籽瓜种子蛋白质组成及其提取工艺优化的研究

摘要籽瓜种子蛋白质含量为36％-40％，其部分必需氨基酸达到或超过FAO的推荐标准。该资源目前主要是用于鲜食或炒制食用，研究系统评价籽瓜种子蛋白质的组成，并对其蛋白质的提取工艺进行优化，为籽瓜种子的开发提供理论依据。研究在单因素基础上，采用响应面方法，建立蛋白质提取因素与其提取率之间的回归关系。结果表明，籽瓜种子是一种优良的蛋白质资源，其最佳的提取工艺为提取液pH11．5、温度61．5℃加热77min，此时蛋白质提取率66．8％，该预测值与实测值相对误差仅为3．44％，试验结果真实可靠。

不同分子量黑籽瓜种子多肽抗氧化能力的研究

目的：研究不同分子量黑籽瓜种子多肽的抗氧化能力的差异。方法：利用超滤技术对黑籽瓜种子蛋白酶解产物（SWSPs）进行多级分离,得到不同分子量分布的五种组分（SWSPs-L、SWSPs-1、SWSPs-3、SWSPs-5、SWSPs-10）,然后以七种抗氧化能力评价体系分别对五种组分进行评价。结果：不同分子量黑籽瓜种子多肽的抗氧化能力不尽相同,分子量在1-3 ku的组分SWSPs-1对超氧阴离子自由基的清除能力最强,而分子量〈1 ku的组分SWSPs-L则表现出了多重抗氧化机制,该组分与等浓度的EDTA具有相近的螯合效果。结论：黑籽瓜种子多肽的抗氧化能力与其分子量分布和氨基酸组成密切相关,是各方面综合作用的结果。

水酶法提取籽瓜种子油脂工艺的优化

研究中性蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶、木瓜蛋白酶、纤维素酶和果胶酶对籽瓜种子出油效率的影响,碱性蛋白酶的提取效果最好,进一步采用响应面法优化碱性蛋白酶法提取籽瓜种子油的工艺。选择加酶量、酶解温度、酶解时间和料液比为影响因子,出油效率为响应值。结果显示最佳工艺条件为加酶量2.96%,酶解温度44.4℃,酶解时间2.86 h,料液比1∶5.74,最大出油效率为76.5%,与验证试验结果偏差仅为1.2%。

籽瓜种子蛋白对肌原纤维蛋白功能的影响

本研究以籽瓜种子为原料,利用碱溶酸沉方法提取籽瓜种子蛋白,在40、60、80℃条件下获得不同籽瓜种子蛋白,分别进行分子质量、溶解度测定,并与肌原纤维蛋白形成凝胶,对凝胶作用力、弹性、回弹性、粘结性、水相分度、白度进行试验。结果表明,40~80℃范围内随着提取温度的升高,籽瓜种子蛋白溶解度先升高后降低差异显著(P<0.05),并获得4个吸收峰,峰1为699~103ku的大分子蛋白聚集体,峰2、峰3分别为340、212 ku的球蛋白,及10~54 ku部分清蛋白、球蛋白的亚基,随着碱溶温度继续升高,峰2、峰3逐渐消失。籽瓜种子蛋白与肌原纤维蛋白形成凝胶的三维网状结构稳定性通过疏水键、氢键、以及二硫键维持,其中疏水键、氢键为主要作用力。碱溶温度为60℃时,WPS与MP形成凝胶弹性较好、保水性较好,差异显著(P<0.05)。随着温度的增加,凝胶白度逐渐加,WPS结构发生改变、变性,差异显著(P<0.05)。由此可知,温度对籽瓜种子蛋白结构、功能影响较大,不同碱溶温度提取的籽瓜种子蛋白对肌原纤维蛋白功能影响差异显著,碱溶温度为60℃时,获得籽瓜种子蛋白与肌原纤维蛋白形成的凝胶有利于改善对肉制品品质,可作为非肉蛋白稳定剂添加到猪肉制品中。

籽瓜种子蛋白对香肠品质的影响

以籽瓜种子蛋白(WPS)为原料,研究WPS对香肠品质的影响。并与大豆分离蛋白(SPI)香肠、纯肉香肠进行对比试验。试验结果表明,添加WPS香肠与SPI香肠比较,色度亮度大、水相分布结合水、不易流动水含量高于大豆蛋白,自由水含量低于大豆分离蛋白肠差异显著(P<0.05),红度低差异不显著(P>0.05)。质构比较硬度小,黏聚性大,弹性小,回弹性较好。因此,籽瓜种子蛋白应用于香肠中,保水性较好,蒸煮损失少,但质构品质较差,需结合其他因素更好地应用于香肠制品中。

籽瓜种子蛋白质的持水及持油性研究

以籽瓜种子为原料,采用碱溶酸沉法提取籽瓜种子蛋白质。测定并比较籽瓜种子蛋白和大豆浓缩蛋白的持水及持油性。探究蛋白质、氨基酸组成及含量、表面疏水性及蛋白质的超微结构与持水及持油性的关系。结果表明：籽瓜种子蛋白的持油性是大豆浓缩蛋白的1.1-1.2倍,持水性较差,仅是大豆浓缩蛋白的0.65-0.7倍;籽瓜种子蛋白以球蛋白和难溶蛋白为主,分别占总蛋白的58.79%和24.15%,球蛋白对持油性不利,难溶蛋白则能增强持油性;籽瓜种子蛋白具有较高的表面疏水性,其疏水指数为440,大豆浓缩蛋白较低为354,较高的表面疏水性能有益于持油性,降低持水性;结构疏松、存在空洞缝隙的海绵状蛋白结构对持水性和持油性有利。

黑籽瓜种子蛋白质的功能特性

为了探究不同影响因素对黑籽瓜种子蛋白质功能特性的影响。采用碱溶酸沉法制备黑籽瓜种子蛋白。用DSC测定蛋白质的变性温度，研究pH、NaCI浓度和温度对黑籽瓜种子蛋白功能特性（溶解性、持水性、持油性、乳化性及乳化稳定性、起泡性及起泡稳定性）的影响。结果表明：黑籽瓜种子蛋白的热稳定性相对较好，变性温度为84．79℃；较低的NaCl浓度（0-lmol／L），对蛋白的各项功能性质有利，但当NaCl浓度继续升高，会降低蛋白的各项功能性质；温度对蛋白质不同性质的影响不同，但随着温度的升高，蛋白质的各项功能性质都呈现先增加后降低的趋势；pH对蛋白质的各项功能性质的影响显著。除乳化稳定性外，各项功能性质在等电点附近均较差，远离等电点，各种功能性质均得到改善。pH、NaCl浓度和温度对黑籽瓜种子蛋白质的功能特性有显著影响，通过调节这些因素能明显改善黑籽瓜种子蛋白质的功能特性。

复合风味蛋白酶提取籽瓜种子蛋白工艺的优化

以加酶量、酶解温度、酶解时间为影响因素,蛋白质提取率为响应值,设计三因素三水平的响应面设计优化复合风味蛋白酶提取籽瓜种子蛋白质的提取工艺。结果显示,加酶量对蛋白质提取率影响最大,其次是酶解温度和酶解时间。响应面分析模型显示,籽瓜种子蛋白质提取最佳工艺为加酶量0.22%,酶解温度59℃,酶解时间3.29 h,在该工艺下籽瓜种子蛋白质提取率为98.2%,与实际蛋白质提取率的相对偏差仅为0.80%,该模型真实可靠。

黑籽瓜种子蛋白酶解工艺及抗氧化性研究

通过碱提酸沉法提取黑籽瓜瓜籽中蛋白,研究了黑籽瓜瓜籽中蛋白肽的抗氧化活性以及其合适的酶解条件及抗氧化特性。通过单因素试验和正交试验得出了黑籽瓜种子蛋白酶解的最佳工艺条件:水解2 h、加酶量为8500 U/g、底物浓度3%、p H=9.5。优化酶解后,产物多肽含量为72.5%,平均分子量低于1000 u组分占78.48%,8 mg/m L时酶解产物超氧自由基清除率为20.60%,羟自由基清除率为4.24%,DPPH自由基清除率为15.55%,ABTS+自由基清除率为79.14%,Fe2+螯合能力为90.10%。

水酶法提取籽瓜种子蛋白质工艺的优化

研究了中性蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶、木瓜蛋白酶、纤维素酶和果胶酶对籽瓜种子蛋白质提取率的影响,碱性蛋白酶获得蛋白质提取率最高。进一步采用响应面法优化碱性蛋白酶法提取籽瓜种子蛋白质工艺,选择加酶量、温度、时间和料液比为影响因子,以提取率为响应值。结果显示最佳提取工艺条件为加酶量2.92%,温度42.9℃,时间2.97 h和料液比1∶5.93,其蛋白质提取率为79.0%,验证试验显示相对偏差仅为0.88%,建立的模型真实可靠。

喷雾干燥对籽瓜种子蛋白理化及功能特性的影响

为探究喷雾干燥对籽瓜种子蛋白质理化结构及功能特性的影响。以冷冻干燥的籽瓜种子蛋白质作对比,探究喷雾干燥对蛋白质体积密度、色泽、体外消化率、氨基酸组成、热变性温度、表面疏水性、内源荧光、二级结构、超微结构及功能特性的影响。研究表明:与冷冻干燥相比,喷雾干燥后的籽瓜种子蛋白质体积密度较大为0.34 g/m L,白度较大,色泽较好,体外消化率较高为96.0%,赖氨酸与精氨酸比值较低为0.20,必需氨基酸组成基本没有变化,热稳定性较好,变性峰值温度、热变性焓值较大分别为89.06℃、1.751 J/g,内源荧光最大发射波长由352 nm向354 nm发生红移,表面疏水性增加为4097.5,β-转角含量增加为29.62%,α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲均向β-转角转变,溶解性、持水持油性、乳化特性、起泡特性等功能特性均变差。

麦芽糊精含量对籽瓜种子蛋白粉特性的影响

研究麦芽糊精含量对籽瓜种子蛋白粉功能特性的影响,并与豆乳粉的品质进行比较。结果显示随着麦芽糊精含量从0到48%时,籽瓜种子蛋白粉的粒径逐渐变小,阻隔水分的能力逐渐提高,优于豆乳粉;当麦芽糊精含量为24%时,籽瓜种子蛋白粉溶解性可达88.24%,DPPH和羟自由基清除率分别达32.78%和65.88%,均显著高于豆乳粉。因此,在麦芽糊精含量为24%时,籽瓜种子蛋白粉品质最佳。

复合风味蛋白酶酶解时间对籽瓜种子蛋白特性的影响

采用复合风味蛋白酶对籽瓜种子蛋白质进行酶解,研究酶解时间对籽瓜种子蛋白质水解度、乳化性、起泡性及抗氧化能力等特性的影响。结果显示随着酶解时间延长,籽瓜种子蛋白质水解度升高,在4 h时,水解度达到最高值(25%);酶解物的乳化性在酶解时间4 h时达到最高,为63.2 m^3/g;乳化稳定性在酶解2 h时达到最大,为31.3 min;抗氧化性在第3小时达到最高,其ORAC值达到373.1μmol/g Trolox当量,为酶解前的2.5倍。因此,复合风味蛋白酶酶解提高籽瓜种子蛋白质的可加工性和抗氧化能力。