食品蛋白新资源元宝枫蛋白

食品蛋白新资源———元宝枫蛋白

王性炎1,李艳菊2,王姝清1

(1.西北农林科技大学,712100陕西省杨凌区; 2.北京理工大学生命科学与术学院, 100081 北京市)

摘要: 对元宝枫种子蛋白质的含量、化学组成和其主要功能特性的研究表明: 元宝枫种仁的蛋白质含量为 27.15%, 仅次于大豆。元宝枫蛋白含有人体必需的 8 种氨基酸, 为完全蛋白。其蛋白的等电点为 4.38; 在等电点附近, 种仁脱脂粉的溶解度、起泡性、泡沫稳定性最低, 而当 pH 6 ～7 时, 表现较佳。与大豆脱脂粉相比, 元宝枫种仁脱脂粉具有更好的吸油性, 种仁蛋白具有更好的起泡性。

关键词: 元宝枫蛋白; 种仁脱脂粉; 种仁蛋白; 功能特性

蛋白质是人类不可缺少的营养素。随着我国经济的快速发展, 人民生活水平的日益提高和健康意识的加强, 对优质蛋白的需求不断增长, 开发利用新的植物蛋白资源具有重要意义。

元宝枫(Acer truncatum Bunge) 又名元宝槭、华北五角枫、元宝树, 是槭树科槭属植物, 为中国特有树种。20 世纪 70 年代以来, 我们对元宝枫种子的化学成分进行了系统的分析研究和开发利用, 实践证明, 元宝枫是一种优质木本油料和食品蛋白新资源。本文对元宝枫种仁的蛋白质含量、氨基酸组成和蛋白功能特性进行了研究, 为元宝枫蛋白的开发利用提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 原料

元宝枫籽: 采集于陕西省杨凌, 机械脱皮后得元宝枫种仁, 备用。大豆: 市售。

1.2 样品制备

1.2.1 脱脂粉的制备

将元宝枫种仁低温烘干, 研磨, 置于滤纸筒中, 用索氏抽提法分离出油脂, 得到元宝枫种仁脱脂粉(DFKP)。用同样处理方法得到大豆脱脂粉。

1.2.2 元宝枫种仁蛋白的制备

将上述得到的种仁脱脂粉, 按固液比 1∶10(W /V) 加水混合均匀, 用10% NaOH 调 pH 至 7.0, 在胶体磨上磨浆 5 min, 置于40 ℃水浴中搅拌抽提 30 min。然后过 200 目筛,再将固相物质以固液比 1 ∶5(W /V) 加水进行第二次抽提。合并两次抽提液, 用盐酸调 pH 至 4.38, 静置 10 h 后, 离心分离弃去乳清水, 沉淀物置于真空干燥箱中烘干(真空度为 0.095 MPa, 温度45 ℃), 磨细

过 100 目筛, 即得元宝枫种仁蛋白试样。

1.3 种仁成分分析方法

元宝枫种仁化学成分的测定, 均采用常规分析方法。其中蛋白质含量的测定采用微量凯氏定氮法, 氨基酸的测定采用氨基酸自动分析仪。

1.4 功能特性测定方法

1.4.1 等电点称取元宝枫种仁脱脂粉 4.5 g, 与150 mL 蒸馏水混于烧杯中, 置于30 ℃水浴中搅拌30 min, 过 200 目筛, 弃去废渣。然后分别量取 20 mL滤液于 6 个烧杯中, 用 HCl 和NaOH 溶液调节其pH, 依次为 3、4、5、6、7、8。在室温下放置 30 min 后,依据 6 个烧杯中沉淀量的多少, 得知其等电点的大概范围。在这一范围继续设置多个 pH 点, 按上述方法继续测定。最后, 通过抽滤, 根据沉淀量的多少准确判断元宝枫种仁蛋白质的等电点。

1.4.2 氮溶解指数(NSI) 分别将 1 g 样品混于 40mL 蒸馏水中, 并用 0.1 mol/LHCl 和NaOH 溶液调节到相应的 pH, 在30 ℃水浴中搅拌 1 h 后, 调节 pH并定容至 50 mL。通过抽滤获取滤液, 测定滤液及样品中的含氮量。根据下列公式计算氮溶解指数:

NSI=滤液中含氮量 /样品中总氮×100%

1.4.3 起泡性与泡沫稳定性

配制一定浓度的蛋白质溶液 250 mL, 调节到所需 pH, 在胶体磨上磨浆5 min 后, 记录磨浆止时的泡沫体积, 根据下列公式计算起泡性:

起泡性=磨浆停止时泡沫体积/250×100%记录磨浆停止 1、10、20、30 min 及 60 min 时泡沫的体积, 用此数据衡量泡沫稳定性。

1.4.4 乳化力与乳化稳定性将2g样品和50mL蒸馏水混合, 调至所需 pH。量取此溶液5mL10mL量筒中, 加入5mL元宝枫油,摇匀,放置30min,测量乳化层高度, 并计算乳化力。

乳化力(EA)=乳化层高度 /总高度×100%

同时, 另取溶液 5mL于 10mL量筒中, 加入 5mL元宝枫油, 摇匀, 在80 ℃水浴中恒温加热 30 min, 在室温下放置 30 min, 测量乳化层高度, 按下式计算

乳化稳定性:

乳化稳定性(ES)=加热后乳化力 /加热前乳化力×100%

1.4.5 吸油性取 0.4 g 样品和 4 mL 元宝枫油加入带刻度的锥形离心试管中, 用细金属丝混合 1 min, 放置 30 min 后, 在 2 000 r /min 条件下离心 25 min, 读取游离油的毫升数。根据下列公式计算样品吸油性:

吸油性(mL/g)=(4-游离油体积)/0.4

2 结果与分析

2.1 元宝枫种仁的化学成分(见表 1)

由表 1 可看出, 元宝枫种仁主要含油和蛋白质,两者总量达 75%。种仁中不含淀粉, 在植物种子中是少见的, 还含少量的多聚戊糖、蔗糖和粗纤维。

2.2 元宝枫蛋白质的含量和氨基酸组成

豆科植物因为它们种子中有高比例的蛋白质,常被称为蛋白质作物。元宝枫种仁中蛋白质含量与常见的干豆类的蛋白质含量比较见表 2。

由表 2 可见, 多数豆类蛋白质含量通常为 20%～30%, 而大豆蛋白质含量高达 35%。元宝枫种仁蛋白质含量为27.15%, 仅次于大豆和青豆, 具有很大的开发潜力。

元宝枫蛋白和几种重要油料植物蛋白的氨基酸组成及含量见表 3。