蘆 鑫 孫 強 張麗霞宋國輝 黃紀(jì)念

(河南省農(nóng)科院農(nóng)副產(chǎn)品加工所1，鄭州 450002) (河南省農(nóng)產(chǎn)品生物活性物質(zhì)工程技術(shù)研究中心2，鄭州 450002)

亞臨界水水解脫脂高溫芝麻餅粕中蛋白與糖類研究

蘆 鑫1,2孫 強1, 2張麗霞1,2宋國輝1,2黃紀(jì)念1,2

(河南省農(nóng)科院農(nóng)副產(chǎn)品加工所1，鄭州 450002) (河南省農(nóng)產(chǎn)品生物活性物質(zhì)工程技術(shù)研究中心2，鄭州 450002)

亞臨界水是一種綠色化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)，已經(jīng)應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品加工。為拓展芝麻餅粕的利用途徑，采用亞臨界水將脫脂高溫芝麻餅粕中的水不溶性蛋白與糖分別水解為水溶性小分子物質(zhì)。以上清液中蛋白、多肽和氨基酸、還原糖濃度為指標(biāo)，考察亞臨界水溫度、時間與pH對降解芝麻餅粕中蛋白與糖的影響。電泳結(jié)果顯示亞臨界水可以有效將因高溫變性形成的高分子蛋白降解成低分子蛋白；亞臨界水溫度、加熱時間與pH是芝麻蛋白和糖類水解的顯著影響因素；選擇適宜的亞臨界水條件可以將原上清液中(0.08 ± 0.01) mg/mL、(6.40 ± 0.08) mg/mL、(1.2 ± 0.1) μmol/L、(0.36 ± 0.01) mg/mL的蛋白、多肽、氨基酸與還原糖濃度增加到(5.29 ± 0.08) mg/mL、(22.28 ± 0.05) mg/mL、(185.5±2.7) μmol/L和(4.28 ± 0.12) mg/mL。

亞臨界水 高溫芝麻餅粕 芝麻蛋白 水解

亞臨界水是指溫度介于100 ℃和臨界溫度(374 ℃)之間，壓力低于臨界壓力(22.4 MPa),而密度高于臨界密度(0.32 g/cm3)的液態(tài)水[1]。由于高溫高壓造成水中氫鍵、離子水合、簇狀結(jié)構(gòu)等微觀結(jié)構(gòu)改變，從而造成亞臨界水具有低介電常數(shù)和強催化能力[2-4]。此外，亞臨界水的黏度較低，分配系數(shù)高，這為亞臨界水應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品深加工奠定了理論基礎(chǔ)。

由于亞臨界水技術(shù)采用純水作反應(yīng)介質(zhì)，減少有機試劑和酸堿催化劑的使用量，簡化了后續(xù)有機溶劑回收分離工藝[5]。這既降低生產(chǎn)成本，也減少了環(huán)境污染，因而亞臨界水技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品中天然物質(zhì)提取制備和水解[6-8]。

高溫芝麻餅粕是芝麻香油加工的副產(chǎn)物，由于芝麻經(jīng)過高溫烘烤生香，芝麻蛋白發(fā)生變性，從而導(dǎo)致高溫芝麻餅粕中蛋白水解溶性差，影響其后續(xù)加工利用[9]。研究表明：高溫芝麻餅粕含有豐富的蛋白與糖類，蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)在45%左右，且芝麻蛋白氨基酸組成合理，必需氨基酸含量高，營養(yǎng)價值較高[10]；糖類質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30%以上，以膳食纖維為主，含少量可溶性糖與淀粉[11]。因此，高溫芝麻餅粕具有開發(fā)利用的潛在價值。

目前，芝麻餅粕的利用主要集中在芝麻蛋白提取與芝麻多肽制備[12]。亞臨界水處理芝麻餅粕的研究較少。因此，嘗試采用亞臨界水將高溫芝麻餅粕中水不溶性的蛋白與糖類水解成水溶性蛋白、多肽、氨基酸和還原糖，分析亞臨界水溫度、處理時間、pH對芝麻蛋白和糖類降解的影響，以便豐富芝麻餅粕加工利用的途徑和為亞臨界水處理其他高溫油脂餅粕提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高溫芝麻餅粕：自制；牛血清白蛋白、考馬斯G250：美國Sigma公司；電泳Marker (分子質(zhì)量9.9～198 ku)：立陶宛MBI公司；氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液GBW(E)100062：北京譜朋科技有限公司；丙烯酰胺、N，N′-亞甲雙丙烯酰胺、Tris、甘氨酸等：美國Amersco公司；其他試劑購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司，均為分析純。

UV-6300雙光束紫外可見分光光度計：上海美譜達儀器有限公司；DYCZ-24DN型電泳儀：北京市六一儀器廠；Gel-Doc XR+凝膠成像儀：美國伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品有限公司；K-05型自動定氮儀：上海晟聲自動化分析儀器有限公司；WHF-0.5型反應(yīng)釜：威海自控反應(yīng)釜有限公司；Lyovac GT1冷凍真空干燥機：德國SRK系統(tǒng)技術(shù)有限公司；DL-5-B離心機、TGL-16A離心機：上海安亭科學(xué)儀器廠；XS205電子天平：梅特勒-托利多儀器有限公司；DF-101S集熱兼磁力攪拌器：鞏義市予華儀器有限公司等。

1.2 試驗方法

1.2.1 脫脂高溫芝麻餅粕制備

高溫芝麻餅粕粉碎過60目篩后，加入到圓底燒瓶，按照1∶10(m/V)加入沸程為30～60℃的石油醚，采用60 ℃加熱回流3 h，冷卻室溫，抽濾除去溶劑，將固體放入通風(fēng)櫥中室溫過夜，獲得脫脂高溫芝麻餅粕，4 ℃密封儲存。脫脂高溫芝麻餅粕的蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(44.56±0.30)%，總糖(34.88±0.16)%，粗脂肪(0.42±0.02)%，水分(7.57±0.02)%，灰分(12.57±0.07)%。

1.2.2 亞臨界水處理芝麻餅粕

稱取30 g脫脂高溫芝麻餅粕加入到燒杯中，按照1∶10加入蒸餾水，20 ℃磁力攪拌混勻后，采用3 mol/L HCl和NaOH將體系調(diào)節(jié)到需要的pH后，轉(zhuǎn)移入WHF反應(yīng)釜中，加熱到設(shè)定溫度，開始計時，加熱結(jié)束后，迅速通冷卻水進行冷卻。整個亞臨界水處理過程中，攪拌速度為70 r/min。取出水解液，5 000 r/min離心30 min收集上清液與沉淀，上清液4 ℃儲存，沉淀采用冷凍干燥。對照為未采用亞臨界處理，其他處理條件同上，pH 5.6的脫脂高溫芝麻餅粕的上清液與沉淀。

考察亞臨界水溫度對蛋白與多糖降解的影響，固定作用時間40 min, pH采用4.6、5.6、6.6，160～240 ℃處理芝麻餅粕。

考察亞臨界水處理時間的影響，固定pH 5.6，水解溫度為160、200、240 ℃，20～60 min作用芝麻餅粕。

考察亞臨界水pH的影響，固定水解溫度200 ℃，作用時間為20、40、60 min，pH 4.6～6.6處理芝麻餅粕。

1.2.3 上清液中蛋白濃度測定

上解液中蛋白濃度測定采用考馬斯亮藍G-250，測定波長為595 nm，以牛血清白蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)蛋白[13]。

1.2.4 上清液中多肽濃度測定

參考改進的Lowry法進行測定，取1 mL上解液加入等體積15%(m/V)三氯乙酸在渦流混合儀上混合，8 000 r/min離心10 min，吸取上清液，適當(dāng)稀釋。隨后采用Folin-酚法測定，以牛血清白蛋白為標(biāo)準(zhǔn)蛋白，測定波長為700 nm[14]。

1.2.5 上清液中氨基酸濃度測定

上解液中氨基酸含量采用茚三酮顯色法。取1 mL適當(dāng)稀釋的上解液加入具塞試管，加入1 mL 2 mol/L醋酸緩沖液(pH 5.4)，再加入1 mL茚三酮顯色液，混勻后，100 ℃水浴加熱15 min，冷水中冷卻后，加入3 mL 60%乙醇稀釋，搖勻，采用570 nm測定吸光度，以氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度與吸光度做標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.6 上清液中還原糖濃度的測定

采用3，5-二硝基水楊酸法測定還原糖，測定波長540 nm。

1.2.7 水解殘渣中蛋白的聚丙烯酰胺凝膠電泳

在水解殘渣中加入電泳處理液，100 ℃水浴加熱3 min，10 000 r/min離心10 min, 取上清液，用于聚丙烯酰胺凝膠電泳。電泳條件為：濃縮膠濃度為3%，分離膠濃度為12.5%，上樣量為7 μL, 濃縮膠時采用10 mA, 分離膠時采用22 mA。電泳譜帶采用Image Lab 5.0進行分析。

1.2.8 脫脂高溫芝麻餅粕成分測定方法

蛋白測定采用凱氏定氮法GB 5009.5—2010，其中N-芝麻蛋白質(zhì)換算系數(shù)為5.3；灰分測定采用550 ℃灰化法GB/T 5505—2008；水分測定采用105 ℃恒重法GB 5512—1985；粗脂肪測定采用索氏抽提法GB/T 14772—2008；總糖測定采用差值法，即總糖含量= [1-(蛋白含量+灰分含量+水分含量+粗脂肪含量)]×100%[15]。

1.2.9 數(shù)據(jù)處理

無特殊說明，所有試驗平行測定3次，采用SPSS Statistics 19進行Duncan算法的單因素方差分析，顯著水平為0.05，高度顯著水平為0.01。同一曲線上帶有相同小寫字母的數(shù)據(jù)在0.05水平上無顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞臨界水降解芝麻蛋白

亞臨界水降解高溫芝麻餅粕中蛋白的效果可以通過SDS-PAGE電泳直接呈現(xiàn)。如圖1所示，泳道1為未變性的芝麻蛋白，它由2S、7S、11S構(gòu)成[16]。泳道2為高芝麻餅粕中的蛋白，由于烘烤過程中，芝麻蛋白發(fā)生變性聚集，形成高分子聚集體，這種蛋白水溶性差。泳道3～11是采用不同亞臨界水處理后芝麻蛋白的組成。采用亞臨界處理后，高分子的芝麻蛋白聚集體發(fā)生水解，成為低分子蛋白，這個趨勢伴隨著亞臨界水溫度從160上升到240 ℃的過程更加明顯。此外，將水解時間從20 min延長到60 min，也有利于芝麻蛋白降解成為低分子芝麻蛋白(見圖1中泳道3～5)。

注：1為天然芝麻蛋白，2為高溫芝麻餅粕蛋白，3～5為pH 5.6，160 ℃加熱20、40、60 min處理芝麻餅粕殘渣中蛋白，6～8為pH 5.6，200 ℃加熱20、40、60 min處理芝麻餅粕殘渣中蛋白，9～11為pH 5.6，240 ℃加熱20、40、60 min處理芝麻餅粕殘渣中蛋白，12為標(biāo)準(zhǔn)蛋白。

圖1 亞臨界水處理芝麻餅粕后殘渣中蛋白變性電泳圖

高溫芝麻餅粕中的水不溶性的蛋白降解成低分子質(zhì)量的芝麻蛋白的原因是亞臨界水具有酸堿催化作用，且隨著溫度升高，其pH值降低，酸性條件有利于肽鏈斷裂形成低分子質(zhì)量的蛋白。另外，亞臨界水具有低介電常數(shù)特性，即表現(xiàn)為弱極性，且極性與溫度成反比，這樣也有利于弱極性高分子蛋白從芝麻餅粕遷移入亞臨界水中，從而加速蛋白水解[17]。由電泳的結(jié)果可知，亞臨界水溫度和作用時間會影響芝麻蛋白的降解，因此進行以下研究。

2.1.1 亞臨界水溫度對芝麻蛋白的影響

由圖2可知，亞臨界水作用溫度會顯著影響蛋白水解形成多肽與氨基酸的過程。雖然伴隨著水解溫度從160 ℃升到240 ℃，水解液中的蛋白含量逐漸下降，但最終亞臨界水的提取液中蛋白濃度仍高于對照上清液中蛋白濃度，這表明采用亞臨界水可以用于從高溫芝麻餅粕中提取蛋白，且采用低溫高pH的水解條件可以獲得高濃度的芝麻蛋白提取液(見圖2a)。 之所以低溫適宜蛋白提取是因為高溫條件下，亞臨界水自身酸性增強，會加速肽鏈斷裂；同時，蛋白穩(wěn)定性下降，易發(fā)生水解。由于高pH值可以減少酸催化造成的蛋白水解，所以采用pH 6.6亞臨界水在不同提取溫度下的蛋白濃度要高于對應(yīng)溫度下pH 4.6和pH 5.6樣品中蛋白濃度。

注：■、●、▲為pH 4.6、pH 5.6、pH 6.6時蛋白濃度，點虛線為對照蛋白質(zhì)量濃度，■和□、●和○、▲和△為pH 4.6、pH 5.6、pH 6.6時多肽與氨基酸濃度，虛線和點線分別為對照多肽與氨基酸濃度，下同。圖2 不同亞臨界水溫度下提取液中芝麻蛋白、多肽和氨基酸濃度

蛋白水解產(chǎn)物多肽與氨基酸變化見圖2b。經(jīng)過亞臨界水處理，上清液中多肽與氨基酸濃度明顯高于對照上清液中二者濃度，這表明在亞臨界水作用導(dǎo)致芝麻餅粕中蛋白發(fā)生水解，形成多肽與氨基酸。觀察多肽濃度變化發(fā)現(xiàn)，在pH 4.6和pH 5.6時，隨著溫度上升，上清液中的多肽濃度呈下降趨勢，且隨著酸性增強，多肽濃度曲線下降趨勢越明顯；而在pH 6.6時，多肽濃度隨著溫度增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。這可能是在低pH條件下，由于酸催化提高了多肽分解的速度，且隨著溫度升高，多肽分解速度增加，導(dǎo)致在160～240 ℃都呈現(xiàn)多肽分解速度大于多肽形成速度，多肽濃度隨溫度上升而下降。而在高pH條件下，酸催化提高多肽分解的貢獻較少，多肽降解速度主要受溫度影響，低溫下多肽降解速度小于多肽形成速度，而高溫下多肽降解速度大于多肽形成速度，形成以上變化趨勢。

在pH 4.6、pH 5.6和pH 6.6條件下，氨基酸濃度與溫度成正比。從160 ℃增加到240 ℃的過程中，氨基酸濃度顯著增加，且相同溫度下，pH 4.6上清液中氨基酸濃度高于pH 5.6和pH 6.6的氨基酸濃度。這表明高溫低pH有利于制備氨基酸，該結(jié)果與朱憲從豆渣中制備氨基酸的試驗結(jié)果相一致[4]。

通過以上分析發(fā)現(xiàn)，適宜制備芝麻蛋白的亞臨界水溫度為160 ℃；而生產(chǎn)芝麻多肽時，當(dāng)pH為4.6或5.6，宜采用160 ℃，而pH 6.6時，應(yīng)采用200 ℃；氨基酸則需采用240 ℃。

2.1.2 亞臨界水加熱時間對芝麻蛋白的影響

由圖3可知，加熱時間會顯著影響芝麻蛋白水解的過程。當(dāng)采用160、200、240 ℃加熱20～60 min, 上清液中的蛋白濃度呈現(xiàn)下降趨勢，并伴隨著加熱溫度的升高，蛋白濃度下降趨勢增加(見圖3a)。這是由于加熱時間增加，提高了蛋白水解的程度，部分蛋白轉(zhuǎn)化為多肽與氨基酸，造成蛋白濃度下降；溫度上升會加劇蛋白水解速率，從而加速上清液中蛋白濃度下降。

上清液中多肽與氨基酸濃度變化情況證實上述結(jié)論(見圖3b)。分析多肽濃度發(fā)現(xiàn)：當(dāng)加熱時間超過30 min，上清液中的多肽濃度受加熱時間影響不顯著，這可能是多肽生成速率與分解速率達到平衡的結(jié)果。加熱過程前期，上清液中多肽濃度高，參與分解反應(yīng)的多肽多，多肽降解速率高于多肽生成的速率，多肽濃度下降。而加熱過程中后期，多肽濃度降低，參與分解反應(yīng)的多肽減少，降低了多肽分解速率，導(dǎo)致多肽濃度趨于穩(wěn)定。

圖3 不同亞臨界水加熱時間下提取液中芝麻蛋白、多肽和氨基酸濃度

觀察氨基酸濃度變化時發(fā)現(xiàn)：當(dāng)加熱時間小于50 min，氨基酸濃度與加熱時間成正比，延長加熱時間有利于氨基酸生成，但當(dāng)加熱時間大于50 min，氨基酸濃度趨于平衡。這是由于氨基酸在這個體系中存在其他反應(yīng)，會生成有機酸、胺類與酚類物質(zhì)[18]。加熱中后期，體系內(nèi)氨基酸濃度增加，加劇了氨基酸參與其他反應(yīng)，從而影響了氨基酸的積累。

因此，若要從高溫芝麻餅粕中提取蛋白和多肽，應(yīng)采用低溫短時的工藝條件，加熱時間控制在20 min；若要制備氨基酸，需采用高溫長時，加熱取50 min。

2.1.3 亞臨界水pH對蛋白的影響

根據(jù)2.1.1和2.1.2的分析可知，亞臨界水的pH也是影響芝麻蛋白提取與水解的重要因素。降低pH會導(dǎo)致蛋白水解加劇，從而降低上清液中蛋白濃度(見圖4a)。觀察多肽濃度變化時發(fā)現(xiàn)：當(dāng)pH從4.6增加到5.6時，多肽濃度增加，而pH繼續(xù)增加，多肽濃度反而下降。這可能是在低pH條件下，多肽水解是影響多肽濃度的主要因素，大量多肽水解造成其濃度下降；而在高pH條件下，多肽生成為影響多肽濃度的主要因素，由于蛋白水解減少，造成體系內(nèi)多肽濃度下降。在pH 4.6～6.6范圍內(nèi)，氨基酸濃度與pH呈反比，降低pH有利于氨基酸的生成。

圖4 不同亞臨界水pH下提取液中芝麻蛋白、多肽和氨基酸濃度

因此，從高溫芝麻餅粕中制備蛋白時，宜采用低溫高pH的工藝條件， pH 6.6為宜；制備多肽時，采用低溫中pH的工藝參數(shù)，pH 5.6較合適；制備氨基酸時，采用高溫低pH的工藝參數(shù)，pH取4.6。

綜合以上分析，餅粕中提取芝麻蛋白，則宜采用160 ℃加熱時間20 min, pH 6.6的處理條件，該條件下上清液中蛋白含量為(5.29±0.08)mg/mL；而制備多肽宜采用pH 5.6，160 ℃處理20 min，該條件下上清液中多肽含量為(22.28±0.05)mg/mL；制備氨基酸采用pH 4.6，240 ℃處理50 min，該條件上清液中氨基酸為185.5±2.7 μmol/L。相比與未經(jīng)亞臨界處理的餅粕上清液中(0.08 ± 0.01)mg/mL蛋白、(6.40 ± 0.08)mg/mL多肽與(1.2 ± 0.1)μmol/mL氨基酸濃度，亞臨界水可以有效的提取蛋白和制備多肽與氨基酸。

2.2 糖類在亞臨界水中的變化

前人研究采用亞臨界水可以將餅粕中的水不溶性糖轉(zhuǎn)化為水溶性糖類，這增加糖源，且水解產(chǎn)生的某些低聚糖具有有益的生理活性[19, 20]。因此，有必要開展亞臨界水解芝麻芝麻餅粕中糖類的研究。

芝麻中糖類主要由水不溶性的膳食纖維和淀粉(兩者占總糖的61.52%和3.88%)、可溶性的膳食纖維和糖組成(兩者占總糖的23.67%和10.93%)[11]。由于單糖具有還原性，淀粉、膳食纖維不具有還原性，寡糖可能具有還原性。因此測定上清液中還原糖濃度變化可以反映芝麻多糖水解情況。

2.2.1 亞臨界水溫度對還原糖的影響

加熱溫度會顯著影響上清液中還原糖濃度。由圖5可知，伴隨著加熱溫度從160 ℃升高到240 ℃，上清液中還原糖濃度顯著下降，但最終上清液中還原糖濃度要高于未經(jīng)過亞臨界水處理樣品的還原糖濃度，這表明采用160～240 ℃的亞臨界水處理芝麻餅粕時，芝麻餅粕中的多糖發(fā)生水解，產(chǎn)生具有還原性的單糖或寡糖。由于溫度升高除了會加劇還原糖參加焦糖化、美拉德反應(yīng)以外，還會導(dǎo)致還原糖分解，生成甲酸、乙酰丙酸等物質(zhì)，從而減少還原糖的含量[21]。為獲得高濃度的還原糖，應(yīng)采用160 ℃處理芝麻餅粕。

注：■、●、▲為pH 4.6、pH 5.6、pH 6.6時還原糖濃度，虛線為對照還原糖質(zhì)量濃度。

圖5 不同亞臨界水溫度下提取液中還原糖濃度

2.2.2 亞臨界水處理時間對還原糖的影響

由圖6可知，亞臨界水處理時間會影響上清液中還原糖濃度，但是時間對還原糖的影響受加熱溫度的影響。當(dāng)采用160 ℃亞臨界水加熱20～60 min，上清液中還原糖濃度呈現(xiàn)上升，隨后趨于平衡；而采用240 ℃亞臨界水加熱20～60 min，上清液中還原糖濃度卻出現(xiàn)下降趨勢。這可能是溫度影響糖類水解速率引起的，當(dāng)采用較低的溫度作用時，單糖水解和轉(zhuǎn)化反應(yīng)的速率都較低，而體系內(nèi)多糖濃度較高，多糖生成還原糖速率高，因此會出現(xiàn)還原糖隨著加熱時間延長而濃度上升。伴隨著反應(yīng)進行，體系內(nèi)還原糖濃度升高，此時還原糖降解反應(yīng)速率增加，而多糖濃度下降，還原糖生成速率下降，二者達到平衡，使還原糖濃度無顯著變化。當(dāng)在高溫條件下，除了高溫加速還原糖水解與轉(zhuǎn)化以外，亞臨界水也會產(chǎn)生更多的H離子，加速還原糖的水解，從而造成隨著反應(yīng)時間延長，還原糖濃度下降。為了減少還原糖分解，加熱時間應(yīng)控制在30 min以內(nèi)。

注：■、●、▲為160、200、240 ℃時還原糖濃度，虛線為對照還原糖質(zhì)量濃度。

圖6 不同亞臨界水加熱時間下提取液中還原糖濃度

2.2.3 亞臨界水pH對還原糖的影響

當(dāng)亞臨界水pH從4.6增加到6.6時，還原糖濃度呈現(xiàn)下降趨勢。這是由于雖然pH升高可以減緩還原糖水解反應(yīng)，但同時也減慢了多糖水解生成還原糖的速度。此外，在高pH條件下，美拉德反應(yīng)、焦糖化反應(yīng)速度加快，這會增加還原糖的轉(zhuǎn)化[22]。這些因素都導(dǎo)致了還原糖濃度下降，因此適宜制備還原糖的pH應(yīng)在4.6。

綜合以上分析，從芝麻餅粕中制備還原糖的適宜條件為pH 4.6，160 ℃加熱30 min，在該條件下上清液中還原糖濃度為(4.28±0.12)mg/mL。與未經(jīng)亞臨界處理的餅粕上清液中(0.36±0.01)mg/mL 還原糖濃度相比，亞臨界水處理可以將芝麻餅粕中部分不溶性糖類轉(zhuǎn)化為還原糖。

注：■、●、▲為160、200、240 ℃時還原糖濃度，虛線為對照還原糖濃度。

圖7 不同亞臨界水pH下提取液中還原糖濃度

3 結(jié)論

本試驗結(jié)果表明，亞臨界水可以用于從高溫芝麻餅粕中制備蛋白、多肽、氨基酸和還原糖。從電泳結(jié)果可知，亞臨界水可以有效的降解芝麻蛋白在烘烤增香而產(chǎn)生的高分子蛋白。分析160～240 ℃加熱溫度、pH 4.6～6.6、20～60 min加熱時間作用后上清液中蛋白、多肽、氨基酸和還原糖濃度變化，發(fā)現(xiàn)亞臨界水的溫度、pH、作用時間是顯著影響因素，選擇適宜處理條件可以有效的制備以上這些產(chǎn)物。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，從餅粕中提取芝麻蛋白宜采用pH 6.6，160 ℃加熱40 min；制備多肽宜采用pH 5.6，160 ℃加熱20 min；制備氨基酸采用pH 4.6，240 ℃加熱50 min；制備還原糖應(yīng)采用pH 4.6，160 ℃加熱30 min。

最佳的采用亞臨界水從芝麻餅粕中制備芝麻蛋白、多肽、氨基酸和還原糖的工藝參數(shù)，芝麻蛋白的氨基酸組成經(jīng)過亞臨界處理后的變化，還原糖的組成，水不溶性糖類的轉(zhuǎn)化仍需進一步研究。

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Hydrolysis of Protein and Saccharide in High Temperature Defatted Sesame Meal by Subcritical Water

Lu Xin1, 2Sun Qiang1, 2Zhang Lixia1, 2Song Guohui1, 2Huang Jinian1, 2

(Institute of agricultural byproducts processing, Henan Academy of Agricultural Sciences1,Zhengzhou 450002)(Henan Engineering and Technology Research Center of Bioactive Substances in Agricultural Products2, Zhengzhou 450002)

Subcritical water as a reaction medium of green chemistry had been used in agricultural byproducts processing. To develop the path of utilization of sesame meal, subcritical water was used to hydrolyze the water insoluble protein and saccharide in high temperature defatted sesame meal to water soluble low molecular components. Effects of temperature of subcritical water, time and pH on the degradation of protein and saccharide in sesame meal were studied by means of taking the concentration of protein, peptide and amino acids, reduced sugar in the supernatant as indexes. Results of electrophoresis showed that subcritical water could effectively degrade the high molecular protein generated by high temperature to the low molecular protein; the temperature of subcritical water, heating time and pH were the significant factors of hydrolysis of sesame protein and saccharide; selecting the suitable subcritical water conditions could increase concentrations of protein, peptide, amino acids and reduced sugar in supernatant from (0.08±0.01) mg/mL, (6.40±0.08) mg/mL, (1.2±0.1) μmol/L, (0.36±0.01) mg/mL to (5.29±0.08) mg/mL, (22.28±0.05) mg/mL, (185.5±2.7) μmol/L and (4.28±0.12) mg/mL respectively.

subcritical water, high temperature sesame meal, sesame protein, hydrolysis

TS229

A

1003-0174(2016)10-0066-07

2014年河南省國際合作項目(144300510070)

2015-01-08

蘆鑫，男，1981年出生，助理研究員，油料蛋白加工

黃紀(jì)念，男，1971年出生，研究員，農(nóng)產(chǎn)品加工