通过中性至碱性提取方法回收和表征藜麦蛋白：蛋白质谱及其热诱导聚集行为

《Current Research in Food Science》：Recovery and characterisation of quinoa protein via neutral to alkaline extraction: protein profiles and heat-induced aggregation behaviour

藜麦蛋白 isolate（QPI）提取pH（7-11）影响其产量、纯度及功能特性。碱性条件提高蛋白产量（27.4%-39.5%）但降低纯度（89.7%-85.1%），pH9 QPI溶解性和界面张力更优，但热稳定性较差。SDS-PAGE结合LC-MS/MS证实11S globulin为主，pH影响非蛋白组分共沉淀及蛋白亚基结构。研究为定制QPI功能特性提供理论依据。

　　本研究探讨了不同提取pH值（pH 7至pH 11）对藜麦蛋白分离物（QPI）的提取率、组成、蛋白质谱以及功能性质的影响，包括溶解性、界面张力和热诱导聚集行为。藜麦作为一种富含植物蛋白的谷物，因其均衡的氨基酸组成和出色的营养价值而受到越来越多的关注。近年来，藜麦蛋白被广泛研究用于食品工业中，尤其是在开发新型植物基食品方面展现出巨大潜力。研究发现，提取pH值显著影响QPI的提取率和纯度，较高的碱性条件虽然能提高蛋白质的提取率，但也会导致蛋白质纯度的下降，这是由于在提取过程中，碳水化合物等非蛋白质成分同时被沉淀下来。这种现象在已有研究中也有类似报道，表明提取pH值与蛋白质纯度之间存在一种平衡关系。

研究采用碱性提取和等电点沉淀法来制备QPI，并通过不同的pH条件进行提取。结果显示，随着提取pH值的升高，QPI的提取率逐渐增加，从pH 7时的27.4%上升至pH 11时的39.5%。然而，纯度却呈现出轻微下降的趋势，从pH 7时的89.7%降至pH 11时的85.1%。这说明在较高pH条件下，虽然更多的蛋白质被提取出来，但同时也伴随着其他非蛋白质成分的共沉淀，从而降低了最终产物的纯度。研究还发现，提取pH值对QPI的化学组成产生了影响，尤其是碳水化合物含量显著增加，而脂肪、水分和灰分含量则基本保持不变。

为了进一步分析QPI的蛋白质组成，研究团队采用了SDS–PAGE和LC–MS/MS技术。这些技术能够提供蛋白质的分子量分布和具体的蛋白质种类。结果显示，QPI的主要成分是11S球蛋白，这与藜麦种子中的主要储存蛋白一致。此外，通过LC–MS/MS分析，还鉴定出了一些其他蛋白质，如与植物生长相关的酶类以及具有抗菌活性的蛋白质。这些结果表明，QPI的蛋白质谱具有一定的复杂性，其中11S球蛋白在不同提取条件下仍保持较高的丰度，而其他蛋白成分则可能因提取条件的不同而有所变化。

在功能性质方面，研究重点分析了QPI的溶解性、界面张力和热诱导聚集行为。QPI的溶解性在pH 4–5时最低，而在pH 6及以上时逐渐增加。这种溶解性变化与蛋白质的等电点有关，当pH值接近蛋白质的等电点时，其溶解能力会减弱。因此，QPI在pH 7时表现出较高的溶解性，这可能与其主要成分11S球蛋白的等电点有关。此外，QPI在不同pH值下的界面张力表现也存在差异。QPI9（提取pH为9）在界面张力降低方面表现出更强的能力，这与其较高的溶解性和更丰富的疏水性展开肽链有关。相比之下，QPI11（提取pH为11）虽然在某些条件下表现出更好的热稳定性，但在界面张力降低方面不如QPI9。

热诱导聚集行为也是研究的重点之一。当QPI经过加热处理后，其颗粒尺寸显著增加，同时溶解性下降。这种现象在QPI9中尤为明显，说明其在高温下更容易发生聚集。而QPI11在加热后的聚集程度相对较低，表现出更好的热稳定性。这一结果可能与两种蛋白质在不同提取条件下的结构差异有关。例如，QPI9在提取过程中保留了更多的蛋白质结构完整性，而QPI11则经历了更高的蛋白质变性，这可能影响其在高温下的行为。此外，研究还发现，随着提取pH值的升高，QPI的微结构发生变化，这可能进一步影响其在食品体系中的表现。

总体而言，本研究揭示了提取pH值对QPI功能性质的深远影响。通过调整提取条件，可以优化QPI的提取率、纯度和功能特性，从而更好地满足不同食品应用的需求。例如，QPI9更适合用于需要良好界面性能的食品，如调味品和酱料，而QPI11则可能更适合用于热处理食品，如蛋白质饮料。这些发现为藜麦蛋白在食品工业中的应用提供了重要的理论依据和实践指导。未来的研究可以进一步探讨QPI的乳化性能，以更全面地评估其在乳化体系中的应用潜力。