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油酸对芸豆蛋白乳化性的影响

2022-05-09谭灿1祝思宇邢越淼罗艳玲谢金波林巍

高师理科学刊 2022年4期
关键词:芸豆乳化液巯基

谭灿1,祝思宇,邢越淼,罗艳玲,谢金波,林巍

油酸对芸豆蛋白乳化性的影响

谭灿1,祝思宇,邢越淼,罗艳玲,谢金波,林巍

(齐齐哈尔大学 食品与生物工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161006)

研究了油酸对芸豆蛋白乳化性的影响.结果表明,油酸的加入使芸豆蛋白的乳化活性显著升高,在添加量为5%时,芸豆蛋白乳化活性最高,为5.56 m2/g,同时乳化液的稳定性也最高,此时浊度为1.368 NTU;随着油酸体积分数的增大,芸豆蛋白的表面疏水性和巯基含量也逐渐增加;内源荧光光谱结果发现,随着油酸比例的增加,蛋白内源荧光强度逐渐降低;紫外吸收光谱结果显示,加入油酸后,紫外吸收光谱出现蓝移现象,吸收强度也随之降低.总之,油酸的加入可提高芸豆蛋白的乳化性.

芸豆蛋白;油酸;乳化性

芸豆作为世界第二大豆类植物,其主要成分是蛋白质和粗纤维,可以提供优质的食物蛋白[1].近年来,对芸豆蛋白的提取工艺和理化性质进行了大量研究,但目前芸豆蛋白在食品及其他行业的利用率还比较低,主要是因为芸豆蛋白的理化性质限制了其应用.

不饱和脂肪酸的添加可改善食品特性,赵鑫[2]等探究了脂肪酸氧化对于糖基化反应产物以及糖基化蛋白结构的影响,发现脂肪酸氧化可导致蛋白氧化引发蛋白空间结构进一步展开;孙阳[3]等研究了蛋白复合膜在添加油酸后其质构所受影响,并证明添加油酸改性后,两相能够更好地融合,形成的复合膜也更加平滑;周纷[4]等研究了不饱和酸对猪肉蛋白质乳化特性的影响,并证明了有关于油酸在内的3种不饱和脂肪酸对猪肉盐溶性蛋白质乳化性具有一定程度的影响.这些研究表明,脂肪酸有助于改善蛋白的乳化性.

芸豆中约含有22.7%的蛋白质,但芸豆蛋白乳化性较差,为充分利用其蛋白质资源,提高芸豆蛋白的利用率,本研究探讨了油酸的加入对芸豆蛋白乳化性的影响,这将为芸豆蛋白在食品工业中的应用奠定理论基础.

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

多功能酶标仪(EnSpire型,美国珀金埃尔默公司);紫外可见分光光度计(北京瑞利分析仪器有限公司);真空冷冻干燥机(Alphal-4/1sc型,德国ZIRBUS公司);高速离心机(CF15RXII型,日本日立公司);高速药物粉碎机(WK-600A,青州市精诚机械有限公司);水浴恒温振荡器(SHA-C,常州荣华仪器制造有限公司).

紫花芸豆(Ljubiasti bubreni pasulj,市售,蛋白质含量23.77%);油酸(沈阳市华东试剂厂);DTNB[5,5'-二硫代双(2-硝基苯甲酸)],ANS(8-苯胺-1-萘磺酸,Sigma公司);Tris-甘氨酸缓冲液(上海双螺旋生物科技有限公司);SDS(十二烷基硫酸钠,天津市凯通化学试剂有限公司).

1.2 实验方法

1.2.1芸豆蛋白的提取根据文献[5],将紫花芸豆浸泡后手工脱皮,50 ℃烘干,粉碎过100目筛,得芸豆粉.取芸豆粉与蒸馏水质量比例为1∶15,用0.2 mol/L NaOH溶液调节溶液pH为8,超声15 min,40 ℃震荡提取2.5 h,冷却后12 000 r/min离心30 min.取上清液用0.2 mol/L HCl溶液调pH为4.8,5 000 r/min再离心20 min.取沉淀,用pH为4.8的蒸馏水洗2次,pH为7的蒸馏水复溶,3 000 r/min离心20 min,取上清液冷冻干燥备用.

1.2.2油酸与芸豆蛋白乳化液的制备配制质量浓度为10 mg/mL的芸豆蛋白溶液,以油酸体积分数0,1%,3%,5%与芸豆蛋白溶液混合,得到芸豆蛋白乳浊液.将所得乳浊液样品转移至离心管中,在0 ℃条件下均质乳化,制得不同油酸浓度的芸豆蛋白乳化液.

1.2.3乳化性及乳化稳定性测定根据文献[6]测定芸豆蛋白乳化性及乳化稳定性.

1.2.4表面疏水性测定根据文献[7]测定芸豆蛋白表面疏水性.

1.2.5浊度测定取20 mL 0.5 mg/mL的油酸芸豆蛋白乳化液于离心管中,室温下水浴20 min取出,340 nm处分别测各样品的吸光度值,即为不同体积分数下的浊度,对照组为蒸馏水.

1.2.6巯基含量测定根据文献[8]测定芸豆蛋白表面巯基含量和游离巯基含量.

1.2.7紫外吸收光谱分析根据文献[9],用10 mmol/L磷酸盐缓冲溶液作为空白对照,并用其将样品稀释至蛋白质量浓度为1 mg/mL,紫外扫描光谱范围230~400 nm.

1.2.8内源荧光光谱分析根据文献[10],用10 mmol/L磷酸盐缓冲溶液将样品稀释至蛋白的质量浓度为1 mg/mL.在激发波长280 nm的条件下,发射光谱范围300~480 nm内进行扫描,激发和发射狭缝宽度均为5 nm.

2 结果与分析

2.1 油酸对芸豆蛋白乳化性及乳化稳定性的影响

油酸对芸豆蛋白乳化活性的影响见图1.由图1可见,随着油酸的加入,芸豆蛋白乳化液的乳化活性不断提高,在油酸体积分数添加量为5%时,油酸的乳化活性达到最高值,为5.56 m2/g.油酸对芸豆蛋白乳化稳定性的影响见图2.由图2可见,加入不同体积分数的油酸之后,芸豆蛋白的乳化液乳化稳定性有所增高,当油酸的体积分数达到5%时,乳化液的稳定性最高,为92%.说明油酸的加入有利于提高芸豆蛋白乳化性及其稳定性.

图1 油酸对芸豆蛋白乳化活性的影响

图2 油酸对芸豆蛋白乳化稳定性的影响

2.2 油酸对芸豆乳液浊度的影响

浊度能够间接反映蛋白分子间的交联程度,油酸对芸豆蛋白乳化浊度的影响见图3.由图3可见,芸豆乳液的浊度与添加油酸的体积比正相关.其中当油酸的体积分数达到5%时,乳化液体系的浊度最高,达到了1.368 NTU,表明此时芸豆分子交联程度最大.

2.3 油酸对芸豆蛋白中巯基含量的影响

巯基是蛋白质分子中的活性基团,巯基含量变化影响着蛋白质的结构,从而可以影响蛋白质功能性质的变化.油酸对芸豆蛋白巯基含量的影响见图4.由图4可见,芸豆蛋白中表面巯基含量随油酸体积分数的增加呈上升的趋势,且上升的幅度较大,在油酸体积为5%时,芸豆表面巯基含量高,达112.5 μmol/g,与未添加油酸组相比增加了57 μmol/g.芸豆蛋白中游离巯基的含量也随油酸体积分数的增加有所上升,在油酸体积为5%时,比未添加油酸时增加了27 μmol/g.说明油酸的加入可能会使芸豆蛋白结构发生较大变化,暴露内部巯基,使芸豆蛋白表面巯基和游离巯基含量也随之增加.

图3 油酸对芸豆蛋白乳化浊度的影响

图4 油酸对芸豆蛋白巯基含量的影响

2.4 油酸对芸豆蛋白表面疏水性的影响

油酸对芸豆蛋白表面疏水性的影响见图5.由图5可见,随着油酸体积分数的增大,芸豆蛋白的表面疏水性有所升高,在加入油酸体积分数5%时,提升较为显著,此时疏水性达到最大,为109 625.进一步说明油酸的加入使蛋白质结构发生改变,使蛋白质分子内部疏水性基团外露.

图5 油酸对芸豆蛋白表面疏水性的影响

2.5 内源荧光光谱分析

芸豆蛋白内源荧光光谱见图6.由图6可见,芸豆蛋白在加入油酸后,其荧光光谱最大发射波长并没有出现变化,均在345 nm处.但随着油酸比例的增加,蛋白内源荧光强度逐渐降低,说明油酸的加入使蛋白形成高分子多聚体,改变了蛋白质的高级结构,使蛋白的荧光强度下降.这与之前乳化性及浊度的结果相一致,油酸增加了蛋白之间的相互作用,使芸豆蛋白分子间交联程度逐渐增加.

2.6 紫外吸收光谱分析

芸豆蛋白紫外吸收光谱见图7.由图7可见,加入一定体积分数油酸后的芸豆蛋白,整个紫外吸收峰的形状并没有发生明显的变化.但最大吸收峰值从292 nm移动到287 nm,紫外吸收光谱出现了蓝移现象,但加入油酸体积分数的不同并没有造成蓝移距离的明显差异.此外,随着加入油酸体积分数的增大,吸收强度也随之降低.这也表明油酸的加入使芸豆蛋白在溶液中的空间构象发生变化,芸豆蛋白分子间交联程度增加,生色基团被掩盖,引起紫外吸光度降低.

图6 内源荧光光谱

图7 紫外吸收光谱

3 结论

芸豆蛋白营养价值极高,其氨基酸组成全面,是一种潜在的植物蛋白质资源.本文研究了油酸的添加对芸豆蛋白乳化性的影响.研究表明,油酸的加入使芸豆蛋白的乳化活性及乳化稳定性显著升高;随着油酸体积分数的增大,芸豆蛋白的表面疏水性和巯基含量也逐渐增加,浊度提高,蛋白内源荧光强度逐渐降低,最大紫外吸收峰蓝移,吸收强度随之降低.综上所述,油酸的加入,可改变芸豆蛋白的空间结构,从而提高芸豆蛋白的乳化性,为进一步开发芸豆蛋白深加工产品提供一定的理论依据.

[1] 马文鹏,任海伟.芸豆蛋白的提取及其营养价值评价[J].食品科技,2013,38(1):75-79.

[2] 赵鑫,王羽璇,叶博,等.不饱和脂肪酸对卵清蛋白糖基化反应的影响[J].中国粮油学报,2021,36(2):74-80.

[3] 孙阳,张利铭,刘战丽,等.油酸对壳聚糖/玉米醇溶蛋白膜性能的影响[J].精细化工,2019,36(12):2378-2384.

[4] 周纷,孙迪,许帅强,等.不饱和脂肪酸对猪肉蛋白质乳化特性的影响[J].食品科学,2018,39(24):34-40.

[5] 林巍,许英一,刘晓兰.紫花芸豆清蛋白的提取及组分分析[J].食品工业,2018,39(9):13-15.

[6] 张慧莹.碱性蛋白酶改性对葵花分离蛋白结构与功能特性的影响[D].齐齐哈尔:齐齐哈尔大学,2015.

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[9] LI Chen,XUE Hao-ran,CHEN Zhi-yan,et al.Comparative studies on the physicochemical properties of peanut protein isolatepolysaccharide conjugates prepared by ultrasonic treatment or classical heating[J].Food Research International,2014,57:1-7.

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Effect of oleic acid on emulsifying property of kidney bean protein

TAN Can,ZHU Siyu,XING Yuemiao,LUO Yanling,XIE Jinbo,LIN Wei

(School of Food and Bioengineering,Qiqihar University,Qiqihar 161006,China)

The effect of oleic acid on the emulsifying properties of kidney bean protein was studied.The results showed that the emulsifying activity of kidney bean protein was significantly increased with the addition of oleic acid.The maximum emulsifying activity of kidney bean protein was 5.56 m2/g and the stability of emulsion was also the highest when the content of oleic acid was 5%.The turbidity of emulsion was 1.368 NTU.The surface hydrophobicity and sulfhydryl group content of kidney bean protein increased with the increase of oleic acid content,and the intrinsic fluorescence intensity of kidney bean protein decreased with the increase of oleic acid content.The results of UV absorption spectrum show that the absorption intensity decreases with the blue shift of UV absorption spectrum after adding oleic acid.In brief,the addition of oleic acid can improve the emulsification of kidney bean protein.

kidney bean protein;oleic acid;emulsifying property

1007-9831(2022)04-0056-04

Q5

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2022.04.011

2021-12-18

黑龙江省省属高等学校基本科研业务费科研项目(YSTSXK201822);齐齐哈尔大学大学生创新创业训练计划项目(202010232256,202010232245)

谭灿(1999-),女,黑龙江宁安人,在读硕士研究生,从事生物化学与分子生物学研究.E-mail:tc783460@163.com

林巍(1982-),女,黑龙江讷河人,副教授,博士,从事食品科学研究.E-mail:0qiu@163.com

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