【摘 要】
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藜麦是唯一一种单体植物即可满足人体基本营养需求的食物。2020年中国藜麦种植面积约2万公顷,其中甘肃种植面积约1万公顷,而“陇藜1号”为甘肃的主栽品种。藜麦是优质的植物蛋白源,蛋白质含量在12~23%。近年来,植物蛋白资源的开发及利用越来越多,为了进一步开发和利用藜麦清蛋白,本研究以甘肃主栽品种“陇藜1号”为试材,采用超声辅助提取清蛋白,通过优化提取工艺参数和对“陇藜1号”籽粒清蛋白理化性质(清蛋
【基金项目】
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甘肃省重点研发项目(18YFINA076)“藜麦加工特性研究及系列方便食品研发与转化应用”;
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藜麦是唯一一种单体植物即可满足人体基本营养需求的食物。2020年中国藜麦种植面积约2万公顷,其中甘肃种植面积约1万公顷,而“陇藜1号”为甘肃的主栽品种。藜麦是优质的植物蛋白源,蛋白质含量在12~23%。近年来,植物蛋白资源的开发及利用越来越多,为了进一步开发和利用藜麦清蛋白,本研究以甘肃主栽品种“陇藜1号”为试材,采用超声辅助提取清蛋白,通过优化提取工艺参数和对“陇藜1号”籽粒清蛋白理化性质(清蛋白亚基分布、氨基酸组成、内源荧光、紫外光谱、热稳定性、扫描电镜、傅里叶红外光谱(FTIR)、600 MHz核磁共振图谱)、功能性质(溶解性、持油性、起泡及泡沫稳定性、乳化及乳化稳定性、柔性)、以及体外消化特性(水解度、游离氨基酸释放量、抗氧化活性、FTIR、扫描电镜结构)进行了较为详尽的研究,旨在为藜麦清蛋白的进一步加工利用提供依据。研究结果如下:1.“陇藜1号”藜麦籽粒蛋白质含量为15.78±0.37%;经Osberne分级,其清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白的含量分别为34.96%、23.86%、9.22%和3.49%。在超声功率354 W、料液比1:25.5(g/m L)、超声时间40 min、水浴温度36.9℃的条件下,藜麦清蛋白的提取量可达到63.25 mg/g。2.“陇藜1号”籽粒清蛋白的等电点为3.4,由多亚基构成,亚基相对分子质量分别为37.34、33.94、28.95、17.97 KDa;经酸水解法测得清蛋白含有17种氨基酸,其中必需氨基酸与总氨基酸比值为32.95%;清蛋白Glu、Asp及Arg含量相对较高,而半胱氨酸(Cys)是其第一限制性氨基酸。室温下,清蛋白的α-螺旋、β-折叠、无规则卷曲、β-转角含量分别为30.85%、30.58%、27.38%、11.19%。3.50~121℃热处理30 min清蛋白结构发生明显变化。清蛋白巯基及二硫键含量在80℃之前巯基随温度升高不断增加,二硫键则不断降低;游离巯基在80℃达到最大值,为2.15 nmol/mg,二硫键在80℃时则最小,为3.75 nmol/mg,之后随温度不断增加,游离巯基不断下降,二硫键则不断增加。清蛋白最大热解温度为316℃,100~121℃热处理,清蛋白DTG最大峰值增大。经50~121℃热处理30 min,清蛋白内源荧光强度(FI)不断降低,最大吸收波长(λmax)增加;紫外吸收强度不断降低,最大吸收波长(λmax)发生4nm蓝移;α-螺旋含量逐渐降低,无规则卷曲含量有所增加,蛋白结构展开,向无序转变;扫描电镜发现清蛋白解离后又重新聚集,形成紧密的聚集体,表面孔隙增多、增大,121℃时表面形貌显著变化,孔隙最大。600 MHz核磁共振图谱发现,在1.77~2.28、2.28~2.79ppm区间,清蛋白的归一化相对百分含量均在121℃时最小,分别为13.66%、0.02%,较未处理组降低6.80%、6.16%;在2.79~3.30 ppm区间归一化相对百分含量在70℃时最小,为8.95%;在3.30~3.81 ppm之间,归一化相对百分含量在70℃时则最大,为5.70%。4.“陇藜1号”藜麦籽粒清蛋白在温度60℃时,其溶解性、乳化及乳化稳定性均达到最大值,分别为94.73%、13.40 m2/g、70.96%;在温度70℃时,持油性、起泡性达到最大值,分别为4.55 g/g、103.17%,但泡沫稳定性最小,为39.85%;之后随温度升高,其溶解性、乳化及乳化稳定性、持油性、起泡性开始不同程度下降,但泡沫稳定性则不断增加。在50~121℃之间,随温度升高柔性不断增加,121℃时达到最大值,为0.348。5.NaCl浓度为0.75 mol/L时,“陇藜1号”藜麦籽粒清蛋白溶解性和起泡性最大,分别为97.73%、109.83%;NaCl浓度为0.50 mol/L时,乳化性及乳化稳定性最好,分别为13.76 m2/g、66.68%;NaCl浓度为1.00~1.25 mol/L时,泡沫稳定性最好。6.胃部模拟消化清蛋白2 h时,水解度(DH)为18.56%,游离氨基酸(FAA)释放量为0.876 mg/100m L,蛋白颗粒明显变小,无序排列呈致密结构,孔隙较多,消化产物β-转角及β-折叠含量为16.30%和49.48%,α-螺旋及无规卷曲含量为18.88%和15.34%;再经小肠模拟消化3.0 h后DH为39.60%、FAA释放量为4.546 mg/100m L,蛋白颗粒变为絮状小颗粒,表面积进一步增大,β-转角、β-折叠、α-螺旋及无规卷曲含量分别为17.29%、33.11%、34.57%和15.02%。胃肠模拟消化结束后,清蛋白消化产物DPPH·、ABTS+·清除率、总还原力、Fe2+螯合率、Cu2+螯合率分别达到:58.43%、79.67%、0.280、67.99%、15.74%。
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