超声辅助与碱法提取巴西佩奇果杏仁饼蛋白质的优化比较研究：提升得率与功能特性的创新策略

推荐：本研究针对佩奇果(Caryocar brasiliense)杏仁饼副产物利用率低的问题，通过优化超声辅助提取(UAE)与碱法提取(AE)技术，获得蛋白质得率提升14.3%(UAE 47.25% vs AE 41.35%)、蛋白回收率提高18.0%(84.28% vs 70.18%)的突破性成果，其功能特性(起泡性23.33%、吸水能力1.41 g/g)显著优于传统方法，为植物蛋白资源开发提供新思路。

　　

在追求可持续发展的食品工业中，如何高效利用农产品加工副产物成为全球性课题。巴西塞拉多草原特产的佩奇果(Caryocar brasiliense Camb.)在榨油后会产生大量富含蛋白质(约25%)的杏仁饼，这些宝贵资源常被废弃，不仅造成浪费，还增加环境负担。传统碱法提取(AE)虽简单有效，但存在蛋白变性、功能受损等缺陷，而新兴的超声辅助提取(UAE)技术因其高效节能特性，为植物蛋白提取开辟了新路径。

圣保罗大学的研究团队在《Food Chemistry: X》发表的研究中，系统比较了UAE与AE在佩奇果脱脂杏仁饼(DPAF)蛋白提取中的表现。研究通过中央复合设计(CCD)优化超声参数，采用热力学方法测定声能转换效率(19.33%)，结合溶解度曲线确定最佳pH条件(提取pH 9.5/沉淀pH 4.8)，并运用凯氏定氮法、布拉德福德法等系统评估了蛋白产物的功能特性。

3.1 蛋白质溶解度
通过pH 2-10范围内的溶解度曲线测定，发现DPAF蛋白在pH 4.8(等电点)时溶解度最低(17.3%)，在pH 9.5时达到峰值(80.4%)，这为后续提取pH选择提供了依据。

3.2 超声辅助提取优化
声学参数测定显示，400W名义功率下实际声功率达77.32W(UI 68.42 W/cm²)。CCD实验确定最佳条件为：声功率56W、料液比1/15.13 g/mL、时间15分钟，此时预测得率46.37%、蛋白回收率81.86%，验证实验实际获得47.25%和84.28%，显著优于AE的41.35%和70.18%。

3.3 功能特性比较
UAE蛋白的含水量(4.12%)和脂质含量(0.40%)显著低于AE产物(6.64%, 2.03%)。功能评估显示：

• 起泡能力(FC)提升222%(UAE 23.33% vs AE 7.23%)
• 泡沫稳定性(FS)提高73%(75.00% vs 43.33%)
• 吸水能力(WAC)增加60%(1.41 vs 0.88 g/g)
• 但乳化活性(EA)和稳定性(ES)无显著差异(约41%)

这项研究证实UAE能更高效地从农业副产物中提取蛋白质，且产物具有更优的功能特性。其意义在于：

1. 技术层面：建立首个佩奇果蛋白UAE优化方案，声能转换效率等基础数据为工业化提供参考
2. 经济层面：将"废弃物"转化为高值化原料，符合循环经济理念
3. 应用层面：优异的起泡性和保水性使其特别适合肉类替代品、甜点等食品开发

研究人员建议未来应通过SDS-PAGE、FTIR等技术深入解析超声对蛋白结构的影响，并开展中试规模验证。这项工作为其他油料作物副产物的高值化利用提供了可借鉴的技术范式，对推动可持续食品体系发展具有重要价值。