凡納濱對蝦肌肉蛋白質組成及分子量分布研究

藍尉冰，毛偉杰，池岸英，吉宏武，*

（1.廣東海洋大學食品科技學院，廣東湛江524025；2.廣東省高等學校水產品加工重點實驗室，廣東湛江524025）

凡納濱對蝦肌肉蛋白質組成及分子量分布研究

藍尉冰1，2，毛偉杰1，池岸英1，2，吉宏武1，2，*

（1.廣東海洋大學食品科技學院，廣東湛江524025；2.廣東省高等學校水產品加工重點實驗室，廣東湛江524025）

為了合理利用凡納濱對蝦蛋白質，對凡納濱對蝦肌肉進行蛋白分離，利用氨基酸自動分析儀檢測蛋白的氨基酸組成及用SDS-聚丙烯酰胺電泳測定分子量分布。實驗結果表明：總蛋白為（19.72±0.08）g/100g濕重，其中鹽溶蛋白64.30%、水溶性蛋白25.00%、基質蛋白5.78%、非蛋白氮4.92%；凡納濱對蝦各蛋白氨基酸比例存在一定差異，但它們的第一限制氨基酸類似；SDS-PAGE電泳顯示，凡納濱對蝦基質蛋白分子量分布范圍較寬，集中在200～19ku，鹽溶蛋白分子量集中在200～45ku，水溶性蛋白分子量集中在80～27ku。

凡納濱對蝦，蛋白質分離，氨基酸，分子量分布

凡納濱對蝦又稱南美白對蝦（Penaeus vannamei Boone）[1]，屬對蝦科（Family Penaeidae）、對蝦屬（Genus Penaeus）、白對蝦亞屬（Subgenus Litopenaeus），原產于南美太平洋沿岸的水域，以厄瓜多爾沿岸分布最為集中，是當今世界養殖蝦類產量最高的三大品種之一[1]。該蝦肉質鮮美，蛋白含量高，加工出肉率高，是目前我國養殖量最大的對蝦之一[2]。凡納濱對蝦捕獲量大，但在氣溫高時，鮮蝦不宜保存，易腐敗，除少數鮮售外，大多制成經濟價值不高的蝦皮、蝦醬等，有相當一部分因未能得到及時有效的利用而腐敗變質，造成很大的資源浪費。因此，了解凡納濱對蝦蛋白質的構成及其食品化學特性，對于如何合理利用凡納濱對蝦這一蛋白質資源具有重要的現實意義。近年來，有關南美白對蝦肌肉營養成分的研究工作已有不少[3]。潘英[4]等人進行海水和淡水養殖南美白對蝦肌肉營養成分的分析比較研究；韓素珍[5]對中國對蝦、姚根娣[6]對羅氏沼蝦進行肌肉總蛋白分析。但迄今為止，尚未見到對于蝦肌肉蛋白進行系統分離的報道，這使得凡納濱對蝦合理加工及其高值化應用受到一定限制。本文在Saito[7]的基礎上，對凡納濱對蝦蛋白進行分離，并測定各蛋白組分含量、氨基酸組成并對其進行蛋白質營養價值評價、分子量分布等，旨在為凡納濱對蝦蛋白質資源利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

新鮮凡納濱對蝦（Penaeus Vannamei） 于2010年11月20號購于湛江市東風市場；SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳蛋白標準品 TaKaRa寶生物工程有限公司；KCl、NaH2PO4、Na2HPO4、H3PO4、考馬斯亮藍R250等 均為分析純。

HR2864飛利浦三合一攪拌器 珠海經濟特區飛利浦家庭電器有限公司；FA2004電子分析天平 上海舜宇恒平科學儀器有限公司；TGL-20M高速臺式冷凍離心機 湛江裕鑫實業有限公司；PB-10玻璃膜電極pH測量器 德國賽多利斯集團；HYP-2消化爐 上海纖檢儀器有限公司；日立835-50高速氨基酸分析儀 上海滬西分析儀器廠有限公司；DYY-Ⅲ-4型穩壓穩流電泳儀、DYCZ-23A型電泳槽 北京六一儀器廠；UC-1200超聲波清洗機 廣州維力超聲電子設備有限公司；arium633/arium611超純水系統 德國Sartorious公司；HH.S21-6恒溫水浴鍋 上海躍進醫療器械廠；Alpha1-4冷凍干燥機 德國Christ公司；3-550 PD.NEY馬弗爐 VULCAN；FR-1000生物圖像分析系統 上海復日科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 基本營養成分分析 水分含量的測定：105℃干燥至恒重法[8]；粗蛋白質含量的測定：凱氏定氮法[9]；粗脂肪含量的測定：索氏抽提法[10]；灰分含量的測定：550℃灰化爐法[10]。

1.2.2 肌肉蛋白質分離方法 參照Saito[7]等的方法稍作修改。取蝦肉分散于2倍體積的磷酸鹽緩沖液（0.05mol/L，pH7.4）中，高速組織勻漿機勻漿2min，勻漿液置于4℃條件下，抽提90min（不時攪拌），離心（10000r/min，20min，4℃），收集上清液，將沉淀分散于磷酸鹽緩沖液（0.05mol/L，pH7.4）中，重復上述操作，收集兩次離心后的上清液進行水溶性蛋白的測定。在上清液中加入10%的TCA（比例1∶1），離心得上清液，用于非氮白氮（NPN）的測定。取上述除去水溶性蛋白后的殘留物，分散于4倍體積的磷酸鹽緩沖液（0.1mol/L，pH7.4含1.1mol/L的NaCl）中，高速組織勻漿機勻漿2min，置于4℃條件下抽提18h（不時攪拌），再對其離心（10000r/min，20min，4℃），所得上清液即為鹽溶性蛋白質；所得的沉淀用蒸餾水、1.1mol/L NaCl洗滌3次，即得基質蛋白。

1.2.3 蛋白質和非蛋白氮測定[9]采用微量凱氏定氮法測定蛋白質和非蛋白氮含量。

1.2.4 蛋白質組分的氨基酸分析[11]樣品經6mol/L HCl水解后，采用日立835-50型高速氨基酸分析儀進行15種蛋白質組成氨基酸的分析。另取樣品用5mol/L NaOH水解后，采用同機測定色氨酸含量。儀器參數如下：離子交換柱規格：2.6×150mm；交換樹脂型號：No 2619（52051）；柱溫：53℃；泵流速：0.225mL/min；泵壓力：8.8MPa；洗脫液：IPH-1、2、3、4；進樣體積：50μL。氨基酸的含量（mg/g粗蛋白）表示為蛋白中每克粗蛋白所含氨基酸的毫克數。

1.2.5 蛋白質的營養價值評價 根據1973年FAO/ WHO建議的每克氮氨基酸評分標準模式進行營養價值評價[12]，計算其氨基酸評分（AAS），公式如下。

1.2.6 蛋白質組分分子量的測定[13]采用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳進行蛋白質組分分子量的測定，濃縮膠濃度5%，分離膠濃度10%，采用R-250考馬斯亮藍進行染色檢測，醋酸甲醇溶液進行脫色。

1.3 數據統計分析

實驗數據和作圖均采用Excel。

2 結果與討論

2.1 凡納濱對蝦基本營養組成

凡納濱對蝦基本營養組成及與其他蝦類的基本營養組成比較見表1。

由表1可見，凡納濱對蝦肌肉中水分為77.7%，與日本對蝦[16]相近。蛋白質含量19.72%，略低于中國對蝦20.62%[14]，但高于中國毛蝦和日本對蝦。脂肪含量均低于中國對蝦、中國毛蝦、日本對蝦。因此，凡納濱對蝦肉是一種高蛋白低脂肪的優質水產原料。

2.2 凡納濱對蝦含氮化合物組成

表1 凡納濱對蝦與其他蝦類基本營養組成比較（%，n=5）Table 1 Comparison of the primary nutrition components in Penaeus Vannamei and other shrimp（%，n=5）

表2 凡納濱對蝦各含氮化合物含量（n=5）Table 2 Content of nitrogen compounds in Penaeus Vannamei（n=5）

凡納濱對蝦含氮化合物組成分析結果見表2。

對凡納濱對蝦肌肉進行粗分離，得到水溶性蛋白、鹽溶性蛋白、基質蛋白和非蛋白氮四個組分，各組分含量見表2。由表2可見，凡納濱對蝦肌肉粗蛋白含氮量為（19.72±0.08）g/100g濕重，與潘英[4]等人進行海水和淡水養殖南美白對蝦肌肉營養成分的分析比較研究，得出南美白對蝦肌肉的蛋白質含量為19.1%～23.3%相符合。其中鹽溶性蛋白含氮量最高，為（12.68±0.04）g/100g濕重；非蛋白氮含氮量最低，為（0.97±0.02）g/100g濕重。各蛋白組分含氮量依次為：鹽溶性蛋白＞水溶性蛋白＞基質蛋白。

2.3 凡納濱對蝦肌肉各含氮化合物占總氮的百分比

凡納濱對蝦肌肉各含氮化合物占總氮百分比分析結果見表3。

表3 凡納濱對蝦肌肉中各含氮化合物所占總氮的百分比（%）Table 3 The percentage of nitrogen compounds in Penaeus Vannamei muscle（%）

對凡納濱對蝦肌肉進行粗分離，得到水溶性蛋白、鹽溶性蛋白、基質蛋白三個蛋白組分，各蛋白組分含氮量占凡納濱對蝦蝦肉總氮的比例見表3。由表3可知，凡納濱對蝦肉中鹽溶性蛋白所占比例最高，為64.30%，基質蛋白所占比例最低，為5.78%。此結果與丁玉庭[17]等人研究分離得到的魚蛋白組分含量：肌原纖維蛋白質占總氮的60.7%～64.4%，肌漿蛋白質為26.1%～33.2%，總基質蛋白質為9.0%～20.8%相符合，發現凡納濱對蝦的鹽溶性蛋白含量與魚鹽溶性蛋白含量相近，而基質蛋白含量遠低于魚基質蛋白含量，這主要是由于魚含有魚皮及結締組織高于蝦的緣故。

2.4 凡納濱對蝦蝦肉蛋白組分的氨基酸組成及特性分析

凡納濱對蝦肌肉蛋白及各組分蛋白氨基酸組成見表4，由表4可知，凡納濱對蝦蝦肉中含有16種氨基酸，其總含量為86.28g/100g，且含有人體所必需的8種必需氨基酸（Thr、Val、Met、Phe、Ile、Leu、Trp和Lys），占總氨基酸高達41.31%；各蛋白氨基酸總量依次為：蝦肉＞水溶性蛋白＞鹽溶性蛋白＞基質蛋白，分別為：86.28、68.06、50.73、24.25g/100g。蛋白鹽溶蛋白和基質蛋白必需氨基酸分別為40.82%和41.81%，根據FAO/WHO推薦的理想氨基酸模式，質量較好的蛋白質氨基酸組成中必需氨基酸為氨基酸總量40%左右。因此鹽溶蛋白、基質蛋白和蝦肉蛋白的氨基酸成分齊全，比例合理，蛋白營養價值高，屬于優質蛋白。

蝦肉味道鮮美的程度由肌肉中鮮味氨基酸的組成和含量來決定。甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸和天門冬氨酸是鮮味氨基酸，其中谷氨酸、天門冬氨酸這兩種氨基酸為呈鮮味的特征性氨基酸，而甘氨酸、丙氨酸是呈甘味的特征性氨基酸[18]。由表4可知，凡納濱蝦肉及各組分蛋白氨基酸含量中，基質蛋白呈味氨基酸最高，達到52.95%，鹽溶性蛋白呈味氨基酸較低，為47.80%。而在呈味氨基酸中，谷氨酸居首位，分別為：蝦肉（13.48）、水溶性蛋白（8.58）、鹽溶性蛋白（8.73）、基質蛋白（3.66），分別占總氨基酸含量15.62%、12.61%、17.21%、15.09%。這與潘英[4]等人報道的南美白對蝦肌肉谷氨酸含量最高，占氨基酸總量的15.6%一致。谷氨酸在人體代謝中具有重要意義，為腦組織生化代謝中的首要氨基酸，參與多種生理活性物質的合成，在大腦肌肉肝臟等組織中發揮解毒的作用。肌肉中除谷氨酸外，天門冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸的含量也較高。故凡納濱對蝦水溶性蛋白、鹽溶蛋白、基質蛋白和蝦肉蛋白是一種營養價值高、味道鮮美、食用價值高的海產品。

表4 凡納濱對蝦蝦肉蛋白組分的氨基酸組成（g/100g，以干基計）Table 4 Amino acids composition of proteins in Penaeus Vannamei muscle（g/100g，dry basis）

此外，支鏈氨基酸具有獨特的生理功能，能消除或減輕肝性腦病癥狀，改善肝功能和病人蛋白質營養失常狀態及抗疲勞等功能[19]。在凡納濱對蝦肌肉各蛋白組分中支鏈氨基酸的含量都較高，基質蛋白支鏈氨基酸含量最高，達16.99%，而水溶性蛋白支鏈氨基酸含量較低，為15.25%。

2.5 凡納濱對蝦蝦肉蛋白組分必需氨基酸評分

表5 凡納濱對蝦蝦肉蛋白組分必需氨基酸評分Table 5 AAS of proteins in Penaeus Vannamei muscle

凡納濱對蝦肌肉及其分離蛋白的AAS見表5，根據FAO/WHO 1973年建議的每克氮氨基酸評分標準模式，由表5可見，各蛋白的氨基酸比例存在一定的差異，水溶性蛋白、鹽溶蛋白第一限制氨基酸都為色氨酸，僅為48、35。但水溶性蛋白酪氨酸+苯丙氨酸的AAS較高，達到了91?；|蛋白第一限制氨基酸為纈氨酸和色氨酸，僅為21。蝦肉蛋白第一限制氨基酸為蘇氨酸，為79，而其賴氨酸含量最高，為127。賴氨酸可以促進食欲，具有促進幼兒生長和發育的作用，還能提高鈣的吸收及其在體內積累，加速骨骼生長，所以蝦肉高賴氨酸含量對于以谷物為主的膳食者，可以彌補其賴氨酸的不足，從而提高人體對蛋白質的利用率。

2.6 凡納濱對蝦各蛋白質組分分子量分布

圖1 蛋白質組分SDS-PAGE電泳Fig.1 SDS-PAGE electrophoresis of the muscle proteins

從圖1結果可看出，三種蛋白質組分的分子量分布存在明顯的差異性，基質蛋白分子量分布范圍較寬，在200～19ku之間，并且在200、44、27ku均出現了比較明顯的蛋白條帶。凡納濱對蝦肌肉鹽溶性蛋白主要是肌原纖維蛋白，由肌球蛋白重鏈（MHC）、輕鏈、肌動蛋白和a-輔肌動蛋白等構成，在圖中200ku處為肌球蛋白重鏈，而在45ku附近處則為肌動蛋白，凡納濱對蝦肌肉鹽溶性蛋白分子量集中在200～45ku之間；水溶性蛋白在SDS-PAGE電泳中的條帶不是十分清晰，而且部分成連續帶狀，出現了明顯的帶狀染色，這可能是由于水溶性蛋白中含有的相近分子量蛋白比較多，分子量非常接近而使得在電泳中無法分開，出現模糊的蛋白條帶只是在此分子量范圍相對含量比較集中。因此，凡納濱對蝦水溶性蛋白集中分布在低分子量范圍80～27ku之間。此測定結果與鄭惠娜[20]等對馬氏珠母貝蛋白分子量分布研究結果類似。

3 結論

凡納濱對蝦蝦肉粗蛋白含量19.72%，脂肪含量0.82%，是典型的高蛋白低脂肪型食物。蝦肌肉中各組分含氮量依次為：鹽溶性蛋白＞水溶性蛋白＞基質蛋白＞非蛋白氮，各占肌肉總蛋白64.30%、25.00%、5.78%、4.92%。水溶性蛋白、鹽溶性蛋白、基質蛋白和蝦肉蛋白氨基酸種類齊全，組成理想，各蛋白氨基酸總量依次為：蝦肉＞水溶性蛋白＞鹽溶性蛋白＞基質蛋白，分別為：86.28、68.06、50.73、24.25g/100g，其中鹽溶性蛋白和基質蛋白必需氨基酸達40.82%和41.81%，各蛋白的氨基酸比例存在一定的差異，但它們第一限制氨基酸類似。凡納濱對蝦基質蛋白分子量分布范圍較寬，為200～19ku，水溶性蛋白分子量范圍80～27ku，鹽溶性蛋白分子量為200～45ku，肌球蛋白重鏈在200ku處，而在45ku附近處則為肌動蛋白。以上研究將為凡納濱對蝦高值化加工利用提供理論基礎。

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Study on muscle protein composition and molecular weight distribution of Penaeus Vannamei

LAN Wei-bing1，2，MAO Wei-jie1，CHI An-ying1，2，JI Hong-wu1，2，*
（1.College of Food Science and Technology，Guangdong Ocean University，Zhanjiang 524025，China；2.KeyLaboratoryofAquaticProductAdvancedProcessingofGuangdongHigherEducationInstitutions，Zhanjiang524025，China）

For the rational use of protein in Penaeus Vannamei，the muscle protein was separated.Amino acid composition was detected by amino acid analyzer and molecular weight was determined by SDS-PAGE electrophoresis.The results showed that the total protein content was（19.72±0.08）g/100g wet weight，and the proportion of salt-soluble protein，water-soluble protein，matrix protein，non-protein nitrogen was 64.30%，25.00%，5.78%，4.92%，respectively.There existed some differences in the proportion of each protein amino acid，but the first limiting amino acid was similar.The result of SDS-PAGE electrophoresis displayed that the molecular weight of salt-soluble protein，water-soluble protein，matrix protein were 200～45ku，80～27ku，200～19ku，respectively.

Penaeus Vannamei；protein separation；amino acid；molecular weight distribution

TS254.1

A

1002-0306（2012）09-0049-04

2011－08－02 *通訊聯系人

藍尉冰（1987-），女，碩士研究生，研究方向：水產品深加工。

國家蝦產業技術體系建設（CARS-48）；科技部農業成果轉化項目（2010GB2E000345）；廣東省海洋漁業科技攻關重大項目（A201008102）；廣東省科技團隊項目（2011A020102005）。