马齿苋籽粕蛋白功能性质分析及应用*

于红，柴文杰，王聪，敬思群

(新疆大学生命科学与技术学院，新疆乌鲁木齐830046)

马齿苋(Portulaca oleracea L.)为马齿苋科马齿苋属的一年生肉质草本植物，又名长寿菜等，其资源丰富，广泛分布于中欧，亚洲和地中海等地区。在中国等地，马齿苋主要是做成蔬菜或酱汤或混入面食中食用［1］。马齿苋是国家卫生部认定的药食同源的野生植物之一［2］，被营养学家誉为“21世纪最有发展前景的绿色食品”之一［3］。马齿苋中含有多种生物活性成分，王锦军等人的研究表明［4］，马齿苋比其他的蔬菜具有更高的营养价值，其中含有蛋白质［5］，EPA［6］，多种维生素和矿物质，并具有较高的 β-胡萝卜素，抗坏血酸和α-亚麻酸。

马齿苋籽粕中不但是优质的ω-3脂肪酸资源，也是一种蛋白资源。其豆粕中氨基酸种类较丰富［7-8］，Abaza等人的研究表明［9］，添加20%的马齿苋豆粕于兔子饲料中，其生命特征可以达到最佳值。本文以大豆分离蛋白作为对照品［10］。目前关于马齿苋中总生物碱［11］、多糖［12］、酚类化合物［13］、脂肪酸［14］、总黄酮［15-16］等有报道，而鲜见关于马齿苋籽粕蛋白的功能性质研究。本研究探讨了马齿苋籽粕蛋白的功能性质。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

核桃、金龙鱼油、大豆分离蛋白市购;马齿苋籽粕蛋白由实验室自制(蛋白质含量为91.02%);Na2HPO4(AR)，天津市福晨化学试剂厂;NaH2PO4(AR)，汕头市化学试剂厂;(NH4)2SO4(AR)，天津市化学试剂三厂;NaCl(AR)，天津市北方化玻购销中心;碳酸氢钠，Tween-20(AR)，天津市盛奥化学试剂有限公司;EDTA(乙二胺四乙酸二钠)，天津市光复科技发展有限公司;Tween-80(AR)，天津市富宇精细化工有限公司;Span-80(AR)，天津市博迪化工有限公司。

1.2 仪器与设备

AL-104电子天平，梅特勒-托利多(上海)有限公司;TDL-5-A离心机，上海安亭科学仪器厂;FZ102-SIM真空冷冻干燥设备，德国西门子公司;BioLogic LP(731-8350)层析仪，BIO RAD公司;KQ-400DE数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司;FSH-2A可调高速匀浆乳化机，金坛市医疗仪器厂。

1.3 实验方法

1.3.1 持水性测定［17］

精确称取1.000 g由本实验室自制的马齿苋籽粕蛋白置于50 mL离心管中，称重记为m1，加蒸馏水40 mL，搅拌30 min，充分吸水后，3 000 r/min离心30 min，去除上清液，称量离心管重量记为m2。以每g蛋白样品吸附水的质量(g)表示马齿苋籽粕蛋白的持水性。以大豆分离蛋白为对照品，按相同方法操作。

持水性=m2-m1

1.3.2 持油性测定［18］

精确称取1.000 g马齿苋籽粕蛋白置于10 mL离心管中，称重记为m1，加入8 g金龙鱼油，搅拌30 min，混匀后，3 000 r/min离心 30 min，去除上清油液，称量离心管重量记为m2。以每g蛋白样品吸附油的g数表示马齿苋籽粕蛋白的持油性。以大豆分离蛋白为对照品，按相同方法操作。

持油性=m2-m1。

1.3.3 起泡性与泡沫稳定性测定［19］

将马齿苋籽粕蛋白用0.01 mol/L的磷酸盐缓冲溶液(pH值7.0)配成20 g/L的溶液100 mL，用高速匀浆机(10 000 r/min)搅打起泡1 min。测定马齿苋籽粕蛋白的起泡性与泡沫稳定性。以大豆分离蛋白为对照品，按相同方法操作。

1.3.4 乳化性与乳化稳定性测定［20］

将马齿苋籽粕蛋白配成20 g/L的蛋白溶液，取20 mL蛋白溶液与10 mL金龙鱼油混合，在高速匀浆分散机下以10 000 r/min搅拌30 s，2 000 r/min下离心5 min，在离心管中量取乳化层高度和总高度，然后在50°C水浴10 min，取出，再次测量乳化层高度和总高度。以大豆分离蛋白为对照品，按相同方法操作。

1.3.5 马齿苋籽粕蛋白的乳化性质在核桃乳浊液中的应用研究

核桃乳浊液的制备:选取果仁饱满、无虫、无霉变的核桃仁，在65℃，1%NaHCO3溶液中浸泡10 min，反复用水冲洗，除尽核桃仁皮。去皮后的核桃仁在室温下浸泡12 h，加12倍核桃仁质量的水，打浆水温为60℃。再用胶体磨细磨，浆渣分离、过滤，待用。

核桃乳浊液体系HLB值的测定:用标准乳化剂Span-80、Tween-80按不同比例，配成不同HLB值的复合乳化剂系列。以每克核桃乳浊液加入2 mg乳化剂的比例配制混合液，称量加入样品质量记为m0。然后将混合液在搅拌器上乳化，转速为800 r/min，15 min后进行离心实验，去上清液，称量剩余残渣质量m。计算离心沉淀率［21］。

离心沉淀率/%=(m/m0)×100

马齿苋籽粕蛋白HLB的测定:将不同比例的马齿苋籽粕蛋白与标准乳化剂Span-80、Tween-80混合，配成不同HLB值的复合乳化剂系列，以每克核桃乳浊液加入2 mg乳化剂的比例配制混合液。然后将混合液在搅拌器上乳化，转速为800 r/min，15 min后进行离心实验，测离心沉淀率。

马齿苋籽粕蛋白的添加量对核桃乳浊液稳定性的影响:将马齿苋籽粕蛋白分别按 2、3、4、5、6 mg/g的添加量加入核桃乳浊液中混合，然后将混合液在搅拌器上乳化，转速为800 r/min，15 min后进行离心实验，测离心沉淀率。

1.3.6 混合乳化剂配方的研制

将马齿苋籽粕蛋白与标准乳化剂Span-80、Tween-20、Tween-80按不同比例混合，以形成一系列HLB值(核桃乳浊液体系所需的HLB值)相同的乳化剂，以每克核桃乳浊液加入2 mg乳化剂的比例配制混合液。然后将混合液在搅拌器上乳化，转速为800 r/min，15 min后进行离心实验，测离心沉淀率，得到最优配方后再研究混合乳化剂的添加量对核桃乳浊液稳定性的影响。

1.3.7 混合乳化剂的添加量对核桃乳浊液稳定性的影响

将混和乳化剂分别按2、3、4、5、6 mg/g 的添加量加入核桃乳浊液中混合，然后将混合液在搅拌器上乳化，转速为800 r/min，15 min后进行离心实验，测离心沉淀率。

1.3.8 马齿苋籽粕蛋白和混合乳化剂对核桃乳浊液稳定性影响

将马齿苋籽粕蛋白和混和乳化剂分别按2、3、4、5、6 mg/g的添加量加入核桃乳浊液中混合，然后将混合液在搅拌器上乳化，转速为800 r/min，15 min后进行离心实验，测离心沉淀率。

2 结果与分析

2.1 马齿苋籽粕蛋白与大豆分离蛋白功能性质比较

马齿苋籽粕蛋白与大豆分离蛋白功能性质如表1所示。

表1 马齿苋籽粕蛋白与大豆分离蛋白功能性质比较Table 1 The functional properties of purslane seed meal protein and soybean protein isolate

在同等条件下，马齿苋籽粕蛋白与大豆分离蛋白功能特性相比，乳化性及乳化稳定性明显高于大豆分离蛋白，马齿苋籽粕蛋白的持油性略高于大豆分离蛋白，持水性和起泡性均低于大豆分离蛋白。这与乔一腾等［22］的试验结果一致。

2.2 马齿苋籽粕蛋白在核桃乳浊液体系中的应用

2.2.1 核桃乳浊液体系HLB值的确定

复配物的HLB值等于组成复配物中各种乳化剂的加权平均值［23］。如表2所示，HLB值对乳浊液稳定性影响较大，HLB值为13时乳浊液的稳定性最好，这说明该核桃乳浊液体系所需的HLB值为13。乳化剂的功效与亲水、亲油基的种类，分子的结构和相对分子质量有关［24］。可能的原因是此时乳化剂中亲水、亲油部分大小、比例合适，在乳浊液两相中溶解平衡，乳化剂不易留存于界面两边的任何一相中，界面张力较低，乳浊液稳定性较好。

表2 HLB值对核桃乳浊液体系稳定性的影响Table 2 Effect of HLB value on stability of walnut emulsion system

2.2.2 马齿苋籽粕蛋白的HLB值

马齿苋籽粕蛋白对核桃乳浊液体系稳定性的影响如表3所示。马齿苋籽粕蛋白与标准乳化剂以不同的比例混合时，对乳浊液稳定性的影响也不同。原因可能是混合比例不同，复合乳化剂的HLB值不同。当马齿苋籽粕蛋白的质量分数为50%、Tween-80的质量分数为50%时，离心出的沉淀质量最小，说明此时体系中HLB的值与乳化剂的HLB的值相近。从而得出马齿苋籽粕蛋白的HLB值为11，适用于O/W型乳浊液。结果表明马齿苋籽粕蛋白可以作为乳化稳定剂添加到核桃乳浊液中以提高其稳定性。

2.2.3 马齿苋籽粕蛋白的添加量对核桃乳浊液稳定性的影响

马齿苋籽粕蛋白的添加量对核桃乳浊液稳定性的影响如图1所示。随着马齿苋籽粕蛋白添加量的增加，乳浊液的离心沉淀率逐渐降低，表明乳浊液的稳定性与马齿苋籽粕蛋白的添加量呈正相关。当马齿苋籽粕蛋白的添加量在2～5 mg/g时，离心沉淀率明显减少，从0.383 g/g降低至0.097 g/g，而当添加量增加至6 mg/g时，离心沉淀率仅由0.097 g/g降至0.089 g/g，表明对乳浊液稳定性影响不明显，因此马齿苋籽粕蛋白的适宜添加量为5 mg/g。

表3 马齿苋籽粕蛋白对核桃乳浊液体系稳定性的影响Table 3 Effect of purslane seed meal protein on stability of walnut emulsion system

图1 马齿苋籽粕蛋白的添加量对核桃乳浊液稳定性的影响Fig.1 Effects of the amount of purslane seed meal protein on walnut emulsion stability

2.3 不同乳化剂复配对核桃乳浊液稳定性的影响

不同乳化剂复配对核桃乳浊液体系稳定性的影响如表4所示。HLB值相同的不同乳化剂复合使用时所形成的乳浊液稳定性相差较大，6号复配效果最好，2号最差。这可能是由于Tween-20与Span-80的HLB值相差太大，它们的极性大不相同，乳化剂分子间作用力弱，难以发生络合，因而在界面上的吸附较少，形成的膜强度和弹性较弱［25］。而马齿苋籽粕蛋白和Tween-80、Tween-20复配，由于三者之间的相互作用，使油、水之间形成紧密的复合乳化剂界面膜，从而体系更加稳定。混合乳化剂最优配方为:马齿苋籽粕蛋白的质量分数为55%，Tween-80的质量分数为26%，Tween-20的质量分数为19%。

表4 不同乳化剂复配对核桃乳浊液体系稳定性的影响Table 4 Effects of the various emulsifier formulation on walnut emulsion stability

2.4 混合乳化剂的添加量对核桃乳浊液稳定性的影响

混合乳化剂的添加量对核桃乳浊液稳定性的影响如图2所示。

图2 混合乳化剂的添加量对核桃乳浊液稳定性的影响Fig.2 Effects of the amount of mix emulsifier on walnut emulsion stability

当混合乳化剂的添加量小于4 mg/g时，离心沉淀率随混合乳化剂添加量的增加而骤减，表明乳浊液的稳定性在逐渐增强;当乳化剂的添加量大于4 mg/g之后，稳定性大体保持不变。这说明添加乳化剂适宜量为4 mg/g。可能是因为乳化剂添加量较低时，界面上吸附分子较少，界面膜的强度较差;所形成的乳浊液稳定性也就较差;随着乳化剂添加量的增加，界面上吸附分子逐渐变多，稳定性就增强很快［26］;当添加乳化剂的添加量大于4 mg/g之后，乳化剂在界面上定向地紧密排列，基本饱和，膜的强度也相应较大，乳浊液液珠聚结时所受到的阻力也较大，形成的乳浊液稳定性较好。

2.5 马齿苋籽粕蛋白和混合乳化剂对核桃乳浊液稳定性影响效果

马齿苋籽粕蛋白和混合乳化剂对核桃乳浊液稳定性影响效果如图3所示。马齿苋籽粕蛋白的最适添加量为5 mg/g，离心沉淀率为0.097 g/g;混合乳化剂的最适添加量为5 mg/g，离心沉淀率为0.027 g/g。且在相同添加量的情况下，添加马齿苋籽粕蛋白的核桃乳浊液稳定性均低于添加混合乳化剂的核桃乳浊液。说明2种或2种以上的乳化剂复配比使用单一种乳化剂具有更好的乳化效果和良好的乳化稳定性，这与胡培亮［27］等人的研究相符合。

图3 乳化剂的添加量对核桃乳浊液稳定性的影响Fig.3 Effects of the amount of emulsifier on walnut emulsion stability

3 结论

马齿苋籽粕蛋白的持水性和起泡性低于大豆分离蛋白，持油性略高于大豆分离蛋白，乳化性和乳化稳定性远高于大豆分离蛋白;马齿苋籽粕蛋白的HLB=11，适用于O/W型乳浊液;马齿苋籽粕蛋白在核桃乳浊液中的最适添加量为5 mg/g;核桃乳浊液乳化剂最优配方为:马齿苋籽粕蛋白的质量分数为55%，Tween-80的质量分数为26%，Tween-20的质量分数为19%;混合乳化剂最适添加量为4 mg/g;2种或2种以上的乳化剂复配比使用单一种乳化剂具有更好的乳化效果和良好的乳化稳定性，以上研究结果为深度利用和开发马齿苋蛋白质具有重要的意义。

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