摘 要：本文以菜籽餅和亞麻籽餅為原料，采用堿溶酸沉、乙醇浸提、酶解和鹽析4種方法分離提取菜籽蛋白和亞麻籽蛋白，探討不同提取方法對菜籽和亞麻籽蛋白品質(zhì)特性的影響。結果表明：四種方法提取的菜籽蛋白和亞麻籽蛋白等電點均為4.4；乙醇浸提法提取的菜籽和亞麻籽蛋白提取率最高（分別為47.01%和48.19%），純度最低；酶解法提取兩種蛋白的純度則高于其他三種方法，分別達89.30%和83.19%；鹽析法提取的兩種蛋白的加工功能特性更佳，其中溶解度分別為68.19%和64.90%，持水性分別為58.00%和40.33%，持油性分別為57.00%和35.83%，起泡性高達91.67%和89.29%，乳化性為71.38%和32.75%，乳化穩(wěn)定性為32.75%和65.37%，同時酶解法提取的兩種蛋白在溶解性、泡沫穩(wěn)定性及乳化穩(wěn)定性等特性與鹽析法具有相似結果。該研究為菜籽和亞麻籽蛋白后續(xù)實際生產(chǎn)及加工應用提供了一定的參考依據(jù)。
關鍵詞：菜籽蛋白；亞麻籽蛋白；堿溶酸沉法；乙醇浸提法；酶解法；鹽析法
油菜籽和亞麻籽均為我國重要的油料作物，其餅粕作為植物油的加工副產(chǎn)物，具有較高的研究價值。菜籽餅粕中蛋白質(zhì)含量約為35%-45%[1]，亞麻籽餅粕中蛋白質(zhì)含量約為15%-20%[2]。菜籽蛋白是一種全價蛋白，具有較高的營養(yǎng)價值，含有豐富的堿性氨基酸和含硫氨基酸，氨基酸組成與WHO/FAO推薦的氨基酸組成模式相近，營養(yǎng)價值等于或優(yōu)于動物蛋白[3]。亞麻籽蛋白的氨基酸模式與大豆分離蛋白相似，富含天冬氨酸、谷氨酸等多種人體必需氨基酸，同時亞麻籽蛋白中必需氨基酸在總氨基酸含量中占比高于36%，具有良好的乳化性、持水性和起泡性等[4]。
目前，菜籽餅和亞麻籽餅主要被用作動物飼料、生物燃料等低價值產(chǎn)品，造成了較大的資源浪費。菜籽、亞麻籽等油料蛋白最常見提取方法有堿溶酸沉法、乙醇浸提法、酶解法、鹽析法等，其中堿溶酸沉法應用最為廣泛[5]。堿溶酸沉法可實現(xiàn)油料蛋白的重復提取，但存在提取獲得的蛋白含量低、提取時間長、易導致蛋白質(zhì)變性等問題。乙醇浸提法和鹽析法則操作簡單，提取時間短，且提取出的蛋白質(zhì)含量較高。酶解法能使蛋白質(zhì)最大限度保持結構穩(wěn)定，對蛋白質(zhì)的后續(xù)開發(fā)利用影響較小。國內(nèi)外學者研究表明上述四種方法的蛋白質(zhì)提取率在51.65%-78.47%[6,7,8]。翟曉娜等[9]對堿溶酸沉法提取菜籽粕蛋白進行了工藝優(yōu)化，并表明菜籽粕蛋白具有良好的ABTS自由基清除及抑制金黃色葡萄球菌生長的能力。Karaca等[10]研究發(fā)現(xiàn)，堿溶酸沉法提取的亞麻籽蛋白與鹽析法相比具有更高的溶解度和表面疏水性，而鹽析法提取的亞麻籽蛋白具有更好的乳化性及其它加工特性。MinaTirgar[11]采用堿溶酸沉法、酶法和酶溶劑輔助法提取亞麻籽蛋白，結果表明堿溶酸沉法提取的蛋白質(zhì)含量較低，但其具有最高的乳化性能。
本研究采用堿溶酸沉法、乙醇浸提法、酶解法和鹽析法四種方法分別從菜籽餅和亞麻籽餅中分離提取蛋白，分別從理化特性、結構特性和功能特性三方面進行對比分析，明確不同提取方法對菜籽蛋白和亞麻籽蛋白品質(zhì)特性的影響，以期為菜籽蛋白和亞麻籽蛋白資源的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1材料與試劑
材料：菜籽和亞麻籽，產(chǎn)自青?；ブ?/font>
試劑：氫氧化鈉，優(yōu)級純；硼酸、鹽酸、硫酸、硫酸銨、蔗糖、五水硫酸銅、硫酸鉀、石油醚、丙酮，以上為化學純。
1.2儀器與設備
XZ-YZ200液壓榨油機，廣州旭眾食品機械有限公司；索氏抽提器，海能儀器；KQ-800D型臺式醫(yī)用數(shù)控超聲波清洗器，科橋超聲；CS55-9冷凍干燥機，基因有限公司；RF-530熒光分光光度儀、UV-1780紫外可見分光光度計、Nicolet-6700傅里葉紅外光譜儀，島津儀器有限公司；JSM-6610LV電鏡掃描儀，日本Hitachi公司。
1.3試驗方法
1.3.1菜籽餅及亞麻籽餅的制備
菜籽和亞麻籽除雜后，采用液壓壓榨法，在70℃條件下壓榨得菜籽油和亞麻籽油，收集副產(chǎn)物菜籽餅和亞麻籽餅，將其粉碎，脫脂后備用。
1.3.2菜籽及亞麻籽蛋白的提取
堿溶酸沉法：分別稱取8g脫脂菜籽餅和亞麻籽餅，按料液比1:30與蒸餾水混合均勻后，用0.1mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至9.5，50℃水浴1h后離心取上清液，加入0.1mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)pH值至4.5，8000r/min離心10min后，真空冷凍干燥12h獲得蛋白。
酶解法：分別稱取8g脫脂菜籽餅和亞麻籽餅，按料液比1:30與蒸餾水混合均勻后，加入3%纖維素酶和4%α-淀粉酶，用0.1mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)蒸餾水pH值至6.0，，并在50℃條件下酶解4h后，在92℃條件下滅酶10min，8000r/min離心10min取上清液濃縮，真空冷凍干燥12h獲得蛋白。
乙醇浸提法：分別稱取8g脫脂菜籽餅和亞麻籽餅，按固液比1:8加入體積分數(shù)為70%的乙醇溶液，混合均勻，置于恒溫振蕩箱中，在50℃下振蕩75min，后在-0.6kpa真空度下抽濾，濾粕浸提2次，真空冷凍干燥12h獲得蛋白。
鹽析法：分別稱取8g脫脂菜籽餅和亞麻籽餅，同時配制0.17mol/L NaCl溶液，按料液比1:20與樣品混合均勻后，用0.1mol/L NaOH調(diào)節(jié)pH至9.5，在50℃水浴60min，8000r/min離心10min，取其上清液透析48h后濃縮，真空冷凍干燥12h獲得蛋白。
1.3.3菜籽及亞麻籽蛋白品質(zhì)分析
1.3.3.1蛋白提取率及純度測定
參照GB/T6432-2018，標準曲線的制備：將0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL的牛血清白蛋白標準液，分別用蒸餾水稀釋到1.0mL，然后分別加入5mL的考馬斯亮藍溶液，充分攪拌5min后，在波長為595nm處測定其溶液的吸光值，蛋白含量按公式（1）計算。
取不同提取方法的菜籽蛋白和亞麻籽蛋白配制成10mg/mL的蛋白溶液，在400W，45℃條件下超聲40min，8000r/min離心5min。取2mL上清液于10ml離心管中，避光加入5mL考馬斯亮藍溶液，反應5min后在595nm處測吸光值，分別按公式（2）（3）計算提取率及純度。
1.3.3.2蛋白質(zhì)理化特性測定
（1）等電點
將蛋白用pH10NaOH溶液以1:30比例溶解，依次調(diào)節(jié)pH為3.6、4.0、4.4、4.8、5.2，在8000r/min下離心10min，吸取1mL上清液于10.00mL離心管中，考馬斯亮藍法測定595nm處不同pH下蛋白液的吸光值，選擇吸光值最小的pH為蛋白等電點。
（2）表面疏水性
分別稱取10mg蛋白樣品溶于磷酸鹽緩沖溶液（濃度0.01mol/L、pH7.4），制備濃度為0.01、0.02、0.03、0.04、0.05mg/mL的蛋白樣品溶液。取20.0μLANS溶液（1.0mmol/L）和5.0mL蛋白質(zhì)溶液混合均勻，避光反應2min后迅速上機測定熒光強度，激發(fā)波長和發(fā)射波長分別為280nm和340nm，以蛋白質(zhì)濃度為橫坐標，熒光強度為縱坐標作圖，得回歸線性方程，直線斜率即為蛋白質(zhì)表面疏水性指數(shù)（H0）。
1.3.3.3蛋白質(zhì)結構表征
（1）二級結構
分別稱取10mg蛋白樣品，按1:100加入KBr進行研磨，研磨混合均勻后壓片器壓片，于傅里葉紅外光譜儀中做全波段（400~4000cm-1）掃描，分辨率4cm-1，精度0.01cm-1，掃描次數(shù)為128次。
（2）三級結構
內(nèi)源熒光光譜法：稱取150mg蛋白樣品，用磷酸鹽緩沖液（0.01mol/L，pH=7.0）配制3mg/mL蛋白溶液，水析膜過濾除雜，使用5nm狹縫在激發(fā)波長295nm下記錄300~500nm發(fā)射光譜。
紫外光譜法：稱取150mg蛋白樣品，用磷酸鹽緩沖液（0.01mol/L，pH=7.0）配制3mg/mL蛋白溶液，水析膜過濾除雜，紫外分光光度計測定蛋白樣液的吸光度，樣品掃描波長范圍為220-340nm。
（3）微觀結構
電鏡掃描法：分別稱取10mg蛋白樣品，用棉簽蘸取不同方法提取出的蛋白樣品，將其固定在載玻片上，噴金后于抽真空環(huán)境下進行觀察，放大1000倍對蛋白樣品微觀結構進行掃描觀察。
1.3.3.4蛋白質(zhì)功能特性測定
（1）溶解度
配制10mg/mL的菜籽和亞麻籽蛋白溶液，8000r/min離心10min。取1mL上清液，加入5mL考馬斯亮藍溶液，避光充分反應5min后在595nm處測定其吸光值，溶解度按公式（4）計算：
（2）持水性
將10mL離心管恒重。稱取0.5g蛋白樣品記錄為m0，將樣品稱入離心管中，記錄重量為m1。加入10mL蒸餾水，室溫靜置30min，8000r/min離心10min后，將上清液的水去除，稱離心管重量記為m2。持水性（WH）按公式（5）計算：
（3）持油性
將10mL離心管恒重。稱取0.5g蛋白樣品記錄為m0，將樣品稱入離心管中，記錄重量為m1。加入10mL大豆油，室溫靜置30min，8000r/min離心10min后，將上清液的油去除，稱離心管重量記為m2。持油性（OH）按公式（6）計算：
（4）起泡性及泡沫穩(wěn)定性
稱取50mg蛋白樣品，去離子水定容于50mL容量瓶中，配制成1mg/mL蛋白溶液。取15mL（VL）樣品溶液于燒杯中，12000r/min均質(zhì)2min，迅速測量起泡層高度（V0），靜置30min后，測量泡沫高度（V30）。起泡性（FC）及泡沫穩(wěn)定性（FS）通過以下公式計算：
（5）乳化性及乳化穩(wěn)定性
取20mL1mg/mL的蛋白溶液以3:1比例與大豆油混合，7000r/min均質(zhì)2min。從底部移取100μL溶液與50mLSDS溶液（pH7.0，0.1%）進行混合，紫外分光光度計在500nm波長下測定吸光值A0，靜置20min后，重復上述操作，乳化活性（EAI）和乳化穩(wěn)定性（ESI）計算公式如下：
1.4數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計
所有數(shù)據(jù)平行測定三次，結果取平均值，采用SPSS 26.0、Nicolet Omnic和PeakFit4.12軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，Origin 2023作圖。
2 結果與分析
2.1不同提取方法對蛋白提取率及純度的影響
如圖1A所示，乙醇浸提法提取菜籽蛋白和亞麻籽蛋白的提取率最高，分別為47.01%和48.19%，堿溶酸沉法和鹽析法次之，酶解法提取效果較差，僅為29.16%和28.01%。如圖1B所示，酶解法提取兩種蛋白的純度最高，分別為89.30%和83.20%，乙醇浸提法所得蛋白純度最低分別為68.97%和66.93%。歸因于不同提取方法對粕中其它成分（油脂、多糖和酚類化合物等）的去除效果不同，這些成分會影響蛋白質(zhì)的溶解度和穩(wěn)定性[12]，其中乙醇浸提法受影響較大，由于其提取物以粗蛋白為主，含有大量雜質(zhì)，因此提取率較高，而純度較低。利用酶解法提取的兩種蛋白雖具有較高的純度，但其提取率偏低，可能是由于菜籽粕和亞麻籽粕在進行復合酶解時，產(chǎn)生了較多的黏液導致蛋白之間發(fā)生粘連，從而降低了蛋白的提取率[7]。
圖1不同提取方法蛋白提取率及純度（A-提取率；B-純度）
2.2不同提取方法對蛋白質(zhì)理化特性的影響
2.2.1等電點
由圖2可知，上清液中蛋白質(zhì)含量隨pH值的增大均呈先下降后上升的趨勢，當pH=4.4時，上清液中的吸光值最低，表明此時菜籽蛋白和亞麻籽蛋白的溶解性最低，沉淀量達到最大，因此，四種提取方法所得菜籽和亞麻籽蛋白的等電點均為4.4。翟曉娜等[9]和施樹[13]分別利用堿溶酸沉法提取菜籽蛋白和亞麻籽蛋白，測得等電點均為4.4。吳興雨等[14]采用雙酶復合法提取亞麻蛋白，測得其等電點也為4.4，均與本研究結果一致。不同提取方法制備的蛋白其等電點均一致，因此，不同提取方法對菜籽蛋白和亞麻籽蛋白的等電點幾乎不產(chǎn)生影響。
圖2不同提取方法蛋白質(zhì)等電點（A-菜籽蛋白；B-亞麻籽蛋白）
2.2.2表面疏水性
表面疏水性是衡量蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的關鍵指標之一，對蛋白的品質(zhì)特性具有較大影響[15]。不同提取方法對菜籽和亞麻籽蛋白表面疏水性的影響如圖3所示，乙醇浸提法提取的菜籽蛋白和亞麻籽蛋白表面疏水性分別為62.93%和86.1%，顯著高于其他三種方法，蛋白質(zhì)表面疏水性主要取決于暴露在蛋白質(zhì)分子表面的疏水性殘基[16]，產(chǎn)生這一結果的原因可能在于高濃度乙醇浸提過程中蛋白分子結構發(fā)生變化，增加了游離巰基的數(shù)量，使得蛋白分子的折疊程度降低，此時有較多的疏水性殘基暴露在蛋白質(zhì)分子表面，使得表面疏水性增加。
圖3不同提取方法蛋白質(zhì)表面疏水性
2.3不同提取方法對蛋白質(zhì)結構的影響
2.3.1二觀結構
如圖4所示為不同提取方法下菜籽和亞麻籽蛋白二級結構含量變化及酰胺I帶的擬合結果。由于酰胺I帶吸收光譜（1600-1700cm-1）的改變是由蛋白質(zhì)連接C=O鍵的拉伸振動所引起的，因此酰胺I帶常被用于分析蛋白質(zhì)二級結構的變化[17]。如圖4A、4B所示，與堿溶酸沉法所提的菜籽蛋白和亞麻籽蛋白對比，乙醇浸提法、酶解法和鹽析法所提取蛋白的波形均發(fā)生了紅移，但每種方法紅移的程度不同。乙醇浸提法紅移的程度最小，酶解法次之，鹽析法紅移了約10cm-1，紅移程度最大。由此可知，不同提取方法在提取過程中蛋白質(zhì)二級結構受到了不同程度的影響，降低了結構的穩(wěn)定性，原本的結構開始逐漸聚合。當氫鍵作用較強時，C＝O的電子云密度逐漸降低，導致吸收峰位向高波數(shù)方向紅移[11]。
圖4不同提取方法蛋白質(zhì)傅里葉紅外光譜（A-菜籽蛋白；B-亞麻籽蛋白；C-F依次為堿溶酸沉、乙醇浸提、酶解和鹽析法提取菜籽蛋白的酰胺I帶擬合圖；G-J依次為亞麻籽蛋白酰胺I帶擬合圖）
采用AzinSadat等[18]的分析方法，以1600-1639cm-1為β-折疊，1640-1650cm-1為無規(guī)卷曲，1651-1660cm-1為α-螺旋，1661-1700cm-1為β-轉(zhuǎn)角作為定量指標來分析蛋白質(zhì)的二級結構。如表1所示，堿溶酸沉、乙醇浸提、酶解和鹽析法四種方法提取的菜籽蛋白中α-螺旋和β-折疊之和分別為41.55%、41.95%、42.01%和42.94%，亞麻籽蛋白中分別為42.45%、41.08%、40.75%和46.43%，兩種蛋白的α-螺旋和β-折疊含量相對較低，表明其二級結構穩(wěn)定性一般，可能是由于提取蛋白的過程中，不同的處理增加了蛋白分子的無序性，使結構更加疏松，因而降低了穩(wěn)定性，由此可知，不同提取方法對蛋白的二級結構有一定的影響。此外，由于蛋白質(zhì)分子中α-螺旋和β-折疊能夠形成緊密的無空腔結構，相比于無規(guī)則卷曲具有更強的構象穩(wěn)定性和緊密程度[19]，則鹽析法提取的兩種蛋白具有相對更加穩(wěn)定的二級結構。
表1不同提取方法蛋白的二級結構含量（%）
2.3.2三級結構
通過熒光光譜法可以獲得蛋白質(zhì)三級結構的信息。蛋白質(zhì)中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸是產(chǎn)生內(nèi)源熒光光譜的主要來源，三者均可在280nm激發(fā)波長下發(fā)射熒光，且色氨酸殘基的最大發(fā)射波長在340nm左右[20]。如圖5所示，不同提取方法下蛋白質(zhì)的熒光強度具有一定差異，說明不同提取方法對蛋白質(zhì)中芳香族氨基酸含量有一定影響。由圖5A可知，堿溶酸沉法提取的菜籽蛋白熒光強度最高，而鹽析法提取蛋白的熒光強度最低；圖5B顯示了乙醇浸提法提取亞麻籽蛋白熒光強度最高，而堿溶酸沉法提取蛋白熒光強度最低；熒光強度高說明蛋白的三級結構舒張程度最大，卷曲程度最低，熒光強度低則說明蛋白空間構象較緊密，游離的色氨酸、酪氨酸很少，蛋白構象內(nèi)不同多肽鏈間卷曲程度最大，分子間碰撞產(chǎn)生更多交聯(lián)反應，引起更多的熒光猝滅[21]。
蛋白質(zhì)的紫外吸收強度與蛋白質(zhì)側鏈上的芳香族氨基酸緊密相關，它們在蛋白質(zhì)中的存在數(shù)量與蛋白質(zhì)的紫外吸收強度呈正比關系。由圖6可知，四種提取方法下兩種蛋白質(zhì)的最大紫外吸收波長為340nm左右，這反映了菜籽和亞麻籽蛋白的紫外吸收主要是由于其蛋白內(nèi)的色氨酸和酪氨酸殘基引起的。四種提取方法下的紫外吸光值的趨勢基本一致，而吸光值又各不相同，這說明四種蛋白質(zhì)側鏈上的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸的數(shù)量很相近但又不同，通過堿溶酸沉法所得兩種蛋白的吸光值最低，產(chǎn)生這種結果的原因可能在于不同的提取方法導致蛋白質(zhì)構象發(fā)生改變，此結果與熒光光譜結果一致，進一步證明了不同提取方法對蛋白的三級結構有一定的影響。
圖5不同提取方法蛋白質(zhì)熒光光譜圖（A-菜籽蛋白；B-亞麻籽蛋白）
圖6不同提取方法蛋白質(zhì)紫外光譜圖（A-菜籽蛋白；B-亞麻籽蛋白）
2.3.3微觀結構
蛋白質(zhì)的微觀結構反應了蛋白質(zhì)分子的聚集狀態(tài)，對蛋白質(zhì)的品質(zhì)特性差異有重要影響，不同提取方法下菜籽和亞麻籽蛋白微觀結構如圖7所示，4種提取法所制備的蛋白顆粒大小不一，當放大1000倍后，不同方法提取的兩種蛋白表面均有不同程度的破壞，由于分子間相互作用力，蛋白的聚合程度及分子間連接緊密度不一樣[22]。乙醇浸提法和酶解法提取的菜籽蛋白，結構疏松，顆粒表面粗糙；而鹽析法提取的菜籽蛋白，其空間結構較為連續(xù)，塊狀表面有些許蜂窩與孔洞，對其結構影響較小。通過堿溶酸沉法和乙醇浸提取的亞麻籽蛋白呈現(xiàn)出不規(guī)則的多邊形狀，并呈分散狀態(tài)，片狀或大塊的顆粒分布較多，且顆粒表面粗；酶解法制得的蛋白顆粒普遍較小，顆粒表面較光滑，說明酶解對蛋白質(zhì)的破壞較??；鹽析法提取出的蛋白顆粒不一，相對來說比較聚集，但顆粒表面細小顆粒很多，說明破壞程度較大，這也證明鹽析法對蛋白質(zhì)的微觀結構造成了較大的影響。從四種蛋白質(zhì)的物理形態(tài)來看，蛋白質(zhì)微觀結構都發(fā)生了一定變化，菜籽和亞麻籽蛋白多空疏松的空間結構，使其形成了良好的親水性，提高了蛋白質(zhì)的整體持水能力和結合能力。
圖7不同提取方法蛋白質(zhì)掃描電鏡圖（A1-A4依次為堿溶酸沉、乙醇浸提、酶解和鹽析法提取的菜籽蛋白；B1-B4-依次為亞麻籽蛋白）
2.4不同提取方法對蛋白質(zhì)加工特性的影響
2.4.1溶解度
蛋白質(zhì)溶解度是指蛋白質(zhì)分子和水分子之間發(fā)生相互作用的綜合結果，通常認為溶解度受到許多因素的影響[23]。如圖8所示為不同方法制備菜籽和亞麻籽蛋白溶解度的結果，通過鹽析法提取的兩種蛋白溶解度最高（分別為68.19%和64.90%），其次是酶解法（66.72%和55.23%）和堿溶酸沉法（55.44%和37.54%），最低的是乙醇浸提法（34.78%和27.95%）。堿溶酸沉法和乙醇浸提法提取溶解度較低可能是由于蛋白樣品在乙醇溶液及強酸強堿處理下發(fā)生了變性，失去了可溶性且結構變得松散，暴露出更多的疏水基團，導致樣品溶解度降低[24]。此外，菜籽蛋白和亞麻籽蛋白中的其他組分如脂肪、纖維等也會一定程度上影響其溶解特性。吳興雨等[14]通過酶解法和堿溶酸沉法提取亞麻蛋白，結果顯示酶解法提取的亞麻籽蛋白的溶解性顯著高于堿溶酸沉法，與本研究結果一致。
圖8不同提取方法蛋白質(zhì)溶解度
2.4.2持水性及持油性
蛋白質(zhì)持水性和持油性的高低能夠直接影響產(chǎn)品的風味、質(zhì)地和組成狀態(tài)，與產(chǎn)品儲藏過程中的保鮮保形有著密不可分的關系[25]。不同方法制備的菜籽和亞麻籽蛋白的持水性和持油性如圖9所示，通過鹽析法制備的兩種蛋白持水性和持油性均為最高，其中菜籽蛋白持水性和持油性分別為58.00%和57.00%，亞麻籽蛋白的持水性和持油性分別為40.33%和35.83%。通過鹽析法制備的兩種蛋白結構中能與水和酯類結合的氨基酸含量較高，因此具有較高的持水性和持油性，而乙醇浸提法提取蛋白時，在高濃度乙醇的作用下，蛋白所含極性氨基酸的數(shù)量增加，非極性氨基酸的數(shù)量減少[5]，導致持水性和持油性降低。
圖9不同提取方法蛋白質(zhì)持水性及持油性
2.4.3起泡性及泡沫穩(wěn)定性
蛋白質(zhì)泡沫是蛋白質(zhì)液體薄膜包裹氣泡的兩相體系，評價蛋白質(zhì)發(fā)泡特性的主要指標包括起泡量（FC）和泡沫穩(wěn)定性（FS）。如圖10所示為不同方法提取的菜籽蛋白和亞麻籽蛋白起泡性及泡沫穩(wěn)定性的結果，由圖10可知，鹽析法提取的菜籽蛋白和亞麻籽蛋白的起泡性高達91.67%和89.29%，而乙醇浸提法提取的兩種蛋白的起泡性較差，僅有49.77%和54.78%。結果表明鹽析處理使蛋白質(zhì)分子的肽鏈受到外界環(huán)境的干擾，增強了分子柔性，提升了蛋白質(zhì)向氣-水界面運動的效率，因此使得其起泡性有一定改善[5]。通過酶解法提取的菜籽蛋白和亞麻籽蛋白則具有較好的泡沫穩(wěn)定性，分別為34.31%和27%。酶解處理增加了蛋白的表觀黏度，從而抑制泡沫析出，提高泡沫穩(wěn)定性[26]。此結果也與蛋白質(zhì)的溶解度有關，較高的溶解性可以提高其吸附并擴散在空氣和水界面中的能力，降低界面張力，從而促進了蛋白泡沫的形成，通過分子內(nèi)和分子間的相互作用力，形成二維保護網(wǎng)絡，維持泡沫的穩(wěn)定。
圖10不同提取方法蛋白質(zhì)起泡性及泡沫穩(wěn)定性
2.4.4乳化性及乳化穩(wěn)定性
蛋白質(zhì)乳化性是指蛋白與水油作用形成乳狀物的能力，乳化穩(wěn)定性是指該乳狀物維持穩(wěn)定存在的能力，通常利用乳化活性指數(shù)（EAI）和乳化穩(wěn)定性（ESI）來評價蛋白質(zhì)的乳化性能。如圖11所示為不同方法提取的菜籽和亞麻籽蛋白乳化性和乳化穩(wěn)定性的對比結果，其中鹽析法提取的菜籽蛋白乳化性（71.38%）和乳化穩(wěn)定性（32.75%）較好。其他三種方法提取菜籽蛋白的乳化性及乳化穩(wěn)定性與蛋白的溶解度呈正相關，這是因為溶解度大的蛋白質(zhì)，其分子向水油界面的擴散速度更快，利于分散體系的快速形成[27]。通過酶解法和鹽析法提取的亞麻籽蛋白的乳化性和乳化穩(wěn)定性結果差異較小，其中乳化性分別為32.06%和32.75%，乳化穩(wěn)定性分別為65.56%和65.37%。孫雪等[25]研究表明蛋白質(zhì)的乳化性能與其氨基酸組成、電荷分布、分子大小以及構象有關，因而說明不同提取方法對蛋白品質(zhì)特性產(chǎn)生了一定影響。
圖11不同提取方法蛋白質(zhì)乳化性及乳化穩(wěn)定性
3 結論
本研究以菜籽餅和亞麻籽餅為原料，選擇堿溶酸沉法、乙醇浸提法、酶解法和鹽析法四種方法分離提取菜籽蛋白和亞麻籽蛋白，對蛋白樣品的品質(zhì)特性對比研究，研究表明，不同制備方法對菜籽蛋白和亞麻籽蛋白的等電點不產(chǎn)生影響，而對于結構特性和加工功能特性具有較大影響，其中通過鹽析法提取的兩種蛋白中α-螺旋和β-折疊之和分別為42.94%和46.43%，相較于其他三種方法提取的蛋白具有更穩(wěn)定的二級結構。不同提取方法所得兩種蛋白的熒光強度和紫外吸收能力具有差異，由于不同處理導致蛋白質(zhì)構象發(fā)生改變，這與微觀結構觀察結果一致。鹽析法提取的兩種蛋白溶解度分別為68.19%和64.90%，酶解法為66.72%和55.23%，說明鹽析法和酶解法提出的蛋白其較高的溶解性可應用于飲品的生產(chǎn)加工。而鹽析法提取的兩種蛋白表現(xiàn)除更好的功能特性，持水性（58.00%和40.33%）、持油性（57.00%和35.83%）、起泡性（91.67%和89.29%）、乳化性（71.38%和32.75%）和乳化穩(wěn)定性（32.75%和65.37%）都優(yōu)于其他三種方法，在蛋糕、面包、冰激凌等食品加工中有較好的應用前景。因此，說明鹽析法是一種適合工業(yè)化生產(chǎn)的、優(yōu)質(zhì)的菜籽蛋白和亞麻籽蛋白的制備方法。
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文章摘自：冶梓芩,王進英,馬桂蘭等. 不同提取方法對菜籽和亞麻籽餅蛋白品質(zhì)特性影響研究 [J/OL]. 中國油脂, 1-13[2024-03-04]. https://doi.org/10.19902/j.cnki.zgyz.1003-7969.230658.
