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桃仁(Peach Kernel)是蔷薇科桃或山桃的种子,产量较大,蛋白含量较高,是一种潜在的非常规蛋白质资源。目前,国内外关于桃仁蛋白的研究报道较少。本文以桃仁为原料,研究了桃仁蛋白的提取工艺、理化性质及营养特性,并与大豆蛋白(Soy Protein Isolates,SPI)对比研究了桃仁蛋白的功能特性,旨在为桃仁蛋白的应用提供理论依据。
首先,优化了碱溶酸沉法制备桃仁分离蛋白(Peach Kernel ProteinIsolates,PKPI)的工艺。结果表明,PKPI的等电点pI4.7;温度、pH和料液比对PKPI提取率影响较大;采用响应面法优化的PKPI提取工艺为:温度47℃、pH9.2、料液比1:15(g/mL)、提取时间1h;在优化条件下,蛋白质提取率达93.89%,蛋白质含量为86.83%,脂肪1.18%,水分5.78%,灰分2.11%,苦杏仁甙0.83%。
其次,采用经典Osborne分级方法对桃仁脱脂粉(Defatted Peach KernelFlour, DPKF)进行分级分离。结果表明,清蛋白(Peach Kernel Albumins,PKA)含量最丰富(85.15%),且蛋白含量最高(80.06%),其次为球蛋白(9.05%),谷蛋白(1.66%),醇溶蛋白(0.37%)。
第三,研究比较分析了DPKF、PKPI及四种分级蛋白的理化性质和营养特性。DSC分析实验表明,DPKF、PKPI及四种分级蛋白均有两个变性温度,分别集中于43~59℃和100~130℃之间。SDS-PAGE表明,DPKF、PKPI和PKA均出现四条相同谱带,其亚基分子量分别为63.6、48.6、27.2、23.4kDa;球蛋白除含有较高含量的上述四条谱带外,还有一些含量较低的亚基,相对分子质量分别为41.8、39.2、32.7kDa;醇溶蛋白尚未检测到谱带;谷蛋白亚基的含量较低,相对分子质量分别为63.6、35.2、27.2kDa,此外,谷蛋白还有一些相对分子质量大于220kDa的亚基,未得到很好的分离。DPKF、PKPI和四种分级蛋白的最大紫外吸收峰出现在波长233.0~237.0nm之间。氨基酸分析结果表明,桃仁蛋白氨基酸种类齐全,必需氨基酸全面,赖氨酸为第一限制性氨基酸,营养指标评估表明PKPI和PKA具有较高营养价值。
最后,桃仁蛋白的功能特性研究表明,与SPI相比,DPKF、PKPI和PKA具有良好的持油性、泡沫稳定性、乳化稳定性及较低的凝胶浓度,但持水性、起泡能力及乳化能力较差。体外消化实验显示,无论是胃蛋白酶一步消化,还是胃-胰蛋白酶两步消化,DPKF、PKPI和PKA的消化率都比SPI高。与SPI相比,PKPI和PKA均具有较高的溶解度,其中pH对其溶解度影响最大;与PKPI相比,PKA溶解度更高,且受温度、离子强度、蛋白质浓度等因素影响较小。PKPI溶液表现为非牛顿流体类型,与赫谢尔-巴尔克莱(Herschel-Bulkley)流变模式吻合度达99.6%。PKPI溶液浓度大于7%时,会产生剪切稀化现象;pH对PKPI粘度影响最大,其次为蛋白质浓度和温度。