采用等电点沉淀与盐提-透析法制备的向日葵种子蛋白结构与功能特性比较研究

《Food Hydrocolloids》:Comparative analysis in the structural and functional properties of sunflower seed protein prepared by isoelectric precipitation and salt extraction-dialysis

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月17日 来源:Food Hydrocolloids 13.8

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   •盐提取法制备的葵花籽蛋白白蛋白含量更高,溶解性更好。•盐提取法能保留天然氯原酸,避免绿色变色。•盐提取蛋白显示出更强的抗氧化和抗糖尿病潜力。引言随着对环境可持续性的日益关注,新型植物基蛋白源的探索与开发已成为食品行业的关键焦点(Hadidi等,2024)。向日葵是全球第四大

  
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    盐提取法制备的葵花籽蛋白白蛋白含量更高,溶解性更好。
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    盐提取法能保留天然氯原酸,避免绿色变色。
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    盐提取蛋白显示出更强的抗氧化和抗糖尿病潜力。

引言

随着对环境可持续性的日益关注,新型植物基蛋白源的探索与开发已成为食品行业的关键焦点(Hadidi等,2024)。向日葵是全球第四大油料作物,年产量超过5000万吨(Li, Huang, Guo等,2025)。葵花籽粕是榨油副产品,蛋白质含量为40%至50%,是一种优质的植物蛋白来源(Li, Huang, Guo等,2025)。葵花籽蛋白氨基酸组成均衡,富含含硫氨基酸,消化率高,并具有与其他豆类蛋白相当的多项功能特性(de Jesús Lira-Ricárdez, Schettino Bermúdez, & Ortega Cabello, 2024; Gassmann, 1983)。此外,葵花籽粕中含有酚类化合物(占总含量的1%–4%,主要为氯原酸),这些也是具有高应用潜力的优质成分(Malik等,2017; Weisz, Kammerer, & Carle, 2009)。
利用碱性溶液进行等电点沉淀法是植物蛋白提取的常用方法;然而,碱性条件会诱导葵花籽蛋白中氯原酸的氧化形成醌,进而与蛋白质的氨基酸残基(如赖氨酸的ε-氨基)形成不可逆的共价键(Bongartz等,2016; Liang & Were, 2020)。这会降低葵花籽蛋白的质量,包括降低其溶解性和消化率、使外观变深,并显著损害其感官品质和营养价值(Kroll, Rawel, & Rohn, 2003; Malik等,2017)。
针对上述问题,目前的研究通常使用有机溶剂在碱性提取之前去除氯原酸;然而,有机溶剂的使用需要特殊的安全防护措施,并可能增加加工成本(Pickardt等,2015)。因此,开发一种温和而高效的葵花籽蛋白制备方法,在避免变色的同时保留蛋白质的天然结构和功能特性,显得尤为重要。作为碱性条件下提取的替代方案,盐提取法因其温和的条件而受到关注。该方法利用盐溶液在弱酸至近中性条件下提取蛋白,从而有效避免碱性环境引起的氯原酸氧化及其与蛋白质的共价结合(Pickardt等,2015; Slabi等,2020)。因此,葵花籽粕原料无需进行基于有机溶剂的脱酚处理,所得提取蛋白呈现出较好的浅色调(Slabi等,2020)。为进一步纯化蛋白质,通常需要进行透析或超滤以去除蛋白提取物中多余的盐分。然而,现有关于盐提取法制备葵花籽蛋白的研究仍面临一些局限性,包括提取参数不一致以及最终蛋白质产品纯度相对较低(Pickardt等,2015; Slabi等,2020)。
此外,氯原酸具有多种生物活性特性,包括抗氧化、抗炎、降血糖和降血脂作用,使其成为功能食品中的关键生物活性成分(Naveed等,2018)。因此,在葵花籽蛋白中保留适量的氯原酸可能增强其生物活性,并拓展其在功能食品中的应用。
本研究旨在采用盐提取结合透析技术制备葵花籽蛋白浓缩物(SD-SPC),并将其组成、结构特征、功能特性和体外生物活性与传统等电点沉淀法制备的蛋白浓缩物(IP-SPC)进行比较。假设SD-SPC在功能和生物活性特性方面将优于传统IP-SPC,这归因于其更高的天然氯原酸保留率和更温和的提取条件。本研究有助于理解提取方法与蛋白质特性之间的关系,并为将葵花籽蛋白开发为功能食品原料提供有用信息。

章节摘要

材料

商用葵花籽粕(Helianthus annuus L.)由上海标准食品集团有限公司供应,来自单一批次(批次号:OSFP445514)。根据检验证书,该粕的蛋白质含量为58%(干基)、油脂9.1%、灰分7.0%、水分2.6%、淀粉9%,于2024年8月收获。氢氧化钠(NaOH)、盐酸(HCl)、氯化钠(NaCl)和无水乙醇购自国药集团化学试剂有限公司(上海,中国)。其他所有

盐提取条件优化

NaCl浓度对葵花籽蛋白提取率的影响如图1A所示。随着NaCl浓度的增加,蛋白提取率显著提高,在1.5 M NaCl时达到约50%的平台值。这归因于盐溶效应,即盐离子屏蔽了蛋白质分子间的静电相互作用,从而促进蛋白质的溶解(Pickardt等,2009; Slabi等,2020)。然而,当NaCl浓度

结论

综上所述,本研究通过盐提取结合透析法制备了一种富集氯原酸的葵花籽蛋白浓缩物,并将其结构特性和功能特性与传统等电点沉淀法获得的浓缩物进行了比较。优化的盐提取-透析工艺温和高效,表现为更高的蛋白回收率和得率。该方法还有效减轻了绿色变色现象,改善了外观色泽。保留的

CRediT作者贡献声明

Kasper Hettinga:撰写–审阅与编辑,验证,数据整理。Sai Wang:撰写–审阅与编辑,资源,概念构思。Jiani Luo:撰写–审阅与编辑,资源,概念构思。Changshu Liu:撰写–审阅与编辑,资源,概念构思。Peng Zhou:撰写–审阅与编辑,资源,项目管理,概念构思。Ziyi Sun:撰写–审阅与编辑,方法学,形式分析,数据整理,概念构思。Yaowei Liu:撰写–

未引用参考文献

Li等,2025;Malik和Saini,2017;Malik和Saini,2018。

利益冲突声明

? 作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金(编号:32301984)、江苏省自然科学基金(编号:BK20231044)和中央高校基本科研业务费专项资金(编号:JUSRP202416004)的支持。
Ziyi Sun|Yaowei Liu|Kasper Hettinga|Sai Wang|Jiani Luo|Changshu Liu|Peng Zhou
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