椰子蛋白质的功能特性研究进展

椰子蛋白质的功能特性研究进展

【摘要】椰子蛋白质功能特性不仅与蛋白质的氨基酸组成、分子大小及结构形态等固有的物理属性有关，而且还与其他蛋白质相互作用的食物组分以及所处的环境情况

或加工条件有关。本文主要从椰子蛋白质在溶解性、乳化性、起泡性、黏度等方面，分析了pH、离子强度、温度等常见加工条件对这些功能特性的影响。试图为椰子蛋白质的进一步开发利用提供理论指导。

【关键词】椰子蛋白功能特性影响因素进展

蛋白质的功能特性是指食品体系在加工、贮藏、制备和消费过程中蛋白质对食品产生需要特征的那些物理化学性质。蛋白质的功能特性主要包括吸水性、湿润性、膨胀性、粘着性、分散性、溶解度、粘度、胶凝性、乳化性，起泡性等。由于食品的感官品质是由各种食品原料复杂的相互作用产生的（例如蛋糕的风味、质地、颜色和形态等性质是由原料的热胶凝性，起泡、吸水作用、乳化作用、粘弹性和褐变等多种功能性组合的结果），因而这些功能特性不仅与蛋白质的氨基酸组成、分子大小及结构形态等固有的物理属性有关，而且还与其他蛋白质相互作用的食物组分，如水、离子、碳水化合物、脂质及所处的环境情况或加工条件，如温度、

pH值、电离强度等有关。

椰子蛋白质（coconut protein）为木本油料种子蛋白，单个椰子中蛋白质含量较少4%～8%（湿基），但世界椰子的产量很大，因而椰子蛋白是来源丰富的植物蛋白质。椰子蛋白含18种氨基酸，必需氨基酸配比合理，L-精氨酸含量较高（14.8g/100g蛋白），前期的研究表明椰子蛋白具有降血脂、降低胆固醇、抑制高血脂症等保健功能。因而，椰子蛋白质是来源丰富、营养价值较高、保健功能较好的优质蛋白质，开发潜力巨大。从上世纪40年代开始，就有科员人员对椰子蛋白的功能特性进行研究。1930年美国科学家Sj?gren和Spychalski从椰子蛋白质中分离出一种分子量约208 kDa的球蛋白，并命名为cocosin。Molina等（1976）曾利用酶解-冷冻真空干燥技术制备了一种不含纤维的椰子浓缩蛋白（coconut protein concentration，CPC），并对其分子量、溶解性、乳化性、起泡性、凝胶性等功能特性进行了分析。郑亚军等（2009）曾从脱脂椰肉中制备椰子分离蛋白（coconut protein isolate，CPI），然后分析了pH、温度、离子强度等因素对椰子分离蛋白溶解性、乳化性、黏度、起泡性、水合性质的影响。Angelia（2012）则从椰子总蛋白质中分离出椰子球蛋白（cocosin），并分析了其氨基酸组成、溶解性、乳化性和起泡性及其在巴斯杀菌、加热等常见加工处理方式中的稳定性。本文将对椰子蛋白各种功能特性的研究进展进行

论述，以期为椰子的进一步开发利用提供指导。

1椰子分离蛋白的溶解性

溶解性是蛋白质最重要的功能特性之一。许多研究表明，蛋白质的溶解性不仅决定其应用范围，还与蛋白质的其他重要功能特性如乳化性、起泡性、黏度、凝胶性、耐热性、吸油性、吸水性等密切相关。而不溶性蛋白质在食品工业中的应用范围极其有限。因而，研究蛋白质的功能特性，必须从其溶解性入手。影响蛋白质溶解性的既有其本身的内在固有属性，如蛋白质构象、氨基酸组成、表面疏水性、分子大小等；也有pH、温度、离子强度、溶剂类型等外在因素。因而在测定一种蛋白质的溶解性时，还要系统分析食品加工中常见外在因素对其的影响。

郑亚军等（2011）从脱脂椰肉中采用缓冲溶液提取椰子蛋白质，并对其溶解性及影响因素进行了分析。结果表明，在等电点pH4.0处，大豆分离蛋白和椰子分离蛋白的溶解度最低，其原因是此时蛋白质表面静电荷为零或接近零，蛋白质的极性变小，与水结合力下降，蛋白质与蛋白质之间的排斥作用降低，发生聚集甚至沉淀；当pH远离等电点时，蛋

白质表面静电荷数增大，分子极性变大，水合作用增强，同时蛋白质与蛋白质之间的排斥力加强，导致大豆分离蛋白和椰子分离蛋白的溶解度都逐渐升高。在pH2～3时和pH10～12时，椰子分离蛋白的溶解度均显著地大于大豆分离蛋白的，

说明在强酸和强碱环境内，椰子分离蛋白的溶解度较好，这可能与椰子蛋白的组成有关。

在离子强度为0～0.15mol/L时，离子强度的增大促进了蛋白质的水合作用，蛋白质与水之间的氢键作用力加大，蛋白质表面的水化膜厚度增大，最终导致椰子分离蛋白的溶解度升高；当离子强度大于0.15mol/L时，椰子分离蛋白的溶

解度反而减小。其原因是在过高的离子强度下，离子与蛋白质竞争性地与水分子结合，使蛋白质-水之间的氢键作用力下降，蛋白质表面的水化膜变薄，蛋白质的水合作用变弱，溶解性下降。

在30℃～60℃时，水分活度上升，椰子分离蛋白的结构苏展，氨基酸残基上的极性基团与水分子的结合增加，溶解度随温度的升高而增大；当温度超过70℃后，蛋白质开始变性，结构解聚，包裹在分子内的疏水性残基外露，疏水作用力增大；同时蛋白质与水之间的氢键受到破坏，水合作用下降，溶解度降低。虽然不同植物蛋白的溶解性具有不同的最佳温度（即溶解度最大时的温度），但大量实验表明，植物

蛋白的最佳溶解温度一般在30～60℃内，超过70℃后极易

变性，溶解性下降。

2椰子分离蛋白的乳化性及影响因素

乳化性是决定一种蛋白质能否在乳胶状食品（例如牛奶、冰淇淋、干酪、蛋白饮料等）中发挥重要作用的关键因素。

郑亚军等（2011）从脱脂椰肉中采用缓冲溶液提取椰子分离蛋白质，并对其乳化性及影响因素进行了分析。

结果表明，在等电点范围（pH4左右）内，椰子分离蛋白的乳化性和乳化稳定性都很差；当远离等电点时，椰子分离蛋白和大豆分离蛋白的乳化性和乳化稳定性均得到提高。在所选pH范围内，椰子分离蛋白的乳化性显著地大于大豆分离蛋白；而椰子分离蛋白的乳化稳定性更是极显著地大于大豆分离蛋白。而当离子强度浓度由0.05mol/L增大到

0.15mol/L时，椰子分离蛋白的乳化性和乳化稳定性升高，且椰子分离蛋白的乳化性极显著性地大于大豆分离蛋白；当离子强度由0.15mol/L增大到0.3mol/L时，椰子分离蛋白的乳化性和乳化稳定性都降低。在30～70℃的范围内，随着温度的升高，椰子分离蛋白和大豆分离蛋白的乳化性都增高；温度大于70℃后，大豆分离蛋白的乳化性降低（如图5）。椰子分离蛋白乳化稳定性随温度的变化趋势与乳化性的变化

趋势一致，且在测试的范围内，椰子分离蛋白的乳化性显著地大于大豆分离蛋白的乳化性。3椰子分离蛋白的发泡性质及影响因素

发泡性质与乳化性质一样，同属于蛋白质的表面性质。在功能特性中，蛋白质的发泡性质与其溶解性、黏度、表面疏水性等性质密切相关；同时，蛋白质的起泡性又受到蛋白质分子形状、大小、构象、肽链的柔韧性等多种因素的影响；