作者：郑晓敏
花生具有较高的营养价值，花生蛋白被公认为是继大豆蛋白之后，又一优质的廉价食用蛋白资源。低温花生粕是花生冷榨提油后的副产物，蛋白质量分数达48%以上[1] 。与传统热榨工艺不同，冷榨工艺制备的花生饼粕中蛋白质变性程度小，产品后续应用空间更大[2-4]。在世界蛋白质短缺日益严重的情况下，由于花生富含易于消化的蛋白质，可以预计花生作物将得到长足的发展[5]。其中，花生是一种很好的植物蛋白资源，其中含有50%左右的蛋白质，约63%是球蛋白，33%是花生球蛋白。花生蛋白的营养价值较高，其生物价( BV)为58，蛋白质有效价(PER)为1.7，比面粉和玉米高，它对维护人体健康和幼儿发育具有重要作用[6] 。花生蛋白的氨基酸成分较完全，含有大量的人体必需氨基酸，且具有合理的氨基酸组成，其营养价值可与FAO推荐的模式蛋白质媲美[7]。在我国动物性蛋白质资源严重不足而难以满足人们需要的情况下，开展对花生蛋白的研究，开发和利用这一巨大的蛋白质资源，并且提高蛋白质的综合利用率和品质，具有及其重要的意义。
目前，国内外提取植物蛋白的主要方法有：碱提法[8] 、酶法提取[9]、复合提取、离子交换提取、膜分离提取等[10] 。试验通过对比水相酶法与碱提法两种方法在相同的条件下提取花生饼粕中蛋白质，比较其功能特性，以获得理化性质更好的高质量花生蛋白，为今后花生蛋白能够更好的应用于食品和饲料行业提供参考。
1 材料与方法
1.1试验材料
1.1.1主要原料
花生饼粕，实验室自制，基础成分：水分7.98%，粗蛋白质50.47%，粗脂肪6.83%，灰分4.56%；酶制剂：中性蛋白酶（20万u/g）：广西南宁庞博生物工程有限公司；碱性蛋白酶（16万u/g）：广西南宁庞博生物工程有限公司。
1.1.2主要试剂
氢氧化钠(AR)；天津南开化工厂；盐酸( AR)：天津市凯通化学试剂有限公司；柠檬酸
( AR)：天津化学试剂有限公司。
1.1.3主要仪器与设备
DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器：巩义市英峪予华仪器厂；离心机TD-5:湖南凯达科学仪器有限公司；FD-8冷冻干燥机：北京博医康实验仪器有限公司；XHF-D高速分散器：宁波新芝科技股份有限公司；ZD-2A自动电位滴定仪：上海鹏顺科学仪器有限公司；D-500 WIGGENS高剪切分散乳化设备：北京桑翌实验仪器研究所；PHS-3 pH计：上海仪电科学仪器股份有限公司；722型分光光度计：尤尼柯（上海）仪器有限公司。
1.2试验工艺流程和方法
1.2.1碱提法提取蛋白工艺流程
冷榨花生饼粕->粉碎->浸泡->碱溶->调节pH-离心->上层清液->酸沉->离心->下层沉淀->冷冻干燥花生碱提蛋白
1.2.2水相酶法提取蛋白工艺流程
冷榨花生饼粕->粉碎->浸泡->加热处理->酶解斗灭酶->离心->沉淀->冷冻干燥->花生水解蛋白
1.2.3蛋白质乳化性与乳化稳定性的测定
1.2.3.1乳化性
称取一定量的花生蛋白溶解到50 mL蒸馏水中，调节pH到特定值，加入30 mL大豆色拉油，在12 000 r/min的均质机中均质2 min，在1 500 r/min条件下再离心5 min。按式(1)计算乳化性：
1.2.3.2乳化稳定性
将离心管置于80℃水浴中，加热30 min后，冷却至室温，在l 500 r/min条件下再离心5 min，测出此时的乳化层高度。则乳化稳定性为：
1.2.4蛋白质起泡性和泡沫稳定性的测定[11]
称取一定量的花生蛋白溶解到100 mL蒸馏水中，调解pH到特定值，在12 000 r/min的均质机中均质2mm，记下均质停止时泡沫体积，则起泡性为：
均质停止30 min后，记下此时泡沫体积，则泡沫稳定性为
1.2.5蛋白质吸油性的测定[12]
准确称量0.5 g样品于离心管中，加入3 mL大豆色拉油，用高速组织捣碎机混合1min，静置30 min，在1 000 r/min条件下离心25 min，吸取上层未吸附油，称重。则吸油性为：
式中：W-样品质量，g；W1-吸油前样品和离心管总质量，g；W2-吸油前样品和离心管总质量，g。
1.2.6蛋白质持水性的测定[13]
准确称取1.0 g样品于预先称重过的离心管中，加入蒸馏水30 mL，用磁力搅拌器搅拌分散均匀样液，测量样液的pH，并调pH至7.0。将装有样液的离心管放在60℃的恒温水浴中加热30 min，在冷却水中冷却30 min。将其在2 000 r/min条件下离心10 min，除去上层清夜，称重。若没有上清液，则应再加水搅匀再离心，直至离心后有少量上清液为止。则持水性为：
式中：W-样品质量，g；W1-离心管和样品总质量，g；W2-离心管和沉淀物总质量，g。
2结果与分析
2.1 蛋白质的乳化性和乳化稳定性
乳化性是指蛋白产品能将油水结合在一起，形成乳状液的特性。乳化稳定性是指油水乳状液保持稳定的能力。这两种性质都与蛋白质分子的亲水和亲油基团在分子表面的分布有关，影响的乳化性和乳化稳定性的因素很多，主要与制品的蛋白质内部疏水基团暴露程度、蛋白质含量、氮溶解指数、蛋白质中碳水化合物有关[14] 。花生水解蛋白和花生碱提蛋白的乳化性和乳化稳定性见表1，蛋白质的乳化性和乳化稳定性与蛋白质浓度和pH的关系如图1和图2所示。
由图1可知，花生蛋白在接近蛋白等电点(即pH5)时乳化性最低；当偏离这个等电区域，在pH<5时，乳化性随着pH的增大而降低；在pH>5时，蛋白质的乳化性随着pH的增大而升高，同时两种花生蛋白在等电点区域乳化性没有明显改变；而在其它pH区域，花生水解蛋白的乳化性与花生碱提蛋白相比有较大提高，最大提高量达11.05%。
由图2可知，花生水解蛋白的乳化稳定性与花生碱提蛋白相比，有一定的提高，在pH 7，蛋白浓度在3%和5%时，乳化性差异明显。最大提高量可达33.31%。这是因为蛋白质的溶解性是界面膜形成的一个重要条件，蛋白质在乳化体系中的稳定性取决于界面膜的稳定性。水解蛋白中水解形成的中分子量的多肽，有助于界面膜流变性质的改变，从而使乳化性能得到较大改善。
2.2蛋白质的起泡性和泡沫稳定性
蛋白质的起泡性是指蛋白质能降低气-液界面的表面张力而帮助形成起泡的能力。泡沫稳定性是指蛋白质维持泡沫稳定存在的能力。起泡性是由于蛋白质能够降低气-液界面的张力来推动空气与液体相结合所致，并通过吸附在气-液界面形成保护膜来使泡沫稳定存在。利用蛋白质的起泡性和泡沫稳定性可以赋予食品以疏松的结构和良好的口感，用于加工奶
油、蛋糕、冰激凌等泡沫型产品[15]。蛋白质的起泡性和泡沫稳定性与pH、蛋白质浓度、溶解度、离子强度等因素有密切关系。花生水解蛋白和花生碱提蛋白的起泡性和泡沫稳定性见表2，蛋白质的起泡性和泡沫稳定性与蛋白质浓度和pH的关系如图3和图4所示。
由图3可知，在相同条件下，花生水解蛋白的起泡性明显高于花生碱提蛋白，最大相差量可达33.96%。这是因为蛋白质起泡性受表面张力的影响，蛋白质水解后，水解物黏度降低，而低表面张力对泡沫的形成比较有利所致。3%的花生蛋白溶液起泡性最高，当蛋白质浓度小于3%时，起泡性随着蛋白质浓度的增加而升高；当超过3%时，起泡性随着蛋白质浓度的升高反而降低。这是因为蛋白质浓度过高时，扩散速度快，拉伸形成的新界面能迅速得到蛋白质的覆盖，即“吉布斯·戈兰高内效应”减弱泡沫粗化、稳定性降低。当花生蛋白在pH 5时起泡性最差，这是因为该pH接近花生蛋白的等电点；当偏离这个等电区域，在pH<5时，起泡性随着pH的增大而降低；在pH>5时，蛋白质的起泡性随着pH的增大而升高，这说明起泡性与蛋白质的溶解性存在着一定的关系[1 6]。
由图4可知，花生水解蛋白与花生碱提蛋白相比，泡沫稳定性较差。这是因为泡沫稳定性主要取决于液膜的强度，而液膜强度关键在于表面吸附膜的坚固性，液膜黏度可以增加膜强度，黏度越大，强度越大，而水解蛋白与碱提蛋白相比，黏度较低，液膜强度小，故泡沫稳定性比碱提蛋白差；泡沫稳定性在等电区域最好，这是因为在这-pH区域泡沫破裂速度非常地缓慢，泡沫排液速度和pH有很大关系，在等电点区域，排液速度减慢，因此泡沫稳定
性较好。
2.3吸油性
蛋白质的吸油性是指蛋白产品吸附油的能力。对于食品的风味来说，蛋白质的吸油性是重要的功能特性之一，可以提高食品对脂肪的吸收和保留能力，减少脂肪在加工过程中的损失，进而提高食品的适口性和风味，它在肉质品、乳制品以及饼干夹心等食品配方及加工中起着非常重要的作用。花生水解蛋白和花生碱提蛋白吸油性见表3，蛋白质的吸油性与温度的关系如图5所示。
由图5可知，花生水解蛋白的吸油性略高于花生碱提蛋白，这可能是因为两者蛋白质含量不同造成的。同时，在蛋白产品提取过程中，使用冷冻干燥使蛋白质的组织结构变得疏松，从而促进蛋白质吸油性的提高。除此之外，温度、pH、疏水性等都会影响到蛋白产品的吸油性[17]。
2.4持水性
蛋白质持水性是指蛋白产品吸附水的能力，是蛋白质水化作用的直接表现。它决定了食品物料的弹性、可塑性、机械强度等，尤其在植物蛋白的功能特性中起重要作用，决定蛋白的内聚力、可分散性、黏度、附着力等功能特性和一些表面特性。花生碱提蛋白和花生水解蛋白的持水性见表4，蛋白质的持水性与pH和温度的关系如图6所示。
由图6可知，花生水解蛋白的持水性明显高于花生碱提蛋白的持水性。从pH对持水性的影响看，花生水解蛋白在pH 5左右时，持水性最小，这是因为在等电点附近，蛋白质所带电荷几乎为零，水化能力最小。从温度对持水性的影响来看，由于温度升高的过程中存在两种可能：一种是随着温度的升高，氢键减少从而导致持水性下降或蛋白质变性和聚集作用，减小了蛋白质的表面积使持水性下降；一种是由于温度升高，埋藏在球状分子内部的极性侧链由于离解和开链转向蛋白质分子表面，从而提高了持水性。由于持水性同时还会受到pH的影响，所以在不同pH条件下，随着温度的变化，持水性的变化没有统一的规律。除了蛋白质含量、pH、温度影响外，离子强度、作用时间及其它共存的一些组分也都会影响到蛋白质的持水性[18]。
3结论
通过在相同条件下比较两种方法提取蛋白质的功能特性得出： (1)利用水相酶法提取的花生水解蛋白的乳化性、乳化稳定性、起泡性、吸油性和持水性与花生碱提蛋白相比都有很大改善；提升最大幅度分别为：乳化性11.05%、乳化稳定性34.31%、起泡性33.94%、吸油性0.042 g/g.持水性1.323 g/g;但水解蛋白的泡沫稳定性比碱提蛋白稍差。(2)如果需要制备高品质的花生蛋白，宜采用水相酶法。
摘要
试验旨在对比水相酶法与碱提法提取冷榨花生饼粕中蛋白质的功能特性，为食品及饲料行业更好的利用花生蛋白提供参考。研究结果表明，在相同条件下，利用水相酶法提取的花生水解蛋白的乳化性、乳化稳定性、 起泡性、吸油性和持水性与花生碱提蛋白相比都有很大改善；提升最大幅度分别为：乳化性11.05%、乳化稳定性34.31%、起泡性33.94%、吸油性0.042 g/g、持水性1.323 g/g;但水解蛋白的泡沫稳定性比碱提蛋白稍差。通过对比两种方法提取蛋白质的功能特性，制取高品质的花生蛋白质宜采用水相酶法。
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