杏仁蛋白質(zhì)提取及功能特性研究概述

1、杏仁蛋白質(zhì)提取及功能特性研究概述杏仁蛋白質(zhì)提取及功能特性研究概述 西北農(nóng)林科技大學(xué)西北農(nóng)林科技大學(xué)杏仁的概述杏仁的概述蛋白質(zhì)提取分離蛋白質(zhì)提取分離結(jié)構(gòu)及功能性研究結(jié)構(gòu)及功能性研究 前景展望前景展望杏仁的概述杏仁的概述杏仁杏仁(Semen armeniacae amarae)(Semen armeniacae amarae)是薔薇科李屬植物是薔薇科李屬植物杏或山杏的種子，杏仁呈扁心形，長杏或山杏的種子，杏仁呈扁心形，長 1cm1cm1.5cm 1.5cm ，寬約寬約1cm1cm，種皮紅棕色或深黃色口，種皮紅棕色或深黃色口1 1。杏仁分為甜杏。杏仁分為甜杏仁和苦杏仁兩種，苦杏仁主要作為藥物使用，甜

2、杏仁和苦杏仁兩種，苦杏仁主要作為藥物使用，甜杏仁則可直接食用或用于食品加工。仁則可直接食用或用于食品加工。杏仁具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值和良好的藥用價(jià)值，中國醫(yī)杏仁具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值和良好的藥用價(jià)值，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生所編著的食物成分表學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生所編著的食物成分表顯示顯示 ：每：每 100g100g杏仁中含蛋白質(zhì)杏仁中含蛋白質(zhì) 25g25g27g27g，油脂，油脂 47g47g56g56g，碳水化合物及粗纖維含量約占碳水化合物及粗纖維含量約占12g12g19g19g，還含有鈣、，還含有鈣、磷、鐵、硒等多種元素和磷、鐵、硒等多種元素和V V、硫胺索、核黃索、尼、硫胺索、核黃索、尼克酸、抗壞血酸等多種維

3、生素。其中，硒含量為克酸、抗壞血酸等多種維生素。其中，硒含量為 27.6mg27.6mglO0glO0g，硒具有提高機(jī)體免疫力和延長壽命，硒具有提高機(jī)體免疫力和延長壽命的作用。杏仁的藥用價(jià)值也非常高，保健功效很高。的作用。杏仁的藥用價(jià)值也非常高，保健功效很高。 蛋白質(zhì)提取分離蛋白質(zhì)提取分離u 堿溶酸沉法堿溶酸沉法 （1）工藝流程）工藝流程 原料預(yù)處理原料預(yù)處理粉末狀原料粉末狀原料堿溶液提取堿溶液提取定時間定時間(也可重復(fù)數(shù)次也可重復(fù)數(shù)次) 取上清取上清液液調(diào)調(diào)pH至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沉淀至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沉淀離心分離離心分離干燥干燥蛋白質(zhì)產(chǎn)品蛋白質(zhì)產(chǎn)品 （2）優(yōu)缺點(diǎn)）優(yōu)缺點(diǎn) 提取時間長，提取溫度高，能源

4、消耗大，而且提取效果較差。提取時間長，提取溫度高，能源消耗大，而且提取效果較差。u 酶法提取酶法提取 （1）工藝流程）工藝流程 原料預(yù)處理原料預(yù)處理加水加水加酶加酶調(diào)調(diào)pH值和溫度值和溫度蛋白質(zhì)酶解蛋白質(zhì)酶解滅酶滅酶冷卻冷卻離心離心收集上清液收集上清液沉淀蛋白質(zhì)沉淀蛋白質(zhì)水洗水洗干燥干燥蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。 （2 2）優(yōu)缺點(diǎn)）優(yōu)缺點(diǎn) 提取具有時間短、反應(yīng)條件溫和，提取率高，而且酶價(jià)格相對便宜，適提取具有時間短、反應(yīng)條件溫和，提取率高，而且酶價(jià)格相對便宜，適合于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)合于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)蛋白質(zhì)提取分離蛋白質(zhì)提取分離u 反膠束法反膠束法 （1）工藝流程）工藝流程 杏仁前處理杏仁前處理杏仁

5、粉杏仁粉振蕩增溶振蕩增溶反膠束溶液反膠束溶液低速離心分離低速離心分離前萃液前萃液振蕩振蕩離心分離離心分離杏仁油；杏仁蛋白液杏仁油；杏仁蛋白液脫鹽脫鹽真空冷凍干燥真空冷凍干燥蛋白粉蛋白粉 （2）優(yōu)缺點(diǎn)）優(yōu)缺點(diǎn) 工藝過程短，能耗低，而且蛋白質(zhì)不易變性。工藝過程短，能耗低，而且蛋白質(zhì)不易變性。u 鹽堿兩步浸提法鹽堿兩步浸提法 （1）工藝流程）工藝流程 杏仁粉稀鹽液浸提杏仁粉稀鹽液浸提堿液浸提堿液浸提離心離心鹽析鹽析再離心再離心透析透析干干燥燥蛋白質(zhì)產(chǎn)品蛋白質(zhì)產(chǎn)品 （2 2）優(yōu)缺點(diǎn)）優(yōu)缺點(diǎn) 總提取率較高，而且產(chǎn)品色澤好總提取率較高，而且產(chǎn)品色澤好蛋白質(zhì)提取分離蛋白質(zhì)提取分離u 冷榨法冷榨法 （1）工藝

6、流程）工藝流程 杏仁預(yù)處理杏仁預(yù)處理烘干烘干冷榨冷榨蛋白餅蛋白餅粉碎粉碎軟水浸泡軟水浸泡磨漿磨漿分渣分渣濃濃縮縮配料配料均質(zhì)均質(zhì)殺菌殺菌噴霧干燥噴霧干燥篩粉篩粉杏仁蛋白粉杏仁蛋白粉 （2）優(yōu)缺點(diǎn)）優(yōu)缺點(diǎn) 制備的蛋白質(zhì)沒有使用化學(xué)物質(zhì)，保持了蛋白質(zhì)的固有風(fēng)味和天然性質(zhì)制備的蛋白質(zhì)沒有使用化學(xué)物質(zhì)，保持了蛋白質(zhì)的固有風(fēng)味和天然性質(zhì)u 分離蛋白的提取分離蛋白的提取 （1）工藝流程）工藝流程 杏仁杏仁粉碎粉碎研磨研磨加入加入 25倍蒸餾水倍蒸餾水磁力攪拌器攪拌磁力攪拌器攪拌1h離心離心 ，取，取上清液上清液將上清液的將上清液的pH調(diào)至調(diào)至4.5離心離心用蒸餾水洗沉淀用蒸餾水洗沉淀用用NaOH調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)p

7、H至至7.0真空冷凍真空冷凍 干燥干燥分離蛋白分離蛋白 （2 2）優(yōu)缺點(diǎn)）優(yōu)缺點(diǎn) 杏仁分離蛋白是純度很高的蛋白質(zhì)，適合用于杏仁蛋白質(zhì)的電泳分析和杏仁分離蛋白是純度很高的蛋白質(zhì)，適合用于杏仁蛋白質(zhì)的電泳分析和各種功能特性的研究分析。各種功能特性的研究分析。蛋白質(zhì)提取分離蛋白質(zhì)提取分離u 超臨界超臨界CO2流體萃取在蛋白質(zhì)提取前的處理流體萃取在蛋白質(zhì)提取前的處理 （1）工藝流程）工藝流程 杏仁杏仁粉碎粉碎稱量稱量定量定量萃取筒中萃取萃取筒中萃取脫脂脫雜脫色的蛋白質(zhì)。脫脂脫雜脫色的蛋白質(zhì)。 （2）優(yōu)缺點(diǎn)）優(yōu)缺點(diǎn) 操作方便，選擇性好，脫脂率高，兼有脫色脫雜脫異味的作用操作方便，選擇性好，脫脂率高，兼有

8、脫色脫雜脫異味的作用u 排除法排除法 （1）工藝流程）工藝流程 脫脂脫脂脫脂杏仁粉脫脂杏仁粉粉碎粉碎洗滌洗滌離心分離離心分離干燥干燥杏仁濃縮蛋白質(zhì)。杏仁濃縮蛋白質(zhì)。 （2 2）優(yōu)缺點(diǎn)）優(yōu)缺點(diǎn) 蛋白質(zhì)提取率高，性質(zhì)穩(wěn)定，副產(chǎn)品可綜合利用蛋白質(zhì)提取率高，性質(zhì)穩(wěn)定，副產(chǎn)品可綜合利用蛋白質(zhì)提取分離蛋白質(zhì)提取分離u其他蛋白質(zhì)制備方法其他蛋白質(zhì)制備方法 除了上述應(yīng)用于杏仁蛋白的提取方法，參考其他植物蛋白的制除了上述應(yīng)用于杏仁蛋白的提取方法，參考其他植物蛋白的制備，可以應(yīng)用在杏仁蛋白質(zhì)的提取方法還有很多，如：膜分離技術(shù)備，可以應(yīng)用在杏仁蛋白質(zhì)的提取方法還有很多，如：膜分離技術(shù) (依據(jù)大豆蛋白的分子量采用高分

9、子膜對蛋白液進(jìn)行截流濃縮來制取依據(jù)大豆蛋白的分子量采用高分子膜對蛋白液進(jìn)行截流濃縮來制取的方法的方法)、超聲波增溶提取法、三氯乙酸等有機(jī)溶劑法。、超聲波增溶提取法、三氯乙酸等有機(jī)溶劑法。 結(jié)構(gòu)及功能性研究結(jié)構(gòu)及功能性研究u氨基酸組成氨基酸組成 結(jié)構(gòu)及功能性研究結(jié)構(gòu)及功能性研究u氨基酸組成氨基酸組成 甜杏仁蛋白含有人體所需的甜杏仁蛋白含有人體所需的18 種氨基酸。必需氨基種氨基酸。必需氨基酸與總氨基酸的比值酸與總氨基酸的比值(EAA，rAA) 約為約為 30(未包括色氨未包括色氨酸酸)。所有氨基酸中，谷氨酸含量最高約占氨基酸總量。所有氨基酸中，谷氨酸含量最高約占氨基酸總量的的 28，谷氨酸是人體

10、內(nèi)重要的氨基酸，參與多種生理，谷氨酸是人體內(nèi)重要的氨基酸，參與多種生理活動物質(zhì)的合成，同時也是使食物味道鮮美的重要呈味物活動物質(zhì)的合成，同時也是使食物味道鮮美的重要呈味物質(zhì)。由化學(xué)評分可知，甜杏仁蛋白的氨基酸組成中蘇氨酸質(zhì)。由化學(xué)評分可知，甜杏仁蛋白的氨基酸組成中蘇氨酸含量較少，賴氨酸和含硫氨基酸的含量略低于參考模式。含量較少，賴氨酸和含硫氨基酸的含量略低于參考模式。 結(jié)構(gòu)及功能性研究結(jié)構(gòu)及功能性研究u蛋白組成分析蛋白組成分析 經(jīng)過水、鹽、乙醇、堿的連續(xù)提取后，得到的可溶性蛋白中，清經(jīng)過水、鹽、乙醇、堿的連續(xù)提取后，得到的可溶性蛋白中，清蛋白為主要成分，占蛋白為主要成分，占 7777 左左 右

11、，其次為谷蛋白，球蛋白和醇溶右，其次為谷蛋白，球蛋白和醇溶蛋白含量較低；除醇溶蛋白外，其余三種蛋白的純度均較高。蛋白含量較低；除醇溶蛋白外，其余三種蛋白的純度均較高。 結(jié)構(gòu)及功能性研究結(jié)構(gòu)及功能性研究u功能性質(zhì)功能性質(zhì) （1）溶解度）溶解度 甜杏仁蛋白的等電點(diǎn)約為甜杏仁蛋白的等電點(diǎn)約為45，在堿性環(huán)境下的溶解度明顯高于，在堿性環(huán)境下的溶解度明顯高于酸性條件下，酸性條件下，pH=9時溶解度約為時溶解度約為80。 （2）吸水性及吸油性）吸水性及吸油性 甜杏仁蛋白的吸水和吸油能力均優(yōu)于大豆分離蛋白。甜杏仁蛋白的吸水和吸油能力均優(yōu)于大豆分離蛋白。 （3）乳化性及乳化穩(wěn)定性）乳化性及乳化穩(wěn)定性 結(jié)構(gòu)及功

12、能性研究結(jié)構(gòu)及功能性研究u功能性質(zhì)功能性質(zhì) （4）起泡性及泡沫穩(wěn)定性）起泡性及泡沫穩(wěn)定性 大豆分離蛋白的超出量高于甜杏仁蛋白，隨著時大豆分離蛋白的超出量高于甜杏仁蛋白，隨著時間的延長，兩者的超出量均明顯下降間的延長，兩者的超出量均明顯下降 ，15min15min時，時，兩者泡沫體積減少約兩者泡沫體積減少約5050，表明這兩種蛋白泡沫，表明這兩種蛋白泡沫穩(wěn)定性相似，但大豆分離蛋白的起泡性較好。穩(wěn)定性相似，但大豆分離蛋白的起泡性較好。結(jié)構(gòu)及功能性研究結(jié)構(gòu)及功能性研究u功能性質(zhì)功能性質(zhì) （5）表面疏水性）表面疏水性 甜杏仁蛋白的表面疏水性指數(shù)為甜杏仁蛋白的表面疏水性指數(shù)為1641648686，大于大

13、，大于大豆分離蛋白的表面疏水性指數(shù)豆分離蛋白的表面疏水性指數(shù)5.575.57，這意味著甜，這意味著甜杏仁蛋白有更多的非極性殘基定向于油水界面，杏仁蛋白有更多的非極性殘基定向于油水界面，由于疏水相互作用在表面形成疏水性空穴，因而由于疏水相互作用在表面形成疏水性空穴，因而顯示較好的乳化性。顯示較好的乳化性。結(jié)構(gòu)及功能性研究結(jié)構(gòu)及功能性研究u功能性質(zhì)功能性質(zhì) （6）熱分析）熱分析 蛋白質(zhì)變性是食品加工過程蛋白質(zhì)變性是食品加工過程中蛋白質(zhì)最常見的變化之一，中蛋白質(zhì)最常見的變化之一，差示量熱掃描法差示量熱掃描法 (DSC) (DSC) 自自2020世紀(jì)世紀(jì) 6060年代以來在國內(nèi)年代以來在國內(nèi)外已經(jīng)廣泛

14、被用于蛋白質(zhì)的外已經(jīng)廣泛被用于蛋白質(zhì)的熱變性研究。在熱變性研究。在 DSCDSC譜圖中，譜圖中，最大峰對應(yīng)的溫度是變性溫最大峰對應(yīng)的溫度是變性溫度峰面積是變性焓。變性溫度峰面積是變性焓。變性溫度代表蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性而度代表蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性而焓變則反映蛋白質(zhì)分子的聚焓變則反映蛋白質(zhì)分子的聚集程度，峰的寬窄也可說明集程度，峰的寬窄也可說明這種變性轉(zhuǎn)變的協(xié)同性。熱這種變性轉(zhuǎn)變的協(xié)同性。熱分析常用的方法還有熱重法分析常用的方法還有熱重法(TGA)(TGA)，測定質(zhì)量隨溫度的，測定質(zhì)量隨溫度的變化情況主要反映蛋白質(zhì)的變化情況主要反映蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性。熱穩(wěn)定性。 結(jié)構(gòu)及功能性研究結(jié)構(gòu)及功能性研究u功能性質(zhì)

15、功能性質(zhì) （7）抗氧化性）抗氧化性 采用采用A1calaseA1calase蛋白酶水解杏仁蛋白，以水解度蛋白酶水解杏仁蛋白，以水解度(DH)(DH)及水解產(chǎn)物對血管緊張及水解產(chǎn)物對血管緊張素轉(zhuǎn)化酶素轉(zhuǎn)化酶(ACE)(ACE)的抑制率為指標(biāo)進(jìn)行酶解工藝優(yōu)化。結(jié)果表明，較大活性的的抑制率為指標(biāo)進(jìn)行酶解工藝優(yōu)化。結(jié)果表明，較大活性的ACEACE抑制肽的最佳水解條件為：抑制肽的最佳水解條件為：pHpH值值7 70 0，溫度，溫度5050，酶底比，酶底比4 4，底物質(zhì)，底物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為量分?jǐn)?shù)為2 2。該條件下經(jīng)。該條件下經(jīng)60 min60 min水解，其水解度為水解，其水解度為12122323，得到，得到

16、ACEACE抑抑制肽的制肽的IC50IC50值為值為0 085mg85mgmLmL。結(jié)構(gòu)及功能性研究結(jié)構(gòu)及功能性研究u 功能性質(zhì)功能性質(zhì) （7）降血脂功能）降血脂功能 為研究杏仁蛋白對血脂的影響，先用鹽析法從山杏仁中提取杏仁蛋白，為研究杏仁蛋白對血脂的影響，先用鹽析法從山杏仁中提取杏仁蛋白，并用胰蛋白酶水解部分杏仁蛋白，然后采用大鼠脂代謝紊亂模型進(jìn)行動物實(shí)并用胰蛋白酶水解部分杏仁蛋白，然后采用大鼠脂代謝紊亂模型進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)。選用初體重驗(yàn)。選用初體重 1 00g左右的左右的wj Star大鼠在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下適應(yīng)大鼠在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下適應(yīng) 4d后，以體重?zé)o后，以體重?zé)o差異分成差異分成5組組 (每組每組6只只

17、)：對照組、蛋：對照組、蛋 白組和水解組。每組在試驗(yàn)期間白組和水解組。每組在試驗(yàn)期間 自由自由攝入高脂飼料，經(jīng)攝入高脂飼料，經(jīng) 口定量口定量 (500mgkgd，每只大鼠，每只大鼠)給予水或杏仁蛋給予水或杏仁蛋 白、白、杏仁蛋白水解物杏仁蛋白水解物 1 0d，然后禁食，然后禁食 1 6h，心臟取血，測定血清總膽固，心臟取血，測定血清總膽固 醇、甘醇、甘油三酯、高密度脂蛋油三酯、高密度脂蛋 白膽白膽 固醇、低密度脂蛋固醇、低密度脂蛋 白膽白膽 固醇水平。結(jié)果表明，杏固醇水平。結(jié)果表明，杏仁蛋仁蛋 白具有顯著降低血脂作用，杏仁蛋白水解產(chǎn)物的降血脂的作用更明顯一白具有顯著降低血脂作用，杏仁蛋白水解產(chǎn)

18、物的降血脂的作用更明顯一些。些。 前景展望前景展望 杏仁蛋白質(zhì)中氨基酸含量豐富而且種杏仁蛋白質(zhì)中氨基酸含量豐富而且種類齊全，構(gòu)成比例接近于國際參考模類齊全，構(gòu)成比例接近于國際參考模式，是很好的植物蛋白質(zhì)資源。已有式，是很好的植物蛋白質(zhì)資源。已有資料報(bào)道杏仁蛋白質(zhì)具有優(yōu)良的功能資料報(bào)道杏仁蛋白質(zhì)具有優(yōu)良的功能特性，是良好的食品添加劑。因此，特性，是良好的食品添加劑。因此，隨著對杏仁的進(jìn)一步開發(fā)，研究杏仁隨著對杏仁的進(jìn)一步開發(fā)，研究杏仁蛋白質(zhì)的提取利用具有積極的經(jīng)濟(jì)和蛋白質(zhì)的提取利用具有積極的經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)實(shí)意義。 植物蛋白質(zhì)的提取和含量測定植物蛋白質(zhì)的提取和含量測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?

19、掌握大豆蛋白的提取及制備大豆蛋白掌握大豆蛋白的提取及制備大豆蛋白丙酮干粉的方法。丙酮干粉的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理1.1. 大豆蛋白主要是酸性蛋白，大豆蛋白主要是酸性蛋白，pI 4.5-5.0pI 4.5-5.0，能溶于堿溶液，能溶于堿溶液 本實(shí)驗(yàn)先利用稀堿提取大豆蛋白，再利用丙酮結(jié)合等電點(diǎn)溶解度最低原理沉淀蛋白。2. Folin-2. Folin-酚法測定蛋白質(zhì)含量酚法測定蛋白質(zhì)含量 酚試劑由兩部分組成，試劑A為雙縮脲試劑，可與肽鏈發(fā)生顯色反應(yīng)，試劑B中的磷鉬酸和磷鎢酸在OH-條件下不穩(wěn)定，易被酚類化合物還原顯藍(lán)色，因蛋白質(zhì)中含Tyr被還原成藍(lán)色，顏色深淺與濃度成正比，可用比色法測定。

20、三、實(shí)驗(yàn)器材三、實(shí)驗(yàn)器材1.分光光度計(jì)（500nm），比色皿2.計(jì)算紙（9 cm9 cm）3.離心機(jī) （離心管100ml 、50ml）4.組織搗碎機(jī)5.精密pH試紙pH 0.5-5.0; pH 4.5-7.0四、實(shí)驗(yàn)試劑四、實(shí)驗(yàn)試劑1.大豆干粉 2. 0.2%NaOH 3. 丙酮 （預(yù)冷）4. 6M HCl，1M HCl5 標(biāo)準(zhǔn) BSA（0.5 mg/ml）6. Folin酚試劑甲（用前組分一: 組分二 = 50:1）（1） 1克 Na2CO3和0.2克 NaOH溶解于50毫升蒸餾水中。（2） 0.5克硫酸銅（CuSO45H2O）溶解100毫升 1%酒石酸鉀鈉 （KNaC4H4O64H2O）中

21、。 每次使用前，將50ml（1）與1ml（2）混合，即為試劑甲。四、實(shí)驗(yàn)試劑四、實(shí)驗(yàn)試劑7. Folin酚試劑乙酚試劑乙 （用前稀釋一倍）（用前稀釋一倍）在2升磨口回流瓶中，加入100克鎢酸鈉（Na2WO42H2O）,25克鉬酸鈉（Na2MoO42H2O）及700毫升蒸餾水，再加50毫升85%磷酸，100毫升濃鹽酸，充分混合，接上回流管，以小火回流10小時，回流結(jié)束時，加入150克 硫 酸 鋰（Li2SO4），50毫升蒸餾水及數(shù)滴液體溴，開口繼續(xù)沸騰15分鐘，以便驅(qū)除過量的溴。冷卻后溶液呈黃色（如仍呈綠色，須再重復(fù)滴加液體溴的步驟）。稀釋至1升，過濾，濾液置于棕色試劑瓶中保存。使用時用標(biāo)準(zhǔn)NaOH滴定，酚酞作指示劑，然后適當(dāng)稀釋，約加水1倍，使最終的酸濃度為1N左右。五、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)步驟（一）蛋白提?。ㄒ唬┑鞍滋崛?.1.稱取稱取3 3克大豆干粉，加入克大豆干粉，加入0.2%NaOH 300.2%NaOH 30毫升。（先加入調(diào)成糊狀，再用毫升。（先加入調(diào)成糊狀，再用少量多次地慢慢地加入（邊加邊攪拌），室溫下攪拌抽提少量多次地慢慢地加入（邊加邊攪拌），室溫下攪拌抽提10min10min，于，于4000r/min4000r/min離心離心7min ,7min ,小心留取上清液，棄脂層和沉淀，如上清液有漂浮物，小心留取上清液，棄脂層和沉淀，如上清液有漂浮物，再經(jīng)過