脫脂椰子種皮的蛋白質功能性質研究

段岢君等

摘 要 提取了脫脂椰子種皮中的蛋白質，對其功能性質，如溶解性、持水力、乳化性以及蛋白消化率等進行測定。結果表明，提取所得的脫脂椰子種皮蛋白質持水力（1.50 g/g）以及蛋白消化率（25.63%）均較低；pH對脫脂椰子種皮蛋白質的溶解性、起泡性及乳化性的影響較大，在pH4.0時，脫脂椰子種皮蛋白質的溶解性和乳化性最低；而不同濃度的蛋白質起泡性均在pH4.0時最高。

關鍵詞 脫脂椰子種皮；蛋白質；功能性

中圖分類號 TS229 文獻標識碼 A

Study on the Protein Function of De-fat Coconut Endocarp

DUAN Kejun1，2， ZHANG Yufeng1， WANG Wei2， CHEN Weijun1 *， ZHAO Songlin1

1 Coconut Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Wenchang， Hainan 571339， China

2 College of Food， Hainan University， Haikou， Hainan 570228， China

Abstract De-fat coconut endocarp（DCE）were extracted to determine and analyze the functional properties，such as solubility，water holding capacity，emulsification and protein digestibility. Results showed that the water holding capacity（1.50 g/g）and protein digestibility（25.63%）of DCE protein were low； And the effect of pH on DCE protein's solubility，foaming and emulsifying was high； The solubility and emulsification was minimum at pH4.0， while the foaming property of DCE proteins with different concentrations at pH4.0 was higher than that of other pH.

Key words De-fat coconut endocarp； Protein； Function

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.01.030

椰子（Cocos nucifera L.）為棕櫚科椰子屬多年生常綠喬木，是熱帶地區典型的木本油料作物和食品能源作物，其中椰肉占全果重28%～30%，富含油脂、蛋白質等，營養價值較高。據報道，文昌產椰子脂肪含量為35%～40%，蛋白質為4%～5%[1]，且氨基酸種類齊全，其精氨酸、谷氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸和纈氨酸含量均比花生蛋白的要高[2]，可有效預防高血脂、高血壓和心血管等疾病[3-4]。目前，有關椰肉蛋白質的提取工藝、蛋白亞基的組成及種間差異、抗氧化活性等方面的研究均有報道[5-7]，而有關椰子種皮蛋白質功能性質方面的研究還處于起步階段。

椰子種皮是指椰子硬殼內椰肉上附著的一層薄皮，成熟時呈黑褐色，可用刀將其削下。因顏色為褐色，它與椰肉共同榨取的油脂不利于市場銷售，所以在榨油前常將種皮單獨削除。據統計，每個椰果能削得種皮約100 g，海南省每年可產椰子種皮2.37萬t。脫脂椰子種皮（De-fat Coconut Endocarp，DCE）是椰子種皮在提取油脂后的副產物，占椰子種皮總質量的33%～36%，蛋白質含量約為16%。脫脂種皮多被丟棄，或作為培養基質和壓榨工業用油的原料使用，對其蛋白質的組成、類型以及功能性質的探討尚未見到。據此，本文旨在提取脫脂椰子種皮蛋白質，并對其功能性質進行研究，以期為進一步的綜合加工利用提供理論依據和數據支持。

1 材料與方法

1.1 材料

脫脂椰子種皮采自海南省文昌市東郊鎮榨油廠；菜籽色拉油購自當地市場。甲醇，硼酸納，氫氧化鈉，鹽酸，乙醚，乙醇，甲醇，冰乙酸，磷酸二氫鈉，磷酸氫二鈉，所有試劑均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 脫脂椰子種皮蛋白質的提取 脫脂椰子種皮與pH8.0的磷酸鹽緩沖液按料液比1 ∶ 20混合，磁力攪拌提取2 h后，過濾收集濾液，在4 ℃，6 000 r/min下，離心15 min，棄沉淀（不溶性糖類和雜質），收集上清液，用0.1 mol/L HCL調上清液pH值至3.5～4.5，使蛋白質沉淀，再次磁力攪拌15 min，在4 ℃，6 000 r/min下，離心15 min。收集沉淀，用蒸餾水洗滌5～6次，然后真空冷凍干燥，得到脫脂椰子種皮蛋白質。

1.2.2 脫脂椰子種皮蛋白質溶解性的測定[8] 用氮溶解指數（NSI）評價方法：用去離子水配制1%（w/v）脫脂椰子種皮蛋白質樣品溶液15 mL，用濃度0.5 mol/L HCL或0.5 mol/L NaOH溶液分別調pH值至3.0、4.0、5.0、7.0、9.0，磁力攪拌120 min后，3 000 r/min離心15 min，采用微量凱氏定氮法測定上清液中的氮含量。

NSI（%）=上清液中氮含量/樣品中氮含量×100

1.2.3 脫脂椰子種皮蛋白質乳化性的測定[9] 用渾濁度評價方法：取濃度0.5 g/100 mL蛋白溶液（用35 mmol/L pH8.0磷酸緩沖液配制）3 mL，分別調節成pH值為4.0、5.5和7.0的樣品溶液，每個溶液加入1 mL菜籽色拉油，高速勻漿機20 000 r/min勻漿攪打2 min后，立即吸取攪打后的溶液，用1 g/L十二烷基磺酸鈉（SDS）溶液稀釋2 000倍，混勻后500 nm處測定吸光值，以SDS溶液作為空白。乳化活性（EAI）按下式計算：

1.2.6 脫脂椰子種皮蛋白質消化率的測定 采用胃蛋白酶-胰蛋白酶兩步體外消化法[14]測定脫脂椰子種皮蛋白質的消化率。

1.3 數據分析

實驗數據用Excel和SPSS 13.0軟件處理，并用單因素方差分析進行組間比較，數據間的差異性在p<0.05水平進行比較，每次實驗至少測定3次。

2 結果與分析

2.1 脫脂椰子種皮蛋白質的溶解性

脫脂椰子種皮蛋白質在不同pH值條件下溶解度不同（圖1），在pH值4.0左右溶解度最小，可推斷脫脂椰子種皮蛋白質的等電點在4.0左右。另外，脫脂椰子種皮蛋白質溶解性較差，這可能是因為脫脂椰子種皮蛋白質中清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白等類型的蛋白質所占比例不同。

2.2 脫脂椰子種皮蛋白質的持水力

脫脂椰子種皮蛋白質的持水力測定結果表明，其持水能力較低，為1.50 g/g，遠低于其它作物種子蛋白質的持水力，如紫蘇籽、南瓜籽和大豆分離蛋白的持水力分別為2.72、3.52和3.10 g/g[15]。這可能是因為脫脂椰子種皮蛋白質的溶解性相對較低，不利于蛋白質向氣-水和油-水界面擴散，從而降低了其表面活性。

2.3 脫脂椰子種皮蛋白質的起泡性

研究表明，蛋白質起泡能力多取決于其可溶部分，不溶解的蛋白質粒子因具有提高表面粘度的能力，也能在穩定泡沫的過程中發揮有益作用。此外，蛋白質水解產生的小分子多肽能增加起泡性；而不發生水解的蛋白質以及水解產生的大分子多肽則有抑制起泡的作用（見表1）。由表1可以看出，各濃度的蛋白質在pH4.0時的起泡性均最高，這可能是等電點附近產生了較多的不溶解蛋白質粒子的緣故；在相同pH下，隨著濃度的增加，脫脂椰子種皮蛋白質的起泡性也不斷增加，而在相同濃度，不同pH條件下，脫脂椰子種皮蛋白質的起泡性有顯著性差異（p<0.05）；這可能是因為在不同的酸堿環境下，蛋白質水解程度以及水解產物產生了明顯的差別。

2.4 脫脂椰子種皮蛋白質的乳化性

由圖2可以看出，脫脂椰子種皮蛋白質的乳化性在不同pH條件下差異較大，等電點附近（pH4.0左右）的乳化性最低，再增加pH，其乳化能力有所上升。這可能是因為在不同酸堿條件下，水解產生的蛋白質和低分子表面活性劑影響了其乳化穩定性。

2.5 脫脂椰子種皮蛋白質消化率

消化率是指動物從植物中所消化吸收的部分占總攝入量的百分比，常用來評價飼料的營養價值。本文利用pH為8.0磷酸鹽緩沖液提取了脫脂椰子種皮蛋白質和椰肉蛋白質，冷凍干燥處理后，采用胃蛋白酶-胰蛋白酶兩步消化法測定其消化率，得到脫脂椰子種皮蛋白質和椰肉蛋白的體外消化率分別是25.6%和35.9%，與菜粕蛋白質消化率（70%）、豆粕消化率（80%）和椰肉蛋白質（35.9%）相比，椰子蛋白質體外消化率均較低。這可能是因為椰子種皮中含有較多的抗營養因子，如單寧、植酸等阻礙了酶對蛋白質的分解作用[16-17]。

3 討論與結論

隨著社會的發展，蛋白資源緊缺現象日益嚴重。對現有植物蛋白質資源進行改性以擴大其應用范圍具有十分重要的意義[18-19]。因為將植物蛋白作為食品添加劑按不同比例添加到肉制品、乳制品等食品中，不僅可提高食品的營養價值，而且可改善其自身的結構性能，從而有利于人體消化吸收。例如在火腿中添加大豆蛋白，可增強其持水性和持油性，同時可減少瘦肉使用量，降低生產成本[20]。

本實驗表明，脫脂椰子種皮的蛋白質具有一定的功能特性，如在等電點pH4.0時的起泡性及乳化性較好；但其溶解度和持水性與大豆蛋白有一定的差距。因此，為了拓寬脫脂椰子種皮的應用范圍，早日實現其高值化利用，應當在今后的研究中探討更加合理的物理、化學或者生物處理方法，有效降解其中的抗營養因子，使其成為更好的添加成分；同時也有必要對其蛋白質類型進行分析，探索出適合此類蛋白質的加工技術路線，使其發揮出最大的作用。

參考文獻

[1] 鄭亞軍， 李 艷， 黃宇峰， 等. 椰子蛋白質研究進展[J]. 食品研究與開發， 2007， 28（12）： 303-305.

[2] 趙松林. 椰子綜合加工技術[M]. 北京： 中國農業出版社， 2007： 131-140.

[3] 張 昭， 崔 崗， 李富如， 等. 椰子汁和椰杏汁對人體血脂水平的影響[J]. 食品科學， 1996（2）： 54-57.

[4] Mepba H D， Achinewhu S C. Effects of processing on protein nutritive quality of coconut Cocos nucifera products[J]. Plant foods for Human Nutrition， 2003， 58（1）： 15-25.

[5] 鄭亞軍， 陳 華， 李 艷， 等.椰子分離蛋白質提取工藝的研究[J]. 食品工業科技， 2009， 30（1）： 226-230.

[6] 鄭亞軍， 趙松林， 陳 華， 等.椰子果肉蛋白亞基的組成及品種間的差異分析[J]. 熱帶作物學報， 2009， 30（1）： 112-118.

[7] 鄭亞軍， 李 艷， 趙松林， 等.椰肉中醇溶蛋白抗氧化活性[J].熱帶作物學報， 2009， 30（7）： 1 035-1 038.

[8] Guan X， Yao H Y， Chen Z X， et al. Some functional properties of oat bran protein concentrate modified by trypsin[J]. Food Chemistry， 2007， 101： 163-170.

[9] Pearce K N， Kinsella J E. Emulsifying properties of protein： Evaluation of a turbidimetric technique[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 1978， 26： 716-723.

[10] Chandi G K， Sogi D S. Functional properties of rice bran protein concentrates[J]. Journal of Food Engineering， 2007， 79： 592-597.

[11] Yu J， Ahmedna M， Goktepe I. Peanut protein concentrate： production and functional properties affected by processing[J]. Food Chemistry， 2007， 103： 121-129.

[12] Watanabe M， Shimada A， Arai S. Enzymatic modification of protein functionality： Implantation of protein amphiphilicity to succinylated proteins by covalent attachment of leucine alkyl esters[J]. Agricultural and Biological Chemistry， 1981， 45： 1 621-1 625.

[13] 孔祥珍， 周惠明， 錢 海. 小麥面筋蛋白酶解物的制備及其功能性質研究[J]. 中國農業科學， 2006， 39（3）： 593-598.

[14] 馮 蕾， 王慧榮， 李夢琴， 等. 大豆粉面條特性及蛋白質消化率的研究[J]. 農業機械， 2012， 30： 035.

[15] 王 楠， 馮志彪. 兩種油料蛋白制備及其功能性研究[J]. 中國油脂， 2007， 3（37）： 18-22.

[16] Guggenbuhl P， Wache Y， Nunes C S， et al. Comparative effects of three phytases on the phosphorus and calcium use in the weaned piglet[J]. Journal of Animal Science， 2012， 90（4）： 95-97.

[17] Makkar H P S. Protein precipitation methods for quantitation of tannins： a review[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 1989， 37（4）： 1 197-1 202.

[18] 陸 艷， 李云捷， 張澤英. 脫皮 “雙低” 油菜籽餅的脫毒脫油工藝研究[J]. 糧食與食品工業， 2007（3）： 13-16.

[19] 王 璋， 許時英， 江 波， 等. 食品化學[M]. 北京： 中國輕工業出版社， 2003.

[20] Moneret-Vautrin D A. Modifications of allergenicity linked to food technologies[J]. Allerg Immunol， 1998， 30（1）： 9-13.

責任編輯：葉慶亮