朱 慧,涂 世,刘蓉蓉,刘 睿*
酶法提取苦荞麦蛋白的理化性质和加工性质
朱 慧,涂 世,刘蓉蓉,刘 睿*
(华中农业大学食品科学技术学院, 湖北 武汉 430070)
以苦荞麦为原料,采用酶法提取制备苦荞麦粗蛋白,并进一步对粗蛋白进行分离得到4种蛋白组分,然后对粗蛋白和各蛋白组分的理化性质和加工性质进行研究。结果显示:5种蛋白的等电点依次是:粗蛋白pH4.6、清蛋白pH4.4、球蛋白pH5.1、醇溶蛋白pH4.5、谷蛋白pH5.2;变性温度依次是:粗蛋白95.5℃、清蛋白100.0℃、球蛋白94.3℃、醇溶蛋白53.4℃、谷蛋白84.0℃;苦荞中各种蛋白质的分子质量都较低,缺乏高分子质量蛋白质组分,容易消化吸收,且氨基酸组成合理,种类齐全,富含赖氨酸。本研究获得的苦荞麦粗蛋白和得率最大的谷蛋白组分,能够在类似火腿肠的体系测试中呈现良好的功能性质。
苦荞麦;蛋白质;提取;理化性质;功能性质
荞麦是一种广泛分布于我国的双子叶禾谷类作物,又称乌麦、花麦或三角麦,其种类有苦荞、甜荞、金荞和齿翅荞4种,而我国常见的荞麦是苦荞和甜荞[1]。苦荞麦是一种“食药两用”的粮食作物[2]。苦荞麦蛋白含有人体必需的8种氨基酸,还富含其他谷物限制性氨基酸——赖氨酸,其组成模式符合FAO/WHO推荐标准,具有较高的生物价值,优于大米、小麦粉、玉米粉、小米,苦养麦粉蛋白质中必需氨基酸评分在70分以上的有7项[2],与大豆蛋白质相当,是高蛋白质食品原料。研究结果表明,苦荞麦蛋白具有多种生理功能,如降低血液中胆固醇、改善便秘、抑制脂肪积累等,还可预防胆结石、乳腺癌、肠癌[3]。目前苦荞蛋白研究重点主要集中在生理活性方面,而对其加工特性的研究较少,仅少量文献报道将其用于面条和肉产品中[4],使得苦荞蛋白独特的加工特性和高营养价值没有得到充分利用。
本研究主要探讨通过碱性蛋白酶制备、分离得到苦荞麦分离蛋白质的理化性质和加工性质,以期为苦荞蛋白作为功能性蛋白配料应用于火腿肠等食品工业提供参考,进一步提高苦荞麦的经济价值。
1.1 材料与试剂
苦荞麦购于湖北潜江市(产地贵州,蛋白质含量13.4%);苦荞麦粉(60目)。
碱性蛋白酶(BR,酶比活力183457.2U/mL) 诺维信公司;大豆蛋白(BR) 美国杜邦公司;磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、SDS 、甘油(皆为AR级)、酪蛋白(BR)国药集团化学试剂有限公司;Tris-Base(BR) 武汉天源生物技术有限公司;丙烯酰胺(BR)、TEMED(AR) 宁波科瑞生物工程有限公司。
1.2 仪器与设备
BETA2-8LD真空冷冻干燥机 美国Christ公司;722型可见光分光光度计 天津普瑞斯仪器有限公司;RE52CS-1旋转蒸发器 上海亚荣有限公司;835-50型氨基酸自动分析仪 日本日立公司;204F1型差示扫描量热仪 德国耐驰公司;DYY-Ⅲ4型高压双稳电泳仪 北京六一仪器厂。
1.3 方法
1.3.1 酶法制荞麦粗蛋白
采用碱性蛋白酶酶法提取苦荞麦粗蛋白的反应条件是:加酶量60U/g、反应温度40℃、pH8、料水比1:12(m/V)、搅拌反应时间40min。具体的荞麦蛋白制备工艺流程如下[5-7]:
苦荞粉→加入提取液 → 调节体系pH值为8 → 加入60U/g碱性蛋白酶,在40℃提取40min → 4000r/min离心5min → 上清液等电点沉淀 → 沉淀分散、中和、透析24h → 冷冻干燥 → 荞麦粗蛋白固体粉末
1.3.2 苦荞麦蛋白质的测定方法
粉末中蛋白质含量测定:凯氏定氮法;溶液中蛋白质含量测定:考马斯亮蓝法。
1.3.3 Osboren蛋白质分类法
将制备的粗蛋白用石油醚脱脂后,参照Osboren法[8],称取5g苦荞麦脱脂粗蛋白,加入10倍的蒸馏水,在室温下搅拌2h,3000r/min离心10min,上清液即为清蛋白,测量上清液的蛋白质含量;沉淀物加入10倍体积的2g/100mL NaCl溶液,在室温下搅拌2h,3000r/min离心10min,上清液即为球蛋白,测量上清液的蛋白质含量;沉淀物加入10倍体积的70%乙醇溶液,在室温下搅拌2h,3000r/min离心10min,上清液即为醇溶蛋白,测量上清液的蛋白质含量;沉淀物加入10倍0.05mol/L NaOH溶液,在室温下搅拌2h,3000r/min离心10min,上清液即为谷蛋白,测量上清液的蛋白质含量,如果有蛋白残留,再测量残渣中的蛋白质含量[5]。
1.3.4 苦荞蛋白组分的制备
将按1.3.3节的方法分别得到的清蛋白、球蛋白和谷蛋白上清液,调节各上清液的等电点使之沉淀,再置于离心机4000r/min分离5min,取出沉淀后加蒸馏水均质、分散、中和后,进行冷冻干燥(料液厚度1~1.5cm,干燥时间24h),获得3种蛋白质粉末[7]。醇溶蛋白由于溶剂为乙醇,不能通过等电点分离浓缩蛋白质,其制备方法是先真空浓缩(温度≤40℃),除去乙醇溶剂后,再通过冷冻干燥制得醇溶蛋白粉末。
1.3.5 苦荞麦蛋白质理化性质
1.3.5.1 苦荞麦蛋白质等电点的测定
用0.1mol/L 的醋酸和NaOH溶液配制pH值分别为3、3.5、4、4.5、5、5.5、6的缓冲溶液。再取7个10mL离心管,每管分别加入5mL上述不同pH值的样品缓冲液,分别加入10mg各种苦荞麦蛋白,于20℃混合摇匀后,在3000r/min离心10min,取0.1mL上清液,用考马斯亮蓝法测上清液中蛋白质含量[5],蛋白质含量最低时的pH值即为等电点。
1.3.5.2 苦荞蛋白质变性温度的测定
采用差示扫描量热仪 (DSC)进行,称取1mg的各蛋白冷冻干燥制品置于铝盒中,再向铝盒中添加10μL的pH7.5的磷酸盐缓冲液,然后将样品于4℃放置10h左右。以空铝盒为对照,氮气流速是20mL/min,扫描范围是30~120℃,升温速率是10℃/min[7]。
1.3.5.3 苦荞蛋白质SDS-PAGE电泳分析
采用不连续SDS-PAGE电泳凝胶,使用垂直板电泳槽,分离胶12%,浓缩胶5%。12%的分离胶配方:双蒸水3.29mL、丙烯酰胺4mL、分离胶缓冲液2.5mL、TEMED 10μL、10%过硫酸胺100μL、10% SDS 100μL。5%的浓缩胶配方:双蒸水2.765mL、30%丙烯酰胺650μL、浓缩胶缓冲液500μL、TEMED 4μL、10%过硫酸胺40μL、10% SDS 40μL。制备分离胶和浓缩胶后,进行样品的处理,样品以1:4(m/V)加入缓冲液,上样量为20μL,采用SDS-PAGE低相对分子质量标准蛋白作参比。电泳开始时电压为50V,进入分离胶后电压改为100V。电泳结束后,采用考马斯亮蓝R-250染色2h,然后脱色12h后,拍照记录分析[9]。
1.3.5.4 苦荞蛋白质的氨基酸组成分析
将苦荞麦4种蛋白组分,溶于一定量的6mol/L的盐酸溶液中,移入水解管封管后,在110℃中水解20~24h,开管将各蛋白组分样品全部洗涤到蒸发皿水浴蒸干除去盐酸,过滤定溶至50mL[8],用日立氨基酸自动分析仪测定各蛋白组分的氨基酸组成。
1.3.6 苦荞蛋白质加工性质研究
加工性质的研究在模拟火腿肠条件下[7,10]进行,pH7.5、NaCl质量浓度为3g/100mL、蔗糖质量浓度为1g/100mL的磷酸盐缓冲溶液,并以大豆蛋白作为对照。
1.3.6.1 苦荞蛋白质溶解性的测定
取6个加入了25mL配制的pH7.5、NaCl质量浓度为3g/100mL、蔗糖质量浓度为1g/100mL的磷酸盐缓冲溶液的50mL刻度离心管,再分别加入0.1g 5种苦荞蛋白样品和大豆蛋白样品,23000r/min均质分散2min,放置30min后在4000r/min离心5min[8,11],取出上清液,测定各蛋白上清液的吸光度,蛋白质溶解性用溶解的蛋白质占总蛋白质的百分含量表示。
1.3.6.2 苦荞蛋白质乳化性的测定
将15mL的pH7.5、NaCl质量浓度为3g/100mL、蔗糖质量浓度为1g/100mL的磷酸盐缓冲溶液,加入3g/100mL的蛋白样品,用均质器以23000r/min均质2min后,加入15mL的色拉油,再在23000r/min均质2min,立取10mL的乳状液于15mL刻度离心管中,在2500r/min离心5min,取出离心管,读出乳化层的体积[8,11]。按照公式(1)计算乳化能力(EC);将以上乳化样品于80℃水浴30min,取出冷却后读出乳化层高度,按照公式(2)计算乳化稳定性(ES)。
1.3.6.3 苦荞蛋白质起泡性能的测定
蛋白质的起泡性能包括起泡能力和泡沫稳定性,取一定量的pH7.5、NaCl质量浓度为3g/100mL、蔗糖质量浓度为1g/100mL的磷酸盐缓冲溶液,加入3g/100mL的蛋白样品,测量溶液的体积V1,在匀浆机中23000r/min均质2min后,测量搅打停止时的泡沫体积V2,放置3min后测量此时的泡沫高度V3。按式(3)、(4)计算起泡能力(FC)和起泡稳定性(FS)[8]。
1.3.6.4 苦荞蛋白质持水性的测定
准确称取0.1g蛋白样品于10mL离心管中,加入5mL pH7.5、NaCl质量浓度为3g/100mL,蔗糖质量浓度为1g/100mL的磷酸盐缓冲溶液,用玻璃棒搅拌将样品搅匀,于2500r/min离心10min,离心后除去上层清液称质量。
按式(5)计算持水性(WA)[12]:
式中:m为样品质量/g;m1为离心管和样品质量/g;m2为离心管和沉淀物质量/g。
1.3.6.5 苦荞蛋白质持油性的测定
准确称取0.3g样品于10mL离心管中,加入2mL色拉油,室温下静置1h后,在3500r/min离心20min,倒掉上清液,10min后称量离心管和沉淀的质量[13]。按式(6)计算持油性(FA)。
式中:m为样品质量/g;m1为离心管和样品质量/g;m2为离心管和沉淀物的质量/g。
2.1 苦荞蛋白质的提取
采用碱性蛋白酶辅助提取、等电点沉淀、透析袋脱盐、冷冻干燥等工艺来提取、制备苦荞麦蛋白质,本实验所获得的苦荞粗蛋白的提取率可以达到73%,冷冻干燥后的粗蛋白干粉用凯氏定氮法测量,其中蛋白质的含量是72.3%。
2.2 苦荞蛋白质的分离及其组成
将苦荞粗蛋白按Osborne法分离成清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白,分离提取4种蛋白的组分比例见表1。
表1 苦荞粗蛋白中4种分离蛋白比例Table 1 Protein composition of the protein-rich extract from tatary buckwheat
由表1可知,在粗蛋白组分中,谷蛋白的含量最高,清蛋白和球蛋白含量相似,醇溶蛋白含量最低,只有4.4%。谷蛋白含量高可能是因为粗蛋白的提取环境是碱性,因此在分类过程中溶于碱溶液的谷蛋白含量最高。张超[5]报导直接从苦荞粉中分离出4种蛋白组分发现,苦荞蛋白质中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白的比例是32%:27%:3%:38%。但是Javornik等[14]采用与之同样的方法研究发现,苦荞蛋白含有18%清蛋白,43%球蛋白、1%醇溶蛋白和38%谷蛋白及残基。皆与本实验的测定结果不相同,这可能由于一是制备4种蛋白质的方法不相同,二是苦荞的品种和产地不同所致。
2.3 苦荞蛋白质的理化性质
2.3.1 苦荞蛋白质的等电点
图1 苦荞蛋白组分的等电点测定结果Fig.1 Determination of isoelectric point of the crude extract and its four fractions
5种苦荞麦蛋白的等电点测定结果见图1。建立不同pH值条件下对应上清液中蛋白质质量浓度曲线方程,通过计算曲线的最低点得到5种苦荞蛋白的等电点依次是:粗蛋白4.6、清蛋白4.4、球蛋白5.1、醇溶蛋白4.5、谷蛋白5.2。
2.3.2 苦荞蛋白质的变性温度
通过差示扫描量热法分别测定苦荞粗蛋白和分离组分的变性温度结果见表2。
表2 苦荞蛋白组分的变性温度Table 2 Denaturation temperature of tartary buckwheat protein dilute solution solution
由表2可知,在苦荞蛋白中,粗蛋白、清蛋白、球蛋白和谷蛋白溶液的热变性温度较高,都在80℃以上,热稳定性良好,加工过程的适应性好。而苦荞醇溶蛋白溶液的热变性温度较低,在热处理过程中较易发生变性。郭荣荣[7]报道甜荞中粗蛋白、清蛋白和谷蛋白的变性温度都高于球蛋白和醇溶蛋白,变性温度的测定结果都高于本实验的结果,这可能是由于原料的差异以及制备蛋白方法的不同,本研究的原料是苦荞,蛋白组分是从粗蛋白中分离得到;而郭荣荣[7]采用的原料是甜荞,蛋白组分是直接从甜荞粉中获得。
2.3.3 苦荞蛋白质的电泳分析
图2 酶法工艺制备苦荞粗蛋白质及其分离组分的SDS-PAGE图谱Fig.2 SDS-PAGE of the crude extract and its four fractions
将苦荞麦粗蛋白及其分离组分进行SDS-PAGE凝胶电泳,结果如图2所示。苦荞各种蛋白的分子质量分布是:粗蛋白分子质量分布广泛,在1×104~12×104kD都有分布,主要条带集中在43000、33000kD和19000kD;清蛋白的分子质量分布介于1×104~5× 104kD,主要蛋白条带约是43000、18500kD和15200kD;球蛋白主要条带较多,主要分布约是68000、43000、34000、27000kD和18400kD;醇溶蛋白主要分布在凝胶下端分子质量较低的区域,没有明显条带,分子质量主要分布在17000kD以下;谷蛋白的条带分布与粗蛋白、清蛋白和谷蛋白相似,主要分布带较少,只有4400kD和18500kD,在5×104~10×104kD和1×104~3×104kD也有少量分布。
苦荞各种蛋白的分子质量都较低,采用本实验方法所获得的荞麦各种蛋白都不含有高分子质量蛋白质组分,这与陶健[15]、张超[5]和Feliciano等[16]的研究结果相类似。而蛋白质的分子质量较低,在一定程度上将有利于苦荞麦蛋白在人体中的消化吸收,因此本研究制备的苦荞蛋白质由于分子质量低,易于溶解和吸收,是一种良好的蛋白质资源。
2.3.4 苦荞蛋白质组分的氨基酸组成分析
表3 苦荞蛋白组分的氨基酸组成分析Table 3 Amino acid composition of the crude extract and its four fractions g/100g
由表3可知,清蛋白中除色氨酸以外的必需和半必需氨基酸仅蛋氨酸稍低外,其他的氨基酸全都高于FAO/WHO推荐的成人需要量,其中苏氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、组氨酸高于儿童需要量;球蛋白的氨基酸组成与清蛋白类似,8种必需和半必需氨基酸中只有蛋氨酸低于成人需要量,其他的氨基酸都高于成人需要量,其中缬氨酸、组氨酸、异亮氨酸含量高于儿童需要量;醇溶蛋白中各种氨基酸含量都偏低;谷蛋白的氨基酸组成中,蛋氨酸的含量与成人需要量基本相当,其他氨基酸都高于成人需要量,其中缬氨酸、组氨酸的含量高于小孩需要量。对于非必需氨基酸,清蛋白、球蛋白和谷蛋白中含量较高的依次是:谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸。醇溶蛋白中各种氨基酸的含量均较低,小于1%。
因此,苦荞蛋白质作为一种植物蛋白,其氨基酸种类齐全,含量丰富,特别是一般谷物蛋白质中比较缺乏的赖氨酸含量较高,是全价蛋白质。所含必需氨基酸与世界卫生组织提出的WHO模式相比较,大部分高于其模式含量,只有蛋氨酸的含量较低,为第一限制性氨基酸,可以通过提高苦荞蛋白质中含硫氨基酸(蛋氨酸和胱氨酸)含量的方式来改良苦荞营养品质。
2.4 苦荞蛋白质的加工功能性质
2.4.1 苦荞蛋白组分的溶解性测定
图3 苦荞蛋白组分的溶解性比较Fig.3 Solubility comparison among the crude extract and its four fractions
由图3可知,溶解性最好的是粗蛋白,其次为清蛋白;球蛋白与谷蛋白溶解性相当,醇溶蛋白和大豆蛋白溶解性最差。醇溶蛋白的溶解性差可能是由于蛋白质的溶解性受有机溶剂的影响,醇溶蛋白可能含有少量的乙醇残留,乙醇会使水的介电常数降低,因而使其溶解性降低[17]。
溶解性质在蛋白质的功能性质中处于基础性地位,影响着其他功能性质如增稠、起泡、乳化和胶凝等,溶解性不佳的蛋白质在食品中的应用往往是非常有限的[18]。因此荞麦蛋白中粗蛋白和清蛋白的应用前景最好,除了醇溶蛋白之外,荞麦蛋白总体溶解性都高于大豆蛋白,这在一定程度上说明苦荞麦蛋白代替大豆蛋白作为功能性的食品配料是可行的。
2.4.2 苦荞蛋白质的乳化性
图4 苦荞蛋白组分的乳化性能比较Fig.4 Comparisons of emulsifying capacity and emulsion stability among the crude extract and its four fractions
由图4所示,6种供试蛋白都有良好的乳化能力和乳化稳定性。乳化能力的测定中,苦荞清蛋白的最好,其次是粗蛋白,而醇溶蛋白、球蛋白、谷蛋白和大豆蛋白的乳化稳定性相差不大。乳化稳定性的测定中,6种供试蛋白测定结果均在95%以上,其中球蛋白的乳化稳定性最强,达到了99%,说明供试蛋白都可以较好的长时间保持其乳化作用。综合乳化能力和乳化稳定性两个因素考虑,清蛋白和粗蛋白的乳化性能最佳,而大豆蛋白的乳化性能在6种供试蛋白中最差。
蛋白质乳化作用在一定程度是以溶解性为基础的,溶解性良好的蛋白质才能表现出良好的乳化性质,在本实验中,溶解性最佳的是粗蛋白和清蛋白,这与乳化性质的测定中表现最好的是清蛋白和粗蛋白相符。
2.4.3 苦荞蛋白质的起泡性
图5 苦荞蛋白组分的起泡性能比较Fig.5 Comparisons of foaming capacity and foam stability among the crude extract and its four fractions
图5 结果表明,在起泡能力的测定中,大豆蛋白的起泡能力最好,达到了122.7%;其次是谷蛋白和清蛋白,起泡能力最差的是醇溶蛋白;在起泡稳定性的测定中,清蛋白表现最好,其次是大豆蛋白,表现最差的是粗蛋白。粗蛋白的溶解性表现最好,而溶解性好是起泡性好的必要条件,但溶解性最好的粗蛋白的起泡性最差,这可能是由于粗蛋白中含有一定的脂肪,而脂类物质会严重损害蛋白质的起泡性能,阻碍泡沫的产生和稳定[17],因此粗蛋白的起泡性较差。
综合两个评价指标,起泡性能最好的是大豆蛋白,起泡性能最差的是粗蛋白,而其他荞麦蛋白组分的起泡性能都表现较好。荞麦蛋白的起泡性总体都低于大豆蛋白,这与陶健[15]和Feliciano等[16]的研究结果相同。
2.4.4 苦荞蛋白质的持水性
图6 苦荞蛋白组分的持水性能比较Fig.6 Water-binding capacity comparison among the crude extract and its four fractions
如图6所示,持水性最好的是谷蛋白,其次是粗蛋白和清蛋白,醇溶蛋白的持水性最差。除了醇溶蛋白外,苦荞蛋白组分的持水性都要高于大豆蛋白。由于蛋白质持水能力在各种食品的质地性能中起着主要作用,食品如火腿肠中蛋白质保持的水分越多,制作出的食品口感越鲜嫩,因此从蛋白的持水性角度可以看出,用苦荞蛋白来代替大豆蛋白应用于食品中具有一定的优势。
2.4.5 苦荞蛋白质的持油性
图7 苦荞蛋白组分的持油性能比较Fig.7 Oil-binding capacity comparison among the crude extract and its four fraction
如图7所示,大豆蛋白的持油性最好,明显高于苦荞中各种蛋白质。而在苦荞蛋白中,持油性最好的是粗蛋白,其次是清蛋白和球蛋白,醇溶蛋白的持油性最差。持油性决定了蛋白质所能吸附油脂能力的大小,这对于含油食品,特别是火腿肠、肉馅等食品中蛋白质的添加应用有重要的影响,因此苦荞蛋白中粗蛋白、清蛋白和谷蛋白较之醇溶蛋白和球蛋白,更适合作为功能性的蛋白质添加剂加入到含油食品中。
在荞麦蛋白的持水性和持油性方面,前人研究较少。Tomotake 等[13]研究表明荞麦粗蛋白持水性低于大豆蛋白,持油性高于大豆蛋白,这与本实验研究结果相反,这可能是由于荞麦的种类、产地和提取制备的方法不同,同时采用的参考大豆蛋白的制备方法和品种也不相同所导致的。
3.1 由酶法制备苦荞粗蛋白,工艺参数为:反应体系pH值为8,加酶量60U/g,反应温度40℃,反应时间40min,其荞麦粗蛋白的提取率为73%。将提取液在等电点沉淀、透析袋脱盐、冷冻干燥等得到苦荞麦粗蛋白,其蛋白质含量为72.3%。
3.2 将实验制得的苦荞粗蛋白,利用溶解性差异按Osborne法分离后,可制得苦荞清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白4种蛋白质,其含量组成分别是19.1%、21.5%、4.4%、55%。
3.3 苦荞粗蛋白和4种分离蛋白组分的等电点测定结果依次是:粗蛋白4.6、清蛋白4.4、球蛋白5.1、醇溶蛋白4.5、谷蛋白5.2。
3.4 通过差示扫描量热法测定苦荞粗蛋白和4种蛋白组分的热变性温度结果是:粗蛋白95.5℃、清蛋白100.0℃、球蛋白94.3℃、醇溶蛋白53.4℃、谷蛋白84.0℃。
3.5 对苦荞蛋白组分进行电泳分析,探讨苦荞粗蛋白分子质量分布。结果显示:粗蛋白在1×104kD到12× 104kD都有分布,条带主要集中在43000、33000kD和19000kD;清蛋白的分布介于1×104kD到5×104kD,条带主要集中在43000、18500kD和15200kD;球蛋白的分布价于1×104kD到7×104kD,条带主要集中在68000、43000、34000、27000kD和18400kD;醇溶蛋白分子质量较低,分子质量主要分布在17000kD以下,没有明显条带;谷蛋白分布和清蛋白相似,但主要分布带较少,分别是44000kD和18500kD。
3.6 苦荞麦蛋白组分中,4种蛋白中除色氨酸以外的必需和半必需氨基酸齐全,荞麦蛋白组分中清蛋白、球蛋白和谷蛋白的氨基酸组成全部都高于或接近FAO/WHO推荐的成人需要量,而醇溶蛋白的氨基酸组成含量普遍较低。
3.7 将苦荞麦粗蛋白和蛋白组分在pH7.5、NaCl质量浓度为3g/100mL、蔗糖质量浓度为1g/100mL的磷酸盐缓冲溶液中测定它们的功能性质,以大豆蛋白为对照,测定结果是溶解性和乳化性最好的都是清蛋白和粗蛋白;起泡性能最好的是大豆蛋白,其次是清蛋白;持水性最好的粗蛋白和谷蛋白,持油性最好的是大豆蛋白和粗蛋白。
苦荞蛋白组分的功能性质的测定是在类似于火腿肠的体系环境进行的,即在pH7.5、NaCl质量浓度为3g/100mL、蔗糖质量浓度为1g/100mL的磷酸盐缓冲溶液中测定它们的功能性质,目的是更好的研究苦荞蛋白作为食品配料添加到火腿肠等食品所呈现的功能性质,这为苦荞蛋白更好的作为功能性配料添加到食品中提供一定的理论依据。研究结果表明,苦荞蛋白组分除醇溶蛋白外都能在火腿肠的模拟体系环境中能呈现较好的加工性质,但具体在火腿肠等食品中添加苦荞蛋白的种类及添加量的多少,需要进一步通过实验进行探讨。
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Physico-chemical and Functional Properties of Enzymatically Prepared Tatary Buckwheat Protein
ZHU Hui,TU Shi,LIU Rong-rong,LIU Rui*
(College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)
A crude protein-rich extract was enzymatically prepared from tatary buckwheat, and fractionation of the extract was carried out and four fractions (albumen, globulin, prolamin and prolamine) were obtained. The physico-chemical and functional properties of the extract and its four fractions were then characterized. The isoelectric point of the crude extract was determined to be 4.6, and those of separated albumen, globulin, prolamin and glutenin were 4.4, 5.1, 4.5 and 5.2, respectively. Their denaturation temperatures were 95.5, 100.0, 94.3, 53.4 ℃ and 84.0 ℃, respectively. Tartary buckwheat was rich in low molecular weight proteins, but lacked in high molecular weight ones, indicating that it is easy to digest and absorb. Moreover, its amino acid composition was reasonable, with a complete range and abundant lysine content. The crude extract and glutenin with the largest yield obtained in this study showed good functional properties in a simulated ham system.
tartary buckwheat;protein;extraction;physico-chemical properties;functional properties
TS201.2
A
1002-6630(2010)19-0197-07
2010-06-25
华中农业大学SRF项目(A08057)
朱慧(1987—),女,本科,研究方向为食品科学与工程。E-mail:zhuhui87@yahoo.cn
*通信作者:刘睿(1969—),男,副教授,博士,研究方向为功能食品及农副产品深加工。E-mail: liurui@mail.hzau.edu.cn