元寶楓籽蛋白的營養(yǎng)性及理化性質(zhì)

劉昱迪，李佳美，王坤華，王小晶，徐懷德

（西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

元寶楓（Acer truncatumBunge.）屬于槭樹科槭樹屬落葉喬木，又名平基槭、色樹、元寶樹、楓香樹，因其翅果形狀像“金元寶”而得名。元寶楓是我國特有的樹種，在我國主要分布在黃河流域中下游的各省份以及東南部等地區(qū)。目前，隨著元寶楓人工栽培技術(shù)的提高，人工種植元寶楓的面積也越來越大，其中，在我國西部、華北等地的元寶楓人工林面積突破了3.13萬 hm2[1]。

元寶楓作為一種食用木本油料樹種，具有優(yōu)良的營養(yǎng)功能和藥用價值，其種仁含脂肪約46%～48%，其中不飽和脂肪酸含量達(dá)92%以上，神經(jīng)酸含量為5.52%，且富含多種維生素與微量元素等，元寶楓油在增強免疫力、促進(jìn)大腦發(fā)育、抗腫瘤、抗菌[2]等方面具有重要作用。此外，元寶楓種仁蛋白含量約27%，高于花生（約23%）、葵花籽（約20%）等堅果種子的蛋白含量[3]。王性炎等[3]研究表明，元寶楓蛋白富含18 種氨基酸，必需氨基酸中的亮氨酸、色氨酸與甲硫氨酸含量高于花生蛋白和棉籽蛋白，與大豆蛋白接近；在非必需氨基酸中，谷氨酸和甘氨酸遠(yuǎn)高于其他植物蛋白。因此元寶楓蛋白是一種營養(yǎng)價值很高的優(yōu)質(zhì)蛋白。近年來，國內(nèi)外對元寶楓油的研究較多，主要表現(xiàn)在油的提取純化、結(jié)構(gòu)表征及生物活性等方面，而關(guān)于元寶楓蛋白的理化性質(zhì)及功能特性的研究，國內(nèi)外鮮有報道。

本研究以元寶楓籽粕為原料，對元寶楓分離蛋白（Acer truncatumBunge. protein isolate，ABPI）與元寶楓鹽提蛋白（A. truncatumBunge. salt extractable protein，ABSPI）的理化性質(zhì)、營養(yǎng)特性進(jìn)行研究，旨在為元寶楓的綜合利用以及相關(guān)蛋白產(chǎn)品的進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

元寶楓籽粕 山東大宗集團(tuán)； 三羥甲基氨基甲烷（trihydroxymethyl aminomethane，Tris）、甘氨酸、十二烷基硫酸鈉（sodiumdodecyl sulfate，SDS）、丙烯酰胺、過硫酸氨（ammonium persulphate，AP）、N,N,N’,N’-四甲基乙二氨（N,N,N’,N’-tetramethylethylenediamine，TEMED）北京索萊寶生物科技有限公司；考馬斯亮藍(lán)G-250、8-苯胺基-1-萘磺酸鈉（8-aniline-1-naphthalenesulfonate sodium，ANS）、5,5’-二硫代-2-硝基苯甲酸（5,5’-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid)，DTNB） 美國Sigma公司；其余試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

GL-10MD大容量高速冷凍離心機 湖南湘儀離心機儀器有限公司；ALC-210.3型電子分析天平 賽多利斯艾科勒公司；K9840型自動凱氏定氮儀 濟(jì)南海能儀器有限公司；UV-1780型紫外-可見分光光度計 島津儀器（蘇州）有限公司；FD5-2.5E型凍干機 金西盟（北京）儀器有限公司；S-4800場發(fā)射掃描電鏡、L8900氨基酸分析儀 日本日立公司；Vetex70傅里葉變換紅外光譜儀 德國布魯克公司；Q2000差示掃描量熱儀（differential scanning calorimeter，DSC） 美國Waters公司；LS55熒光分光光度計 美國PE公司。

1.3 方法

1.3.1 材料處理

原料預(yù)處理：元寶楓籽粕用高速粉碎機粉碎過60 目篩，于4 ℃冰箱中貯藏備用。

元寶楓脫脂粉的制備：將元寶楓粉以1∶4（g/mL）的料液比加入正己烷，室溫下磁力攪拌20 h，抽濾分離油脂，重復(fù)3 次脫脂后于通風(fēng)櫥中揮干正己烷，即得元寶楓脫脂粉，于4 ℃冰箱中貯藏備用。

1.3.2 元寶楓基本成分測定

蛋白質(zhì)測定：GB/T 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測定》；水分測定：GB/T 5009.3—2010《食品中水分的測定》；灰分測定：GB/T 6438—2007《食品中灰分的測定》；粗脂肪測定：GB/T 5009.6—2016《食品種脂肪的測定》；粗纖維測定：GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》；總糖測定：SN/T 4206—2015《植物源食品種粗多糖含量的測定》。

1.3.3 ABPI與ABSPI的制備

1.3.3.1 ABPI的制備

參照王性炎等[3]的堿溶酸沉法制備ABPI。將脫脂粉與去離子水以料液比1∶15（g/mL）混合，用1% NaOH溶液調(diào)pH值至10.0，40 ℃浸提1 h后，4 000 r/min離心20 min。收集上清液，用1% HCl溶液調(diào)至ABPI等電點3.5，靜置30 min后4 000 r/min離心20 min，收集沉淀，水洗至中性后透析48 h，真空冷凍干燥得到ABPI，4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3.2 ABSPI的制備

將元寶楓脫脂粉與0.1 mol/L NaCl溶液以1∶20（g/mL）的料液比混合，40 ℃攪拌2 h，室溫下4 000 r/min離心20 min后收集上清液，并用1 mol/L HCl溶液調(diào)pH值至3.5使蛋白沉淀，以4 000 r/min離心15 min，收集沉淀蛋白，4 ℃透析48 h，凍干后即為ABSPI。

1.3.4 元寶楓蛋白性質(zhì)的測定

1.3.4.1 蛋白質(zhì)純度的測定

采用凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量（換算系數(shù)6.28），按式（1）計算蛋白質(zhì)純度。

1.3.4.2 溶解度測定

精確稱取50 mg蛋白樣品分散在25 mL蒸餾水中，磁力攪拌20 min，用0.1 mol/L HCl或0.1 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH值為2.0～10.0，室溫攪拌20 min后，再于4 000 r/min離心20 min，上清液采用Bradford法測定蛋白含量，用牛血清蛋白作標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)式（2）計算蛋白溶解性：

1.3.4.3 氨基酸分析

精確稱取一定量的蛋白，再加入10 mL 6 mol/L的HCl溶液、1 g苯酚，在110 ℃真空條件下水解24 h后冷卻。采用L8966自動氨基酸分析儀進(jìn)行測定。

1.3.4.4 表面疏水性及巰基含量的測定

表面疏水性采用ANS作熒光探針的方法測定[4]。配制1 mg/mL的蛋白溶液，并用磷酸緩沖液稀釋成質(zhì)量濃度為0.1～1.0 mg/mL，取稀釋后的蛋白溶液4 mL，加入20 μL的8 mmol/L ANS溶液后渦旋振蕩，避光靜置10 min后搖勻，使用LS55熒光光度計測定蛋白樣品的熒光強度（fluorescence intensity，F(xiàn)I）。以蛋白質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，F(xiàn)I為縱坐標(biāo)作圖，曲線的斜率即為蛋白質(zhì)的表面疏水性指數(shù)（H0），以此表征表面疏水性。

總巰基含量變化測定采用Beveridge等[5]的方法。將1.0 mL蛋白樣品溶液與4.0 mL Tris-Gly-10mol/L Urea溶液混合，再加入50 μL的Ellman試劑（10 mmol/L）。25 ℃保溫反應(yīng)15 min后，在412 nm波長處測定吸光度A。以不加Ellman試劑的溶液作為對照，同時測定空白值。每個樣品測定3 次取平均值。游離巰基含量測定只需將Tris-Gly-10 mol/L Urea溶液用Tris-Gly緩沖液（0.086 mol/L Tris，0.09 mol/L Gly，4 mmol/L Na2EDTA，pH 8.0）代替即可。巰基含量與二硫鍵含量分別按照式（3）、（4）進(jìn)行計算。

式中：A412nm為加Ellman試劑時樣品溶液和不加Ellman試劑時樣品溶液吸光度的差值；D為稀釋系數(shù)；c為蛋白樣品的質(zhì)量濃度/（mg/mL）。

1.3.4.5 持水性和持油性的測定

稱取0.1 g蛋白樣品，置于離心管中，將5 mL蒸餾水（大豆油）加入到離心管中，使用渦旋混合器混合，靜置30 min，4 000 r/min離心20 min，傾出上清液測量其體積，體積減少量即為持水量與持油量。

1.3.4.6 起泡性和起泡穩(wěn)定性的測定

參照Lassissi等[6]的方法測定，將50 mg蛋白均勻分散在10 mL蒸餾水中，用0.1 mol/L HCl或NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為2.0～10.0，記錄最初體積為V0/mL，用分散機分散均質(zhì)，轉(zhuǎn)速為10 000 r/min，均質(zhì)2 min后記錄體積為V1/mL，放置30 min后的體積記為V2/mL。分別利用式（5）、（6）計算起泡性和起泡穩(wěn)定性：

1.3.4.7 乳化性和乳化穩(wěn)定性的測定

配制1 g/100 mL蛋白溶液，用0.1 mol/L HCl或NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為2.0～10.0，取10 mL蛋白溶液加入3.0 mL大豆油，10 000 r/min均質(zhì)2 min后立即從底部取50 μL乳狀液，加入5 mL 0.1% SDS溶液混勻，在500 nm波長處測定吸光度，記為A0。靜置10 min后，再次用上述方法測定吸光度，記為A10。根據(jù)式（7）、（8）分別計算乳化性和乳化穩(wěn)定性：

式中：D為稀釋倍數(shù)；φ為油相的體積分?jǐn)?shù)/%；L為光程（1 cm）；C為乳濁液形成前蛋白溶液中的蛋白質(zhì)量濃度/（g/mL）；t為時間/min。

1.3.4.8 熱穩(wěn)定測定

稱取一定量蛋白于坩堝中，密封，在0～200 ℃范圍內(nèi)測定其差示掃描量熱圖譜，升溫速率為10 ℃/min，空坩堝作為參照。

1.3.4.9 傅里葉變換紅外光譜分析

參考Tamilmozhi等[7]的方法對元寶楓蛋白進(jìn)行傅里葉變換紅外光譜分析。準(zhǔn)確稱取2 mg樣品與200 mg KBr混合碾磨，壓片后置于樣品架上進(jìn)行光譜掃描，掃描范圍400～4 000 cm-1光譜分辨率為4 cm-1，信號掃描累加32 次。

1.3.4.10 微觀結(jié)構(gòu)觀察

根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]的方法，使用掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）觀察蛋白質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。將粉末均勻置于貼有導(dǎo)電膠的樣品臺上，噴金處理，觀察成像時加速電壓30 kV。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實驗結(jié)果使用SPSS 17.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性和相關(guān)性分析，采用Origin 2017軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像處理，Tukey法比較平均值之間的差異性（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 元寶楓籽粕基本組成成分

元寶楓籽粕水分、粗纖維、總糖以及灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以干質(zhì)量計）分別為（7.59±0.21）%、（5.18±0.06）%、（22.58±0.12）%以及（7.18±0.21）%；粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（25.79±0.32）%，其理化指標(biāo)與大豆油、花生油等食用油相似，是一種優(yōu)良的油脂新資源[9]；蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（29.79±0.52）%，僅次于大豆（35.1%）和青豆（34.6%）的蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)[10]，說明元寶楓作為一種潛在的蛋白來源，具有很大開發(fā)潛力。

經(jīng)過鹽提和堿溶酸沉2 種方法從元寶楓籽粕中得到ABSPI與ABPI，ABSPI的純度（蛋白質(zhì)含量）為75.52%，提取率為27.92%，ABPI的純度為78.81%，提取率為43.61%。

2.2 ABSPI和ABPI氨基酸組成及營養(yǎng)評價

表1 兩種方法提取元寶楓蛋白的氨基酸組成對比分析Table 1 Comparison of amino acid composition between ABSPI and ABPI

如表1所示，天冬氨酸與谷氨酸是ABPI與ABSPI氨基酸的主要成分，分別占8.67%、16.61%和8.65%、16.13%，這與許多植物種子的貯藏蛋白一致[11]。ABSPI和ABPI均含有人體所必需的8 種氨基酸，必需氨基酸占總氨基酸的比例分別為38.45%和37.86%，其中纈氨酸、組氨酸、色氨酸、含硫氨基酸與芳香族氨基酸含量均能達(dá)到兒童標(biāo)準(zhǔn)，蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸與賴氨酸含量能滿足成人需求。ABSPI與ABPI必需氨基酸與非必需氨基酸的比值分別為0.624 8和0.609 3，高于大豆蛋白（0.480 4）[12]，表明ABSPI與ABPI可作為一種優(yōu)質(zhì)的蛋白來源。從必需氨基酸評價分析，ABSPI與ABPI的第1限制性氨基酸分別為蘇氨酸和賴氨酸，第2限制氨基酸分別為賴氨酸和蘇氨酸；異亮氨酸是ABPI與ABSPI的第3限制氨基酸。二者的親水性氨基酸總量均大于疏水基氨基酸總量，這將有利于在食品工業(yè)中應(yīng)用。

2.3 ABSPI和ABPI的表面疏水性、巰基和二硫鍵含量結(jié)果

表面疏水性主要反映蛋白質(zhì)分子疏水基團(tuán)的暴露程度，是評價蛋白質(zhì)分子構(gòu)象與穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。如表2所示，ABPI的表面疏水性（664.86）顯著高于ABSPI（167.96）（P＜0.05），與腰果蛋白、鷹嘴豆分離蛋白的結(jié)果相似[13-14]。這可能是因為ABPI經(jīng)過酸堿處理后，較多的疏水基團(tuán)暴露，與ANS結(jié)合后得到較高的表面疏水性[15-16]，而ABSPI通過鹽離子吸附，分子間彼此排斥并使其與水之間的相互作用增強，從而得到蛋白質(zhì)分子，這種方法能較大程度地保持天然構(gòu)象[17]，因此，與ABPI相比，ABSPI表現(xiàn)出較低的表面疏水性。

巰基基團(tuán)與二硫鍵是蛋白中重要的功能基團(tuán)，其含量變化可反映蛋白的變性程度，對蛋白質(zhì)功能性質(zhì)有關(guān)鍵的影響[18]。由表2可知，ABPI的總巰基含量（35.79 μmol/g）高于ABSPI（21.45 μmol/g）（P＜0.05），游離巰基與蛋白的抗氧化特性相關(guān)，在一定條件下可形成分子內(nèi)或者分子間二硫鍵，ABPI的游離巰基含量（12.79 μmol/g）顯著高于ABSPI（2.98 μmol/g），表明ABPI的抗氧化特性較高。ABSPI中主要以二硫鍵的形式存在，二硫鍵是天然存在于蛋白質(zhì)中的唯一的共價側(cè)鏈交聯(lián)，有利于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，而ABPI的二硫鍵含量（11.50 μmol/g）高于ABSPI（9.24 μmol/g），因此，ABPI結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，熱穩(wěn)定也更好。

表2 ABSPI和ABPI的表面疏水性、巰基及二硫鍵含量Table 2 Surface hydrophobicity, and sulfydryl content and disulfide bond content of ABSPI and ABPI

2.4 ABSPI和ABPI的持水性與持油性分析

持水性用于評估蛋白質(zhì)產(chǎn)品與水之間的相互作用，并反映產(chǎn)品中保留的水量[19]。ABSPI的持水性（4.64 mL/g）顯著高于ABPI（2.46 mL/g）（P＜0.05），這可能是由于中性條件下，ABSPI比ABPI暴露出更多的親水基團(tuán)，增強了蛋白質(zhì)與水相互作用[19]，蛋白質(zhì)的持油性是影響食品風(fēng)味保留，改善適口性并延長保質(zhì)期的重要功能特性[20]。ABPI的持油性（4.82 mL/g）顯著高于ABSPI（3.58 mL/g）（P＜0.05），可能是因為ABPI比ABSPI具有更多的非共軛鏈和疏水性物質(zhì)[20-21]。因此，ABSPI與ABPI作為一種潛在功能成分用于高脂產(chǎn)品，如烘焙產(chǎn)品和乳液型食品。

2.5 ABSPI和ABPI的熱穩(wěn)定性分析

蛋白質(zhì)變性過程中都會伴隨著能量的變化，當(dāng)溫度不斷升高時，蛋白質(zhì)內(nèi)部氫鍵斷裂，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)分子展開，此過程中需要吸收熱量。通常用變性溫度T和誘導(dǎo)變性所需的能量變性焓ΔH表示蛋白的熱穩(wěn)定性。如圖1所示，ABPI的變性溫度（128.05 ℃）高于ABSPI（118.33 ℃），與其羥脯氨酸和脯氨酸的含量有關(guān)，據(jù)研究表明，羥脯氨酸和脯氨酸含量越高，蛋白的熱穩(wěn)定性越高[22]，在氨基酸組成分析中也顯示，ABPI的脯氨酸含量高于ABSPI，故其熱變性溫度高于ABSPI。此外，ABPI的熱變性焓（79.28 J/g）高于ABSPI（31.21 J/g），這可能是由于ABPI內(nèi)部疏水性殘基含量較高，分子較為平整。

圖1 ABPI和ABSPI的DSC圖Fig. 1 DSC graphs of ABPI and ABSPI

2.6 ABSPI和ABPI的溶解性

圖2 ABPI和ABSPI溶解性Fig. 2 Solubilities of ABPI and ABSPI

由圖2可知，在pH 2～10之間ABSPI與ABPI的溶解性圖大致呈“V”型，在pH值為4時溶解性均達(dá)到最小值，分別為5.31%和4.88%，這與王性炎等[9]報道的在等電點處溶解度最低相似。隨著pH值從4增加到10，ABSPI與ABPI溶解度分別達(dá)到79.76%與75.76%，這可能是因為堿性環(huán)境可能會增強蛋白質(zhì)與水的相互作用，從而增加其溶解度。對于小麥胚芽蛋白[19]也觀察到類似的pH值溶解度曲線。在pH值為7時，ABSPI與ABPI的溶解度（52.90%和50.00%）接近SPI（58.00%）[23]。因此，ABSPI與ABPI可作為一種新的蛋白資源被應(yīng)用于是食品工業(yè)中。

2.7 ABPI和ABSPI的起泡性和起泡穩(wěn)定性分析

蛋白質(zhì)的起泡性和起泡穩(wěn)定性在食品產(chǎn)品中具有重要作用[21]。如圖3A所示，ABPI的起泡性優(yōu)于ABSPI，當(dāng)pH值為4時，ABPI和ABSPI的起泡性最低，這可能是由于在等電點附近時，蛋白溶解度低，結(jié)合空氣-水界面的蛋白不足導(dǎo)致的。當(dāng)pH值從4增加到10時，ABSPI和ABPI的起泡性分別從1.56%和3.03%增加到12.22%和19.03%，在pH 10時達(dá)到最大值。在堿性條件下的較高起泡能力表明ABPI與ABSPI有更靈活的結(jié)構(gòu)，可增強蛋白質(zhì)分子包封空氣的能力，產(chǎn)生較高的起泡性。除pH 2和pH 8時，ABPI的起泡穩(wěn)定性高于ABSPI，這可能是由于在此條件下，ABSPI的溶解度高，分子間作用較強導(dǎo)致溶液較為穩(wěn)定。當(dāng)pH值升高時，起泡穩(wěn)定性降低可能與其高溶解有關(guān)，這將降低蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用并形成弱界面膜，導(dǎo)致泡沫不穩(wěn)定。

圖3 不同pH值條件下ABPI和ABSPI的起泡性（A）和起泡穩(wěn)定性（B）Fig. 3 Foaming capacities (A) and foam stabilities (B) of ABPI and ABSPI at different pH levels

2.8 ABPI和ABSPI的乳化性和乳化穩(wěn)定性分析

乳化性是衡量蛋白質(zhì)幫助形成穩(wěn)定乳液的能力，與表面電荷，疏水性和溶解度等因素有關(guān)，乳化穩(wěn)定性是衡量乳液在一定時間內(nèi)保持其結(jié)構(gòu)的能力[24]。如圖4A所示，當(dāng)pH 2～8時，ABSPI的乳化性均高于ABPI，這可能與蛋白的提取方法有關(guān)，鹽提法提取的蛋白質(zhì)溶解度較高，促進(jìn)了油相與水相之間的相互作用，這一結(jié)果與鹽溶法提取南非班巴拉花生蛋白一致[25]。當(dāng)pH值為10時，ABPI的乳化性高于ABSPI，這是因為高堿性條件下，蛋白溶解度增大所致。圖4B中ABPI的乳化穩(wěn)定性顯著高于ABSPI（P＜0.05），在pH值為6時乳化穩(wěn)定性達(dá)到最大值（50.66 min），這可能是由于在水-油界面周圍形成了更多的水合層，從而降低了界面能和阻止液滴聚結(jié)[26]。當(dāng)pH值進(jìn)一步增加到10時，ABPI乳化穩(wěn)定性下降，可能原因是堿性條件限制了蛋白質(zhì)分子之間的相互作用，形成的界面膜較弱，這與研究報道的大麻籽蛋白的ESI趨勢相似[27]。而ABSPI在pH值為4時，乳化穩(wěn)定性最低，當(dāng)pH 4～10時，乳化穩(wěn)定性升高并逐漸趨于穩(wěn)定，這可能是由于在接近等電點時，蛋白質(zhì)的排斥力弱，有利于液滴的乳化聚合，乳化穩(wěn)定性差。在pH值升高時，水-油界面周圍充斥著較多電荷，靜電斥力促進(jìn)了液滴穩(wěn)定和延緩乳液聚合[28]。

圖4 不同pH值條件下ABPI和ABSPI的乳化性（A）和乳化穩(wěn)定性（B）Fig. 4 Emulsifying capacities (A) and emulsion stabilities (B) of ABPI and ABSPI at different pH levels

2.9 ABSPI和ABPI的傅里葉紅外光譜分析

蛋白質(zhì)的紅外光譜中有許多特征吸收峰，其中酰胺I帶（或H—O—H彎曲振動和C＝O伸縮振動）、酰胺II帶（N—H彎曲）、酰胺III帶（或C—O和C—O—C振動）、蛋白質(zhì)環(huán)狀結(jié)構(gòu)中的C—C振動，以及C—O—O糖苷鍵振動擁有豐富的二級結(jié)構(gòu)信息[29]。據(jù)文獻(xiàn)[30]報道，酰胺A的吸收峰在3 440～3 400 cm-1處，ABSPI在3 400 cm-1左右為酰胺A帶，是蛋白質(zhì)的特征吸收峰，當(dāng)含N—H基團(tuán)的肽段參與氫鍵形成時，N—H基團(tuán)的伸縮振動產(chǎn)生的吸收峰會降低100 cm-1左右，ABPI在3 300 cm-1左右有吸收峰出現(xiàn)，說明ABPI分子有氫鍵的存在。酰胺B的吸收峰在2 850～2 980 cm-1之間，是由飽和結(jié)構(gòu)中的CH3和CH2基團(tuán)中C—H伸縮振動產(chǎn)生，ABPI的酰胺B吸收峰為2 854.55 cm-1，而ABSPI中沒有出現(xiàn)酰胺B，可能是由于分子中亞甲基被破壞。酰胺I的特征吸收峰位于1 700～1 600 cm-1，其與蛋白肽鏈骨架的有序程度密切相關(guān)，有序度越高，則酰胺I吸收峰波數(shù)越大[31]。從ABSPI與ABPI均具有酰胺I帶的吸收峰，其中ABSPI吸收峰波數(shù)較小，因此與ABPI相比，有序度較低。酰胺II的吸收峰通常位于1 600～1 500 cm-1范圍內(nèi)[32]。從圖5可知，ABSPI與ABPI均具有酰胺II帶。酰胺III的吸收峰通常位于1 300～1 200 cm-1，ABSPI沒有出現(xiàn)此特征峰，而酰胺III帶的存在與蛋白三螺旋結(jié)構(gòu)是否保持完整相關(guān)[33]，由此推斷ABSPI可能不具有三螺旋結(jié)構(gòu)。

圖5 ABSPI和ABPI的傅里葉變換紅外光譜圖Fig. 5 FTIR spectra of ABSPI and ABPI

2.1 0 ABPI和ABSPI的SEM分析

對元寶楓籽粕中提取的ABSPI與ABPI進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)觀察，如圖6所示，2 種蛋白的微觀形態(tài)存在顯著差異，ABSPI呈明顯的有序簇狀球形蛋白，ABPI表面呈不規(guī)則山脊?fàn)?，且結(jié)構(gòu)較為緊密，無球狀結(jié)構(gòu)。此外，ABSPI結(jié)構(gòu)分布相對均勻，表明在提取過程中基本沒有破壞它本身的纖維結(jié)構(gòu)，而ABPI的山脊?fàn)钚螤畈灰?，說明堿溶酸沉提取法對元寶楓蛋白的結(jié)構(gòu)有部分改變，但仍較好地保持了其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。對比這2 種提取方法下蛋白的微觀形貌可以看出，元寶楓蛋白的提取方式不同，其結(jié)構(gòu)也不盡相同。

圖6 ABSPI（A、C）和ABPI（B、D）的SEM圖Fig. 6 Scanning electron micrographs of ABSPI (A and C) and ABPI (B and D)

3 結(jié) 論

本研究對比了ABSPI和ABPI在功能特性和結(jié)構(gòu)方面的區(qū)別。結(jié)果表明，不同提取方法對元寶楓籽粕蛋白的結(jié)構(gòu)和功能特性產(chǎn)生了顯著性差異。ABSPI和ABPI均含有人體所必需的8 種氨基酸，其中谷氨酸是主要氨基酸，蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸與賴氨酸含量能滿足成人需求。ABPI表面疏水性，總巰基含量、游離巰基含量與二硫鍵含量均高于ABSPI；與ABSPI相比，ABPI的起泡性及起泡穩(wěn)定性更好。ABSPI的乳化性高于ABPI，但其乳化穩(wěn)定性差。ABPI與ABSPI的熱變性溫度分別為128.05 ℃與118.33 ℃，紅外光譜顯示ABPI與ABSPI均有典型的蛋白吸收峰，但ABSPI可能不具有三螺旋結(jié)構(gòu)。SEM結(jié)果顯示提取過程中會使元寶楓籽粕蛋白的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，ABSPI呈明顯的有序簇狀球形蛋白，ABPI表面呈不規(guī)則山脊?fàn)?，結(jié)構(gòu)緊密。本研究結(jié)果可為元寶楓籽粕產(chǎn)品的開發(fā)及加工利用中提供實驗支撐，在實際加工生產(chǎn)過程中，選擇合適的提取方法，可使元寶楓籽粕蛋白發(fā)揮其最大功效。