王標(biāo)詩(shī)，李雪兒，梁小慧，胡小軍,2，張衛(wèi)國(guó),2，江 敏,2，楊 娟,2，張世奇,2

1嶺南師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院；2廣東省辣木資源開發(fā)與利用工程技術(shù)研究中心，湛江 524048

辣木(Moringaoleifera)，又稱鼓槌樹、辣根樹、奇跡之樹等，也被稱為窮人的牛奶樹，日本譽(yù)其為不可思議之樹[1]。辣木是一種具有獨(dú)特經(jīng)濟(jì)價(jià)值的熱帶植物，被譽(yù)為植物中的鉆石，受到了食品界、醫(yī)學(xué)界以及營(yíng)養(yǎng)學(xué)界的重視。與普通的食品對(duì)比可知，辣木籽中蛋白質(zhì)、膳食纖維、鈣、鎂、鉀等含量較普通的食品高很多，營(yíng)養(yǎng)成分豐富[2]。在我國(guó)廣東和云南是辣木種植發(fā)展速度較快的區(qū)域。目前，辣木產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于初級(jí)階段，遠(yuǎn)不能滿足持續(xù)增長(zhǎng)的辣木產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，急需獲得辣木精深加工技術(shù)的支持和推動(dòng)。廣東湛江地區(qū)嶺南師范學(xué)院和中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工所等單位對(duì)辣木研究較為深入，已聯(lián)合成立廣東省辣木資源開發(fā)與利用工程技術(shù)研究中心。

辣木的種子即為辣木籽。辣木籽中含有豐富的蛋白質(zhì)、油脂及礦物元素，可用于食品、醫(yī)藥、化妝品等方面的產(chǎn)品開發(fā)，具有良好的應(yīng)用前景。辣木籽的蛋白含量高，占總量的30%以上，含有17種氨基酸[3]。目前，辣木蛋白在飼料、凈水和化妝品等方面都有應(yīng)用[4,5]。植物蛋白質(zhì)的提取方法主要為堿溶酸沉法。目前，水酶法已在多種植物種籽中都得到了應(yīng)用[6-8]，水酶法在提取蛋白質(zhì)的同時(shí)可以有效的回收油料中其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如油脂等，具有廣闊的市場(chǎng)前景。但是目前對(duì)于辣木籽中蛋白質(zhì)的研究鮮有報(bào)道。

本論文以辣木籽為研究對(duì)象，通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化了水酶法提取辣木籽中蛋白質(zhì)的工藝條件，并對(duì)其部分功能性質(zhì)進(jìn)行了研究，以期為辣木的綜合開發(fā)和高值化利用提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

材料：辣木籽(購(gòu)于湛江市旭昇南藥種植專業(yè)合作社)。胰蛋白酶(5萬(wàn)U/g，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；Alcalase堿性蛋白酶(20萬(wàn)U/g，北京奧博生物科技有限責(zé)任公司)；木瓜蛋白酶(20萬(wàn)U/g，北京奧博生物科技有限責(zé)任公司)；中性蛋白酶(20萬(wàn)U/g，北京奧博生物科技有限責(zé)任公司)；其他化學(xué)試劑均為分析純。

搖擺式高速萬(wàn)能粉碎機(jī)：DFY-800，溫嶺市林大機(jī)械有限公司；電子天平：FA1004N， 上海精密科學(xué)儀器有限公司；自動(dòng)定氮儀：KDN-103F，上海纖檢儀器有限公司；消化爐：上海纖檢儀器有限公司；高速離心機(jī)：HC-3518，安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；精密pH 計(jì)：pHS-3C，上海雷磁儀器廠；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：DHG-9240A，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原料預(yù)處理

選擇色澤均勻、無(wú)蟲蛀、無(wú)霉變的辣木籽，置于50～55 ℃烘箱中烘72小時(shí)。取出放置干燥器中冷卻，用高速萬(wàn)能粉碎機(jī)進(jìn)行破碎，再用40目篩進(jìn)行處理，得到辣木籽粉。然后把辣木籽粉置于50～55 ℃的烘箱中烘36小時(shí)。取出放置干燥器中冷卻，備用。

1.2.2 酶種類的選擇

參考李楊等研究方法[9]。分別將1.0 g辣木籽粉和水加入3個(gè)反應(yīng)容器，其料液比為1∶10，調(diào)節(jié)pH 和溫度至蛋白酶水解的最適條件(胰蛋白酶pH8.0，37 ℃；，中性蛋白酶pH 7.5，40 ℃；Alcalase堿性蛋白酶pH9.0，55 ℃；木瓜蛋白酶pH 6.5，60 ℃)反應(yīng)一定的時(shí)間。蛋白酶的添加量為4%。反應(yīng)結(jié)束后將水解液于90 ℃條件下滅酶處理10 min，快速冷卻后4 000 rpm離心20 min，去除油脂層后上清液通過(guò)凱氏定氮法來(lái)測(cè)定其蛋白含量，以蛋白質(zhì)提取率為指標(biāo)評(píng)價(jià)酶的提取效果。

1.2.3 水酶法提取辣木籽蛋白質(zhì)工藝流程

辣木籽粉→加水調(diào)配→調(diào)pH 和溫度→加入蛋白酶酶解→滅酶→離心分離→棄去殘?jiān)蜕蠈佑汀附庖骸鷾y(cè)定蛋白質(zhì)含量。

參考王勝男等研究方法[10]。準(zhǔn)確稱取1.0 g辣木籽于干凈的燒杯中，按照一定的料液比加入水，調(diào)節(jié)pH 和溫度至蛋白酶水解的所需要的條件，按照一定比例添加蛋白酶，反應(yīng)一段時(shí)間后于90 ℃條件下處理10 min進(jìn)行滅酶，冷卻后在4 000 rpm的離心機(jī)下常溫離心30 min，棄去殘?jiān)吧蠈佑椭瑢雍蟮玫矫附庖?，用于蛋白質(zhì)提取率的測(cè)定。

1.2.4 單因素試驗(yàn)

單因素試驗(yàn)分別探討料液比、酶添加量、時(shí)間、溫度和pH 對(duì)蛋白質(zhì)提取率的影響。料液比分別選取1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25 g/mL；酶添加量分別選取2%、3%、4%、5%、6%；溫度分別選取40、45、50、55、60、65 ℃；pH 分別選取8、8.5、9、9.5、10；時(shí)間分別選取2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 h。

1.2.5 響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化Alcalase堿性蛋白酶在料液比為1∶10下提取辣木籽蛋白質(zhì)的工藝參數(shù)。以溫度、pH 、時(shí)間、酶添加量為影響因素，以蛋白質(zhì)提取率為試驗(yàn)指標(biāo)，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素與水平如表1所示。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平表

1.2.6 蛋白質(zhì)提取率的測(cè)定

蛋白質(zhì)測(cè)定方法為凱氏定氮法，參考GB 5009.5-2010。

式中，E—蛋白質(zhì)提取率，以%表示；m1—酶解液中蛋白質(zhì)的含量，單位為g；m0—樣品質(zhì)量，單位為g；c—樣品中粗蛋白的含量，以%表示。

1.2.7 辣木籽蛋白質(zhì)氮溶解指數(shù)的測(cè)定

參考朱國(guó)君等研究方法[13]。首先將酶解液調(diào)整到辣木籽蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，再將沉淀物冷凍干燥得到辣木籽分離蛋白。用分析天平稱取0.1 g辣木籽蛋白，配制成1%的蛋白質(zhì)溶液，調(diào)整pH (2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0)和溫度(25、35、45、55、65、75 ℃)，然后用磁力攪拌50 min，在4 000 rpm離心25 min，分別用凱氏定氮法測(cè)定上清液和辣木籽蛋白粉中蛋白質(zhì)的含量，氮溶解指數(shù)(nitrogen solubility index)的計(jì)算方法如下：

式中，NSI—氮溶解指數(shù)，以%表示；m—上清液中蛋白質(zhì)含量，單位為g；m0—樣品中蛋白質(zhì)的質(zhì)量，單位為g。

1.2.8 辣木籽蛋白質(zhì)持水性的測(cè)定

參考朱國(guó)君等研究方法[13]。用分析天平稱取 0.1 g辣木籽粉蛋白于燒杯中，溶于加有 10.0 mL的蒸餾水中，分別調(diào)整pH (2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0)和溫度(30、40、50、60、70 ℃)，磁力攪拌50 min，充分吸水后，在2 000 rpm離心20 min，除去上清液，在50.0 ℃恒溫干燥箱中干燥2 h后稱重。計(jì)算辣木籽粉蛋白的持水力(Water holding capacity)，以每g蛋白所吸附水分的重量來(lái)表示，計(jì)算方法如下：

式中，WHC—持水力，單位為g/g；m—吸收水分的質(zhì)量，單位為g；m0—樣品中蛋白質(zhì)的質(zhì)量，單位為g。

1.2.9 辣木籽蛋白質(zhì)吸油性的測(cè)定

參考范三紅等研究方法[14]。用分析天平稱取0.5 g辣木籽蛋白置于10 mL離心管中，加入3 mL花生油，振蕩1 min后，分別置于25、35、45、55、65、75 ℃的水浴鍋中保溫30 min，使之充分吸油，1 000 rpm離心20 min ，吸去上層未被吸附的色拉油后稱重，計(jì)算辣木籽蛋白的吸油性，以每g蛋白樣品吸附油的g數(shù)表示，計(jì)算方法如下：

式中，OA—吸油性，單位為g/g；m0—蛋白質(zhì)的質(zhì)量，單位為g；m1—蛋白質(zhì)質(zhì)量+離心管質(zhì)量，單位為g；m2—吸油后蛋白質(zhì)的質(zhì)量+離心管的質(zhì)量，單位為g。

1.3 數(shù)據(jù)分析

以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)均重復(fù)測(cè)定3次，其結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差的形式表示。采用Excel軟件和Design-Expert 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 辣木籽蛋白質(zhì)含量的測(cè)定結(jié)果

通過(guò)凱氏定氮法測(cè)定了辣木籽的粗蛋白含量為38.08%±1.36%。劉華勇[3]測(cè)定了辣木籽中蛋白質(zhì)含量為38.49%，段瓊芬等[4]測(cè)定了辣木籽的蛋白含量為37.00%，樊建麟等[11]研究表明，辣木籽的蛋白含量為37.80%，這些數(shù)據(jù)都與本實(shí)驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果比較接近，產(chǎn)生差異可能是由原料的來(lái)源和成熟度等不同所致。

2.2 酶種類的選擇結(jié)果

由圖 1可知，在其他條件相同及各種酶的最適條件下，蛋白質(zhì)提取率最高的是Alcalase堿性蛋白酶，提取率達(dá)61.20%，其次是中性蛋白酶。而最低的為木瓜蛋白酶，提取率僅為33.56%。所以確定提取辣木籽蛋白質(zhì)的最適酶為Alcalase堿性蛋白酶。

圖1 酶的種類對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取的影響Fig.1 Effects of enzymes on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

2.3 辣木籽油水酶法提取單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 料液比對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率的影響結(jié)果

圖2 料液比對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率的影響Fig.2 Effects of the rate of liquid to solid on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

由圖2可知，在料液比從1∶5到1∶25范圍內(nèi)，呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，料液比從1∶5到1∶10，提取率略有上升，在1∶10時(shí)提取率最大，達(dá)到55.68%。1∶10之后呈下降趨勢(shì)。料液比從1∶15到1∶25時(shí)，蛋白質(zhì)的提取率變化不大。因此，確定水酶法提取辣木籽蛋白質(zhì)的最佳料液比為1∶10。

圖3 酶添加量對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取的影響Fig.3 Effects of enzyme amount on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

2.3.2 酶添加量對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率的影響結(jié)果

由圖3可知，在酶添加量為2%～4%之間時(shí)，提取率逐漸增加，4%時(shí)提取率最高為63.70%，當(dāng)用酶量超過(guò)4%時(shí)，提取率開始緩慢下降，進(jìn)一步增加酶用量，提取率略有降低，這可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)受到酶的過(guò)度水解，空間結(jié)構(gòu)受到影響[12]。再者，考慮到酶的價(jià)格較高，酶用量過(guò)高加大產(chǎn)品的成本，因此選擇最佳酶添加量為4%。

2.3.3 pH對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率的影響結(jié)果

由圖4可知，pH從8.0增加到9.0，蛋白質(zhì)提取率也隨之增大，當(dāng)pH為9時(shí)，有最大值59.88%，當(dāng)pH從9.0增加到10.0時(shí)，提取率逐漸降低，這是由于在pH為9時(shí)接近于此條件下的最適pH，此時(shí)其活性最高，因此選擇最佳pH為9.0。

圖4 pH對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率影響Fig.4 Effects of pH on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

2.3.4 溫度對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率的影響結(jié)果

由圖5可知，在40～55 ℃時(shí)，隨著溫度的提高，番木瓜蛋白質(zhì)的提取率逐漸增大；當(dāng)溫度達(dá)到55 ℃時(shí)，提取率達(dá)到最大值59.23%；當(dāng)溫度超過(guò)55 ℃后，提取率隨著溫度的增加而逐漸降低，這主要是由于在超過(guò)55 ℃時(shí)使其偏離堿性蛋白酶的最適溫度，導(dǎo)致酶的作用變?nèi)酰蚨崛÷式档?。因此選擇55 ℃作為最佳溫度。

圖5 溫度對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率的影響Fig.5 Effects of temperature on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

2.3.5 時(shí)間對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率的影響結(jié)果

由圖6可知，在提取時(shí)間為2.5～3.0 h時(shí)，蛋白質(zhì)提取率增加較快，之后增加過(guò)緩，4 h后增加非常緩慢，到4.5 h達(dá)到最大值63.53%，從控制成本角度考慮，時(shí)間越久需要的成本越高。綜合考慮后，選擇4.0 h為最佳時(shí)間。

圖6 時(shí)間對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取的影響Fig.6 Effects of time on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

2.4 響應(yīng)面分析法優(yōu)化水酶法提取辣木籽蛋白質(zhì)的工藝

2.4.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析

以溫度、加酶量、時(shí)間和pH為因素，以蛋白質(zhì)提取率為試驗(yàn)指標(biāo)，響應(yīng)面中Box-Behnken試驗(yàn)方案和結(jié)果見表2。對(duì)表2的數(shù)據(jù)經(jīng)回歸擬合后，得到回歸方程：

y=+61.55+2.90X1+2.08X2+1.26X3+1.77X4-0.95X1X2-0.092X1X3-0.42X1X4+0.25X2X3-0.095X2X4+1.45X3X4-1.31X12-1.13X22+0.33X32-1.76X42(其中X1為溫度，X2為加酶量，X3為時(shí)間，X4為pH )。

表2 辣木籽蛋白質(zhì)提取率的響應(yīng)面設(shè)計(jì)方案和結(jié)果

由Design Expert軟件進(jìn)行回歸及方差分析結(jié)果如表3所示。方差分析可知，模型的F=6.82，P=0.0001，表明實(shí)驗(yàn)所采用的二次模型是極顯著的，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上是有意義的。對(duì)該數(shù)學(xué)模型的回歸系數(shù)檢驗(yàn)可知：因素X1的P值<0.000 1，說(shuō)明溫度對(duì)蛋白質(zhì)提取率%的影響是極其顯著的。而因素X2、X3、X4的二次方的P值<0.05，說(shuō)明酶添加量、時(shí)間、pH對(duì)蛋白質(zhì)提取率%的影響是顯著的。交互項(xiàng)X1X2、X1X3、X1X4、X2X3、X2X4、X3X4、X12、X22、X32的P值均大于0.05，所以交互項(xiàng)對(duì)提取率沒有顯著影響。對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明模型的總回歸也極顯著(P<0.01)。對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行失擬檢驗(yàn)，顯示其失擬性呈不顯著(P>0.05)，說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)自變量和響應(yīng)面值之間線性關(guān)系顯著，實(shí)驗(yàn)誤差小。由F檢驗(yàn)可以得到各因素對(duì)辣木籽提取率的貢獻(xiàn)率為：X1>X2>X4>X3，即溫度>加酶量>pH >時(shí)間。

表3 回歸模型與方差分析結(jié)果

注：P<0.05，差異顯著，用*表示；P<0.001，差異極顯著，用**表示。

Note:*P<0.05,significant difference;**P<0.001,extremely significant difference.

2.4.2 響應(yīng)面分析與最優(yōu)條件的確定

三維響應(yīng)面圖是回歸方程的圖形表現(xiàn)形式，可用來(lái)預(yù)測(cè)和檢驗(yàn)測(cè)試變量和響應(yīng)值與各變量水平之間的相互作用關(guān)系。從圖7到圖12可看出，響應(yīng)面圖形是響應(yīng)值對(duì)應(yīng)各實(shí)驗(yàn)因素X1、X2、X3、X4所構(gòu)成的三維空間曲面圖。若曲線越陡峭，則說(shuō)明該因素對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率影響越顯著。向上凸起為三維圖的總體趨勢(shì)，說(shuō)明該數(shù)學(xué)模型具有最大值，經(jīng)分析可知，當(dāng)X1=60，X2=4.5，X3=4.46，X4=9.0時(shí)，即溫度為60 ℃、加酶量為4.5%、時(shí)間為4.46 h、pH 為9.0時(shí)，理論辣木籽蛋白提取率為67.84%，由于試驗(yàn)條件限制，在X1=60 ℃，X2=4.5%，X3=4.5 h，X4=9.0下對(duì)該條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，實(shí)際測(cè)得的結(jié)果為68.23%±0.13%，這與理論預(yù)測(cè)值相差不大，這也說(shuō)明了該模型可以用于預(yù)測(cè)辣木籽蛋白質(zhì)的提取。此實(shí)測(cè)值高于劉華勇[3]研究的結(jié)果，其蛋白質(zhì)回收率僅為63.69%。

圖7 溫度和酶添加量對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率影響的響應(yīng)面圖Fig.7 Response surface plot for temperature and enzymes amount effect on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

圖8 溫度和時(shí)間對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率影響的響應(yīng)面圖Fig.8 Response surface plot for time and temperature effect on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

圖9 溫度和pH對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率影響的響應(yīng)面圖Fig.9 Response surface plot for temperature and pH effect on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

圖10 時(shí)間和酶添加量對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率影響的響應(yīng)面圖Fig.10 Response surface plot for enzymes amount and time effect on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

圖11 酶添加量和pH對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率影響的響應(yīng)面圖Fig.11 Response surface plot for enzymes amount and pH effect on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

圖12 時(shí)間和pH 對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率影響的響應(yīng)面圖Fig.12 Response surface plot for time and pH effect on the extraction rate of protein from the Moringa oleifera seed

2.5 辣木籽蛋白質(zhì)氮溶解指數(shù)的測(cè)定結(jié)果

2.5.1 pH對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)氮溶解指數(shù)的影響

圖13 pH對(duì)辣木籽蛋白氮溶解指數(shù)的影響Fig.13 Effects of pH on NSI of protein from the Moringa oleifera seed

由圖13可知，辣木籽蛋白在pH=3.0(等電點(diǎn)附近)時(shí)，其NSI值最小。蛋白質(zhì)是兩性分子，在等電點(diǎn)時(shí)靜電斥力較弱而導(dǎo)致分子間聚合程度增大，使得大部分蛋白質(zhì)發(fā)生聚集沉淀，故此時(shí)NSI值最小。當(dāng)溶液pH為3.0～8.0時(shí)，隨著pH 的增大，靜電斥力也逐漸增大，NSI隨之增大，當(dāng)pH升到10以后，NSI略有減少。

2.5.2 溫度對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)氮溶解指數(shù)的影響

由圖14可知，當(dāng)溫度為 55 ℃時(shí)，辣木蛋白的 NSI 達(dá)到最大。溫度為25～55 ℃時(shí)，NSI隨溫度的升高而增大；隨著溫度的增加，辣木籽蛋白的分子的立體結(jié)構(gòu)伸展，有利于水分子和蛋白質(zhì)的相互運(yùn)動(dòng)，此時(shí)蛋白質(zhì)的氮溶解指數(shù)隨著溫度的升高而升高。但當(dāng)溫度超過(guò)55 ℃時(shí)，NSI又逐漸降低，此時(shí)辣木籽蛋白質(zhì)分子已經(jīng)開始變性，蛋白質(zhì)分子開始發(fā)生凝聚和沉淀，使得蛋白質(zhì)的溶解性發(fā)生顯著的下降。

2.6 辣木籽蛋白質(zhì)持水性的測(cè)定結(jié)果

2.6.1 pH對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)持水性的影響

由圖15可知，當(dāng)pH值在等電點(diǎn)附近時(shí)(pH=3)，辣木籽蛋白的持水力最小，只有0.269 0 g /g。

圖14 溫度對(duì)辣木籽蛋白氮溶解指數(shù)的影響Fig.14 Effects of temperature on NSI of protein from the Moringa oleifera seed

這是因?yàn)樵诘入婞c(diǎn)處，蛋白質(zhì)呈現(xiàn)最弱的水合作用，所以持水力性最差。當(dāng)pH為3.0～10.0時(shí)，蛋白質(zhì)的持水性逐漸升高，這是因?yàn)殡S著pH值的升高，蛋白質(zhì)分子之間的凈電荷和排斥力的增加使蛋白質(zhì)腫脹而能夠結(jié)合較多的水。

圖15 pH對(duì)辣木籽蛋白持水性的影響Fig.15 Effects of pH on WHC of protein from the Moringa oleifera seed

2.6.2 溫度對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)持水性的影響

由圖16可知，在 30～40 ℃范圍內(nèi)，辣木籽蛋白的持水能力隨著溫度的升高而升高。在 40～70 ℃范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)持水能力有所下降，這是因?yàn)闇囟壬撸鞍踪|(zhì)分子開始變性，蛋白質(zhì)構(gòu)象也發(fā)生了變化，進(jìn)而致使蛋白質(zhì)氫鍵作用和離子基團(tuán)水合作用減弱，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的持水能力降低。

圖16 溫度對(duì)辣木籽蛋白持水性的影響Fig.16 Effects of temperature on WHC of protein from the Moringa oleifera seed

2.7 辣木籽蛋白質(zhì)吸油性的測(cè)定結(jié)果

蛋白質(zhì)的吸油性是指蛋白質(zhì)與游離脂肪相結(jié)合的能力。由圖17可知，在55 ℃時(shí)，辣木籽蛋白的吸油性最高為2.687 g/g。隨后隨著溫度的升高，辣木籽分離蛋白的吸油性逐漸下降。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)和脂類之間的作用力是脂類的非極性鏈和蛋白質(zhì)非極性區(qū)間的疏水相互作用，隨著溫度的升高，油的粘度降低，脂類分子的流動(dòng)性增強(qiáng)，從而降低了與蛋白質(zhì)的結(jié)合，使蛋白質(zhì)的吸油性降低。

圖17 溫度對(duì)辣木籽蛋白吸油性的影響Fig.17 Effects of temperature on oil absorption ability of protein from the Moringa oleifera seed

3 結(jié)論

本試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化了水酶法提取辣木籽蛋白質(zhì)的工藝條件。得出最佳工藝條件為：使用Alcalase堿性蛋白酶在料液比為1∶10，酶添加量為4.5%，pH為9.0，溫度為60 ℃，時(shí)間為4.5 h，此時(shí)辣木籽蛋白質(zhì)的提取率最高為68.23%。四個(gè)因素對(duì)辣木籽蛋白質(zhì)提取率的影響為溫度>酶添加量>pH>時(shí)間。辣木籽蛋白具有良好的功能特性，如溶解性、持水性、吸油性等。在pH為10、溫度為55 ℃時(shí)辣木籽蛋白質(zhì)的氮溶解指數(shù)最高；辣木籽蛋白質(zhì)持水性隨著pH 的增加而增加，在溫度為40 ℃時(shí)持水性最好；在溫度為55 ℃時(shí)，辣木籽分離蛋白的吸油效果最明顯。由于辣木渾身都是寶，具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景，對(duì)辣木籽的高值化綜合開發(fā)利用必將帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。