段岢君等
摘 要 提取了脫脂椰子種皮中的蛋白質(zhì),對(duì)其功能性質(zhì),如溶解性、持水力、乳化性以及蛋白消化率等進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明,提取所得的脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)持水力(1.50 g/g)以及蛋白消化率(25.63%)均較低;pH對(duì)脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的溶解性、起泡性及乳化性的影響較大,在pH4.0時(shí),脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的溶解性和乳化性最低;而不同濃度的蛋白質(zhì)起泡性均在pH4.0時(shí)最高。
關(guān)鍵詞 脫脂椰子種皮;蛋白質(zhì);功能性
中圖分類號(hào) TS229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A
Study on the Protein Function of De-fat Coconut Endocarp
DUAN Kejun1,2, ZHANG Yufeng1, WANG Wei2, CHEN Weijun1 *, ZHAO Songlin1
1 Coconut Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wenchang, Hainan 571339, China
2 College of Food, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China
Abstract De-fat coconut endocarp(DCE)were extracted to determine and analyze the functional properties,such as solubility,water holding capacity,emulsification and protein digestibility. Results showed that the water holding capacity(1.50 g/g)and protein digestibility(25.63%)of DCE protein were low; And the effect of pH on DCE protein's solubility,foaming and emulsifying was high; The solubility and emulsification was minimum at pH4.0, while the foaming property of DCE proteins with different concentrations at pH4.0 was higher than that of other pH.
Key words De-fat coconut endocarp; Protein; Function
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.01.030
椰子(Cocos nucifera L.)為棕櫚科椰子屬多年生常綠喬木,是熱帶地區(qū)典型的木本油料作物和食品能源作物,其中椰肉占全果重28%~30%,富含油脂、蛋白質(zhì)等,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。據(jù)報(bào)道,文昌產(chǎn)椰子脂肪含量為35%~40%,蛋白質(zhì)為4%~5%[1],且氨基酸種類齊全,其精氨酸、谷氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸和纈氨酸含量均比花生蛋白的要高[2],可有效預(yù)防高血脂、高血壓和心血管等疾病[3-4]。目前,有關(guān)椰肉蛋白質(zhì)的提取工藝、蛋白亞基的組成及種間差異、抗氧化活性等方面的研究均有報(bào)道[5-7],而有關(guān)椰子種皮蛋白質(zhì)功能性質(zhì)方面的研究還處于起步階段。
椰子種皮是指椰子硬殼內(nèi)椰肉上附著的一層薄皮,成熟時(shí)呈黑褐色,可用刀將其削下。因顏色為褐色,它與椰肉共同榨取的油脂不利于市場(chǎng)銷售,所以在榨油前常將種皮單獨(dú)削除。據(jù)統(tǒng)計(jì),每個(gè)椰果能削得種皮約100 g,海南省每年可產(chǎn)椰子種皮2.37萬t。脫脂椰子種皮(De-fat Coconut Endocarp,DCE)是椰子種皮在提取油脂后的副產(chǎn)物,占椰子種皮總質(zhì)量的33%~36%,蛋白質(zhì)含量約為16%。脫脂種皮多被丟棄,或作為培養(yǎng)基質(zhì)和壓榨工業(yè)用油的原料使用,對(duì)其蛋白質(zhì)的組成、類型以及功能性質(zhì)的探討尚未見到。據(jù)此,本文旨在提取脫脂椰子種皮蛋白質(zhì),并對(duì)其功能性質(zhì)進(jìn)行研究,以期為進(jìn)一步的綜合加工利用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。
1 材料與方法
1.1 材料
脫脂椰子種皮采自海南省文昌市東郊鎮(zhèn)榨油廠;菜籽色拉油購自當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)。甲醇,硼酸納,氫氧化鈉,鹽酸,乙醚,乙醇,甲醇,冰乙酸,磷酸二氫鈉,磷酸氫二鈉,所有試劑均為分析純。
1.2 方法
1.2.1 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的提取 脫脂椰子種皮與pH8.0的磷酸鹽緩沖液按料液比1 ∶ 20混合,磁力攪拌提取2 h后,過濾收集濾液,在4 ℃,6 000 r/min下,離心15 min,棄沉淀(不溶性糖類和雜質(zhì)),收集上清液,用0.1 mol/L HCL調(diào)上清液pH值至3.5~4.5,使蛋白質(zhì)沉淀,再次磁力攪拌15 min,在4 ℃,6 000 r/min下,離心15 min。收集沉淀,用蒸餾水洗滌5~6次,然后真空冷凍干燥,得到脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)。
1.2.2 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)溶解性的測(cè)定[8] 用氮溶解指數(shù)(NSI)評(píng)價(jià)方法:用去離子水配制1%(w/v)脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)樣品溶液15 mL,用濃度0.5 mol/L HCL或0.5 mol/L NaOH溶液分別調(diào)pH值至3.0、4.0、5.0、7.0、9.0,磁力攪拌120 min后,3 000 r/min離心15 min,采用微量凱氏定氮法測(cè)定上清液中的氮含量。
NSI(%)=上清液中氮含量/樣品中氮含量×100
1.2.3 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)乳化性的測(cè)定[9] 用渾濁度評(píng)價(jià)方法:取濃度0.5 g/100 mL蛋白溶液(用35 mmol/L pH8.0磷酸緩沖液配制)3 mL,分別調(diào)節(jié)成pH值為4.0、5.5和7.0的樣品溶液,每個(gè)溶液加入1 mL菜籽色拉油,高速勻漿機(jī)20 000 r/min勻漿攪打2 min后,立即吸取攪打后的溶液,用1 g/L十二烷基磺酸鈉(SDS)溶液稀釋2 000倍,混勻后500 nm處測(cè)定吸光值,以SDS溶液作為空白。乳化活性(EAI)按下式計(jì)算:
1.2.6 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)消化率的測(cè)定 采用胃蛋白酶-胰蛋白酶兩步體外消化法[14]測(cè)定脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的消化率。
1.3 數(shù)據(jù)分析
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel和SPSS 13.0軟件處理,并用單因素方差分析進(jìn)行組間比較,數(shù)據(jù)間的差異性在p<0.05水平進(jìn)行比較,每次實(shí)驗(yàn)至少測(cè)定3次。
2 結(jié)果與分析
2.1 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的溶解性
脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)在不同pH值條件下溶解度不同(圖1),在pH值4.0左右溶解度最小,可推斷脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)在4.0左右。另外,脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)溶解性較差,這可能是因?yàn)槊撝臃N皮蛋白質(zhì)中清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白等類型的蛋白質(zhì)所占比例不同。
2.2 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的持水力
脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的持水力測(cè)定結(jié)果表明,其持水能力較低,為1.50 g/g,遠(yuǎn)低于其它作物種子蛋白質(zhì)的持水力,如紫蘇籽、南瓜籽和大豆分離蛋白的持水力分別為2.72、3.52和3.10 g/g[15]。這可能是因?yàn)槊撝臃N皮蛋白質(zhì)的溶解性相對(duì)較低,不利于蛋白質(zhì)向氣-水和油-水界面擴(kuò)散,從而降低了其表面活性。
2.3 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的起泡性
研究表明,蛋白質(zhì)起泡能力多取決于其可溶部分,不溶解的蛋白質(zhì)粒子因具有提高表面粘度的能力,也能在穩(wěn)定泡沫的過程中發(fā)揮有益作用。此外,蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的小分子多肽能增加起泡性;而不發(fā)生水解的蛋白質(zhì)以及水解產(chǎn)生的大分子多肽則有抑制起泡的作用(見表1)。由表1可以看出,各濃度的蛋白質(zhì)在pH4.0時(shí)的起泡性均最高,這可能是等電點(diǎn)附近產(chǎn)生了較多的不溶解蛋白質(zhì)粒子的緣故;在相同pH下,隨著濃度的增加,脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的起泡性也不斷增加,而在相同濃度,不同pH條件下,脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的起泡性有顯著性差異(p<0.05);這可能是因?yàn)樵诓煌乃釅A環(huán)境下,蛋白質(zhì)水解程度以及水解產(chǎn)物產(chǎn)生了明顯的差別。
2.4 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的乳化性
由圖2可以看出,脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的乳化性在不同pH條件下差異較大,等電點(diǎn)附近(pH4.0左右)的乳化性最低,再增加pH,其乳化能力有所上升。這可能是因?yàn)樵诓煌釅A條件下,水解產(chǎn)生的蛋白質(zhì)和低分子表面活性劑影響了其乳化穩(wěn)定性。
2.5 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)消化率
消化率是指動(dòng)物從植物中所消化吸收的部分占總攝入量的百分比,常用來評(píng)價(jià)飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。本文利用pH為8.0磷酸鹽緩沖液提取了脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)和椰肉蛋白質(zhì),冷凍干燥處理后,采用胃蛋白酶-胰蛋白酶兩步消化法測(cè)定其消化率,得到脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)和椰肉蛋白的體外消化率分別是25.6%和35.9%,與菜粕蛋白質(zhì)消化率(70%)、豆粕消化率(80%)和椰肉蛋白質(zhì)(35.9%)相比,椰子蛋白質(zhì)體外消化率均較低。這可能是因?yàn)橐臃N皮中含有較多的抗?fàn)I養(yǎng)因子,如單寧、植酸等阻礙了酶對(duì)蛋白質(zhì)的分解作用[16-17]。
3 討論與結(jié)論
隨著社會(huì)的發(fā)展,蛋白資源緊缺現(xiàn)象日益嚴(yán)重。對(duì)現(xiàn)有植物蛋白質(zhì)資源進(jìn)行改性以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍具有十分重要的意義[18-19]。因?yàn)閷⒅参锏鞍鬃鳛槭称诽砑觿┌床煌壤砑拥饺庵破?、乳制品等食品中,不僅可提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,而且可改善其自身的結(jié)構(gòu)性能,從而有利于人體消化吸收。例如在火腿中添加大豆蛋白,可增強(qiáng)其持水性和持油性,同時(shí)可減少瘦肉使用量,降低生產(chǎn)成本[20]。
本實(shí)驗(yàn)表明,脫脂椰子種皮的蛋白質(zhì)具有一定的功能特性,如在等電點(diǎn)pH4.0時(shí)的起泡性及乳化性較好;但其溶解度和持水性與大豆蛋白有一定的差距。因此,為了拓寬脫脂椰子種皮的應(yīng)用范圍,早日實(shí)現(xiàn)其高值化利用,應(yīng)當(dāng)在今后的研究中探討更加合理的物理、化學(xué)或者生物處理方法,有效降解其中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,使其成為更好的添加成分;同時(shí)也有必要對(duì)其蛋白質(zhì)類型進(jìn)行分析,探索出適合此類蛋白質(zhì)的加工技術(shù)路線,使其發(fā)揮出最大的作用。
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責(zé)任編輯:葉慶亮