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冷榨菜籽蛋白的堿性電解水提取工藝及其結構性能表征

2021-03-11 01:13楊萬富黃桃翠劉和平張祖清WaleedAldamarany高羽歌
農(nóng)業(yè)工程學報 2021年23期
關鍵詞:電解水菜籽榨菜

楊萬富,黃桃翠,劉和平,張祖清,Waleed A.S. Aldamarany,高羽歌,鐘 耕※

(1. 西南大學食品科學學院,重慶 400715; 2. 重慶市農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所,重慶 400060;3. 重慶市凱欣糧油有限公司,重慶 401121)

0 引 言

菜籽餅是油菜籽榨取油脂的副產(chǎn)物,中國近幾年菜籽餅年產(chǎn)750 萬t 以上,通常用于動物飼料和農(nóng)業(yè)肥料,經(jīng)濟效益低,而冷榨菜籽餅蛋白質(zhì)(質(zhì)量分數(shù)35%~40%)因壓榨條件相對溫和,是開發(fā)高附加值產(chǎn)品[1-3]的優(yōu)質(zhì)資源。菜籽蛋白含有豐富的甲硫氨酸和半胱氨酸[4],具有平衡的氨基酸組成[5]、良好的乳化、起泡、凝膠等功能特性[6-8]和較高的營養(yǎng)價值。目前菜籽蛋白的提取方法主要包括pH 分段控制法(堿、酸、鹽)結合超聲、微波、膜分離、納濾等手段和其他方法(奧斯本-門德爾分離法、醇溶液提取、反膠束、酶解和微生物發(fā)酵等)[9]。

為滿足工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)要求,pH 分段控制法是提取分離植物蛋白的主要方法,該法使用大量的強酸/堿調(diào)節(jié)提取液pH 值,產(chǎn)品提取率低、色澤及溶解性差、能耗高且提取蛋白產(chǎn)生的廢水、廢渣不易處理,對環(huán)境不友好[9-10]。堿性電解水是酸性電解水的副產(chǎn)品,為小分子團簇結構,表面張力較低、滲透性較強,可以作為較好的溶劑,且易逐漸恢復為普通水[11],對環(huán)境無污染,采用不同電解質(zhì)可以制得pH 值達12 以上的堿性電解水。此外, 堿性電解水具有一定的氧化還原電位(Oxidation-Reduction Potential, ORP),其可以保護蛋白質(zhì)的活性基團免受氧化,并提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量[11-12]。Toge 等[13]利用堿性電解水提取魚油,其提取率較Bligh-dyer 法高。苗雨欣等[14]用pH 值12.5 堿性電解水提取靈芝多糖與傳統(tǒng)水提法相比,靈芝多糖得率提高了74.72%。李志豪等[15]用pH 值為8.5~10 的堿性電解水提取籽瓜種仁蛋白,其提取率比傳統(tǒng)的堿溶酸沉法高1.7~8.3 個百分點。譚曉妍等[16]采用堿性電解水耦合酶提取茶渣蛋白,不僅提高了茶渣蛋白的提取率,而且提高了蛋白質(zhì)抗氧化能力。Li 等[17]研究表明超聲輔助堿性電解水提取南極磷蝦蛋白質(zhì)可以減少30.9%(質(zhì)量分數(shù))氫氧化鈉消耗量,同時保護了羰基、游離巰基等活性基團。

堿性電解水制作簡單,與生產(chǎn)傳統(tǒng)化學試劑相比成本低廉,且具有堿性特質(zhì)和高滲透性,較NaOH 使用安全可靠[16]。因此本試驗以冷榨雙低菜籽餅為研究對象,對堿性電解水提取冷榨菜籽餅蛋白(簡稱菜籽蛋白)工藝進行優(yōu)化研究??疾炝藟A性電解水pH 值、料液比、提取溫度和時間等因素對菜籽蛋白提取率的影響,通過響應面法優(yōu)化菜籽蛋白的提取工藝;并對比分析了相同條件下傳統(tǒng)酸/堿法調(diào)配pH 水(Ultrapure water extracted Rapeseed Protein,URP)與堿性電解水(Alkaline electrolyzed water extracted Rapeseed Protein,ARP)對菜籽蛋白提取率、結構和功能特性方面的影響。目前利用ORP 值和高pH 值電解水提取油料餅粕蛋白的研究還未見報道,本研究對菜籽蛋白的高效綠色提取和應用提供技術支持,可促進油料蛋白資源的開發(fā)利用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

雙低油菜籽:重慶市紅蜻蜓油脂有限公司提供,經(jīng)冷榨機(東都寶電器科技有限公司,D02,浙江溫州)榨油得冷榨菜籽餅,其基本成分見表1,符合國家雙低菜籽餅標準(NY/T 417-2000)。冷榨菜籽餅于室溫1:10 (g/mL)石油醚脫脂12 h,通風干燥,直到?jīng)]有明顯的石油醚氣味,粉碎并過60 目篩。

表1 冷榨菜籽餅基本成分含量Table 1 The components content of cold presed rapeseed meal

牛血清白蛋白、芥酸、植酸均為標準品,美國Sigma公司;考馬斯亮藍G-250、磷酸鹽、溴酚藍等試劑均為分析純,重慶市鈦新化工有限公司。

1.2 儀器與設備

多功能富氫水制備器,廣東新康公司;Sartorius pH計,賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;5840R 冷凍離心機,德國Eppendorf 公司;SY-10 真空冷凍干燥機,北京松源華興科技發(fā)展有限公司;759 系列紫外可見光分光光度計,上海菁華科技儀器有限公司;L8900-全自動氨基酸分析儀、F-2500 熒光分光光度計,日本日立公司;CM-5分光測色儀,日本KonicaMinolta 公司;Spectrum100 紅外光譜儀,珀金埃爾默公司;NanoZS90 納米粒度及Zeta電位分析儀,英國馬爾文公司。

1.3 方 法

1.3.1 堿性電解水的制備

堿性電解水由廣東新康科技有限公司XK-A7 電解水生成器制備得到,其中pH 值為 8.5、9.5、10.5 電解水由電解水生成器電解自來水不同時間所得;pH 值11.5 和12.5 電解水為電解飽和氯化鈉溶液一定時間所得。每隔一定時間取少量電解水用pH 計測定其pH 值,待其達到所需pH 值的堿性電解水即可,電解水可放置一年時間,pH 值保持不變。

1.3.2 冷榨菜籽餅基本成分的測定

冷榨菜籽餅中粗蛋白含量、水分含量均參照食品安全國家標準進行測定[18-19]。硫代葡萄糖苷測定參照吳謀成等[20]方法。芥酸測定參照李笑笑等[21]方法。植酸測定參照Zhang 等[22]方法。

1.3.3 冷榨菜籽蛋白制備及提取率的計算

準確稱取脫脂冷榨菜籽餅粉20.0 g,與一定比例的堿性電解水混合,在一定溫度下水浴鍋中磁力攪拌提取一定時間,提取液離心10 min(4 ℃、5 000 r/min),取上清液,用HCl(1.0 mol/L)溶液調(diào)pH 值至4.5,離心10 min(4 ℃、8 000 r/min),收集沉淀,水洗至中性,?80 ℃預凍12 h,經(jīng)真空冷凍干燥得粉狀物,冷藏(4 ℃)備用。

對照組分離蛋白采用傳統(tǒng)堿溶酸沉法制備:準確稱取20.0 g 粉碎脫脂粉,與一定比例的堿水(用1.0 moL/L NaOH 調(diào)節(jié)純水至相應pH 值)混合,其余操作與堿性電解水提取相同。

參考Zhang 等[22]的方法利用Bradford 法測定上清液蛋白質(zhì)含量。標準曲線為:y=6.890 5x+0.018 8(R2=0.998 7)x為蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度mg/mL;y為595 nm 處吸光度。

菜籽蛋白提取率按下式計算:

式中C為上清液蛋白含量,mg/mL;V為上清液體積,mL;m為脫脂粉蛋白質(zhì)量,g。

1.3.4 菜籽蛋白提取工藝優(yōu)化

分別研究料液比(1:7~1:12 g/mL)、pH 值(8.5~12.5)、提取溫度(20~60 ℃)和提取時間(20~80 min)4 個因素對菜籽蛋白提取率的影響,其中以料液比1:10 g/mL、堿性電解水pH 值9.5、提取溫度20 ℃、提取時間60 min 為固定水平因素。

采用JMP Trial 16 軟件,參考單因素試驗結果,根據(jù)Box-Bhenken 原則進行試驗設計,以料液比、堿性電解水pH 值、提取溫度、提取時間為考察因素,菜籽蛋白提取率(Y)為評價指標,試驗設計如表2 所示。

表2 Box-Behnken 試驗設計與水平設定Table 2 Experimental factor and levels setting of Box-Behnken design

1.3.5 菜籽蛋白成分測定

氨基酸組成參照GB 5009.124-2016《食品安全國家標準食品中氨基酸的測定》方法測定。

蛋白質(zhì)分子質(zhì)量采用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳法,參考Li 等[23]的方法并略作修改如下:采用質(zhì)量分數(shù)4%濃縮膠和12%分離膠。吸取20μL 蛋白樣品(5 mg/mL)與5μL 樣品緩沖液混合,煮沸5 min,冷卻后分別加入到膠孔。恒壓80 V 電泳30 min,待進入分離膠后采用120 V 電泳至溴酚藍跑到分離膠底部。電泳結束后剝膠并水洗3 次,用溶于甲醇∶乙酸∶水(5∶1∶4,v/v/v)的0.12 g/mL 考馬斯亮藍R-250 浸泡過夜,最后與脫色劑(甲醇∶乙酸∶水=5∶1∶4,v/v/v)混合,脫去背景色至條帶清晰。

1.3.6 菜籽蛋白理化特性測定

色澤采用CM-5 分光測色儀測定,由L*、a*、b*的值量化。

參考Chen 等[24]的方法略作修改,測定菜籽蛋白表面疏水性。取適量菜籽蛋白于離心管,用磷酸鹽緩沖液(Phosphate Buffer,PBS,0.01 mol/L,pH=7.0)配制2 mg/mL 蛋白溶液,再吸取0.5 mL 1 mg/mL 溴酚藍溶液(Bromophenol Blue,BPB)與之混合。同時制備對照組樣品,5 mL PBS 和0.5 mL BPB。所有樣品旋渦5 min 后離心10 min(4 ℃,8 000 r/min)。取0.5 mL 上清液和5 mL PBS 混勻,于595 nm 處測定吸光值。

巰基和二硫鍵含量參考Li 等[17]的方法略作修改。測定總巰基含量時,用含8 mol/L 尿素Tris-Gly 緩沖液配制3 mg/mL 蛋白溶液,加入60μL 4 mg/mL 2-硝基苯甲酸(5,5-Dithiobis-2-nitrobenzoicaci,DTNB),室溫下反應1 h后離心15 min(5 000 r/min),取上清液在412 nm 處測定吸光值,以含60μL DTNB 溶液和Tris-Gly 溶液為空白對照。測定游離巰基時用不含尿素Tris-Gly 緩沖液配制3 mg/mL 蛋白溶液其余操作與測定總巰基含量相同。

粒徑參照Li 等[23]的方法測定,水折射率1.330,材料折射率1.450。

Zeta 電位參照Crudden 等[25]的方法測定。用磷酸鹽緩沖液(0.01 mol/L,pH=7.0)配制1 mg/mL 蛋白溶液,取0.9 mL 蛋白溶液室溫下用粒度儀測定。

1.3.7 菜籽蛋白結構測定

采用Spectrum 100 傅里葉紅外光譜分析蛋白質(zhì)結構,掃描范圍400~4 000 cm-1,掃描次數(shù)64 次。

內(nèi)源熒光參考Jiang 等[26]的方法測定,用磷酸鹽緩沖液(0.01 mol/L,pH=7.0)配制0.1 mg/mL 蛋白溶液,使用5 nm 狹縫在激發(fā)波長295 nm 下記錄300~400 nm 發(fā)射光譜。

1.3.8 菜籽蛋白功能特性測定

參照Purkayastha 等[27]的方法測定菜籽蛋白溶解度(Solubility, S),持水性(Water Absorption Activity, WA),持油性(Fat Absorption Activity, FA),乳化性(Emulsifying Activity, EA),乳化穩(wěn)定性(Emulsifying Stability, ES),起泡性(Foaming Capacity, FC)和起泡穩(wěn)定性(Foaming Stability, FS)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗結果均以平均值±標準差表示,采用 Orign 2021 pro 軟件作圖和單因素中的Tukey 檢驗進行顯著性分析(P<0.05 表示顯著),JMP Trial 16 軟件進行回歸分析和t檢驗。

2 結果與分析

2.1 菜籽蛋白提取單因素試驗結果

由圖1a 可知,菜籽蛋白提取率在料液比1:10 g/mL時取得最大值,當料液比小于1:10 g/mL 時,菜籽蛋白提取率隨料液比增加而顯著提高,這是由于隨著料液比增大,體系黏度降低,物料與介質(zhì)充分接觸,均勻分散在水相中,促進蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移[28]。當料液比大于1∶10 g/mL時,菜籽蛋白提取率略有降低,可能為體系中游離油脂與部分蛋白乳化所致[29]。因此,選用料液比1∶9~1∶11 g/mL 作為后續(xù)工藝優(yōu)化。

由圖1b 可知,隨堿性電解水pH 值增大菜籽蛋白提取率呈先增大后降低趨勢,當pH 值≥12 會引起蛋白質(zhì)變性和賴-丙氨酸復合物形成[28],降低營養(yǎng)價值;且多酚易氧化成醌類物質(zhì)與蛋白質(zhì)的氨基和游離巰基發(fā)生加成反應[30],使菜籽蛋白提取液顏色變?yōu)辄S綠色、綠褐色[31]。因此選擇pH 值為9.5~11.5 堿性電解水進行后續(xù)工藝優(yōu)化。

由圖1c 可知,菜籽蛋白提取率隨提取時間延長而增大,20 到40 min 內(nèi)蛋白提取率迅速增加,50 min 時達到最大值,其后提取率無明顯變化,這可能是可溶性蛋白已基本完全溶解達到傳質(zhì)平衡。因此,從降低能耗和產(chǎn)量考慮,選擇40~60 min 進行后續(xù)工藝優(yōu)化。

由圖1d 可知,菜籽蛋白提取率隨溫度增加呈先增大后降低的趨勢,在40 ℃時達到最大值。這是由于在一定溫度范圍內(nèi),隨著溫度升高可以降低體系黏度從而加快分子運動,增加蛋白溶解度[32],因此選擇30~50 ℃進行后續(xù)工藝優(yōu)化。

2.2 響應面工藝優(yōu)化與結果分析

2.2.1 Box-Behnken 試驗結果與方差分析

根據(jù)Box-Behnken 原則按照表2 因素和水平建立4因素3 水平試驗設計,詳細試驗方案及結果見表3。對表3 中菜籽蛋白提取率(Y,%)和4 因素運用JMP Trail16 軟件進行二次多元回歸擬合得到菜籽蛋白提取率的回歸方程為

表3 Box-Behnken 試驗設計與結果Table 3 The experimental de-results of Box-Behnken

2.2.2 回歸模型分析

通過t檢驗對模型系數(shù)進行顯著性檢驗,結果如表4所示。由表可得,一次項(A、B、C、D)、二次項(A2、B2、C2、D2)和交互項BC、AD、BD的P值均<0.05,表明各變量系數(shù)對模型影響顯著。回歸模型系數(shù)絕對值大小可以看出,各因素對蛋白提取率的影響程度由大到小為:B>A>C>BC>D>AD,即堿性電解水pH 值、溫度、料液比、堿性電解水pH 值與料液比、時間、溫度與時間。

2.2.3 回歸模型方差分析和失擬項性檢驗

對回歸模型進行F檢驗和方差分析,結果如表5 所示。由表可得,模型P值<0.000 1 和失擬項P值>0.05,且回歸模型調(diào)整決定系數(shù)R2=0.93,表明該回歸模型在試驗范圍內(nèi)能較好地預測和優(yōu)化堿性電解水提取冷榨菜籽蛋白工藝。

表5 模型方差分析及失擬項檢驗Table 5 Model variance analysis and lack of fit test

2.2.4 工藝優(yōu)化與驗證

利用JMP 軟件對堿性電解水提取冷榨菜籽蛋白工藝參數(shù)優(yōu)化,當提取溫度45.23 ℃、pH 值11.5、液料比1∶9.727 g/mL、提取時間60 min,此時理論提取率為59.79%??紤]到實際操作,調(diào)整為溫度45℃、pH 值11.5、料液比1:10 g/mL 和提取時間60 min,并在此條件進行驗證試驗和對比試驗,結果如表6 所示,堿性電解水的蛋白提取率為59.34%與預測值相差不大,表明該模型可用于預測和分析堿性電解水提取冷榨菜籽蛋白工藝。由對比試驗可知,ARP 提取率比URP 高8.62 個百分點,這是由于堿性電解水具有小分子團簇結構,表面張力低,滲透性強,且含有較多OH-促進H+脫離碳原子和硫酸鹽基團以及氫鍵斷裂[15],增加了蛋白質(zhì)表面電荷數(shù),增強了蛋白質(zhì)間靜電斥力和水合作用[17],使溶解度增加。與URP相比,每處理1 kg 菜籽餅,可減少1.28 g NaoH 用量。Li[17]等研究表明超聲輔助堿性電解水提取南極磷蝦蛋白質(zhì)可以減少30.9%氫氧化鈉消耗量。Watanbe 等[33]在不添加酸或堿情況下,通過電解不同電解質(zhì)來調(diào)節(jié)溶液pH值,不僅提高了米糠蛋白提取率,而且還減少了蛋白脫鹽。且因其活性成分不穩(wěn)定,易與光、空氣及有機物等接觸逐步放電分解,其ORP 值逐漸下降并趨于正常,還原為普通的水[16]。因而較NaOH 使用安全可靠。

表6 電解水與純水提取冷榨菜籽蛋白試驗對比Table 6 Comparison of the experiment between ARP and URP of extraction rapeseed protein

2.3 不同提取方法對菜籽蛋白理化性質(zhì)影響

2.3.1 不同提取方法對菜籽蛋白色澤的影響

使用色差儀CM-5 測定菜籽蛋白色澤,結果如表7所示,堿性電解水對菜籽蛋白的L*,a*和b*值均有顯著作用(P<0.05)。結果表明堿性電解水能增加菜籽蛋白的亮度,降低紅色偏向和黃色偏向,使蛋白色澤更淺。

表7 不同提取方法對菜籽蛋白色澤的影響Table 7 Effects of extraction method on the colour of rapeseed protein

2.3.2 不同提取方法對菜籽蛋白組成的影響

據(jù)報道,菜籽蛋白主要包含12S 球蛋白(44.3~66.4 kDa),球蛋白由α-肽鏈(30.0~40.0 kDa)和β-多肽(20.0 kDa)鏈,以及1.7/2S 白蛋白(約為14 kDa)。由圖2 可知,ARP 與URP 分子量分布集中在14、20~30、32~66.4 kDa 之間,兩者分子量無顯著差異;其中ARP蛋白質(zhì)條帶較URP 蛋白質(zhì)條帶明顯,這是由于蛋白質(zhì)在高堿性提取條件下發(fā)生水解[23]。

由表8 可知,ARP 純度比URP 高,且天冬氨酸、半胱氨酸、纈氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、疏水性氨基酸和酸性氨基酸含量顯著高于URP(P<0.05),谷氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、組氨酸和堿性氨基酸含量顯著小于URP(P<0.05)。另外ARP 中半胱氨酸和甲硫氨酸含量顯著高于URP(P<0.05),這可能是因為半胱氨酸是對氧化修飾最敏感的氨基酸,且二硫鍵在多肽鏈半胱氨酸之間形成[34]。

表8 菜籽蛋白氨基酸組成分析Table 8 Analysis of the amino acid composition of rapeseed protein

2.3.3 不同提取方法對菜籽蛋白理化特性的影響

ARP 法疏水性為(50.92±2.3)μg 顯著大于URP 法疏水性(40.70±2.33)μg(P<0.05),這與李志豪等[15]研究結果一致,這可能是電解水中離子之間通過靜電屏蔽效應,使膠體顆粒表面電勢降低而非極性基團疏水作用增強[35]。

ARP 法總巰基含量和游離巰基含量分別為22.64 和16.88μmol/g 均顯著大于URP 法的20.43 和15.00μmol/g(P<0.05),且ARP 法中的二硫鍵含量2.88μmol/g 略高于URP 法2.72μmol/g,這與表8 中ARP 法半胱氨酸含量顯著大于URP 法結果一致。

由圖3 可知,ARP 顆粒大小分布在8.72~15.70 和91.30~396.00 nm 之間;URP 顆粒大小分布在11.70~18.20 和122.00~459.00 nm 之間。結果表明ARP 粒徑比URP 小,能夠促進蛋白質(zhì)與脂質(zhì)之間相互作用[15],增加其乳化性。這可能是提取過程中添加的堿液使菜籽蛋白肽鏈裂解,導致菜籽蛋白分子結構展開,暴露出的疏水基團之間的相互作用加強[20],且URP 疏水性小于ARP,URP 更易形成可溶性聚集體,導致粒徑增大。

蛋白質(zhì)是一種含有極性基團和非極性基團的兩性電解質(zhì),極性基團在溶液中暴露出出來,使蛋白質(zhì)表面帶電,ζ電位可以很好表征蛋白質(zhì)溶液性質(zhì)。在中性磷酸鹽緩沖液(0.05 mol/L,pH=7.0)中ζ均為負值,這表明菜籽蛋白負電荷氨基酸大余正電荷氨基酸,且ARPζ絕對值11.90 mV 顯著大于URPζ絕對值10.17 mV(P<0.05)。

2.3.4 不同提取方法對菜籽蛋白結構的影響

蛋白質(zhì)二級結構常用酰胺I 帶(1 600~1 700 cm-1)來反映,其中α-螺旋和β-折疊為有序結構,β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲為無序結構。由表9 可得,與URP 二級結構相比,ARP 中β-折疊相對含量增加,α-螺旋、β-轉(zhuǎn)角和無規(guī)則卷曲降低,且ARP 中α-螺旋和β-折疊之和顯著大于URP,這表明ARP 結構更加有序。

表9 不同提取方法對菜籽蛋白二級結構的影響Table 9 Effects of extraction methods on the secondary structure of rapeseed protein

熒光光譜法可以探測蛋白質(zhì)中色氨酸殘基的微環(huán)境變化,并可以用于研究蛋白質(zhì)三級結構(折疊、解折疊和聚集)變化[36]。熒光強度或發(fā)射波長最大值變化表明色氨酸殘基微環(huán)境變化。由圖4 可知,URP 與ARP 熒光光譜形狀無變化,而ARP 熒光強度大于URP,這表明菜籽蛋白構象發(fā)生了變化,堿性電解水可以引起菜籽蛋白去折疊,暴露出更多疏水基團,這與ARP 疏水性大于URP結果一致。

2.3.5 不同提取方法對菜籽蛋白功能特性的影響

由圖5a 可知ARP 溶解度38.40%顯著大于URP 30.62%(P<0.05),這是因為蛋白質(zhì)在強離子強度條件下三級結構容易變得松散和拉伸,從而提高了溶解度[37]。持水性和持油性可以增強食品特性和口感,由5b 可知ARP 持油性2.41 g/g 顯著大于URP 持油性1.86 g/g(P<0.05),而ARP 持水性0.92 g/g 顯著小于URP 持水性1.12 g/g(P<0.05),這是因為ARP 表面疏水性強,且ARP 二硫鍵多,截留水分能力下降,導致水合能力下降。乳化性主要依賴于蛋白質(zhì)分子在油水界面的擴散,由圖5c 可得ARP 乳化性(35.13 m2/g)略大于URP(32.92 m2/g),而其乳化穩(wěn)定性19.84 min 顯著小于URP 30.81 min(P<0.05),這與李志豪[15]等研究結果一致,這是因為電解質(zhì)促使菜籽蛋白肽鏈在提取過程中斷裂,溶解度提高,且可溶性蛋白粒徑小,表面積大,促進了蛋白質(zhì)與脂質(zhì)之間相互作用[20]。由圖5d 可知,ARP 起泡性52.92%顯著大于URP 47.17%(P<0.05),而其泡沫穩(wěn)定性53.09%小于URP 64.50%(P<0.05),這是由于ARP游離巰基多,表面疏水性強,且疏水性氨基酸含量多,導致疏水相互作用增強[15]。

3 結 論

1)在單因素基礎上,通過四因素三水平JMP-Box-Behnken 試驗設計得到堿性電解水對冷榨菜籽蛋白提取優(yōu)化工藝為:溫度45 ℃、pH 值11.5、料液比1:10 g/mL 和提取時間60 min,提取率為59.34%。

2)在優(yōu)化條件下,堿性電解水提取冷榨菜籽餅分離蛋白(Alkaline electrolyzed water extracted Rapeseed Protein,ARP)提取率比堿溶酸沉法提取菜籽分離蛋白(Ultrapure water extracted Rapeseed Protein,URP)高8.62 個百分點,且純度高;溶解性、持油性、乳化性和起泡性均顯著高于URP(P<0.05),同時ARP 粒徑分布范圍小,表面疏水性、ζ電位絕對值、游離巰基和二硫鍵含量均高于URP,二級結構更有序。此外堿性電解水制備簡單,成本低廉,在提取過程可減少酸堿液用量,對環(huán)境友好。

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