高溫壓榨對花生蛋白功能性質的影響

胡小靜,鄭大川,黃鳳勤

(文山學院生化系,云南文山 663000)

花生粕是以花生為原料,經提取油脂后的副產品,為淡褐色或深褐色,有淡花生香味,形狀為小塊狀或粉末狀,目前主要用于飼料,造成花生蛋白資源嚴重浪費。[1-2]蛋白質的功能性質一般是指能使蛋白質成為人們所需要的食品特征而具有的物理化學性質。這些性質對含蛋白質食品的質量及風味起著重要的作用,是開發和有效利用蛋白質資源的重要依據。[3]蛋白質提取常用的方法有水提法、有機溶劑提取法等,[4]文章采用有機溶劑提取法中的醇法和水提法中的堿提酸沉法提取花生和花生粕中的蛋白質,對所提取蛋白質做了功能性質的分析比較,為進一步開發利用花生粕提供科學依據。

1 材料與儀器

1.1 原料

小粒花生、花生粕,由云南硯山縣豐林小粒花生油廠提供。

1.2 儀器

索氏抽提器;HH-Z型數顯恒溫水浴鍋 (國華電器有限公司);常量凱氏定氮裝置;電子天平(北京賽多利斯儀器系列有限公司);DHG-9076A型電熱恒溫鼓風干燥箱 (上海躍進醫用光學器械廠);飛利浦二合一攪拌機、800型離心機 (江蘇金壇市大地自動化儀器廠);SHB-III型循環水式多用真空泵 (鄭州長城科工貿有限公司);磁力加熱攪拌器 (常洲國華電器有限公司)。

2 測定方法

2.1 脫脂

稱取一定量的花生和花生粕分別粉碎后用索氏抽提法進行脫脂處理。[5]

2.2 花生蛋白的提取和預處理

2.2.1 醇法提取花生蛋白

取一定量脫脂樣品加入濃度為 75%的乙醇溶液,固液比為 1∶5,混合均勻,置于溫度為 30℃的水浴鍋中浸提 60 min。然后取出,倒去上清液,再加入等量的濃度為 90%的乙醇溶液,將其置于溫度為 50℃的水浴鍋中浸提 30 min。倒去上清液,濾渣干燥,得到粗蛋白。[6-7]

2.2.2 堿提酸沉法提取花生蛋白

取一定量樣品,用溫水浸泡,料液比為 1∶8(m/v),勻漿處理。調節 pH值至 8.2,在溫度為60℃的水浴中浸提 2小時,重復兩次。再過濾或離心除去其中的不溶物,用鹽酸調節浸提液 pH值為4.5。離心分離后得到花生蛋白,干燥備用。[8]

2.2.3 蛋白樣品水分含量的測定

采用直接干燥法。[5]

2.2.4 蛋白質樣品中蛋白純度的測定

采用凱氏常量定氮法測定。[5]

2.3 蛋白質的功能性測定

2.3.1 蛋白質持水性的測定[5]

蛋白質的持水性是一種重要的水化性質,常用持水力來表示。持水力反映了蛋白質吸附水的能力,通常用每克蛋白質吸附水分的質量 (g)或體積(mL)來表示。稱取 2.0 g花生蛋白質置于預先稱重過的離心管中,逐步加水,每加一次水都用玻棒將樣品攪勻,加至樣品呈漿狀無水析為止。再加 1～2 mL水沖洗玻棒,用手振動離心管后于轉速為2 500 r/min下離心 10 min,倒去上層清液,稱重。若沒有上清液,則應加水攪勻再離心,直至有上清液止。其公式為:持水性 (g水 /g樣品) = [(離心管重 +沉淀物重) - (離心管重 +樣品重)]/樣品,數值越大,吸收水分越多,持水性越好。2.3.2蛋白質乳化度的測定[5]

蛋白質的乳化性是指蛋白質產品能將油 /水結合在一起形成乳狀液的性能。

取 50 mL1%花生蛋白溶液加入 50 mL色拉油混合,使其形成均一的乳化溶液。于轉速為 2 500 r/min下離心 5 min,量取油層、乳化層的高度,計算樣品乳化度。其公式為:乳化度 =(1-V油層/V總油)×100%,數值越大,乳化性越好。

2.3.3 蛋白質溶解度的測定[9]

蛋白質的溶解度是蛋白質 -蛋白質與蛋白質 -溶劑相互作用達到平衡的熱力學表現形式。蛋白質的溶解度與它們的結構狀態緊密相關,因此,在蛋白質的提取、分離和純化過程中,它常被用來衡量蛋白質的變性程度,它還是判斷蛋白質潛在應用價值的一個指標。

稱取干燥的蛋白質 1.5 g,加入 75 mL 0.2%的KOH溶液,在磁力攪拌器中攪拌 20 min。量取50 mL液體至離心管中,在 2700 r/min速度下離心10 min后,吸取上清液 15 mL,用凱氏定氮法測定其中的蛋白質含量。溶液中蛋白質含量越高表明蛋白質溶解性越好。

2.3.4 蛋白質的熱穩定性的測定[10]

配制一定量 5%的花生蛋白質溶液,取乳化層10 mL,分別在 40℃、60℃、80℃、100℃水浴中保溫 30 min后,于轉速為 2500 r/min下離心10 min,倒出上層溶液,稱取下層沉淀物重量,計算蛋白質穩定性。沉淀物越多表明蛋白質穩定性越差。

3 結果與分析

3.1 花生蛋白純度的分析比較

按照 2.2.1和 2.2.2對花生和花生粕中蛋白質進行提取,提取的結果見表 1。

表1 提取的蛋白質純度

從表 1中可看出,堿提酸沉法提取的蛋白質純度較醇法高,對于相同提取方法,花生中提取的蛋白質純度較花生粕高。

3.2 花生蛋白持水性的分析比較

按照 2.3.1對所提取的蛋白質做持水性測定,測定結果見表 2。

表2 提取蛋白質的持水性

由表 2可看出,醇法提取的蛋白質較堿提酸沉法的持水性好,對同一方法,花生提取的蛋白質持水性較花生粕高。

3.3 花生蛋白乳化度的分析比較

按照 2.3.2對所提取蛋白質進行了乳化性能的測定,測定結果見表 3。

表3 提取蛋白質的乳化性

由表 3可看出,醇法提取的蛋白質乳化性較堿提酸沉法好,對同一方法,花生蛋白質乳化性較花生粕好。

3.4 花生蛋白溶解度的分析比較

按照 2.3.3對所提取的蛋白質進行溶解度的測定,測定結果見表 4。

表4 提取蛋白質的溶解度

由表 4可看出,醇法提取的蛋白質溶解度較堿提酸沉法好,對同一方法,花生蛋白質溶解度較花生粕好。

3.5 花生蛋白穩定性的分析比較

按照 2.3.4對所提取的蛋白質進行穩定性測定,測定結果見表 5。

表5 提取蛋白質的穩定性比較

從表 5中可看出對于同種提取方法,從花生中提取的蛋白質比從花生粕中提取的蛋白質穩定性好。堿提酸沉法提取的蛋白質比醇法提取的蛋白質穩定性好,60℃時蛋白質的穩定性較好,隨著溫度升高,蛋白質的穩定性越來越差。

4 討論

高溫壓榨法生產花生油,其操作工藝中烘炒一般溫度為 18～200℃,壓榨溫度在 100℃以上。在這樣高的溫度下,通過兩種方法提取出的花生蛋白的功能性質:持水性、乳化性、溶解度、穩定性都有所下降,究其原因有以下幾點: (1)對于持水性來說,溫度在 0～40℃或 50℃之間,蛋白質的持水性隨溫度的提高而提高,但更高溫度會使蛋白質的高級結構被破壞而變性聚集。在花生榨油過程中,一方面,蛋白質中的氫鍵結合水和表面結合水隨溫度升高一般下降,持水性可能下降。另一方面,結構很緊密的蛋白質被加熱處理時,可能導致內部疏水基團暴露而改變其持水性。[11](2)對于乳化性來說,花生在高溫壓榨過程中,熱處理降低了吸附在界面上的蛋白質膜的黏度和硬度,因而降低了乳狀液的穩定性,從而使乳化性降低。[12](3)對于溶解度來說,在恒定的 pH和離子強度下,大多數蛋白質的溶解度在 0～50℃之間隨溫度的升高而升高。當溫度超過 50℃時,由于熱導致蛋白質結構的展開(變性),促進了聚集和沉淀作用,使蛋白質溶解度下降。[3](4)由于高溫導致的蛋白質變性聚集使其穩定性有所下降。[8]

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