陜西省科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2014K01-28)

梁 珊(1989-)，女， 山東菏澤人，在讀碩士，主要從事植物資源開發(fā)研究。

高小麗(1968-)，女，陜西寧強(qiáng)人，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事小雜糧栽培、育種及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究。

TS214.9

A

1671-9387(2015)09-0082-07

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