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随着全球对蛋白质需求增长，传统油菜籽蛋白碱性萃取存在弊端。研究人员对比碱性萃取（ALK12）和两种低共熔溶剂（DES）萃取对油菜籽分离蛋白特性及体外消化率的影响。结果显示 DES1 有高纯度等优势。该研究为绿色萃取提供方向。
在当今世界，人口持续增长、经济不断发展，人们的饮食习惯也在悄然改变，这一系列变化使得全球对食物的需求日益攀升。在蛋白质来源方面，肉类生产面临着资源紧张和环境挑战，植物蛋白愈发受到关注。油菜籽及其副产品因富含蛋白质，尤其是含硫氨基酸，且必需氨基酸（EAA） 组成平衡，成为极具潜力的植物蛋白来源。
然而，传统的油菜籽蛋白提取方法 —— 碱性处理（pH 9 - 12）后酸沉淀（pH 2.5 - 5.5），虽能高效溶解和回收储存蛋白，但存在诸多问题。比如，它会导致十字花科蛋白不可逆变性、napin 大量损失，降低油菜籽蛋白的最终溶解性；同时，碱性条件下油菜籽粕中酚类化合物氧化生成的醌类物质，会与蛋白相互作用，不仅使蛋白变色，还会对其营养品质和技术功能特性产生负面影响。鉴于这些问题，开发更绿色、可持续的提取方法迫在眉睫。在此背景下，低共熔溶剂（DES）凭借其低毒、可生物降解、化学可调、成本效益高和环保等优点，成为研究热点。但以往关于 DES 用于油菜籽蛋白分离的研究结果参差不齐，其对蛋白提取效率和质量的影响仍有待深入探究。
为了深入了解 DES 在油菜籽蛋白提取中的潜力，来自国外的研究人员开展了一项研究。他们选用两种不同的 DES 系统 —— 氯化胆碱：尿素（ChCl:urea，即 DES1）和甜菜碱：柠檬酸（DES2），并与传统碱性萃取（ALK12）进行系统比较，评估不同萃取方法对油菜籽蛋白提取效率、纯度、功能特性、营养质量等多方面的影响。该研究成果发表在《Current Research in Food Science》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在材料处理上，将冷榨油菜籽饼磨粉、脱脂后，进行酚类物质的超声辅助乙醇萃取预处理，以降低酚类含量。在蛋白提取阶段，分别用 DES 和碱性溶液进行萃取，并通过离心、沉淀、洗涤、冻干等步骤获得蛋白分离物。之后，运用多种标准方法对蛋白的化学组成、抗营养因子、氨基酸组成等进行测定，利用傅里叶变换红外光谱（FT - IR）和芯片实验室电泳等技术对蛋白分子和结构进行表征，还通过体外消化实验评估蛋白的消化率。
研究结果
- 油菜籽饼及蛋白提取物的特性：脱脂油菜籽饼含有 37.4±0.16% 的蛋白质，以及一定量的水分、灰分、脂肪和纤维，还存在多种抗营养成分。在蛋白提取方面，ALK12 的提取效率最高（36.9%），但 DES1 的蛋白纯度最高（95.8%）。此外，DES1 的灰分含量最低，表明其蛋白纯度更高。
- 抗营养因子分析：ALK12 分离物中总酚含量（TPC）最高，而 DES1 和 DES2 分离物中 TPC 较低。相反，DES1 和 DES2 分离物中的植酸含量高于 ALK12 分离物。不同萃取方法对单宁和芥子油苷的含量也有显著影响，其中芥子油苷在所有分离物中均未检测到。
- 氨基酸组成分析：所有分离物均含有多种氨基酸，具有良好的营养价值。DES1 分离物的氨基酸含量最高，其含硫氨基酸（蛋氨酸和胱氨酸）含量超过 3%，满足人体营养需求。在必需氨基酸方面，DES1 的总 EAA 含量最高，且其 EAA/NEAA 比值符合 FAO/WHO 的饮食建议。
- 颜色参数分析：所有分离物均呈现类似的灰白色，但 ALK12 分离物略带绿色，这与其较高的酚类物质含量有关。
- 蛋白分子和结构表征：FT - IR 光谱显示，DES2 和 ALK12 可能导致蛋白变性或构象变化，而 DES1 的光谱更清晰，蛋白峰更明确，表明其结构更稳定。芯片实验室电泳结果表明，ALK12 的蛋白谱更分散，而 DES1 和 DES2 的蛋白谱更相似，且这两种 DES 系统可能有助于保留蛋白的高阶结构。
- 蛋白功能特性分析：在溶解性方面，DES1 和 ALK12 在整个测试 pH 范围内的溶解性明显优于 DES2。ALK12 的水吸收能力（WAC）和油吸收能力（OAC）最高，DES1 的 WAC 最低。在起泡能力和稳定性方面，ALK12 的起泡能力最强，泡沫稳定性也较好；DES1 的起泡能力和稳定性均较低。在凝胶形成能力方面，ALK12 和 DES2 形成稳定凝胶的最低浓度为 14%，DES1 为 16%。
- 体外消化率分析：ALK12 和 DES1 在体外消化实验中表现出较高的消化效率。ALK12 的大分子蛋白在消化后大量降解为小分子肽和氨基酸；DES1 因高纯度和良好的溶解性，也实现了高效的蛋白水解，产生大量低分子量肽。
研究结论与讨论
该研究详细比较了传统碱性萃取和两种 DES 萃取方法对油菜籽蛋白的影响。ALK12 虽提取效率高，但酚类物质含量高，可能影响营养和感官品质。DES1 虽提取率较低（23.2%），但具有高纯度、低酚类含量、良好的氨基酸组成、广泛的溶解性和高消化率等优势，尤其适合用于高蛋白功能食品配方。DES2 在提取率和营养品质之间提供了适度的平衡，但溶解性较低。
这项研究强调了根据特定需求选择合适萃取方法的重要性。DES 系统，特别是接近中性 pH 的 DES1 系统，为植物蛋白提取提供了一种有前景且可持续的方法。未来研究可进一步优化 DES 萃取条件，探索其在大规模生产中的可行性，并评估所得蛋白分离物在实际食品应用中的性能，这将有助于推动油菜籽蛋白在食品行业的广泛应用，满足人们对优质植物蛋白的需求，同时也为食品领域的绿色生产提供了新的思路和方向。
