芝麻蛋白提取液超濾濃縮工藝及其功能特性研究

朱秀靈,戴清源,賈 冬,李鵬程,夏 楠,胡 闖,胡龍平

(安徽工程大學生物與化學工程學院,安徽蕪湖 241000)

芝麻蛋白提取液超濾濃縮工藝及其功能特性研究

朱秀靈,戴清源,賈 冬,李鵬程,夏 楠,胡 闖,胡龍平

(安徽工程大學生物與化學工程學院,安徽蕪湖 241000)

研究超濾法濃縮芝麻蛋白提取液的工藝條件及芝麻蛋白的主要功能特性。以膜通量為評價指標,通過單因素實驗,探討了超濾壓力、溫度、pH和時間對芝麻蛋白提取液膜通量的影響,在此基礎上通過正交實驗確定超濾濃縮的最佳工藝參數。結果表明,超濾濃縮芝麻蛋白提取液的最佳工藝條件為:超濾壓力為0.25MPa,提取液pH為10.0,超濾時間為15min。在此條件下獲得的芝麻蛋白具有良好的功能特性,其中乳化性和乳化穩定性及發泡性能顯著高于等電點沉淀法制備的芝麻蛋白(p<0.05)。本研究為芝麻蛋白的深入研究和開發利用提供一定的參考。

芝麻蛋白,超濾,膜通量,功能特性

芝麻(Sesamunindicum)是我國也是世界上最古老的油料作物之一,含有48%～55% 油脂和20%～25% 蛋白質,其制油副產物——芝麻餅粕中蛋白質含量高達50%[1]。由此可知,芝麻不僅是一種重要的油料作物,也是蛋白質的良好來源之一。芝麻蛋白中賴氨酸和異亮氨酸含量不高,但由于其富含含硫氨基酸,尤其是較高含量的蛋氨酸,是其他植物蛋白所不可比擬的[1]。因此,芝麻蛋白可被開發為功能性食品輔料和營養補充劑。已有文獻報道芝麻蛋白作為營養補充劑應用于飲料和面包的生產[2]。

芝麻蛋白主要是堿溶性蛋白,在堿性條件下溶解度較大,所以芝麻蛋白的制備方法主要是堿溶酸沉法。但該法存在耗時且蛋白提取率低等缺點[3]。超濾是近年來發展起來的一項分子級膜分離技術,它以特殊的超濾膜為分離介質,以膜兩側的壓力差為推動力,在常溫下對物質進行分離的技術,具有操作簡單、條件溫和、能耗低、無相變、效率高等優點,現已廣泛應用于水處理、化工、食品、制藥、環保和生物工程等領域[4-5],也成為富集蛋白質最有效的方法之一[6]。有關芝麻蛋白提取液的超濾濃縮工藝及超濾法和等電點沉淀法所得芝麻蛋白(分別以UF-SP和IEP-SP表示)在功能特性方面的比較尚未見報道。

本研究以壓榨芝麻餅為原料,采用堿液提取方法,對芝麻蛋白提取液進行超濾濃縮,以膜通量為評價指標,考察不同截留相對分子質量的超濾膜、超濾溫度、壓力、提取液pH和超濾時間對膜通量的影響,在此基礎上通過正交實驗確定超濾濃縮的最佳工藝參數;并以實驗室自制的等電點沉淀芝麻蛋白(以IEP-SP表示)為對照,對最佳超濾濃縮工藝條件下所得芝麻蛋白的功能特性進行了研究,以期為芝麻蛋白的深入研究和開發利用提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

壓榨芝麻餅,購于當地油脂加工廠。置于密封袋中,-20℃保存備用。等電點沉淀法芝麻蛋白(以IEP-SP表示),實驗室自制。

L-550型臺式低速大容量離心機 湖南湘儀離心機儀器有限公司;RE-52A型旋轉蒸發儀 上海亞榮生化儀器廠;JJ-1B電動攪拌器 江蘇金壇市科杰儀器廠;FW80型高速萬能粉碎機 佛山市儀電實驗儀器有限公司;Alpha 1-4 LSC冷凍干燥機 德國Christ公司;Mini Pellicon超濾設備 密理博(中國)有限公司;PHS-3C型精密酸度計 上海儀電科學儀器股份有限公司;723N型可見分光光度計 上海精密科學儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 芝麻蛋白制備工藝流程如下:

1.2.2 芝麻蛋白的提取 稱取一定質量的壓榨芝麻餅,采用正己烷脫脂(料液比為1∶10g/mL,室溫 2h,重復2次),再經干燥、粉碎、過篩(80目),即得到脫脂芝麻餅(defatted sesame cake,DSC)。將脫脂芝麻餅按料液比1∶10(w/v)加入蒸餾水,攪拌均勻,然后邊攪拌邊滴加2mol/L NaOH 溶液調節pH至9.5,室溫攪拌2h,離心取上清,沉淀部分采用同樣方法再提取一次,合并兩次上清液,即為芝麻蛋白提取液。

1.2.3 超濾濃縮芝麻蛋白提取液 采用Mini Pellicon超濾設備,板式膜組件,有效膜面積為0.57m2,膜截留相對分子質量(MWCO)分別選用50、30、10和5ku。首先將芝麻蛋白提取液裝入料液罐,啟動進料泵,料液泵入超濾器到達超濾膜,在壓力差的推動下,截留液回到液料罐,透過液流入透液罐中。通過調節流速和回流閥來控制超濾壓力。液料罐中液體在超濾過程中經過多次循環,絕大部分水分和小分子物質被濾出,從而到達分離濃縮芝麻蛋白的目的。

1.2.4 超濾膜的選擇 以芝麻蛋白提取液pH9.5為初始pH,在壓力0.20MPa、溫度40℃條件下,分別用截留相對分子質量(MWCO)為50、30、20、10和5ku的超濾膜對1500mL提取液進行超濾,分別測定各超濾膜超濾所得150mL截留液中蛋白質的質量濃度,按公式(2)計算截留的芝麻蛋白得率。

1.2.4 單因素實驗

1.2.4.1 溫度對膜通量的影響 設定溫度分別為10、20、30、40和50℃,在超濾壓力為0.20MPa,超濾液pH9.5條件下超濾10min,考察溫度對膜通量的影響。

1.2.4.2 超濾壓力對膜通量的影響 設定超濾壓力分別為0.10、0.15、0.20、0.25、0.30MPa,在溫度40℃,超濾液pH9.5條件下超濾10min,考察超濾壓力對膜通量的影響。

1.2.4.3 超濾液pH對膜通量的影響 超濾液pH分別設定為6.0、7.0、8.0、9.0、10.0和11.0,在溫度40℃、壓力0.20MPa條件下,超濾10min,考察超濾液pH對膜通量的影響。

1.2.4.4 超濾時間對膜通量的影響 設定超濾時間分別為5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55和60min,在超濾液溫度40℃、壓力0.20MPa、pH9.5條件下進行超濾,考察不同超濾時間對膜通量的影響。

1.2.5 正交實驗 在上述單因素實驗基礎上,將溫度設定為40℃(因為較高的溫度可能導致蛋白質變性,影響超濾效果),選擇超濾壓力、超濾液pH和超濾時間3個因素,各取3個水平,利用L9(34)表進行正交實驗,優化超濾濃縮工藝。因素水平見表1,正交實驗結果見表2。每組實驗重復3次,結果取平均值。

表1 因素水平表Table 1 Factors and levels in L9(34)orthogonal array design

1.2.6 測定方法

1.2.6.1 營養成分分析 蛋白質含量采用考馬斯亮藍法測定[7];脂肪含量參照AACC方法采用索氏提取法測定[8];碳水化合物含量采用苯酚硫酸法測定;水分含量采用105℃恒溫法測定。

1.2.6.2 膜通量 參照文獻[9]所述方法按照式(1)計算膜通量(Membrane flux,MF)。

式(1)

其中,V1為透過液體積,L;S為超濾膜有效面積,m2;t為超濾時間,h。

1.2.6.3 芝麻蛋白得率 芝麻蛋白得率(Yield of sesame protein,YSP)按式(2)計算。

式(2)

其中,m1為原料的質量,g;V1為截留液體積,L;c1為截留液中芝麻蛋白的質量濃度,g/L。

1.2.6.4 功能特性 以等電點沉淀法芝麻蛋白(IEP-SP)為對照,比較IEP-SP和UF-SP在功能特性上的差異。芝麻蛋白的溶解性采用Achouri等[10]所述方法測定;吸油性(Oil absorption capacity,OAC)采用Boye[11]等方法測定;持水性(Water holding capacity,WHC)采用李鳳霞等[12]方法測定;乳化活性指數(Emulsifying activity index,EAI)和乳化穩定性指數(Emulsifying stability index,ESI)參照文獻[10,13]所述方法測定;發泡性(Foaming capacity,FC)和泡沫穩定性(Foaming stability,FS)參照文獻[14-15]方法測定。

1.2.7 數據統計分析 實驗均重復三次,以平均值±標準偏差(mean ± SD)表示,采用SPSS 11.5軟件對所得數據進行多重比較分析,在0.05水平上表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 超濾膜的選擇

以超濾膜不同截留相對分子質量(MWCO)為橫坐標,以截留的芝麻蛋白得率為縱坐標,繪制柱形圖,結果如圖1所示。由圖1可以看出,芝麻蛋白提取液中大部分蛋白質集中在截留相對分子質量20ku以上。用20ku的超濾膜超濾濃縮芝麻蛋白提取液,可以保留芝麻蛋白提取液中92.16%以上的蛋白質。因此,在以后的研究中均采用20ku的超濾膜濃縮芝麻蛋白提取液。

圖1 不同截留相對分子質量對芝麻蛋白得率的影響Fig.1 Effect of membrane with different molecular weight on the yield of sesame protein注:a～d不同的小寫字母代表芝麻蛋白得率在不同截留 相對分子質量超濾膜下的顯著性差異(p<0.05)。

2.2 溫度對膜通量的影響

如圖2所示,在10～40℃時,隨著超濾液溫度的逐漸上升,膜通量逐漸增加(p>0.05),當溫度為40℃時達到最大值,再繼續升高溫度,膜通量反而急劇下降(p<0.05)。這與汪學榮等[4]報道一致,即在超濾過程中,超濾液溫度的不斷上升可使蛋白質分子運動加劇,蛋白質溶液粘度降低,各成分之間相互作用(如吸附、包合、氫鍵等)減弱,傳質速率增加,而且膜表面吸附物質向主體溶液的擴散系數有所增加,減少了次級膜的形成,減弱了濃差極化現象,從而增加膜的通透性,提高了膜通量。但是,當芝麻蛋白提取液溫度上升到一定程度時,蛋白質熱變性現象加劇,蛋白質的溶解度降低,使得膜表面蛋白質迅速累積,形成凝膠層,導致膜通量下降[16]。因此,應在盡量不改變蛋白質性能的前提下,控制溫度不超過40℃為宜。

圖2 溫度對膜通量的影響Fig.2 Effect of temperature on the membrane flux注:a～c不同的小寫字母代表膜通量 在不同溫度下的顯著性差異(p<0.05)。

2.3 超濾壓力對膜通量的影響

由圖3可知,在0.10～0.20MPa范圍內,隨著壓力增大,膜通量迅速增加(p<0.05),當超濾壓力大于0.20MPa,再增大超濾壓力,膜通量增加緩慢(p>0.05)。這是因為超濾是以壓力差為推動力進行物質分離過程。在較低的超濾壓力下,隨著壓力增加,芝麻蛋白受到的推動力越大,也就越容易透過超濾膜,膜通量也隨之增大;與此同時,溶液中的大分子物質不斷向超濾膜表面堆積,膜表面與主體溶液之間產生濃度差,進而產生濃差極化阻力,但由于壓力較低,這種阻力并不能顯著影響膜通量[16]。如果繼續增大超濾壓力,隨著超濾時間的延長,超濾膜表面溶質增多增厚,濃差極化現象加劇,當超濾壓力達到某一臨界值時,就在膜表面形成了凝膠層,產生了凝膠層阻力[6,17]。此后,再增大壓力,只會增加凝膠層的厚度,而對提高膜通量效果不明顯。因此,為了保證超濾分離效率,縮短工作時間,降低生產成本,減少膜污染,超濾壓力以0.20～0.25MPa為宜。

圖3 壓力對膜通量的影響Fig.3 Effect of pressure on the membrane flux注:a～c不同的字母代表膜通量 在不同超濾壓力下的顯著性差異(p<0.05)。

2.4 超濾液pH對膜通量的影響

由圖4可知,在pH6.0～8.0 區域,膜通量隨著pH增加而急劇增大(p<0.05);當pH為9.0～10.0時,隨著pH增大,膜通量緩慢增加(p>0.05);當pH大于10.0時,膜通量反而呈緩慢下降趨勢(p>0.05)。這是由于在堿性條件下,芝麻蛋白與水分子結合能力增強,聚積在超濾膜表面的物質向主體溶液擴散系數提高,超濾膜邊界層厚度變薄,濃差極化現象減弱,因此膜通量增大。但pH增大到一定程度,可能導致蛋白質變性及其溶解性降低,膜通量反而下降。因此,pH以9.0～10.0為宜。

圖4 pH對膜通量的影響Fig.4 Effect of pH on the membrane flux注:a～c不同的小寫字母代表膜通量 在不同pH下的顯著性差異(p<0.05)。

2.5 超濾時間對膜通量的影響

由圖5可以看出,隨著超濾時間的延長,芝麻蛋白提取液的膜通量呈下降趨勢;在開始階段,膜通量下降較快(p<0.05),隨后膜通量趨于穩定(p>0.05)。這可能是隨著超濾時間的延長,由于膜表面截留或吸附的物質越來越多,膜表面的濃差極化現象越來越大。因此,膜通量隨著超濾時間的延長首先快速下降而后緩慢下降最后趨于穩定。綜合考慮,應以10～20min為宜。

表3 正交實驗方差分析表Table 3 Analysis of variance of orthogonal array design tests

圖5 超濾時間對膜通量的影響Fig.5 Effect of ultrafiltration time on membrane flux注:a～d不同的小寫字母代表膜通量 在不同超濾時間下的顯著性差異(p<0.05)。

注:* 差異顯著,p<0.10;**差異極顯著,p<0.05。

2.6 芝麻蛋白提取液超濾濃縮最佳工藝參數的確定

在上述單因素實驗基礎上,以膜通量為指標,在超濾膜截留相對分子質量為20ku,溫度為40℃條件下,通過L9(34)正交實驗優化芝麻蛋白提取液超濾濃縮工藝。正交實驗結果見表2,方差分析結果見表3。

由表2極差R分析可知,A壓力是影響芝麻蛋白提取液膜通量的關鍵因素,其次是提取液的pH,而C超濾時間對膜通量的影響相對較小。由表3正交實驗方差分析可知,超濾壓力和提取液pH對膜通量的影響分別達到極顯著和顯著水平,而超濾時間對膜通量的影響不顯著。通過F值和F臨界值的比較,可知各因素對膜通量影響程度依次為A>B>C,這與表2的極差分析相一致。通過對表2中K值的比較,可得到芝麻蛋白提取液超濾濃縮工藝的最佳組合為A2B3C2,即超濾壓力為0.25MPa,提取液pH為10.0,超濾時間為15min。在此條件下進行3次平行驗證實驗,膜通量平均值為28.61L/(m2·h),此時,芝麻蛋白的得率為58.71%。這與Achouri等[10]報道的等電點沉淀芝麻蛋白(Ses-PI-H2O)得率12.5%及等電點-NaCl共沉淀芝麻蛋白(Ses-PI-1 M NaCl)得率54.6%相比,本研究中超濾法芝麻蛋白的得率較高。

表2 L9(34)正交實驗設計及結果Table 2 Results of L9(34)orthogonal array design tests

2.7 芝麻蛋白的主要營養成分及其功能特性

在最佳工藝條件下超濾濃縮芝麻蛋白提取液,濃縮液進行真空冷凍干燥,可獲得淡黃色的芝麻蛋白。芝麻蛋白主要營養成分及其功能特性分別見表4和表5。超濾濃縮芝麻蛋白(UF-SP)和等電點沉淀法制備芝麻蛋白(IEP-SP)的溶解度隨pH變化的曲線如圖6所示。

表4 芝麻餅、脫脂芝麻餅和芝麻蛋白的主要營養成分αTable 4 Proximate composition of sesame cake、defatted sesame cake and sesame proteinsα

注：α數據表示三次平行實驗的平均值±標準偏差,即mean±SD,同列不同字母表示差異顯著(p<0.05)。“-”:未檢測;SC:芝麻餅;DSC:脫脂芝麻餅;UF-SP:超濾濃縮芝麻蛋白。

表5 芝麻蛋白的功能特性*Table 5 Functional properties of sesame protein*

注：*測定時溶液pH為7.0。實驗重復3次,結果以平均值±標準偏差,即mean±SD表示。同列不同字母表示差異顯著(p<0.05)。UF-SP:超濾濃縮芝麻蛋白;IEP-SP:等電點沉淀法芝麻蛋白。

由表4可知,芝麻餅經過脫脂處理,脂肪含量由14.13%±0.27%降低到5.32%±0.17%,水分含量由15.37%±0.17%降低到9.11%±0.23%,而碳水化合物含量由22.31%±0.14%提高到28.47%±0.14%,蛋白質含量由42.76%±0.24%提高到53.82%±0.18%。與芝麻餅和脫脂芝麻餅相比,超濾濃縮芝麻蛋白中脂肪、水分和糖水化合物含量顯著降低,而蛋白質含量大大提高,高達84.06%±0.21%。由此看出,超濾法是制備高蛋白質含量產品的一種有效方法。

圖6 芝麻蛋白溶解性隨pH變化曲線Fig.6 Solubility of sesame proteins at different pH values注:a～e同一曲線上不同的小寫字母代表 芝麻蛋白溶解性在不同pH下的顯著性差異(p<0.05); A、B不同的大寫字母表示UF-SP和 IEP-SP在相同pH下溶解性的顯著性差異(p<0.05)。

由圖6看出,在pH2.0～10.0 范圍內,UF-SP和IEP-SP具有相似的溶解性變化曲線,當pH5.0時兩者的溶解性均較低,在pH2.0～3.0和pH8.0～10.0時溶解性較高,在pH10.0時UF-SP和IEP-SP的溶解性達到最大值(分別為46.09%和40.25%),該變化趨勢與Achouri等[10]的報道一致。這是由于在等電點時,蛋白質分子間靜電斥力減小,蛋白質相互聚集,形成高密度和大直徑的聚集體,從而導致蛋白質沉淀[18]。在pH高于或低于等電點的溶液中,蛋白質分子帶有靜電荷,由于靜電排斥和離子水化作用,蛋白質分子之間不易聚集,因此溶解性較高。由圖6還可以看出,在相同pH條件下UF-SP的溶解性均高于IEP-SP的溶解性,在pH4.0～9.0時,UF-SP和IEP-SP的溶解性在相同pH條件下的差異不顯著(p>0.05),可能是由于制備過程中酸堿條件的改變影響了蛋白質結構及分子間作用,導致其物理特性發生變化。較低的溶解性會降低蛋白質在食品中的應用,超濾法制備的芝麻蛋白具有較高的溶解性有利于其產品的開發利用。

由表5可知,超濾濃縮芝麻蛋白UF-SP與等電點沉淀法制備的芝麻蛋白IEP-SP相比,除了泡沫穩定指數稍低于IEP-SP之外,UF-SP具有較好的吸油性和持水力,但兩者之間的差異不顯著(p>0.05)。Achouri等[10]研究發現,芝麻分離蛋白的吸油性和持水性均低于大豆分離蛋白。這是由于不同來源或者同一來源不同處理方法所得的蛋白質,在吸油性和持水性方面存在差異,可能與蛋白質側鏈,以及蛋白質的疏水性、變性程度、分子量大小及靈活性等有關[19,20]。由表5還可以看出,UF-SP的乳化活性指數、乳化穩定性指數和發泡性顯著高于IEP-SP(p<0.05)。López等[21]發現芝麻蛋白在pH7.0時乳化活性指數最大,最大值為84m2/g,明顯高于本研究中超濾法和等電點沉淀法制備的芝麻蛋白的EAI值(分別為(21.92±1.83)m2/g和(15.86±1.36)m2/g)。Deng等[15]研究發現,蛋白質的溶解性與發泡性顯著相關(p<0.01),高蛋白溶解性是獲得良好發泡能力和泡沫穩定性的先決條件。由圖6可知,UF-SP和IEP-SP在pH7.0時溶解度并不太高。此外,蛋白質的乳化活性指數與蛋白質的疏水作用有關,而蛋白質的來源、種類、加工和處理方法對蛋白質的疏水作用產生重要影響[1],這可能是本研究中芝麻蛋白的功能特性與文獻報道不一致的原因。

3 結論

3.1 以脫脂芝麻餅為原料,采用堿液提取芝麻蛋白,研究了芝麻蛋白提取液的超濾濃縮工藝。首先通過單因素實驗探討了不同截留相對分子質量的超濾膜、溫度、壓力、超濾液pH和時間對芝麻蛋白提取液膜通量的影響;在此基礎上,采用正交實驗優化超濾濃縮工藝參數。結果表明,芝麻蛋白提取液的最佳超濾濃縮工藝條件為:超濾壓力為0.25MPa,提取液pH為10.0,超濾時間為15min。在此條件下,膜通量為28.61L/(m2·h),芝麻蛋白的得率為58.71%。

3.2 研究了芝麻蛋白的功能特性。結果表明,超濾法濃縮芝麻蛋白具有良好的功能特性,其中乳化性和乳化穩定性及發泡性顯著高于等電點沉淀法制備的芝麻蛋白(p<0.05)。

[1]Cano-Medina A,Jiménez-Islas H,Dendooven L,etal. Emulsifying and foaming capacity and emulsion and foam stability of sesame protein concentrates[J]. Food Research International,2011,44(3):684-692.

[2]El-Adawy T A. Effect of sesame seed protein supplementation on the nutritional,physical,chemical and sensory properties of wheat flour bread[J]. Food chemistry,1997,59(1):7-14.

[3]朱旻鵬,謝玉國,田將,等. 超聲波輔助堿液提取芝麻餅粕蛋白工藝的研究[J]. 糧油加工,2007,(8):83-86.

[4]汪學榮,周玲,闞建全. 牛血清蛋白的超濾提取工藝研究[J]. 食品工業科技,2010,(4):289-292.

[5]朱明. 食品工業分離技術[M]. 北京:化學工業出版社,2005,9.

[6]Centenaro G S,Salas-Mellado M,Pires C,etal. Fractionation of protein hydrolysates of fish and chicken using membrane ultrafiltration:investigation of antioxidant activity[J]. Applied biochemistry and biotechnology,2014,(172):2877-2893.

[7]Bradford M M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding[J]. Analytical biochemistry,1976,72(1):248-254.

[8]AACC American Association of Cereal Chemistry. Method 30-25. Approved methods of the American Association of Cereal Chemistry(8th ed.),St. Paul,Minn.:AACC,2003.

[9]張超,張暉,郭貫新,等. 超濾法純化苦蕎麥蛋白液的數學模型[J]. 食品與生物技術學報,2006,25(3):19-24.

[10]Achouri A,Nail V,Boye J I. Sesame protein isolate:Fractionation,secondary structure and functional properties[J]. Food Research International,2012,46(1):360-369.

[11]Boye J I,Aksay S,Roufik S,etal. Comparison of the functional properties of pea,chickpea and lentil protein concentrates processed using ultrafiltration and isoelectric precipitation techniques[J]. Food Research International,2010,43(2):537-546.

[12]李鳳霞,劉洪泉,陳守江. 芝麻蛋白功能性質的研究[J]. 糧油加工,2007,(1):52-54.

[13]Karaca A C,Low N,Nickerson M. Emulsifying properties of chickpea,faba bean,lentil and pea proteins produced by isoelectric precipitation and salt extraction[J]. Food Research International,2011,44(9):2742-2750.

[14]Sze-Tao K W C,Sathe S K. Functional properties and in vitro digestibility of almond(Prunus dulcis L.)protein isolate[J]. Food Chemistry,2000,69(2):153-160.

[15]Deng Q,Wang L,Wei F,etal. Functional properties of protein isolates,globulin and albumin extracted from Ginkgo biloba seeds[J]. Food chemistry,2011,124(4):1458-1465.

[16]鄒強,王燕. 超濾法濃縮菜籽蛋白提取液的工藝研究[J]. 食品工業科技,2011,(11):260-263.

[17]Picot L,Ravallec R,Fouchereau-Péron M,etal. Impact of ultrafiltration and nanofiltration of an industrial fish protein hydrolysate on its bioactive properties[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2010,90(11):1819-1826.

[18]Mao X,Hua Y. Composition,structure and functional properties of protein concentrates and isolates produced from walnut(Juglans regia L.)[J]. International journal of molecular sciences,2012,13(2):1561-1581.

[19]Lin C S,Zayas J F. Functionality of defatted corn germ proteins in a model system:fat binding capacity and water retention[J]. Journal of Food Science,1987,52(5):1308-1311.

[20]Nakai S. Structure-function relationships of food proteins:with an emphasis on the importance of protein hydrophobicity[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1983,31(4):676-683.

[21]López G,Flores I,Gálvez A,etal. Development of a liquid nutritional supplement using a Sesamum indicum L. protein isolate[J]. LWT - Food Science and Technology,2003,36(1):67-74.

綠色塑料成食品包裝材料主流

在人們越來越關注食品安全和身體健康的今天，談“塑”色變已成為包裝行業逐漸出現的一種現象。其實，作為包裝行業的中堅分子，塑料材料從誕生時起就深受各類企業的喜愛和“重用”，而且這個市場未來的發展前景也十分廣闊。但是，基于綠色環保理念日益成熟的必然趨勢，綠色包裝應當成為塑料包裝未來的主要發展方向。

眾所周知，塑料包裝一誕生就以突出的優勢獲得了很多的市場份額。目前，除了廣泛應用于食品包裝，塑料包裝已進一步向工業包裝、醫藥包裝、建材包裝、化妝品包裝等領域發展，其使用范圍和前景越來越廣闊。相關預測顯示，全球軟包裝市場在接下去的時間內，將會在一定幅度內保持連續增長。不過，隨著人們環保意識的不斷提高，塑料也越來越成為很多產品包裝尤其是食品包裝所忌憚的包裝材料，這尤其需要食品從業者引起足夠的重視。

塑料食品包裝在確保食品安全方面發揮著越來越重要的作用，作為食品包裝的主流品種，人們自然也對包裝產品提出了更高的要求。

業內人士指出，隨著環境問題日益嚴峻，綠色、低碳、環保的塑料包裝越來越受到關注和推崇。包裝材料今后發展的主流趨勢將會是多功能化、輕量化、環保化以及智能化。

來源：慧聰食品工業網

Study on the ultrafiltration concentration of sesame protein extracting solution and its functional properties

ZHU Xiu-ling,DAI Qing-yuan,JIA Dong,LI Peng-cheng,XIA Nan,HU Chuang,HU Long-ping

(College of Biological and Chemical Engineering,Anhui Polytechnic University,Wuhu 241000,China)

In this study,ultrafiltration concentration conditions of sesame protein extracting solution and the functional properties of sesame protein were investigated. Membrane flux as evaluation index,ultrafiltration pressure,temperature,pH and ultrafiltration time were studied by single-factor experiments. And then ultrafiltration conditions were optimized by orthogonal array design based on single-factor experiments. The optimized ultrafiltration conditions were found to be 0.25MPa,pH 10.0 and 15min for pressure,pH and ultrafiltration time,respectively. Under these conditions,sesame protein obtained exhibited good functional properties. Emulsifying and foaming capacity and emulsion stability of sesame protein obtained by ultrafiltration were significantly higher than which obtained by isoelectric precipitation. The results of this study provide some useful information for further research and utilization of sesame protein from sesame cake or meal.

sesame protein;ultrafiltration;membrane flux;functional properties

2014-04-16

朱秀靈(1978-)，女，博士，副教授，研究方向：生物資源化學與功能性食品。

安徽高校省級自然科學研究項目(KJ2012Z019)；國家級大學生創新創業訓練計劃項目(201210363111，201210363153)；安徽省大學生創新創業訓練計劃項目(AH201310363323，AH201310363334)。

TS229

B

1002-0306(2015)01-0244-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.01.042