脫脂椰子種皮的蛋白質(zhì)功能性質(zhì)研究

段岢君等

摘 要 提取了脫脂椰子種皮中的蛋白質(zhì)，對其功能性質(zhì)，如溶解性、持水力、乳化性以及蛋白消化率等進行測定。結(jié)果表明，提取所得的脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)的溶解性和乳化性最低；而不同濃度的蛋白質(zhì)起泡性均在pH4.0時最高。

關(guān)鍵詞 脫脂椰子種皮；蛋白質(zhì)；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(qū)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(zhì)等，營養(yǎng)價值較高。據(jù)報道，文昌產(chǎn)椰子脂肪含量為35%～40%，蛋白質(zhì)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(yù)防高血脂、高血壓和心血管等疾病[3-4]。目前，有關(guān)椰肉蛋白質(zhì)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(guān)椰子種皮蛋白質(zhì)功能性質(zhì)方面的研究還處于起步階段。

椰子種皮是指椰子硬殼內(nèi)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(jù)統(tǒng)計，每個椰果能削得種皮約100 g，海南省每年可產(chǎn)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(chǎn)物，占椰子種皮總質(zhì)量的33%～36%，蛋白質(zhì)含量約為16%。脫脂種皮多被丟棄，或作為培養(yǎng)基質(zhì)和壓榨工業(yè)用油的原料使用，對其蛋白質(zhì)的組成、類型以及功能性質(zhì)的探討尚未見到。據(jù)此，本文旨在提取脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)，并對其功能性質(zhì)進行研究，以期為進一步的綜合加工利用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)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(zhèn)榨油廠；菜籽色拉油購自當?shù)厥袌?。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(zhì)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(zhì)），收集上清液，用0.1 mol/L HCL調(diào)上清液pH值至3.5～4.5，使蛋白質(zhì)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(zhì)。

1.2.2 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)溶解性的測定[8] 用氮溶解指數(shù)（NSI）評價方法：用去離子水配制1%（w/v）脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)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(diào)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(zhì)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(diào)節(jié)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(zhì)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(zhì)的消化率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

實驗數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jié)果與分析

2.1 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的溶解性

脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)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(zhì)的等電點在4.0左右。另外，脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)溶解性較差，這可能是因為脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)中清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白等類型的蛋白質(zhì)所占比例不同。

2.2 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的持水力

脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的持水力測定結(jié)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(zhì)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(zhì)的溶解性相對較低，不利于蛋白質(zhì)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(zhì)的起泡性

研究表明，蛋白質(zhì)起泡能力多取決于其可溶部分，不溶解的蛋白質(zhì)粒子因具有提高表面粘度的能力，也能在穩(wěn)定泡沫的過程中發(fā)揮有益作用。此外，蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的小分子多肽能增加起泡性；而不發(fā)生水解的蛋白質(zhì)以及水解產(chǎn)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(zhì)在pH4.0時的起泡性均最高，這可能是等電點附近產(chǎn)生了較多的不溶解蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(huán)境下，蛋白質(zhì)水解程度以及水解產(chǎn)物產(chǎn)生了明顯的差別。

2.4 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)的乳化性

由圖2可以看出，脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)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(chǎn)生的蛋白質(zhì)和低分子表面活性劑影響了其乳化穩(wěn)定性。

2.5 脫脂椰子種皮蛋白質(zhì)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(yǎng)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(zhì)和椰肉蛋白質(zhì)，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(zhì)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(zhì)消化率（70%）、豆粕消化率（80%）和椰肉蛋白質(zhì)（35.9%）相比，椰子蛋白質(zhì)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(yǎng)因子，如單寧、植酸等阻礙了酶對蛋白質(zhì)的分解作用[16-17]。

3 討論與結(jié)論

隨著社會的發(fā)展，蛋白資源緊缺現(xiàn)象日益嚴重。對現(xiàn)有植物蛋白質(zhì)資源進行改性以擴大其應(yīng)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(yǎng)價值，而且可改善其自身的結(jié)構(gòu)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(chǎn)成本[20]。

本實驗表明，脫脂椰子種皮的蛋白質(zhì)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(yīng)用范圍，早日實現(xiàn)其高值化利用，應(yīng)當在今后的研究中探討更加合理的物理、化學(xué)或者生物處理方法，有效降解其中的抗營養(yǎng)因子，使其成為更好的添加成分；同時也有必要對其蛋白質(zhì)類型進行分析，探索出適合此類蛋白質(zhì)的加工技術(shù)路線，使其發(fā)揮出最大的作用。

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責(zé)任編輯：葉慶亮