廣東省不同產(chǎn)地不同品種花生的營養(yǎng)成分研究

郭 晶，張佰良，王嘉豪，黃鋯銓，曾曉房,2,3,4，白衛(wèi)東,2,3,4，謝永平，楊 娟,2,3,4,

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東 廣州 510225；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 廣東省嶺南特色食品科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510225；3.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院，廣東 廣州 510225；4.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部嶺南特色食品綠色加工與智能制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510225；5.汕頭市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣東 汕頭 515000）

花生（peanut），原名落花生（Arachis hypogaeaLinn.），是中國產(chǎn)量豐富、食用廣泛的一種堅(jiān)果。花生作為重要的油料作物，種植地區(qū)廣泛。其中，廣東省不僅是花生種植大省，還是花生種植強(qiáng)省，廣東省各市均有花生的種植，且不同地區(qū)種植的花生品種存在差異[1]。目前，國內(nèi)對廣東省不同地區(qū)的花生還未系統(tǒng)的比較分析，主要研究仍集中在花生生產(chǎn)育種及病蟲防控方面。

花生一般營養(yǎng)成分主要包括蛋白質(zhì)（約27.6%）、脂肪（約52.1%）、總碳水化合物（約13.3%）和灰分（約2.44%）等[2]。此外，花生油中含有的脂肪酸主要由酸、亞油酸等不飽和脂肪酸組成，其中，亞油酸是人體必需脂肪酸，對人體生理機(jī)能調(diào)節(jié)等有一定的作用[3]。花生蛋白含有人體必需氨基酸，并有一定的功能和滋味特性[4]。盡管花生營養(yǎng)價(jià)值極高，但同樣存在著一些抗?fàn)I養(yǎng)因子，花生中最主要的抗?fàn)I養(yǎng)因子是能引起人體發(fā)生過敏反應(yīng)的致敏蛋白[5?7]?；ㄉ兄饕闹旅舻鞍子?3種，Ara h1、Ara h2和Ara h3是致敏性最強(qiáng)的致敏蛋白，其中，Ara h1占花生蛋白總量的12%～16%[8?10]，過敏反應(yīng)非常強(qiáng)，不容易被破壞。Ara h2占花生蛋白總量的5.9%～9.3%[11]，加熱可以提高其抑制蛋白活性[12?14]。Ara h3在適宜的離子強(qiáng)度下，被水解為酸性或者堿性片段后，仍然可以導(dǎo)致機(jī)體發(fā)生過敏反應(yīng)。目前市面上的花生類商品數(shù)不勝數(shù)，但還未得到從田地種植到工業(yè)生產(chǎn)的一定聯(lián)系。因此，為了合理的根據(jù)不同工業(yè)對花生品質(zhì)及營養(yǎng)品質(zhì)的要求，并結(jié)合花生致敏蛋白含量分析，綜合比較廣東省不同地區(qū)不同品種花生的品質(zhì)，為工業(yè)發(fā)展作出種植選擇。

因此，本研究的主要目的是對廣東省不同地區(qū)的花生營養(yǎng)成分進(jìn)行系統(tǒng)比較，通過測定廣東省產(chǎn)量豐富的四個(gè)地區(qū)不同品種花生的營養(yǎng)指標(biāo)。對不同地區(qū)以及不同品種的花生進(jìn)行比較，為食品加工、目的化種植等方面的研究提供一定的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

花生：產(chǎn)于廣東省陽江、廣州、湛江、韶關(guān)，主要品種見表1，2020年9月采收；甲醇、石油醚（60～90 ℃）、硫酸鉀、硼酸、溴甲酚綠、三氯乙酸、苯、冰乙酸、無水乙醇、酚酞指示劑、0.1 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、硫酸銅、亞甲藍(lán)、酒石酸鉀鈉、過硫酸胺、Tris堿、氫氧化鈉、十二烷基磺酸鈉、乙酸鋅、冰乙酸、甘氨酸、亞鐵氰化鉀 分析純，天津市永達(dá)化學(xué)試劑有限公司；四甲基乙二胺、丙烯酰胺30%、Tris-HCl緩沖液（pH7.4）、14.4～116 kDa蛋白質(zhì)分子量標(biāo)準(zhǔn)、2X上樣緩沖液、10% SDS、1.0 mol/L Tris-HCl溶液（pH6.8）、1.5 mol/L Tris-HCl溶液（pH8.8）、考馬斯亮藍(lán) 分析純，上海碧云天生物技術(shù)有限公司。

表1 花生名稱及其簡稱Table 1 Names of peanuts and their abbreviations

FA2204B型電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司；PHS-3C pH計(jì) 上海雷磁創(chuàng)益儀器儀表有限公司；K1100自動(dòng)凱氏定氮儀 海能儀器；007820氣相色譜儀、1260高效液相色譜儀 安捷倫公司；TU-1901紫外可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；HN-S2恒溫水浴鍋 常州國宇儀器制造有限公司；5810R多功能臺(tái)式離心機(jī) 德國艾本德公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品來源及處理方法 花生來源于廣東省陽江、廣州、湛江、韶關(guān)四個(gè)地區(qū)，主要處理方式分為兩種類型，第一種是在物理性質(zhì)測定時(shí)，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行處理；第二種是在測定其他理化指標(biāo)時(shí)，脫殼處理之后，再進(jìn)行其他指標(biāo)測定。

1.2.2 物理性質(zhì)的測定 對花生莢果和花生仁進(jìn)行三軸（長、寬、高）尺寸的測量，并計(jì)算米球度[15]。

式中：Sq為花生米球度，%；L、W、H分別為花生長度、寬度及厚度，mm。

1.2.3 基本營養(yǎng)指標(biāo)測定 基本營養(yǎng)指標(biāo)根據(jù)國標(biāo)方法進(jìn)行測定，其中，水分根據(jù)GB/T 14489.1-2008測定；油脂測定根據(jù)GB 5009.6-2016 第一法索氏抽提法測定；總糖根據(jù)GB 5009.8-2016測定；蛋白質(zhì)根據(jù)凱氏定氮法[16]測定；灰分根據(jù)GB 5009.4-2016第一法食品中總灰分測定。

1.2.4 花生脂肪酸組成 脂肪酸的甲酯化：將花生低溫干燥后，取500 mg左右研磨后放入10 mL具塞試管中，添加苯和石油醚溶液2 mL靜置提取15 min，加入2 mL NaOH-CH2ON（0.5 mol/L）溶液，搖勻，50 ℃下水浴15 min，再加入蒸餾水沿墻做有機(jī)層上升到試管。取上清液1 μL做氣相色譜儀分析[17]。氣相色譜條件：進(jìn)樣口溫度為260 ℃；進(jìn)樣量為1 μL；不分流進(jìn)樣；以氮?dú)猓?9.999%）作為載氣；流量為10 mL/min；檢測器溫度為250 ℃；柱箱的升溫程序?yàn)椋浩鹗紲囟?0 ℃，保持1 min，以20 ℃/min升至160 ℃，保持2 min，再以4 ℃/min升至200 ℃并保持10 min，最后以2 ℃/min升至240 ℃并保持10 min。

1.2.5 氨基酸測定 稱取樣品，按照袁貝等[18]的方法進(jìn)行前處理，10000 r/min離心10 min，用0.22 μm水系濾膜過濾。采用Agilent自動(dòng)在線衍生的方法，用高效液相色譜儀分析[18]，以pH8.2 10 mmol/L Na2HPO4和10 mmol/L Na2B4O7溶液為流動(dòng)相A，以乙腈:甲醇:水=45:45:10為流動(dòng)相B，在波長338 nm；柱溫40 ℃，流速1 mL/min條件下梯度洗脫。

1.2.6 致敏蛋白SDS-PAGE分析 花生脫脂：去皮去紅衣，研磨成細(xì)粉?；ㄉ勰┤?.00 g。m（花生粉末）：m（石油醚溶液）=1:5混合、4 ℃下攪拌2 h，同溫度下8000 r/min離心20 min，棄上清液，收集沉淀。重復(fù)2次，將沉淀干燥后過0.25 mm孔徑篩，4 ℃冷藏備用?；ㄉ鞍捉幔簩⒚撝ㄉ勰┡cTris-HCl緩沖液（pH7.4）按質(zhì)量體積比1:10混合，于4 ℃磁力攪拌24 h。后將花生蛋白濃漿在4 ℃下15000 r/min離心15 min，收集上清液，隨后取上清液進(jìn)行SDS-PAGE分析[11,19]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

除了SDS-PAGE凝膠電泳實(shí)驗(yàn)外，本研究中的實(shí)驗(yàn)均采取三次平行實(shí)驗(yàn)測定。使用SPSS 26.0軟件中的顯著性差異分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并使用Origin 2018軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 花生物理性質(zhì)分析

如圖1為陽江、廣州、湛江、韶關(guān)四個(gè)不同地區(qū)六種花生的外觀輪廓。由圖1可得，陽江、廣州和韶關(guān)地區(qū)的花生均比湛江的花生更飽滿圓潤。如表2所示，對隨機(jī)選取的50?；ㄉM(jìn)行重量分析，花生的果重達(dá)到50.33～99.30 g、仁重基本達(dá)到21.60～75.03 g。不同地區(qū)的差異較為明顯，但無法完全體現(xiàn)花生的飽滿程度，因此，進(jìn)一步對其米球度進(jìn)行分析。

圖1 不同地區(qū)的六種花生外觀圖Fig.1 Appearance map of six kinds of peanuts in different regions

表2 不同地區(qū)的花生物理性質(zhì)測定（n=3）Table 2 Determination of physical properties of peanuts in different regions(n=3)

通過計(jì)算花生的三維數(shù)據(jù)，得到花生米球度達(dá)到47.12%～67.35%，而米球度越高說明花生顆粒更加飽滿。果實(shí)在生長發(fā)育過程中受到外界很多因素的影響，即便是同一植株也會(huì)有差異。整體而言，在陽江和韶關(guān)的六個(gè)品種，均高于廣州地區(qū)，而與湛江地區(qū)相比較，除了1號(hào)米球度略高外，其余品種米球度也均低于陽江和韶關(guān)地區(qū)。

因此，認(rèn)為其中Y121和S4兩個(gè)品種的米球度分別達(dá)到65.64%、67.35%，更加適合作為商品直接銷售。而在廣州、湛江顆粒最飽滿的兩個(gè)品種分別是G4、Z1，米球度達(dá)到59.79%、59.46%，均高于廣州湛江兩地其他品種。而其他品種由于形狀外觀等問題更加適合作為食品加工原料。

2.2 花生基本營養(yǎng)指標(biāo)

如表3所示，所檢測花生樣本的水分含量為5.32～7.36 g/100 g、脂肪42.28～55.64 g/100 g、總糖為5.92～17.13 g/100 g、蛋白質(zhì)18.44～27.91 g/100 g、灰分在2.24～3.89 g/100 g之間，其結(jié)果基本與李小鈺的花生營養(yǎng)物質(zhì)含量一致[2]。由于不同地區(qū)種植的花生，其營養(yǎng)物質(zhì)占比存在差異，如G4總糖最高，占比為17.13%；S75蛋白質(zhì)最高，達(dá)27.91%；G75礦物質(zhì)最高，達(dá)3.89%；G121的脂肪含量最高達(dá)到55.64%。

表3 不同地區(qū)的花生主要營養(yǎng)指標(biāo)含量測定（n=3）Table 3 Determination of main nutrient indexes of peanuts in different areas(n=3)

值得注意的是，同種品種的花生在不同地區(qū)種植后得到的營養(yǎng)物質(zhì)占比存在差異，如G121在廣州得到最高占比的脂肪含量達(dá)55.64%，在陽江、湛江、韶關(guān)等地僅為廣州的93.78%、80.63%、89.52%。S75品種在汕頭種植得到蛋白最高達(dá)到27.91%，而在廣州則明顯低于汕頭，僅為其占比的74.45%，在陽江、湛江等地也僅汕頭占75.99%、86.46%。而同一地區(qū)中不同品種也具有較大差異，如在陽江地區(qū)Y4脂肪含量最高達(dá)到54.35%，而Y1最低僅為49.95%。在廣州地區(qū)G121脂肪含量最高為55.64%，最低為47.82%。湛江地區(qū)Z1脂肪含量最高為50.68%，Z75最低為42.28%。在韶關(guān)地區(qū)S620脂肪含量最高達(dá)到50.95%，S75最低為47.66%。因此，同一品種在不同地區(qū)以及同一地區(qū)的不同品種之間均有較大差異，認(rèn)為可以根據(jù)具體不同的食品工業(yè)生產(chǎn)需求，于某一地區(qū)特定種植花生品種。但是如Y620、G620、Z1、S1不僅脂肪含量豐富，其蛋白含量也相當(dāng)豐富。這些品種就適合大規(guī)模種植，為后續(xù)食品工業(yè)加工提供產(chǎn)業(yè)需求。

2.3 花生脂肪酸組成分析

脂肪酸是花生油重要的功能性組分，以及香氣的重要前體物，對花生的品質(zhì)具有重要的影響，因此，對樣品中主要的脂肪酸進(jìn)行了測定。如表4所示，不同樣品中棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生酸、花生四烯酸、山崳酸、木蠟酸的含量分別為：8.98%～15.40%、2.70%～4.88%、37.46%～56.44%、22.18%～38.73%、1.08%～2.14%、0.72%～1.19%、1.63%～3.13%、0.003%～1.71%，其結(jié)果基本與遲曉元等[20]得到的花生脂肪酸含量一致。其中，不飽和脂肪酸占比范圍為70.45%～82.40%，主要以油酸和亞油酸為主。不飽和脂肪酸含量越高，則認(rèn)為該品種營養(yǎng)品質(zhì)越高。由于不同品種在同一地區(qū)種植存在差異，韶關(guān)地區(qū)S4總不飽和脂肪酸含量最高，達(dá)82.40%，Y1總不飽和脂肪酸達(dá)79.55%，G620達(dá)78.35%，Z75達(dá)82.06%。除此之外，同一品種在不同地區(qū)的不飽和脂肪酸含量也存在差異，如S4品種在韶關(guān)最高達(dá)到82.40%，而在陽江、廣州、湛江等地僅為韶關(guān)的93.20%、93.53%、93.26%。此結(jié)果的產(chǎn)生可能主要是由于產(chǎn)地不同導(dǎo)致的，不同地區(qū)的土壤環(huán)境有一定差異。綜合評(píng)價(jià)脂肪酸指標(biāo)，認(rèn)為Y1、G620、Z75、S4四個(gè)品種具有更高的營養(yǎng)品質(zhì)，滿足對于花生油品質(zhì)要求的市場需求。

表4 不同地區(qū)的花生脂肪酸含量分析（%）Table 4 Analysis of fatty acid content of peanuts in different areas (%)

2.4 花生氨基酸組成分析

花生中總蛋白含量最高高達(dá)27%，且含有人體所需的必需氨基酸，是優(yōu)質(zhì)植物蛋白之一[21?24]。其中游離氨基酸作為花生滋味和營養(yǎng)的重要組成，其含量和占比的差異對于花生的風(fēng)味和營養(yǎng)均有重要的影響[25?27]。如表5所示，不同樣品中，總必需氨基酸占比范圍為16.06%～30.95%，以Y3樣品總必需氨基酸占比最高（30.95%），暗示其具有最高的營養(yǎng)特性。總鮮味氨基酸占比范圍為28.18%～40.79%，總甜味氨基酸占比范圍為31.81%～39.55%，以S121樣品總鮮味氨基酸占比最高（40.79%），以S1樣品總甜味氨基酸占比最高（39.55%），暗示其具有最高的呈味特性。因此認(rèn)為，Y3具有最高營養(yǎng)品質(zhì)，S121和S1具有最高呈味特性，滿足對于花生不同氨基酸的市場需求。

表5 不同 地區(qū)的 六種花 生氨基 酸分 析Table 5 Analysis of amino acids of six kinds of peanuts in different regions

2.5 花生蛋白SDS-PAGE分析

如圖2所示，主要過敏原蛋白Ara h1位于約64 kDa處，Ara h2約位于17 kDa處，Ara h3位于約60 kDa處，Ara h4約位于37 kDa處，此分子量分布結(jié)果與隗嘯南等[14]研究花生過敏原蛋白得到不同致敏蛋白分子量的結(jié)果一致。其中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)比較得到，在四個(gè)地區(qū)中，六個(gè)品種中Ara h1含量皆大于其他致敏蛋白含量，此致敏蛋白含量與王爍等[9]在研究不同加工方式對花生致敏性的影響實(shí)驗(yàn)得到Ara h1占花生蛋白總量的12%～16%的結(jié)果相同。通過電泳結(jié)果，Ara h1致敏蛋白無論在哪一個(gè)地區(qū)含量均為最多，另外，可以明顯看到陽江地區(qū)的Ara h2條帶相較于其他地區(qū)Ara h2條帶淺，因此認(rèn)為陽江地區(qū)Ara h2含量較少。而根據(jù)Ara h3蛋白能得到湛江地區(qū)75泳道的含量最多，說明Z75的Ara h3致敏蛋白含量最多。其他致敏蛋白四個(gè)地區(qū)均含有，但是并無較大顏色區(qū)別。此現(xiàn)象的產(chǎn)生可能是因?yàn)榛ㄉ兄旅舻鞍缀颗c其品種、地區(qū)等有一定的關(guān)系。由于通過電泳無法完全比較花生中致敏蛋白的區(qū)別，而目前花生致敏蛋白存在，但是通過研究發(fā)現(xiàn)可以通過一些方法降低或者消除致敏蛋白含量，因此認(rèn)為花生脫敏在食品工業(yè)生產(chǎn)中尤為重要，目前根據(jù)張雅君等[28]得到的脫敏方法，主要有物理方法：熱加工、機(jī)械研磨、高溫加壓處理；酶處理；分子生物學(xué)處理等。根據(jù)食品行業(yè)要求，可根據(jù)脫敏方法進(jìn)一步對花生進(jìn)行利用。

圖2 不同地區(qū)花生致敏蛋白SDS-PAGE分析Fig.2 SDS-PAGE analysis of peanut allergenic protein in different regions

3 結(jié)論

本研究主要對廣東產(chǎn)量豐富的廣州、韶關(guān)、陽江、湛江四個(gè)地區(qū)的六個(gè)不同品種花生的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行分析，為后續(xù)廣東地區(qū)花生的種植以及食品行業(yè)不同市場需求研究提供了新的思路和數(shù)據(jù)。如Y121、G4、Z1、S4相較于適合直接售賣來種植的品種。Y4、G121、Z1、S620更適合作為油料作物種植。除此之外，餐桌上食品的營養(yǎng)安全與種植地區(qū)有著至關(guān)重要的關(guān)系，有目的性的種植花生，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，不僅能從種植到加工的最大資源利用、減少資源浪費(fèi)，更對后續(xù)不同產(chǎn)地花生營養(yǎng)特性的研究有一定的意義。