霍金杰，肖志剛，王娜，單秀峰，王依凡，王可心，段慶松，高育哲，*

（1.沈陽師范大學(xué)糧食學(xué)院，遼寧沈陽110034；2.沈陽師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，遼寧沈陽110034）

青稞是一種重要的高原谷類作物，主要生長在我國西藏、青海、四川、云南等地區(qū)[1]，具有高蛋白、耐高寒、耐貧瘠的優(yōu)良特性，另外還由高纖維、高維生素、低脂肪、低糖等營養(yǎng)成分構(gòu)成[2-4]，據(jù)分析，青稞的粗蛋白含量為7.68%～17.52%，高于一般的谷物，但是略低于小麥和燕麥。青稞蛋白質(zhì)主要包括谷蛋白（43.83%）和醇溶蛋白（18.25%）[5]。據(jù)證明，青稞蛋白質(zhì)含有18種氨基酸，包括8種必需氨基酸[6]，尤其富含大米和小麥等谷物蛋白質(zhì)中缺乏的賴氨酸，其含量達(dá)0.36 g/100 g[7]，是一種優(yōu)質(zhì)的植物蛋白質(zhì)資源[8]。青稞還具有生長期短的優(yōu)點(diǎn)，病蟲害的發(fā)生很少，是高原地區(qū)真正綠色無污染的食品[9]。

國內(nèi)外對(duì)于青稞蛋白質(zhì)提取常用的方法有物理法、化學(xué)法和生物酶法[10]，堿溶酸沉法是提取植物蛋白最普遍最常用的方法[11]。微波輔助是物理方法，避免了化學(xué)試劑的引入，綠色安全無污染并且不改變蛋白質(zhì)的性質(zhì)。

本文以青稞米為原料，采用微波輔助堿溶酸沉法提高青稞蛋白質(zhì)的提取率，通過單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化提取的工藝條件，同時(shí)分析并比較微波輔助提取青稞蛋白的功能性質(zhì)并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

青稞米：寧夏五朵梅食品股份有限公司；鹽酸（分析純）、氫氧化鈉（分析純）、濃硫酸（分析純）：沈陽化學(xué)試劑廠；硫酸銅（分析純）：天津市大茂化學(xué)試劑廠；硼酸：天津博迪化工股份有限公司；硫酸鉀（分析純）：天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司；十二烷基硫酸鈉：天津市恒興化學(xué)試劑有限公司；食用大豆油：遼寧省營口市金龍魚精煉一級(jí)大豆油。

1.2 儀器與設(shè)備

常壓微波合成 （MAS-IIPLUS）：上海新儀微波化學(xué)科技有限公司；數(shù)顯電子恒溫水浴鍋（HH-6）：常州國華電器有限公司；低速離心機(jī)（LXJ-IIB）：上海安亭科學(xué)儀器廠；低速離心機(jī)（LD5-2A）：北京醫(yī)用離心機(jī)廠；高速均質(zhì)機(jī)（IP 21）：IKA Works Guangzhou；凱氏定氮儀（SKD-200）、紅外智能消化爐（SKD-20S2）：上海沛歐分析儀器有限公司；數(shù)顯pH計(jì)（pHS-25）：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；紫外可見分光光度計(jì)（722型）：上海佑科儀器儀表有限公司；分析天平（ESJ12-4B）：沈陽龍騰電子有限公司；粉碎機(jī)（JFSD-100）：上海嘉定糧油儀器有限公司；高速冷凍離心機(jī)（X-12R）：美國Beckman公司；冷凍干燥機(jī)（Scientz-12N）：寧波新芝生物科技股份有限公司；冰箱（BCD-198）：博西華家用電器有限公司。

1.3 青稞蛋白質(zhì)的提取及優(yōu)化方法

1.3.1 青稞蛋白質(zhì)提取的工藝流程

稱取100 g青稞米→粉碎→過篩→取青稞粉按1∶20（g/mL）加水混勻→微波輔助→調(diào)pH值至堿性→恒溫水浴→離心→收集上清液→調(diào)pH值至酸性→恒溫水浴→離心→去上清液→取底部沉淀物。

1.3.2 蛋白質(zhì)含量的測定

參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》中的方法并加以修改，蛋白質(zhì)的含量計(jì)算公式如下：

式中：X為試樣中的蛋白質(zhì)含量，g/100 g；c為鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液的濃度，mol/L；F為氮換算蛋白質(zhì)的系數(shù)，5.83；V1為試液消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積，mL；V2為試劑空白消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定液的體積，mL；m為試樣的質(zhì)量，g。

1.3.3 微波輔助提取青稞蛋白質(zhì)的單因素試驗(yàn)

以蛋白質(zhì)提取率為測定指標(biāo)，控制料液比1∶20（g/mL），考察在微波過程中，青稞蛋白質(zhì)的溶液pH值、微波時(shí)間、微波功率、微波溫度對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響。

1.3.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

以蛋白質(zhì)提取率為響應(yīng)值，基于單因素試驗(yàn)選擇微波溫度（A）、微波時(shí)間（B）、微波功率（C）、青稞溶液的pH值（D）進(jìn)行四因素三水平的試驗(yàn)，優(yōu)化微波輔助堿溶酸沉法的提取條件。利用Design-Export 8.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到以青稞蛋白質(zhì)提取率為響應(yīng)值的回歸模型，對(duì)提取率進(jìn)行預(yù)測分析，對(duì)模型進(jìn)行方差顯著性檢驗(yàn)分析，確定各因素對(duì)杏仁蛋白質(zhì)提取率的影響結(jié)果，分析各因素間交互作用，繪制影響因素的響應(yīng)面圖。試驗(yàn)因素水平見表1。

表1 因素水平表Table 1 Factors and levels table

1.4 青稞蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的測定

1.4.1 青稞蛋白質(zhì)持水性的測定

取10 mL塑料離心管，稱重記為m1，準(zhǔn)確稱取0.5 g蛋白質(zhì)樣品于離心管中加水配置成一定濃度的樣液，調(diào)節(jié)pH值為7，在離心管中充分振蕩，室溫25℃靜置 30 min，使其充分吸水，溫度分別選取 30、40、50、60、70℃，3 000 r/min離心30 min倒去上清液，靜置10min，稱重記為m2，計(jì)算青稞蛋白的持水力（water holding capacity，WHC），以（g/g）表示。

1.4.2 青稞蛋白質(zhì)吸油性的測定

取10 mL塑料離心管，稱重記為m1，準(zhǔn)確稱取0.5 g樣品置于10 mL離心管中，加5 mL大豆油，混勻后恒溫靜置 30 min，溫度分別選取 30、40、50、60、70 ℃，3 000 r/min離心30 min，倒掉上清液，將離心管倒放在濾紙上，10 min后稱量，離心管和殘留物的總質(zhì)量m2。吸油性以每克樣品吸附油的質(zhì)量（g/g）表示。

1.4.3 青稞蛋白質(zhì)起泡性和泡沫穩(wěn)定性的測定

配置1%的蛋白質(zhì)溶液20 mL，調(diào)節(jié)pH值至4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，在高速組織攪拌機(jī)中以10 000 r/min的轉(zhuǎn)速均質(zhì)1 min，迅速轉(zhuǎn)入50 mL量筒中，記錄均質(zhì)停止時(shí)泡沫體積V0、30 min時(shí)泡沫體積V30，計(jì)算青稞蛋白的起泡性（foaming capacity，F(xiàn)C）和泡沫穩(wěn)定性（foaming stability，F(xiàn)S）。

1.4.4 青稞蛋白質(zhì)乳化性和乳化活性的測定

配置18 mL濃度為1%的蛋白質(zhì)溶液，調(diào)節(jié)pH值至 4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，加入 6 mL 的一級(jí)精煉大豆油混合，10 000 r/min均質(zhì)1 min，靜置，分別在0 min和10 min時(shí)從容器底部取50 μL乳狀液于試管中，加入5 mL 0.1%的十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）混勻后以0.1%SDS為空白于500 nm測吸光度，計(jì)算乳化活性（emulsification activity index，EAI）和乳化穩(wěn)定性（emulsifying stability index，ESI）。

式中：T為2.302；N為稀釋倍數(shù)，100；C為蛋白質(zhì)的質(zhì)量濃度，g/mL；?為溶液中油的體積分?jǐn)?shù)，0.25；A0為0 min乳化液的吸光度；A10為靜置10 min后乳化液的吸光度。

1.4.5 青稞蛋白質(zhì)溶解性的測定

配置1%的蛋白質(zhì)溶液20 mL，分別調(diào)節(jié)pH3、4、5、6、7、8和9，在30℃水浴磁力攪拌1 h，3 500 r/min離心20 min，吸取上清液1 mL定容到50 mL，500 nm下比色測其吸光度，以單位體積單位質(zhì)量樣品的吸光度作為溶解指數(shù)。

式中：A為3次平行試驗(yàn)測得的吸光度的平均值；W 為所稱樣品的質(zhì)量，g；A1為溶解指數(shù)，（g·mL）-1。

1.5 青稞蛋白質(zhì)熱特性的測定

用差式掃描量熱儀測定青稞蛋白質(zhì)的變性溫度，準(zhǔn)確稱取5 mg樣品置于鋁制鉗鍋中，密封壓蓋后進(jìn)行掃描。以空鋁盒為對(duì)照，氮?dú)饬魉?0 mL/min，掃描溫度從30℃到250℃，升溫速率為10℃/min。利用Universal配套軟件（V3.8，TA Inc，USA）分析處理數(shù)據(jù)。

1.6 蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的測定

取適量干燥后的蛋白質(zhì)樣品放入紅外光譜儀中進(jìn)行分析，于紅外光譜儀中做全波段（400 cm-1～4 000 cm-1）掃描。紅外譜圖的處理：利用Origin8.5軟件進(jìn)行繪圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 微波功率對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響

微波功率對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響見圖1。

圖1 微波功率對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響Fig.1 Effect of microwave power on extraction rate of barley protein

如圖1所示，隨著功率的升高，青稞蛋白質(zhì)的提取率先升高后降低，當(dāng)微波功率為450 W時(shí)，青稞蛋白質(zhì)的提取率達(dá)到最高80.6%，隨著微波功率的繼續(xù)增大，青稞蛋白質(zhì)的提取率降低，并且降低的幅度變大，原因可能是當(dāng)微波功率較高的時(shí)候，升溫速度快，青稞粉的細(xì)胞破碎程度較大，蛋白質(zhì)的溶出量較多。因此選擇微波功率450 W，進(jìn)行下一步的響應(yīng)面試驗(yàn)。

2.1.2 微波時(shí)間對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響

微波時(shí)間對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響見圖2。

圖2 微波時(shí)間對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響Fig.2 Effect of microwave time on extraction rate of barley protein

由圖2可知，隨著微波時(shí)間的增加，青稞蛋白質(zhì)的提取率呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，在微波時(shí)間為9 min時(shí)，提取率達(dá)到了最大值74.2%，隨著微波時(shí)間的進(jìn)一步加長，蛋白質(zhì)的提取率反而下降?？赡苁且?yàn)槲⒉〞r(shí)間較短時(shí)，輻射的能量不足，青稞粉的細(xì)胞破裂程度較低，溶出的蛋白質(zhì)較少，隨著微波時(shí)間的增長，青稞粉的細(xì)胞破裂程度大，青稞蛋白質(zhì)的溶出量逐漸增大，當(dāng)微波時(shí)間逐漸大到一定程度，導(dǎo)致局部過熱，青稞蛋白質(zhì)的提取率下降。

2.1.3 微波溫度對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響

微波溫度對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響見圖3。

圖3 微波溫度對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響Fig.3 Effect of microwave temperature on extraction rate of barley protein

由圖3可知，隨著微波溫度的升高，青稞蛋白質(zhì)的提取率增大，在微波時(shí)間為40℃時(shí)，提取率最大達(dá)到72.8%，隨著微波溫度的進(jìn)一步升高，蛋白質(zhì)的提取率下降。原因可能是，微波溫度較低時(shí)輻射的能量不足，青稞粉的細(xì)胞破裂程度較低，溶出的蛋白質(zhì)較少，隨著微波溫度的升高，蛋白質(zhì)的分子構(gòu)象發(fā)生改變，使蛋白質(zhì)更容易從原料中溶解出來[12]，青稞蛋白質(zhì)的溶出量逐漸增大并且達(dá)到最大值，當(dāng)微波溫度高到一定程度，細(xì)胞被破壞，青稞蛋白質(zhì)的提取率下降。

2.1.4 溶液pH值對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響

溶液pH值對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響見圖4。

圖4 溶液pH值對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響Fig.4 Effect of solution pH on extraction rate of highland barley protein

由圖4可知，青稞溶液從酸性到堿性條件下，青稞蛋白質(zhì)的提取率先升高后下降，pH值為7時(shí)提取率最大為74.4%，原因可能是在酸性條件下青稞溶液溶解的不完全，而在堿性環(huán)境下，各種雜質(zhì)開始溶解，干擾了青稞蛋白質(zhì)的純度，所以pH值為7時(shí)，青稞蛋白質(zhì)的提取率最高。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化提取工藝

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

響應(yīng)面試驗(yàn)研究是以蛋白質(zhì)提取率為響應(yīng)值，自變量為溶液的pH值、微波溫度、微波時(shí)間、微波功率。根據(jù)設(shè)計(jì)的29組試驗(yàn)，通過每組都進(jìn)行3組平行試驗(yàn)，來確保數(shù)據(jù)的精確性，結(jié)果如表2所示。

表2 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)以及蛋白提取率的實(shí)測值Table 2 Box-Behnken test design and the measured value of protein extraction rate

續(xù)表2 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)以及蛋白提取率的實(shí)測值Continue table 2 Box-Behnken test design and the measured value of protein extraction rate

2.2.2 模型擬合

通過Design Expert軟件對(duì)表2中的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合分析，由此得出青稞蛋白質(zhì)提取率的二次項(xiàng)回歸方程：提取率=81.08+2.59A+2.43B+3.64C-0.62D-4.68AB-3.40AC+0.75AD-2.13BC-1.90BD-0.50CD-8.53A2-7.89B2-5.25C2-6.79D2。

2.2.3 方差分析

二項(xiàng)式回歸模型系數(shù)的顯著性詳細(xì)結(jié)果如表3所示。

表3 回歸模型的方差分析及顯著性檢驗(yàn)Table 3 Vriance analysis and significance test of regression model

續(xù)表3 回歸模型的方差分析及顯著性檢驗(yàn)Continue table 3 Vriance analysis and significance test of regression model

由表 3 可知，F(xiàn) 模型=37.64，（P＜0.000 1）模型極顯著，失擬檢驗(yàn) F=0.959 3，（P＞0.05）結(jié)果不顯著，說明回歸模型的擬合度較好，模型與試驗(yàn)誤差小。模型相關(guān)系數(shù)（R2=0.974 1）較高，說明模型擬合程度良好，誤差較小，可以采用回歸方程替代真實(shí)試驗(yàn)對(duì)不同微波輔助堿溶酸沉提取條件下的青稞蛋白質(zhì)提取率進(jìn)行預(yù)測。由表3可知，一次項(xiàng)中A、B和C均影響高度顯著；交互項(xiàng)中AB影響高度顯著，AC極顯著，BC和BD影響顯著；二次項(xiàng)中，A2、B2、C2和 D2均影響高度顯著，說明各因素之間有較為復(fù)雜的二次關(guān)系。通過軟件分析，青稞蛋白質(zhì)提取率最佳條件為：微波功率465.49 W，pH 6.93，溫度40.29℃，時(shí)間9.10 min，在此條件下蛋白質(zhì)提取率為81.86%?？紤]到實(shí)際的可操作性，調(diào)整試驗(yàn)條件為：微波功率460 W，pH 7.0，溫度40℃，時(shí)間9 min，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，此最優(yōu)條件下蛋白質(zhì)提取率為81.94%，與預(yù)測值的相對(duì)誤差在0.97%左右，證明應(yīng)用該模型在實(shí)踐中進(jìn)行提取效果預(yù)測是可行的。

2.2.4 兩因素間的交互作用

通過Design-Expert 8.0.6設(shè)計(jì)軟件得到響應(yīng)面和等高線圖見圖5。根據(jù)響應(yīng)面試驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理及分析，三維響應(yīng)面圖的彎曲度越大，表示2個(gè)因素間的作用越顯著，由此能有效反映出各因素之間的交互作用對(duì)響應(yīng)值提取率的影響[13]。

比較6組三維響應(yīng)面圖可以看出，隨著4個(gè)因素在一定范圍的增大，青稞蛋白質(zhì)的提取率先升高后降低。同時(shí)三維響應(yīng)面圖彎曲度越大，表示兩因素間越顯著，等高線圖圓形表示兩因素相互作用不顯著，橢圓形表示相互作用顯著，表明相關(guān)因素對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響較大[14]。A、B和C對(duì)青稞蛋白質(zhì)的提取率有顯著性影響，A和B、A和C、B和C、B和D的交互作用對(duì)青稞蛋白質(zhì)的提取率也有顯著性影響，A和D、C和D對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率的影響不顯著。

圖5 兩因素相互作用對(duì)青稞蛋白質(zhì)提取率影響的響應(yīng)面Fig.5 Response surface of the interaction of two factors on protein extraction rate of highland barley

圖6 溫度對(duì)青稞蛋白質(zhì)吸水性的影響Fig.6 Effect of temperature on water absorption of highland barley protein

2.3 青稞蛋白質(zhì)功能性質(zhì)的分析

2.3.1 溫度對(duì)青稞蛋白質(zhì)吸水性的影響

分別選取溫度 30、40、50、60、70 ℃，測定青稞蛋白質(zhì)的吸水性，分析微波與未微波提取出來的青稞蛋白質(zhì)的吸水性隨溫度的變化情況，結(jié)果如圖6所示。

在不同的溫度條件下，青稞蛋白質(zhì)的吸水性不同，隨著溫度的升高，青稞蛋白質(zhì)吸水性緩慢升高。當(dāng)溫度升高時(shí)，經(jīng)過微波處理，蛋白質(zhì)的分子構(gòu)象輕微改變，分子的立體結(jié)構(gòu)伸展，埋藏在球狀分子內(nèi)部的親水基暴露，促進(jìn)了蛋白質(zhì)分子和水分子的相互作用，提高了蛋白質(zhì)的吸水性。

2.3.2 溫度對(duì)青稞蛋白質(zhì)吸油性的影響

分別選取溫度 30、40、50、60、70 ℃，測定青稞蛋白質(zhì)的吸油性，分析微波與未微波提取出來的青稞蛋白質(zhì)的吸油性隨溫度的變化情況，結(jié)果如圖7所示。

隨著溫度的升高，青稞蛋白質(zhì)的吸油性緩慢增加，在30℃～50℃的時(shí)候變化明顯，50℃～70℃變化不大，而經(jīng)過微波處理的青稞蛋白質(zhì)吸油性略高于未經(jīng)微波處理的?？赡苁怯捎谖⒉ㄌ幚硎沟梅肿觾?nèi)部的親油基暴露，但是隨著溫度的升高，蛋白質(zhì)分子間發(fā)生了熱變性反應(yīng)，分子構(gòu)象發(fā)生了輕微改變，導(dǎo)致吸油基團(tuán)暴露截留了油分子，促進(jìn)了蛋白質(zhì)分子間的相互結(jié)合，減弱了蛋白質(zhì)與油的相互作用。

圖7 溫度對(duì)青稞蛋白質(zhì)吸油性的影響Fig.7 Effect of temperature on oil absorption of highland barley protein

2.3.3 pH值對(duì)青稞蛋白質(zhì)溶解性的影響

分別選取 pH 4、5、6、7、8，測定青稞蛋白質(zhì)的溶解性，分析微波與未微波提取出的青稞蛋白質(zhì)的溶解性隨pH值的變化，結(jié)果如圖8所示。

圖8 pH值對(duì)青稞蛋白質(zhì)溶解性的影響Fig.8 Effect of pH on the solubility of highland barley protein

青稞蛋白質(zhì)的溶解性呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)，在等電點(diǎn)附近，溶解性最差，隨著堿性的逐漸增強(qiáng)，青稞蛋白質(zhì)的溶解性逐漸增強(qiáng)。微波處理提取出來的青稞蛋白質(zhì)溶解性略高于未經(jīng)過微波處理的，但是二者的變化趨勢(shì)相似，微波處理提高了青稞蛋白質(zhì)的溶解性，溶解性的提高可能歸因于它們較小的分子以及新暴露的可電離氨基酸和羧基，從而增加了水解產(chǎn)物的親水性[15]。

2.3.4 pH值對(duì)青稞蛋白質(zhì)起泡性和泡沫穩(wěn)定性的影響

分別選取 pH 4、5、6、7、8，測定青稞蛋白質(zhì)的起泡性和泡沫穩(wěn)定性，分析微波與未微波提取出的青稞蛋白質(zhì)的起泡性和泡沫穩(wěn)定性隨pH值的變化，結(jié)果如圖9所示。

圖9 pH值對(duì)青稞蛋白質(zhì)起泡性和泡沫穩(wěn)定性的影響Fig.9 Effect of pH on the foaming properties and foam stability of highland barley protein

pH值對(duì)青稞蛋白質(zhì)的起泡性和泡沫穩(wěn)定性有顯著性影響，在pH值為5左右時(shí)，起泡性最差，是因?yàn)槠鹋菪耘c蛋白質(zhì)溶解度相吻合，肽不能迅速移動(dòng)到界面[16]，而泡沫穩(wěn)定性最好；隨著pH值的增加，青稞蛋白質(zhì)的起泡性逐漸增強(qiáng)，泡沫穩(wěn)定性降低，可能因?yàn)樵黾与姾擅芏群驮黾訅A度會(huì)增強(qiáng)靜電排斥力，從而阻止泡沫粒子的快速聚集[17]。微波與未微波提取出的青稞蛋白質(zhì)起泡性和泡沫穩(wěn)定性差異不大，經(jīng)過微波處理，蛋白質(zhì)的排斥作用形成了黏性膜，較小的肽比較大的肽能夠?qū)⒏嗟目諝馕盏饺芤褐?，但它們的?qiáng)度不足以提供穩(wěn)定的泡沫[18]。

2.3.5 pH值對(duì)青稞蛋白質(zhì)乳化活性和乳化穩(wěn)定性的影響

分別選取 pH 4、5、6、7、8，測定青稞蛋白質(zhì)的乳化活性和乳化穩(wěn)定性，分析微波與未微波提取出的青稞蛋白質(zhì)的乳化活性和乳化穩(wěn)定性隨pH值的變化，結(jié)果如圖10所示。

圖10 pH值對(duì)青稞蛋白質(zhì)乳化活性和乳化穩(wěn)定性的影響Fig.10 Effect of pH on the emulsification activity and emulsification stability of highland barley protein

隨著pH值的升高，青稞蛋白質(zhì)的乳化活性呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)，可能是因?yàn)橹拘∏蛑車纬蓭c(diǎn)層，引起相互排斥，延遲了液滴的聚集；乳化穩(wěn)定性呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)，由于多肽的低分子量，兩親性不足以表現(xiàn)出較好的性質(zhì)，在等電點(diǎn)附近，青稞蛋白質(zhì)的乳化活性和乳化穩(wěn)定性均最差，隨著堿性逐漸增強(qiáng)，青稞蛋白質(zhì)的乳化性和乳化穩(wěn)定性明顯升高[19]。經(jīng)過微波處理與未經(jīng)微波處理的乳化活性和乳化穩(wěn)定性差異性不顯著。

2.4 青稞蛋白質(zhì)的熱特性分析

經(jīng)過DSC處理，得到了青稞蛋白質(zhì)的熱變性溫度與焓值，如表4所示。

表4 青稞蛋白質(zhì)的變性溫度和焓變值Table 4 Changes of denaturation temperature and enthalpy of highland barley protein

從表4中可以看出，微波輔助法提取出來的蛋白質(zhì)與天然蛋白質(zhì)的熱變性溫度Tm=（88.37±0.019）℃，變性熱焓 △H=（96.61±0.056）J/g，天然的蛋白質(zhì)與經(jīng)過微波輔助提取出的青稞蛋白質(zhì)無顯著性差異。

2.5 青稞蛋白質(zhì)的紅外吸收光譜分析

經(jīng)過傅里葉紅外光譜的測定，得到的結(jié)果如圖11所示。

圖11 青稞蛋白質(zhì)的紅外光譜吸收?qǐng)DFig.11 Infrared spectrum absorption of highland barley proteinz

一般情況下，蛋白質(zhì)和多肽在紅外區(qū)都有著若干特征吸收譜帶，如波數(shù)1 700 cm-1～1 600 cm-1范圍所對(duì)應(yīng)的酰胺Ⅰ帶，1 550 cm-1～1 530 cm-1范圍的酰胺Ⅱ帶和1 300 cm-1～1 260 cm-1范圍的酰胺Ⅲ帶[20]；由圖11可以看出：經(jīng)過微波輔助提取出的青稞蛋白質(zhì)在1 634.8 cm-1處的吸收峰主要應(yīng)為酰胺Ⅰ區(qū)吸收譜帶；1 578.4 cm-1處的吸收峰主要為酰胺Ⅱ區(qū)的吸收譜帶；1 234.4 cm-1處吸收峰應(yīng)為酰胺Ⅲ區(qū)吸收譜帶，與未微波提取出的青稞蛋白質(zhì)無差異。這與一般蛋白質(zhì)的酰胺Ⅲ區(qū)吸收譜帶（1 300 cm-1～1 260 cm-1）略有不同，可能與青稞蛋白質(zhì)自身性質(zhì)有關(guān)。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面結(jié)果得知，影響微波輔助提取青稞蛋白質(zhì)主要因素為pH值，微波功率，其次是微波溫度，影響最小的因素是微波時(shí)間，最優(yōu)工藝條件下提取率達(dá)到81.94%。與天然的青稞蛋白質(zhì)對(duì)比，經(jīng)過微波處理提取出的青稞蛋白質(zhì)吸水性提高了15.5%，吸油性提高了13.6%，溶解性提高了25.0%，起泡性降低了6.0%。微波處理對(duì)青稞蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)影響較小。