新疆不同地区加工专用花生营养成分比较

2024-04-03 12:02罗舒舒张雨张甜甜代蕾高建宇王强
现代食品科技 2024年2期
关键词:含油量亚基蔗糖

罗舒舒,张雨,张甜甜,代蕾,高建宇,王强*

(1.青岛农业大学食品科学与工程学院,山东青岛 266000)

(2.中国农业科学院农产品加工研究所,北京 100193)

(3.中国农业科学院生物技术研究所,北京 100193)

(4.塔里木大学食品科学与工程学院,新疆阿拉尔 843300)

花生是我国主要的经济作物和油料作物之一[1,2],是全球范围内广泛可用的油和蛋白质的主要来源[3],富含维生素E、白藜芦醇等生物活性成分,是中国植物蛋白质的重要来源之一[4]。新疆光、热、水土资源丰富,日照时间充裕,昼夜温差较大,均利于花生等作物正常生长发育[5]。新疆在发展花生产业具有自然条件、区位、经济效益和生态效益等方面的显著优势,新疆花生品种数量在100 种以上,在新疆南疆、北疆和东疆均有种植,大多是从山东、河南、河北等主产地引进的,当地花生产量高、品质好,有部分耐逆性强品种,传统品种有托克逊大花生、四粒红[6]等,但不同地区种植的花生品质差异较大,而且适合新疆不同地区种植的加工专用品种较少,目前关于新疆地区的加工专用花生品质分析文献较少,因此,对新疆不同地区的加工专用花生品种进行比较分析,对区域原料布局及后续加工具有重要意义。

花生品质指标主要包括花生荚果大小、荚果形状、蛋白质、脂肪、氨基酸、蛋白质亚基组成、出油率、O/L 和蔗糖等,多年来,花生主要研究其产量和性状,而花生的品质特性相对较少[7,8],并且也未对新疆不同地区和内地花生品种的品质指标进行综合分析。

本研究针对以上问题,选取新疆不同地区和内地3 个省份的32 个样品,对含油量、蛋白质、蔗糖、O/L、蛋白亚基、氨基酸等6 个指标进行测定、分析比较,为新疆花生产业区域布局提供参考,为企业选择优质原料提供依据。

1 材料与方法

1.1 原料

花生样品:产于新疆南疆(阿拉尔、和田、尉犁、疏勒)、北疆(昌吉、三坪、石河子)东疆(吐鲁番、托克逊)及内地(山东、河北、吉林)等地,共32 个样品,见表1。JG-1 为高油酸品种,小果;JG-2 为鲜食花生品种,口感甜;JG-4 为鲜食花生品种,多粒型;JG-6 为高油酸品种,大果;JG-23 为高油酸品种,油食兼用。

表1 花生来源地及样品编号Table 1 Peanut origin and sample number

1.2 仪器设备

傅里叶变换近红外光谱仪MPA 型,德国Bruker公司。

1.3 试验方法

1.3.1 标准样品的测定

近红外光谱测定[9,10]:人工剥壳,取花生仁,按照GB-5491 对每个花生仁样品进行挑选,除去品质差和破损粒。25 ℃下开启近红外光谱仪预热30 min样品采用旋转样品台以增加采样面积,样品杯为5 cm 内径。将花生直接倒入样品杯中(保证底部的光正好被遮住),测定时样品杯自动旋转,以获得更多花生的近红外光谱信息。每一个样品都重复装样6 次,对花生含油量、蛋白质、蔗糖、油酸、亚油酸、氨基酸等指标进行测定。

1.3.2 数据分析

光谱收集采用Unscrambler 10.3 软件,光谱处理采用OPUS 6.5 软件。用Excel 2010 进行数据统计,使用SPSS 26.0 软件中的显著性差异分析实验数据(P<0.05),并使用Origin 2018 软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 花生含油量、油酸/亚油酸分析

2.1.1 花生含油量分析

花生作为四大油料作物之一,最主要的用途是榨油,产油量的高低直接决定了花生的价值[11],不同品种的花生品质存在较大的差异,以其为原料所制得的花生油的品质也有所不同[12]。如表2 所示,本试验检测花生样本的含油量为53.03%~56.36%,其结果与马寅斐等[13]花生仁含油量基本一致。

表2 同一品种在不同地区种植后含油量对比分析(%)Table 2 Comparative analysis of oil content of the same variety after planting in different areas (%)

表3 同一品种在不同地区种植后的蛋白亚基含量分析(%)Table 3 Analysis of protein subunit content of the same variety after planting in different regions (%)

结果显示,在新疆不同地区和内地种植同一花生品种的花生含油量存在一定差异。HB-1 略高于新疆样品的均值(54.34%),但新疆部分地区的花生品种的含油量高于HB-1,比如TLF-1 比HB-1 高1.06%。HB-2 的含油量与CJ-2 相当,比新疆花生的均值(53.85%)高1.60%。JL-4 的含油量与新疆花生的含油量均值(53.98%)无显著差异,但TLF-4含油量高于内地(高3.83%)。SD-6 的含油量介于新疆花生样品的含油量之间(53.14%~56.06%),但新疆部分地区的花生品种含油量高于SD-6,比如TKX-6 比SD-6 高0.65%。SD-23 的含油量与新疆花生样品的含油量均值(53.59%)无显著差异。

新疆不同地区间JG-1存在显著性差异(P<0.05),其含油量TLF-1>YL-1>SHZ-1>CJ-1>ALE-1>SP-1>HT-1,其中,HT-1 比TLF-1 低5.61%,CJ-2的含油量高于ALE-2 和SP-2,TLF-4 的含油量比ALE-4 高5.69%,HT-6 含油量比TKX-6 低5.21%,新疆不同地区的JG-23 含油量无明显差异。

综上,TLF-1、TKX-4、TLF-4、SHZ-4、TKX-6、ALE-23 的含油量高于HB-1、JL-4、SD-6、SD-23,新疆吐鲁番、托克逊种植的花生品种的含油量高于新疆其他地区。

2.1.2 花生油酸/亚油酸比值分析

油酸具有预防心血管疾病的作用,高油酸品种花生的O/L≥10[14],油酸含量较高,花生产品稳定性高,不易发生氧化酸败,产品保质期明显延长[15],而亚油酸是人体必需脂肪酸,对人体生理机能调节有一定的作用[16],O/L 高、口味清、脆、甜的品种多用于出口[17]。

结果显示,在新疆不同地区和内地种植同一花生品种的花生O/L 存在一定差异。HB-1 的O/L略高于新疆样品的均值(26.70),但新疆部分地区的花生品种的O/L 高于HB-1,比如TLF-1 比HB-1 高44.36%。HB-2 的O/L 略高于新疆样品的均值(0.85),ALE-2 的O/L 为1.07, 比HB-2 高16.30%。JL-4 的O/L 为0.80,新疆花生样品的O/L为0.81~1.25,均高于JL-4,且其均值(1.07)比JL-4 高33.75%。SD-6 的O/L 为32.71,介于新疆花生样品的O/L 之间(17.90~63.89),但新疆部分地区的花生品种O/L 高于SD-6,比如TLF-6(63.89)比SD-6 高95.32%。SD-23 的O/L 为19.70,其高于新疆花生样品的O/L 均值(15.28)。

新疆花生样品的油酸和亚油酸比值为18.11~40.19,新疆不同地区的O/L 存在显著性差异(P<0.05),其O/L 比值TLF-1>YL-1>ALE-1 >SHZ-1>CJ-1>SP-1 >HT-1, 其中,HT-1 比TLF-1 低54.94%,ALE-2 高于SP-2 和CJ-2,TLF-4 比SHZ-4 高54.32%,HT-6 比TLF-6 低71.98%,ALE-23 比SP-23 高22.65%。

综上,TLF-1、YL-1、ALE-2、TLF-6、TKX-6 及各地的JG-4 的O/L 高于HB-1、HB-2、JL-4、SD-6,新疆吐鲁番、托克逊种植的花生品种的O/L 高于新疆其他地区。

2.2 花生蛋白质、氨基酸、蛋白亚基含量分析

2.2.1 花生蛋白质含量分析

花生蛋白含有人体必需氨基酸,在植物蛋白资源中,是第三位的蛋白质来源[18],同时花生蛋白还具有分散性、凝胶性、乳化性等功能性质[19]。杜寅等[20]比较了我国主要花生种植区的170 个花生品种的蛋白质组分及其亚基相对含量,初步探明了我国花生蛋白开发利用的潜力,姜慧芳等[21]研究显示花生蛋白含量范围为12.48~36.82 g/100 g,本试验样本蛋白质含量为16.08~24.99 g/100 g,介于其之间。

如图2 所示,在新疆不同地区和内地种植同一花生品种,不同地区的花生中蛋白质含量存在一定差异。HB-1 的蛋白质含量为22.31 g/100 g,略高于新疆样品的均值(21.43 g/100 g),但新疆部分地区的花生品种的蛋白质含量高于HB-1,比如TLF-1比HB-1 高5.97%。HB-2(21.15 g/100 g)与新疆花生的蛋白质含量均值(21.30 g/100 g)无显著差异。JL-4 的蛋白质含量为22.70 g/100 g,其与新疆花生的蛋白质均值(22.85 g/100 g)相当,但新疆部分地区的花生品种蛋白质含量高于JL-4,比如CJ-4 比JL-4 高10.09%。SD-6 的蛋白质含量为23.24 g /100 g,其介于新疆花生样品的蛋白质含量之间(20.54~24.45 g/100 g),但新疆部分地区的花生品种蛋白质含量高于SD-6,比如TLF-6 比SD-6高4.76%。SD-23 的蛋白质含量为22.32 g/100 g,其与新疆花生样品的均值(18.78 g/100 g)有明显差异。

图2 同一品种在不同地区种植后蛋白质含量对比分析Fig.2 Comparative analysis of protein content of the same variety after planting in different regions

新疆不同地区花生样品的蛋白质含量存在显著差异,JG-1 蛋白质含量TLF-1>ALE-1>CJ-1>HT-1>SHZ-1>YL-1>SP-1,其中SP-1 比TLF-1低8.98%,ALE-2(22.20 g/100 g) 蛋白质含量比SP-2 高11.00%,SL-4 的蛋白质含量比CJ-4 低21.45%,HT-6 蛋白质含量比TLF-6 低15.99%。

综上,TLF-1、ALE-2、CJ-2、CJ-4、ALE-4、TKX-4、SP-4、TKX-6、TLF-6 的蛋白质含量高于HB-1、HB-2、JL-4、SD-6,新疆部分地区种植的花生品种的蛋白质含量高于内地,这为筛选加工高蛋白质原料品种提供了一定的理论依据。

2.2.2 花生蛋白亚基分析

蛋白亚基组成影响蛋白质功能特性[22],23.5 ku亚基与蛋白质溶解度呈正相关,37.5 ku 亚基与蛋白质溶解度呈负相关[23]。对于JG-1,HT-1 的23.5 ku 亚基含量最高为19.77%,TLF-1(18.02%)最低,说明新疆不同地区JG-1 的23.5 ku 亚基含量存在差异,新疆JG-1 样品的23.5 ku 亚基含量均值为18.96%,比HB-1 高3.66%。比较新疆不同地区JG-1 的37.5 ku 亚基含量,含量最高的为YL-1,比TLF-1 高15.46%。一些复杂的蛋白质生物功能需要多亚基协同完成,而分离纯化亚基是研究蛋白质结构与功能的基础,因此,在亚基水平上更深层次的探讨花生蛋白功能机理,对提高花生蛋白应用范围具有深远意义[24]。

2.2.3 花生氨基酸组成分析

花生氨基酸与人体氨基酸组成非常接近,极易被人体吸收利用[25]。各样品的氨基酸含量见表4,各样品中谷氨酸含量均为最高,其次为精氨酸、天门冬氨酸。目前国内外对大豆氨基酸组分影响蛋白质含量的分析研究的较多,对花生氨基酸组分的研究较少[26],根据王岩等[27]研究,花生中必需氨基酸含量为5.84%~7.02%,这与本试验结果5.40%~6.33%相符,且总必需氨基酸占比范围为18.69%~33.25%,HT-6 总必需氨基酸占比最高,说明其营养特性最高。其次为ALE-2(31.52%)。新疆与内地的总氨基酸含量存在较大差异,JG-1 的新疆均值为22.56%,比HB-1 低10.65%,JG-2 的新疆均值为19.99%,比HB-2 高6.50%,JG-4 的新疆均值为24.50,与JL-4 无明显差异,JG-6 的新疆均值为23.92%,比SD-6 低11.96%,JG-23 的新疆样品与内地无明显差异。新疆各地区的氨基酸含量存在明显差异,其中托克逊、石河子地区的总氨基酸含量较高,比如TKX-4总氨基酸含量为30.20 g/100 g,SHZ-4 为30.58 g/100 g,而ALE-4 为24.55 g/100 g,HT-4 仅为14.51 g/100 g。

表4 同一品种在不同地区种植后的氨基酸含量分析(g/100 g)Table 4 Analysis of amino acid content of the same variety after planting in different regions(g/100 g)

2.2.4 不同地区花生蔗糖含量分析

糖含量在食品营养与口感中有重要作用,近年来,我国花生食品加工业迅速发展,花生含糖量开始受到人们的关注[28]。王强等[29]研究发现影响花生口感的因素依次为甜度、香味、细腻度和硬度,由此看来,甜味是影响食用花生风味和口感的重要因素。样本蔗糖含量为3.76~5.88 g/100 g,与唐月异等[9]的蔗糖含量基本一致。

如图3 所示,在新疆不同地区和内地种植同一花生品种,不同地区的花生中蔗糖含量存在一定差异。对于JG-1,新疆6个样品比HB-1高7.74%~21.24%,仅有SHZ-1 比HB-1 低2.47%。HB-2 的蔗糖含量为4.77 g/100 g,其低于新疆花生样品的蔗糖含量均值4.93 g/100 g。新疆各地区JG-4 的蔗糖含量均值比JL-4 高18.44%。新疆各地区JG-6 样品蔗糖含量比SD-6 高4.52%~22.15%。SD-23 的蔗糖含量介于新疆花生样品的蔗糖含量之间(4.74~5.23 g/100 g),且新疆部分地区的花生品种蔗糖含量高于SD-23,比如SP-23 比SD-23 高7.17%。

图3 同一品种在不同地区种植后蔗糖含量对比分析Fig.3 Comparative analysis of sucrose content of the same variety after planting in different regions

新疆花生JG-1 样品的蔗糖含量为4.73~5.88 g/ 100 g,且新疆不同地区间也存在显著差异,比如YL-1 比SHZ-1 高24.31%。ALE-2(4.94 g/100 g)、SP-2(4.93 g/100 g)、CJ-2(4.91 g/100 g)的蔗糖含量无显著差异。结果显示,新疆不同地区间JG-4 蔗糖含量存在显著性差异,其蔗糖含量SL-4>HT-4>ALE-4>TLF-4>TKX-4>CJ-4>SP-4>SHZ-4,其中,SL-4 比SHZ-4 高27.11%。新疆不同地区的JG-6 花生样品蔗糖含量为4.86~5.68 g/100 g,SHZ-6 的蔗糖含量比ALE-6 高16.87%。新疆不同地区间JG-23蔗糖含量存在显著性差异(P<0.05),比如SP-23蔗糖含量比ALE-23 高10.34%。

综上,YL-1 蔗糖含量最高,其次为SHZ-6,但新疆各地区种植的花生品种的蔗糖含量均高于内地,猜测可能由于新疆独特的地理环境所造成的。

3 结论

本研究主要对新疆南、北、东疆的多个地区和内地山东、河北、吉林的五个不同品种花生的营养成分进行分析。结果表明,同一花生品种在不同地区种植后的营养成分含量存在一定差异,新疆花生的含油量、蛋白质、蔗糖等指标在不同程度上优于内地,花生在吐鲁番的含油量、O/L、伴花生球蛋白、总氨基酸含量最高,在阿拉尔的蛋白质、花生球蛋白含量最高,在和田的蔗糖、23.5 ku 亚基含量最高,在三坪的37.5 ku 亚基含量最高。综上,可根据高含油量、高蛋白、高O/L 等不同需求的花生品种及种植地区,为新疆花生产业区域布局提供参考、为企业选择优质原料提供依据。

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