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杏仁蛋白质提取及功能特性研究概述 西北农林科技大学 杏仁的概述 杏仁 Semenarmeniacaeamarae 是蔷薇科李属植物杏或山杏的种子 杏仁呈扁心形 长1cm 1 5cm 宽约1cm 种皮红棕色或深黄色口1 杏仁分为甜杏仁和苦杏仁两种 苦杏仁主要作为药物使用 甜杏仁则可直接食用或用于食品加工 杏仁具有丰富的营养价值和良好的药用价值 中国医学科学院卫生所编著的食物成分表 显示 每100g杏仁中含蛋白质25g 27g 油脂47g 56g 碳水化合物及粗纤维含量约占12g 19g 还含有钙 磷 铁 硒等多种元素和V 硫胺索 核黄索 尼克酸 抗坏血酸等多种维生素 其中 硒含量为27 6mg lO0g 硒具有提高机体免疫力和延长寿命的作用 杏仁的药用价值也非常高 保健功效很高 蛋白质提取分离 碱溶酸沉法 1 工艺流程原料预处理 粉末状原料 碱溶液提取 定时间 也可重复数次 取上清液 调pH至蛋白质等电点沉淀 离心分离 干燥 蛋白质产品 2 优缺点提取时间长 提取温度高 能源消耗大 而且提取效果较差 酶法提取 1 工艺流程原料预处理 加水 加酶 调pH值和温度 蛋白质酶解 灭酶 冷却 离心 收集上清液 沉淀蛋白质 水洗 干燥 蛋白质 2 优缺点提取具有时间短 反应条件温和 提取率高 而且酶价格相对便宜 适合于大规模的工业化生产 蛋白质提取分离 反胶束法 1 工艺流程杏仁前处理 杏仁粉 振荡增溶 反胶束溶液 低速离心分离 前萃液 振荡 离心分离 杏仁油 杏仁蛋白液 脱盐 真空冷冻干燥 蛋白粉 2 优缺点工艺过程短 能耗低 而且蛋白质不易变性 盐碱两步浸提法 1 工艺流程杏仁粉稀盐液浸提 碱液浸提 离心 盐析 再离心 透析 干燥 蛋白质产品 2 优缺点总提取率较高 而且产品色泽好 蛋白质提取分离 冷榨法 1 工艺流程杏仁预处理 烘干 冷榨 蛋白饼 粉碎 软水浸泡 磨浆 分渣 浓缩 配料 均质 杀菌 喷雾干燥 筛粉 杏仁蛋白粉 2 优缺点制备的蛋白质没有使用化学物质 保持了蛋白质的固有风味和天然性质分离蛋白的提取 1 工艺流程杏仁 粉碎 研磨 加入25倍蒸馏水 磁力搅拌器搅拌1h 离心 取上清液 将上清液的pH调至4 5 离心 用蒸馏水洗沉淀 用NaOH调节pH至7 0 真空冷冻干燥 分离蛋白 2 优缺点杏仁分离蛋白是纯度很高的蛋白质 适合用于杏仁蛋白质的电泳分析和各种功能特性的研究分析 蛋白质提取分离 超临界CO2流体萃取在蛋白质提取前的处理 1 工艺流程杏仁 粉碎 称量 定量 萃取筒中萃取 脱脂脱杂脱色的蛋白质 2 优缺点操作方便 选择性好 脱脂率高 兼有脱色脱杂脱异味的作用排除法 1 工艺流程脱脂 脱脂杏仁粉 粉碎 洗涤 离心分离 干燥 杏仁浓缩蛋白质 2 优缺点蛋白质提取率高 性质稳定 副产品可综合利用 蛋白质提取分离 其他蛋白质制备方法除了上述应用于杏仁蛋白的提取方法 参考其他植物蛋白的制备 可以应用在杏仁蛋白质的提取方法还有很多 如 膜分离技术 依据大豆蛋白的分子量采用高分子膜对蛋白液进行截流浓缩来制取的方法 超声波增溶提取法 三氯乙酸等有机溶剂法 结构及功能性研究 氨基酸组成 结构及功能性研究 氨基酸组成甜杏仁蛋白含有人体所需的18种氨基酸 必需氨基酸与总氨基酸的比值 EAA rAA 约为30 未包括色氨酸 所有氨基酸中 谷氨酸含量最高 约占氨基酸总量的28 谷氨酸是人体内重要的氨基酸 参与多种生理活动物质的合成 同时也是使食物味道鲜美的重要呈味物质 由化学评分可知 甜杏仁蛋白的氨基酸组成中苏氨酸含量较少 赖氨酸和含硫氨基酸的含量略低于参考模式 结构及功能性研究 蛋白组成分析 经过水 盐 乙醇 碱的连续提取后 得到的可溶性蛋白中 清蛋白为主要成分 占77 左右 其次为谷蛋白 球蛋白和醇溶蛋白含量较低 除醇溶蛋白外 其余三种蛋白的纯度均较高 结构及功能性研究 功能性质 1 溶解度甜杏仁蛋白的等电点约为4 5 在碱性环境下的溶解度明显高于酸性条件下 pH 9时溶解度约为80 2 吸水性及吸油性甜杏仁蛋白的吸水和吸油能力均优于大豆分离蛋白 3 乳化性及乳化稳定性 结构及功能性研究 功能性质 4 起泡性及泡沫稳定性 大豆分离蛋白的超出量高于甜杏仁蛋白 随着时间的延长 两者的超出量均明显下降 15min时 两者泡沫体积减少约50 表明这两种蛋白泡沫稳定性相似 但大豆分离蛋白的起泡性较好 结构及功能性研究 功能性质 5 表面疏水性 甜杏仁蛋白的表面疏水性指数为164 86 大于大豆分离蛋白的表面疏水性指数5 57 这意味着甜杏仁蛋白有更多的非极性残基定向于油水界面 由于疏水相互作用在表面形成疏水性空穴 因而显示较好的乳化性 结构及功能性研究 功能性质 6 热分析 蛋白质变性是食品加工过程中蛋白质最常见的变化之一 差示量热扫描法 DSC 自20世纪60年代以来在国内外已经广泛被用于蛋白质的热变性研究 在DSC谱图中 最大峰对应的温度是变性温度峰面积是变性焓 变性温度代表蛋白质的热稳定性而焓变则反映蛋白质分子的聚集程度 峰的宽窄也可说明这种变性转变的协同性 热分析常用的方法还有热重法 TGA 测定质量随温度的变化情况主要反映蛋白质的热稳定性 结构及功能性研究 功能性质 7 抗氧化性 采用A1calase蛋白酶水解杏仁蛋白 以水解度 DH 及水解产物对血管紧张素转化酶 ACE 的抑制率为指标进行酶解工艺优化 结果表明 较大活性的ACE抑制肽的最佳水解条件为 pH值7 0 温度50 酶底比4 底物质量分数为2 该条件下经60min水解 其水解度为12 23 得到ACE抑制肽的IC50值为0 85mg mL 结构及功能性研究 功能性质 7 降血脂功能为研究杏仁蛋白对血脂的影响 先用盐析法从山杏仁中提取杏仁蛋白 并用胰蛋白酶水解部分杏仁蛋白 然后采用大鼠脂代谢紊乱模型进行动物实验 选用初体重100g左右的wjStar大鼠在实验环境下适应4d后 以体重无差异分成5组 每组6只 对照组 蛋白组和水解组 每组在试验期间自由摄入高脂饲料 经口定量 500mg kg d 每只大鼠 给予水或杏仁蛋白 杏仁蛋白水解物10d 然后禁食16h 心脏取血 测定血清总胆固醇 甘油三酯 高密度脂蛋白胆固醇 低密度脂蛋白胆固醇水平 结果表明 杏仁蛋白具有显著降低血脂作用 杏仁蛋白水解产物的降血脂的作用更明显一些 前景展望 杏仁蛋白质中氨基酸含量丰富而且种类齐全 构成比例接近于国际参考模式 是很好的植物蛋白质资源 已有资料报道杏仁蛋白质具有优良的功能特性 是良好的食品添加剂 因此 随着对杏仁的进一步开发 研究杏仁蛋白质的提取利用具有积极的经济和现实意义 植物蛋白质的提取和含量测定 一 实验目的掌握大豆蛋白的提取及制备大豆蛋白丙酮干粉的方法 二 实验原理大豆蛋白主要是酸性蛋白 pI4 5 5 0 能溶于碱溶液本实验先利用稀碱提取大豆蛋白 再利用丙酮结合等电点溶解度最低原理沉淀蛋白 2 Folin 酚法测定蛋白质含量酚试剂由两部分组成 试剂A为双缩脲试剂 可与肽链发生显色反应 试剂B中的磷钼酸和磷钨酸在OH 条件下不稳定 易被酚类化合物还原显蓝色 因蛋白质中含Tyr被还原成蓝色 颜色深浅与浓度成正比 可用比色法测定 三 实验器材分光光度计 500nm 比色皿计算纸 9cm 9cm 离心机 离心管100ml 50ml 组织捣碎机精密pH试纸pH0 5 5 0 pH4 5 7 0 四 实验试剂1 大豆干粉2 0 2 NaOH3 丙酮 预冷 4 6MHCl 1MHCl5标准BSA 0 5mg ml 6 Folin 酚试剂甲 用前组分一 组分二 50 1 1 1克Na2CO3和0 2克NaOH溶解于50毫升蒸馏水中 2 0 5克硫酸铜 CuSO4 5H2O 溶解100毫升1 酒石酸钾钠 KNaC4H4O6 4H2O 中 每次使用前 将50ml 1 与1ml 2 混合 即为试剂甲 四 实验试剂7 Folin 酚试剂乙 用前稀释一倍 在2升磨口回流瓶中 加入100克钨酸钠 Na2WO4 2H2O 25克钼酸钠 Na2MoO4 2H2O 及700毫升蒸馏水 再加50毫升85 磷酸 100毫升浓盐酸 充分混合 接上回流管 以小火回流10小时 回流结束时 加入150克硫酸锂 Li2SO4 50毫升蒸馏水及数滴液体溴 开口继续沸腾15分钟 以便驱除过量的溴 冷却后溶液呈黄色 如仍呈绿色 须再重复滴加液体溴的步骤 稀释至1升 过滤 滤液置于棕色试剂瓶中保存 使用时用标准NaOH滴定 酚酞作指示剂 然后适当稀释 约加水1倍 使最终的酸浓度为1N左右 五 实验步骤 一 蛋白提取1 称取3克大豆干粉 加入0 2 NaOH30毫升 先加入调成糊状 再用少量多次地慢慢地加入 边加边搅拌 室温下搅拌抽提10min 于4000r min离心7min 小心留取上清液 弃脂层和沉淀 如上清液有漂浮物 再经过滤 2 留出上清液2毫升稀释50倍做含量测定 第二步 3 制干粉 量剩余上清液的体积 加入等体积预冷丙酮 先用6mol L的HCl调pH至6 0 再用1mol L的HCl小心调pH至4 5 5 0 于4000r min离心15min 留取沉淀物 并用少量丙酮反复 至少两次 搅拌洗涤 在离心管中进行 加入丙酮后一定