馬齒莧籽粕蛋白功能性質分析及應用*

于紅，柴文杰，王聰，敬思群

(新疆大學生命科學與技術學院，新疆烏魯木齊830046)

馬齒莧(Portulaca oleracea L.)為馬齒莧科馬齒莧屬的一年生肉質草本植物，又名長壽菜等，其資源豐富，廣泛分布于中歐，亞洲和地中海等地區。在中國等地，馬齒莧主要是做成蔬菜或醬湯或混入面食中食用［1］。馬齒莧是國家衛生部認定的藥食同源的野生植物之一［2］，被營養學家譽為“21世紀最有發展前景的綠色食品”之一［3］。馬齒莧中含有多種生物活性成分，王錦軍等人的研究表明［4］，馬齒莧比其他的蔬菜具有更高的營養價值，其中含有蛋白質［5］，EPA［6］，多種維生素和礦物質，并具有較高的 β-胡蘿卜素，抗壞血酸和α-亞麻酸。

馬齒莧籽粕中不但是優質的ω-3脂肪酸資源，也是一種蛋白資源。其豆粕中氨基酸種類較豐富［7-8］，Abaza等人的研究表明［9］，添加20%的馬齒莧豆粕于兔子飼料中，其生命特征可以達到最佳值。本文以大豆分離蛋白作為對照品［10］。目前關于馬齒莧中總生物堿［11］、多糖［12］、酚類化合物［13］、脂肪酸［14］、總黃酮［15-16］等有報道，而鮮見關于馬齒莧籽粕蛋白的功能性質研究。本研究探討了馬齒莧籽粕蛋白的功能性質。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

核桃、金龍魚油、大豆分離蛋白市購;馬齒莧籽粕蛋白由實驗室自制(蛋白質含量為91.02%);Na2HPO4(AR)，天津市福晨化學試劑廠;NaH2PO4(AR)，汕頭市化學試劑廠;(NH4)2SO4(AR)，天津市化學試劑三廠;NaCl(AR)，天津市北方化玻購銷中心;碳酸氫鈉，Tween-20(AR)，天津市盛奧化學試劑有限公司;EDTA(乙二胺四乙酸二鈉)，天津市光復科技發展有限公司;Tween-80(AR)，天津市富宇精細化工有限公司;Span-80(AR)，天津市博迪化工有限公司。

1.2 儀器與設備

AL-104電子天平，梅特勒-托利多(上海)有限公司;TDL-5-A離心機，上海安亭科學儀器廠;FZ102-SIM真空冷凍干燥設備，德國西門子公司;BioLogic LP(731-8350)層析儀，BIO RAD公司;KQ-400DE數控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司;FSH-2A可調高速勻漿乳化機，金壇市醫療儀器廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 持水性測定［17］

精確稱取1.000 g由本實驗室自制的馬齒莧籽粕蛋白置于50 mL離心管中，稱重記為m1，加蒸餾水40 mL，攪拌30 min，充分吸水后，3 000 r/min離心30 min，去除上清液，稱量離心管重量記為m2。以每g蛋白樣品吸附水的質量(g)表示馬齒莧籽粕蛋白的持水性。以大豆分離蛋白為對照品，按相同方法操作。

持水性=m2-m1

1.3.2 持油性測定［18］

精確稱取1.000 g馬齒莧籽粕蛋白置于10 mL離心管中，稱重記為m1，加入8 g金龍魚油，攪拌30 min，混勻后，3 000 r/min離心 30 min，去除上清油液，稱量離心管重量記為m2。以每g蛋白樣品吸附油的g數表示馬齒莧籽粕蛋白的持油性。以大豆分離蛋白為對照品，按相同方法操作。

持油性=m2-m1。

1.3.3 起泡性與泡沫穩定性測定［19］

將馬齒莧籽粕蛋白用0.01 mol/L的磷酸鹽緩沖溶液(pH值7.0)配成20 g/L的溶液100 mL，用高速勻漿機(10 000 r/min)攪打起泡1 min。測定馬齒莧籽粕蛋白的起泡性與泡沫穩定性。以大豆分離蛋白為對照品，按相同方法操作。

1.3.4 乳化性與乳化穩定性測定［20］

將馬齒莧籽粕蛋白配成20 g/L的蛋白溶液，取20 mL蛋白溶液與10 mL金龍魚油混合，在高速勻漿分散機下以10 000 r/min攪拌30 s，2 000 r/min下離心5 min，在離心管中量取乳化層高度和總高度，然后在50°C水浴10 min，取出，再次測量乳化層高度和總高度。以大豆分離蛋白為對照品，按相同方法操作。

1.3.5 馬齒莧籽粕蛋白的乳化性質在核桃乳濁液中的應用研究

核桃乳濁液的制備:選取果仁飽滿、無蟲、無霉變的核桃仁，在65℃，1%NaHCO3溶液中浸泡10 min，反復用水沖洗，除盡核桃仁皮。去皮后的核桃仁在室溫下浸泡12 h，加12倍核桃仁質量的水，打漿水溫為60℃。再用膠體磨細磨，漿渣分離、過濾，待用。

核桃乳濁液體系HLB值的測定:用標準乳化劑Span-80、Tween-80按不同比例，配成不同HLB值的復合乳化劑系列。以每克核桃乳濁液加入2 mg乳化劑的比例配制混合液，稱量加入樣品質量記為m0。然后將混合液在攪拌器上乳化，轉速為800 r/min，15 min后進行離心實驗，去上清液，稱量剩余殘渣質量m。計算離心沉淀率［21］。

離心沉淀率/%=(m/m0)×100

馬齒莧籽粕蛋白HLB的測定:將不同比例的馬齒莧籽粕蛋白與標準乳化劑Span-80、Tween-80混合，配成不同HLB值的復合乳化劑系列，以每克核桃乳濁液加入2 mg乳化劑的比例配制混合液。然后將混合液在攪拌器上乳化，轉速為800 r/min，15 min后進行離心實驗，測離心沉淀率。

馬齒莧籽粕蛋白的添加量對核桃乳濁液穩定性的影響:將馬齒莧籽粕蛋白分別按 2、3、4、5、6 mg/g的添加量加入核桃乳濁液中混合，然后將混合液在攪拌器上乳化，轉速為800 r/min，15 min后進行離心實驗，測離心沉淀率。

1.3.6 混合乳化劑配方的研制

將馬齒莧籽粕蛋白與標準乳化劑Span-80、Tween-20、Tween-80按不同比例混合，以形成一系列HLB值(核桃乳濁液體系所需的HLB值)相同的乳化劑，以每克核桃乳濁液加入2 mg乳化劑的比例配制混合液。然后將混合液在攪拌器上乳化，轉速為800 r/min，15 min后進行離心實驗，測離心沉淀率，得到最優配方后再研究混合乳化劑的添加量對核桃乳濁液穩定性的影響。

1.3.7 混合乳化劑的添加量對核桃乳濁液穩定性的影響

將混和乳化劑分別按2、3、4、5、6 mg/g 的添加量加入核桃乳濁液中混合，然后將混合液在攪拌器上乳化，轉速為800 r/min，15 min后進行離心實驗，測離心沉淀率。

1.3.8 馬齒莧籽粕蛋白和混合乳化劑對核桃乳濁液穩定性影響

將馬齒莧籽粕蛋白和混和乳化劑分別按2、3、4、5、6 mg/g的添加量加入核桃乳濁液中混合，然后將混合液在攪拌器上乳化，轉速為800 r/min，15 min后進行離心實驗，測離心沉淀率。

2 結果與分析

2.1 馬齒莧籽粕蛋白與大豆分離蛋白功能性質比較

馬齒莧籽粕蛋白與大豆分離蛋白功能性質如表1所示。

表1 馬齒莧籽粕蛋白與大豆分離蛋白功能性質比較Table 1 The functional properties of purslane seed meal protein and soybean protein isolate

在同等條件下，馬齒莧籽粕蛋白與大豆分離蛋白功能特性相比，乳化性及乳化穩定性明顯高于大豆分離蛋白，馬齒莧籽粕蛋白的持油性略高于大豆分離蛋白，持水性和起泡性均低于大豆分離蛋白。這與喬一騰等［22］的試驗結果一致。

2.2 馬齒莧籽粕蛋白在核桃乳濁液體系中的應用

2.2.1 核桃乳濁液體系HLB值的確定

復配物的HLB值等于組成復配物中各種乳化劑的加權平均值［23］。如表2所示，HLB值對乳濁液穩定性影響較大，HLB值為13時乳濁液的穩定性最好，這說明該核桃乳濁液體系所需的HLB值為13。乳化劑的功效與親水、親油基的種類，分子的結構和相對分子質量有關［24］。可能的原因是此時乳化劑中親水、親油部分大小、比例合適，在乳濁液兩相中溶解平衡，乳化劑不易留存于界面兩邊的任何一相中，界面張力較低，乳濁液穩定性較好。

表2 HLB值對核桃乳濁液體系穩定性的影響Table 2 Effect of HLB value on stability of walnut emulsion system

2.2.2 馬齒莧籽粕蛋白的HLB值

馬齒莧籽粕蛋白對核桃乳濁液體系穩定性的影響如表3所示。馬齒莧籽粕蛋白與標準乳化劑以不同的比例混合時，對乳濁液穩定性的影響也不同。原因可能是混合比例不同，復合乳化劑的HLB值不同。當馬齒莧籽粕蛋白的質量分數為50%、Tween-80的質量分數為50%時，離心出的沉淀質量最小，說明此時體系中HLB的值與乳化劑的HLB的值相近。從而得出馬齒莧籽粕蛋白的HLB值為11，適用于O/W型乳濁液。結果表明馬齒莧籽粕蛋白可以作為乳化穩定劑添加到核桃乳濁液中以提高其穩定性。

2.2.3 馬齒莧籽粕蛋白的添加量對核桃乳濁液穩定性的影響

馬齒莧籽粕蛋白的添加量對核桃乳濁液穩定性的影響如圖1所示。隨著馬齒莧籽粕蛋白添加量的增加，乳濁液的離心沉淀率逐漸降低，表明乳濁液的穩定性與馬齒莧籽粕蛋白的添加量呈正相關。當馬齒莧籽粕蛋白的添加量在2～5 mg/g時，離心沉淀率明顯減少，從0.383 g/g降低至0.097 g/g，而當添加量增加至6 mg/g時，離心沉淀率僅由0.097 g/g降至0.089 g/g，表明對乳濁液穩定性影響不明顯，因此馬齒莧籽粕蛋白的適宜添加量為5 mg/g。

表3 馬齒莧籽粕蛋白對核桃乳濁液體系穩定性的影響Table 3 Effect of purslane seed meal protein on stability of walnut emulsion system

圖1 馬齒莧籽粕蛋白的添加量對核桃乳濁液穩定性的影響Fig.1 Effects of the amount of purslane seed meal protein on walnut emulsion stability

2.3 不同乳化劑復配對核桃乳濁液穩定性的影響

不同乳化劑復配對核桃乳濁液體系穩定性的影響如表4所示。HLB值相同的不同乳化劑復合使用時所形成的乳濁液穩定性相差較大，6號復配效果最好，2號最差。這可能是由于Tween-20與Span-80的HLB值相差太大，它們的極性大不相同，乳化劑分子間作用力弱，難以發生絡合，因而在界面上的吸附較少，形成的膜強度和彈性較弱［25］。而馬齒莧籽粕蛋白和Tween-80、Tween-20復配，由于三者之間的相互作用，使油、水之間形成緊密的復合乳化劑界面膜，從而體系更加穩定。混合乳化劑最優配方為:馬齒莧籽粕蛋白的質量分數為55%，Tween-80的質量分數為26%，Tween-20的質量分數為19%。

表4 不同乳化劑復配對核桃乳濁液體系穩定性的影響Table 4 Effects of the various emulsifier formulation on walnut emulsion stability

2.4 混合乳化劑的添加量對核桃乳濁液穩定性的影響

混合乳化劑的添加量對核桃乳濁液穩定性的影響如圖2所示。

圖2 混合乳化劑的添加量對核桃乳濁液穩定性的影響Fig.2 Effects of the amount of mix emulsifier on walnut emulsion stability

當混合乳化劑的添加量小于4 mg/g時，離心沉淀率隨混合乳化劑添加量的增加而驟減，表明乳濁液的穩定性在逐漸增強;當乳化劑的添加量大于4 mg/g之后，穩定性大體保持不變。這說明添加乳化劑適宜量為4 mg/g。可能是因為乳化劑添加量較低時，界面上吸附分子較少，界面膜的強度較差;所形成的乳濁液穩定性也就較差;隨著乳化劑添加量的增加，界面上吸附分子逐漸變多，穩定性就增強很快［26］;當添加乳化劑的添加量大于4 mg/g之后，乳化劑在界面上定向地緊密排列，基本飽和，膜的強度也相應較大，乳濁液液珠聚結時所受到的阻力也較大，形成的乳濁液穩定性較好。

2.5 馬齒莧籽粕蛋白和混合乳化劑對核桃乳濁液穩定性影響效果

馬齒莧籽粕蛋白和混合乳化劑對核桃乳濁液穩定性影響效果如圖3所示。馬齒莧籽粕蛋白的最適添加量為5 mg/g，離心沉淀率為0.097 g/g;混合乳化劑的最適添加量為5 mg/g，離心沉淀率為0.027 g/g。且在相同添加量的情況下，添加馬齒莧籽粕蛋白的核桃乳濁液穩定性均低于添加混合乳化劑的核桃乳濁液。說明2種或2種以上的乳化劑復配比使用單一種乳化劑具有更好的乳化效果和良好的乳化穩定性，這與胡培亮［27］等人的研究相符合。

圖3 乳化劑的添加量對核桃乳濁液穩定性的影響Fig.3 Effects of the amount of emulsifier on walnut emulsion stability

3 結論

馬齒莧籽粕蛋白的持水性和起泡性低于大豆分離蛋白，持油性略高于大豆分離蛋白，乳化性和乳化穩定性遠高于大豆分離蛋白;馬齒莧籽粕蛋白的HLB=11，適用于O/W型乳濁液;馬齒莧籽粕蛋白在核桃乳濁液中的最適添加量為5 mg/g;核桃乳濁液乳化劑最優配方為:馬齒莧籽粕蛋白的質量分數為55%，Tween-80的質量分數為26%，Tween-20的質量分數為19%;混合乳化劑最適添加量為4 mg/g;2種或2種以上的乳化劑復配比使用單一種乳化劑具有更好的乳化效果和良好的乳化穩定性，以上研究結果為深度利用和開發馬齒莧蛋白質具有重要的意義。

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