商业植物蛋白成分中半极性伴随物的鉴定及其对风味和营养的影响

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Food Chemistry 8.5

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  为解决植物蛋白替代动物蛋白时存在不良非挥发性伴随物(如异味物质)的问题,研究人员对市售大豆、豌豆等蛋白分离物 / 浓缩物中半极性伴随物展开系统鉴定与定量研究。利用 RP-UHPLC-MS 分析发现皂苷、溶血磷脂、氧脂素为主要不良伴随物,为改善植物蛋白品质提供依据。

  
植物蛋白作为动物蛋白的替代来源,近年来在全球食品领域备受关注。然而,植物蛋白成分中常存在一些非挥发性伴随物,尤其是半极性化合物,它们不仅会产生苦味、涩味等不良风味,影响消费者接受度,部分还具有抗营养作用,如皂苷、糖苷生物碱等会干扰营养吸收。尽管植物原料中的异味物质已有较多研究,但市售植物蛋白成品中半极性伴随物的组成和含量数据却十分匮乏,且不同植物来源蛋白中的伴随物差异尚不明确。因此,深入解析商业植物蛋白成分中的半极性伴随物,对提升植物蛋白产品品质、推动植物基食品发展至关重要。

荷兰瓦赫宁根大学的研究人员针对这一问题,开展了系统性研究。他们选取大豆、豌豆、燕麦、马铃薯和杏仁这五种常见且分属不同植物科的蛋白分离物或浓缩物作为研究对象,旨在鉴定其中的半极性非挥发性伴随物并进行定量分析,相关成果发表在《Food Chemistry》。

研究采用了一系列关键技术方法:首先,使用 80% 甲醇对样品进行五轮连续提取,确保半极性化合物充分溶出;然后通过反相超高效液相色谱 - 质谱联用(RP-UHPLC-MS)技术,结合离子阱质谱(ESI-IT-MS/MS)和轨道阱质谱(ESI-FT-MS/MS),对提取物进行分离和检测;最后利用数据库匹配和标准品比对,实现化合物的定性与定量分析。

3.1 商业植物蛋白成分中非挥发物的表征


通过 RP-UHPLC-PDA-ESI-FT-MS/MS 等分析,研究人员在样品中( tentative)鉴定出 71 种化合物,其中 12 种通过标准品比对得以明确识别。结果显示,大豆和豌豆蛋白分离物中主要存在大豆皂苷,燕麦蛋白浓缩物中含有燕麦皂苷(avenacosides),马铃薯蛋白分离物中检出痕量糖苷生物碱(如 α- 茄碱、α- 卡茄碱),杏仁蛋白浓缩物中则有表儿茶素。此外,所有样品中均发现溶血磷脂酰胆碱(LPCs)、溶血磷脂酰乙醇胺(LPEs)等溶血磷脂以及氧脂素(如 13-Oxo-ODE 及其异构体),其中溶血磷脂约 67% 为 LPCs。

3.2 皂苷和糖苷生物碱的定量及对异味的影响


定量分析表明,大豆蛋白分离物中皂苷含量最高(0.891–1.096 g/kg),豌豆次之(0.270–0.595 g/kg),燕麦为 0.105 g/kg,均超过苦味阈值(0.4 g/kg),可能是导致豆腥味和苦涩味的主要原因。马铃薯蛋白中的糖苷生物碱含量低于味觉阈值(0.1 g/kg)和安全限量,对风味影响有限。燕麦皂苷含量显著高于苦味和涩味阈值,提示其对燕麦蛋白的不良风味有重要贡献。

3.3 溶血磷脂和氧脂素的定量及对风味的影响


溶血磷脂和氧脂素在大豆、豌豆、燕麦和杏仁蛋白中普遍存在,马铃薯蛋白则以氧脂素为主。杏仁蛋白中多不饱和脂肪酸(PUFA)含量较低,可能使其更不易发生脂质氧化产生异味。尽管溶血磷脂的味觉贡献尚不明确,但其氧化产物可能导致酸败等不良气味,而氧脂素本身具有苦味,进一步影响产品风味。

3.4 植物蛋白成分在食品生产中的未来:去除异味的策略


研究发现,市售植物蛋白中的主要不良伴随物为皂苷、溶血磷脂和氧脂素,而非此前认为的酚类化合物。针对这些成分,研究提出潜在解决方案:利用酶法水解皂苷为苦味较低的苷元,借鉴食品工业中微生物净化技术降解不良伴随物,如乳酸菌或酵母的生物净化作用。这些策略为开发低异味、高营养的植物蛋白产品提供了新思路。

研究首次系统揭示了不同植物来源商业蛋白中的半极性伴随物组成,证实皂苷、溶血磷脂和氧脂素是主要不良成分,推翻了酚类化合物为主要异味物质的传统认知。该研究不仅填补了市售植物蛋白成分中非挥发性伴随物数据的空白,还为优化植物蛋白提取工艺、开发异味去除技术提供了科学依据,对推动植物基食品产业的健康发展具有重要意义。

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