胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的物化特性

何胜华，王永辉，邓乾春*

（1.河南省食品安全生物标识快检技术重点实验室，河南 许昌 461000；2.农业农村部油料加工重点实验室，湖北 武汉 430062）

羽扇豆，鲁冰花的种籽，起源于地中海区域和拉美。羽扇豆种类繁多，不同品种的羽扇豆化学组成存在较大差异[1]。这主要是由于基因和生长环境不同造成的，这些特点也影响了它们的功能特性[2]。与小麦（蛋白含量12%）和大豆（蛋白含量35%）等农作物相比，羽扇豆蛋白含量较高，为30%～42%，其含量波动也与羽扇豆的品种有关[3]。这说明羽扇豆蛋白能够应用于很多食品产品中（如焙烤食品、肉制品和乳制品等）提高这些产品的蛋白水平和加工特性[4]。羽扇豆由于其蛋白含量高具有很高的营养价值。羽扇豆蛋白主要有2种，即清蛋白与球蛋白，其中，球蛋白是羽扇豆蛋白中的主要蛋白，占整个蛋白的87%[3]。氨基酸是蛋白质最基本的组成，羽扇豆含有非常丰富的氨基酸[5]。羽扇豆蛋白的氨基酸组成绝大多数是必需氨基酸，也是天冬氨酸的理想来源[6]。与大豆相比，羽扇豆中的碳水化合物含量较低，尤其是淀粉含量较低，但是膳食纤维质量分数高达41.5%[7]。膳食纤维具有多种有益人体健康的功能，可以降脂减肥、降血糖、调节肠道菌群，与人体健康有密切的关系[8]。羽扇豆含有大量的不饱和脂肪酸，特别是人体不能自身合成的亚油酸和亚麻酸等不饱和脂肪酸含量较高。羽扇豆还含有多种维生素和矿物质，生育酚的含量也十分丰富，羽扇豆中的强化铁蛋白可能是膳食补充铁的很好来源[9]。羽扇豆虽然营养价值较高，但是目前主要作为动物饲料，在食品工业中的应用较少[10]。

蛋白作为一种食品成分，由于其影响食品产品的加工和营养特性，一直受到人们广泛关注。蛋白的功能特性是指其物化特性，也就是最终对食品产品的结构和感官起决定性作用的特性[11]。这些功能特性包括蛋白质的溶解性、乳化性、起泡性、膨胀性和凝胶特性等[12]。虽然羽扇豆蛋白的营养价值已经被证实，但是它的功能特性和加工特性的研究仍然有限。另外，豆类蛋白的提取方法很多，如碱溶酸沉法、胶束化法、膜分离法和离子交换法等。碱溶酸沉法是一种比较传统的方法，是目前为止应用较多的蛋白提取方法，该方法简便、高效，其次是微胶束法[13]。碱溶酸沉法需要将羽扇豆种籽或粉末悬浮于水溶液中，然后调整溶液的pH值至碱性，使羽扇豆蛋白的溶解度达到最大，最后通过离心将不溶于水的非蛋白生物聚合物分离出来，收集清液，再用一定浓度的酸溶液将清液pH值调至羽扇豆蛋白的等电点（pI 4.5），促使羽扇豆蛋白聚集和沉淀。最后通过离心或过滤的方法收集聚集物和沉淀，并进行干燥[14]。该分离方法得到的羽扇豆蛋白为稳定黄色粉末。另外一种分离羽扇豆蛋白的方法是胶束化分离法，该分离方法通过盐溶液将羽扇豆蛋白提取出来，在干燥之前，羽扇豆蛋白以胶束结构的形式存在提取液中，蛋白的疏水相互作用在该分离方法中起关键作用[15-16]。

不同提取方法对羽扇豆蛋白的得率、结构及组成影响显著，从而对羽扇豆蛋白的功能特性（溶解性、起泡性、乳化性和持水性）也有较大的影响。有报道，胶束化提取羽扇豆蛋白的得率（30%）显著低于碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白（60%）。在pH 4.0～8.0，碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白与胶束化提取羽扇豆蛋白有相似的起泡性。胶束化提取的羽扇豆蛋白的持水性要显著高于碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的持水性[12]。目前，虽然对碱溶酸沉和胶束化提取羽扇豆蛋白的物化特性研究有些报道，但并不系统。因此，本实验采用碱溶酸沉和胶束化2种提取方法提取羽扇豆中的蛋白质，然后对2种典型提取方法提取的乳扇豆蛋白的物化特性，包括持水性、持油性、起泡性、乳化性、溶解性、粒径和电荷等进行研究，为羽扇豆蛋白在食品工业中的开发与应用提供理论技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

羽扇豆 花海景观青荣种业公司；大豆 市购；实验中所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

ALC-210.4电子分析天平、PB-10 pH计 德国Sartorius科技有限公司；HWS24电热恒温水浴锅 上海一恒科学仪器有限公司；TGL-16G离心机 上海市安亭科学仪器厂；3-30K高速冷冻离心机 德国Sigma股份有限公司；SR-A10N-50型冷冻干燥机 上海舍岩仪器有限公司；T25 easy clean digital高速均质机艾卡仪器设备有限公司；KDNX-20消化炉 北京东南仪诚电子产品维修有限公司；KDN-1凯氏定氮仪 上海仪电科学仪器股份有限公司；Mastersizer 2000激光粒度分析仪 英国Malvern公司；1658033型电泳槽 美国Bio-Rad公司；Zetasizer Nano ZS电位分析仪 英国Malvern公司。

1.3 方法

1.3.1 羽扇豆蛋白的提取

1.3.1.1 胶束化提取羽扇豆蛋白

参照Lo等[12]的方法。羽扇豆经粉碎机粉碎，过60 目筛，将10 g/100 mL羽扇豆粉末悬浮于0.5 mol/L的氯化钠溶液中，用1 mol/L NaOH溶液调pH值至中性，以10 000 r/min离心10 min，取上清液冷冻干燥得羽扇豆蛋白粉。

1.3.1.2 碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白

参照Sirtori等[17]的方法。将羽扇豆粉与水以1∶10（m/m）的比例混合，室温下搅拌2 h，用1 mol/L NaOH溶液调pH值至9.0，于4 ℃过夜，以便水合，然后在室温下搅拌溶液，使溶液重新混合，3 500 r/min离心15 min，取上清液搅拌30 min后，用1 mol/L的HCl溶液调pH值至4.0，3 500 r/min离心15 min，丢弃上清液收集沉淀，将沉淀冷冻干燥。

1.3.2 羽扇豆蛋白含量的测定

参照GB 5009.5ü2016《食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法测定[18]。

1.3.3 羽扇豆蛋白的SDS-PAGE

取一定质量的羽扇豆蛋白样品加少量水溶解，然后吸取10 μL蛋白溶液与40 μL上样缓冲液混匀，置于沸水浴中煮沸5 min，使蛋白充分变性。取10 μL混合好的样品注入样品槽内，十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）的电压设为120 V。胶片用考马斯亮蓝R-250染色，使用脱色液（冰乙酸-甲醇-水（10∶45∶45，V/V））脱色。脱完色后成像分析。

1.3.4 羽扇豆蛋白的氨基酸组成分析

准确称取一定量样品，精确到0.000 1 g，使样品蛋白质在10～20 mg范围内；在水解管内加6 mol/L盐酸10～15 mL（视样品蛋白质含量而定），加入新蒸馏的苯酚3～4 滴，再将水解管放入冷冻剂中，冷冻3～5 min，再接到真空泵的抽气管上，抽真空（接近0 psi），然后充入高纯氮气；再抽真空充氮气，重复3次后，在充氮气状态下封口或拧紧螺丝盖，将已封口的水解管放在（110f1）℃的恒温干燥箱内，水解22 h后，取出冷却。打开水解管，将水解液过滤后，用去离子水多次冲洗水解管，将水解液全部转移到50 mL容量瓶内，用去离子水定容。吸取滤液1 mL于5 mL容量瓶内，用真空干燥器在40～50 ℃干燥，残留物用1～2 mL水溶解，再干燥，反复进行2次，最后蒸干，用1 mL pH 2.2的磷酸盐缓冲液溶解，供仪器测定用。准确吸取0.200 mL混合氨基酸标准品，用pH 2.2的磷酸盐缓冲液稀释到5 mL，此标准稀释浓度为5.00 nmol/50 μL，作为上机测定用氨基酸标准品，用氨基酸自动分析仪以外标法测定样品氨基酸的含量。

1.3.5 粒径的测定

2种提取羽扇豆蛋白溶液的粒径通过激光粒度分析仪静态光散射法测定，样品通过手动混合均匀后加入样品池中，达到适宜的遮光度后，测定其粒径。样品池中用于稀释的蒸馏水应调至与样品相同的pH值避免样品粒径测定时发生改变。样品折射率与水的折射率分别为1.47与1.33，样品的平均粒径用体积平均粒径d43表示。

1.3.6 羽扇豆蛋白在不同pH值的Zeta电位

取一定量的羽扇豆蛋白加水溶解，用1 mol/L NaOH和HCl溶液调节pH值为2.0、4.0、6.0、8.0和10.0，其Zeta电位通过电位分析仪测定，测定前使用与样品相同pH值以及离子浓度的蒸馏水将溶液稀释200 倍，以避免测定过程中产生多重散射效应。

1.3.7 羽扇豆蛋白在不同pH值的溶解性

称取1 g（精确至0.001 g）羽扇豆蛋白，用10 mL的水溶解，用1 mol/L NaOH和HCl溶液分别调节pH值为2.0、4.0、6.0、8.0和10.0，4 000 r/min离心30 min，取上清液5 mL于消化管中，用凯氏定氮法测定上清液中蛋白质含量，溶解度按式（1）计算：

式中：A1为上清液中蛋白质的质量浓度/（g/100 mL）；A2为样品中蛋白质的质量浓度/（g/100 mL）。

1.3.8 羽扇豆蛋白的物化特性

1.3.8.1 羽扇豆蛋白持水性的测定

称取2 g羽扇豆蛋白，加入10 mL水溶解，10 000 r/min离心10 min，倒出上清液，称取蛋白沉淀的质量，75 ℃条件下干燥8 h，称取干燥后蛋白沉淀的质量，羽扇豆蛋白的持水性以每克干羽扇豆蛋白吸收的水分质量（g/g）表示。

1.3.8.2 羽扇豆蛋白持油性的测定

参照Ogunwolu等[19]的方法。称取0.5 g羽扇豆蛋白，加入5 mL大豆油，振荡混匀，在室温下静置30 min，以2 000 r/min离心30 min，测定上清液体积，大豆油减少的体积为吸油量。持油能力为每克蛋白吸取大豆油的体积（mL/g）表示。

1.3.8.3 羽扇豆蛋白起泡性和泡沫稳定性的测定

参照Sze-Tao等[20]的方法测定。50 mL 1 g/100 mL的羽扇豆蛋白溶液用1 mol/L NaOH和HCl溶液分别调节pH值为2.0、4.0、6.0、8.0、10.0，用高速均质机以13 500 r/min搅打2.5 min，然后将搅打后的蛋白溶液倒入100 mL量筒中，记录0 min时泡沫和液体总体积，室温下静置，每隔15 min记录泡沫及液体总体积，60 min后泡沫达到稳定。起泡性和泡沫稳定性分别按式（2）、（3）计算：

式中：A1为0 min泡沫及液体总体积/mL；A2为搅打前液体体积/mL。

式中：A1为60 min泡沫及液体总体积/mL；A2为搅打前液体体积/mL。

1.3.8.4 羽扇豆蛋白乳化性的测定

称取0.5 g的羽扇豆蛋白用去离子水完全溶解，定容至500 mL容量瓶中，取24 mL蛋白溶液调节pH值分别为2.0、4.0、6.0、8.0、10.0，加入8 mL大豆油，用高速均质机以11 000 r/min剪切1 min，在均质后0 min和15 min，从烧杯底部吸取50 μL的乳液，加入3.5 mL 0.1% SDS溶液混合，以SDS溶液作为空白，用分光光度计在波长500 nm处测定稀释溶液的吸光度[21]。实验重复3次取平均值。乳化活性、乳化稳定性按式（4）、（5）计算：

式中：A0为均质0 min的吸光度；A15为均质15 min吸光度；Δt=15 min，ΔA=A0-A15。

1.4 数据统计与分析

所有实验均同时进行3个平行。实验数据的平均值和方差均通过Origin 8.5分析，数据的差异显著性使用统计分析软件SPSS进行多重比较分析，如无特别说明均为P＜0.05。实验结果使用Origin 8.5绘制并作图。

2 结果与分析

2.1 碱溶酸沉和胶束化提取羽扇豆蛋白的得率

胶束化提取羽扇豆蛋白得率为50.75%，碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白得率为20.91%，碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白得率较低主要是由于提取物中含有较多的不溶性膳食纤维和色素。如图1所示，碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白为姜黄色，而胶束化提取羽扇豆蛋白颜色为乳白色。2种提取方法得到的羽扇豆蛋白出现颜色差异，主要是由于碱溶酸沉法提取羽扇豆蛋白较胶束化法含有较高的不溶性纤维和色素导致。

图1 胶束化提取（A）和碱溶酸沉提取（B）羽扇豆蛋白粉Fig.1 Pictures of lupin proteins extracted by sequential alkaline dissolution (A) and acid precipitation or micellization (B)

2.2 碱溶酸沉和胶束化提取羽扇豆蛋白的SDS-PAGE

如图2可知，羽扇豆蛋白是由多种分子质量的蛋白组成，碱溶酸沉和胶束化提取羽扇豆蛋白条带组成基本一致，羽扇豆蛋白分子质量主要集中在18～90 kDa之间，这种结果与相关文献[22-23]报道的羽扇豆蛋白分子质量在20～90 kDa一致。有研究报道，羽扇豆蛋白的分子质量组成依赖于蛋白的提取方法。碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的SDS-PAGE与胶束化提取羽扇豆蛋白相比，其在50～80 kDa之间集中了一些蛋白带。这种结果主要是羽扇豆中的一些蛋白在pH 4.5时不溶解导致。Hojilla-Evangelista等[24]也报道了用碱溶酸沉提取的蛋白会出现条带集中分布的情况，出现这种情况主要有两方面原因：一方面由于羽扇豆蛋白在pH 4.5时容易变性，导致蛋白的组成和结构发生了变化。Rodríguez-Ambriz等[25]也发现碱溶酸沉提取和胶束化提取羽扇豆蛋白分子质量之间存在差异。另一方面碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白在进行SDSPAGE之前需要加热，其蛋白较胶束化提取的羽扇豆蛋白更容易受热变性。另外，碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白在10～20 kDa出现了明显的条带。这可能是碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白由于强酸和强碱的作用导致部分蛋白水解生成低分子质量蛋白所致[25]。

图2 碱溶酸沉和胶束化提取羽扇豆蛋白的SDS-PAGEFig.2 SDS-PAGE profiles of lupin proteins prepared by sequential alkali dissolution and acid precipitation or micellization

2.3 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的氨基酸组成

如表1所示，2种提取方法所得羽扇豆蛋白中精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、亮氨酸和异亮氨酸含量较高。而利用碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的氨基酸总含量（66.2%）显著高于胶束化提取羽扇豆蛋白（27.8%）。有报道利用碱溶酸沉从鹰嘴豆中提取蛋白的氨基酸含量（60%）显著高于利用胶束化提取的鹰嘴豆蛋白（30%）[25]。这主要有2个方面的原因：一方面碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白是在强酸及强碱条件下进行，强酸和强碱能将部分蛋白质水解生成氨基酸；另一方面胶束化提取蛋白是利用一定离子浓度的NaCl提取蛋白胶束，该方法易于提取α-羽扇豆球蛋白、β-羽扇豆球蛋白和γ-羽扇豆球蛋白3种球状蛋白中的γ-羽扇豆球蛋白，其他2种蛋白留在溶液中[25]。因此，2种提取方法提取的蛋白得率和组成存在差异，直接导致碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白和胶束化提取羽扇豆蛋白在氨基酸组成及含量方面也存在显著差异。

表1 碱溶酸沉和胶束化提取羽扇豆蛋白的氨基酸组成及含量Table 1 Composition and content of amino acids in lupin proteins prepared by alkali dissolution followed by acid precipitation or micellization

2.4 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白溶液的粒径

当羽扇豆蛋白与水混合或者结合在配制的液体食品中时，蛋白质不会完全溶解，从而产生分散，羽扇豆蛋白分散体的颗粒大小是羽扇豆蛋白的一个重要性质，它影响羽扇豆蛋白的功能特性，如乳化和化学稳定性[13]。

从图3可以看出，2种提取方法所得羽扇豆蛋白溶液的粒径分布一致，碱溶酸沉及胶束化提取羽扇豆蛋白溶液的粒径分别为19.01 μm和13.09 μm，胶束化提取羽扇豆蛋白溶液的粒径显著小于（P＜0.05）碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白，该结果表明胶束化提取的羽扇豆蛋白在水中分散性更好。此结果主要由于碱溶酸沉法提取羽扇豆蛋白在pH 4.5条件下进行，蛋白在该pH值容易变性，羽扇豆蛋白结构发生变化，导致羽扇豆蛋白溶解性降低，分散性变差。而胶束化提取的乳扇豆蛋白是以蛋白胶束结构存在，其结构没有发生变化，所以其在溶液中的溶解和分散性都较碱溶酸沉法提取羽扇豆蛋白好。

图3 碱溶酸沉和胶束化提取羽扇豆蛋白水溶液的粒径分布（A）和平均粒径图（B）Fig.3 Particle size distribution (A) and mean particle size (B) of aqueous solution of lupin protein prepared by alkali dissolution and acid precipitation and micellization extraction

2.5 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白在不同pH值条件下的Zeta电位

蛋白质分子可以是中性，带负电荷，也可以是带正电荷，这取决于pH值和离子盐的存在等因素。Zeta电位可以衡量食品体系的静电荷，从而可以分析蛋白的溶解和存在形式。羽扇豆蛋白提取条件、盐离子存在以及pH值变化对其Zeta电位影响的研究还很有限[12]。

如图4所示，2种提取方法提取的羽扇豆蛋白在pH 2.0～4.0带正电荷，而在pH 6.0～10.0之间带负电荷，在pH 5.0左右电荷为0，该pH值接近羽扇豆蛋白的等电点，此时蛋白在水中的溶解度最低。Burgos-Diaz等[23]也揭示了羽扇豆蛋白的Zeta电位和溶液pH值的关系，实验结果发现：羽扇豆蛋白溶液在pH 4.6时，蛋白表面净电荷为0，该pH值接近羽扇豆蛋白的等电点pI。低于该等电点蛋白表面带正电荷，高于该等电点蛋白表面带负电荷。

图4 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白在不同pH值条件下的Zeta电位Fig.4 Zeta potential of lupin proteins at different pH prepared by alkali dissolution followed by acid precipitation or micellization

2.6 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白在不同pH值的溶解性

蛋白质溶解度不仅与蛋白质提取方法、蛋白组成及结构有关，还与蛋白体系的pH值、溶剂类型、盐离子和温度等因素有关[12-13]。由图5可知，不同pH值条件下，蛋白质的溶解度不同，而且不同提取方法，羽扇豆蛋白的溶解度也不同。碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白在pH 4.0时溶解度最小，而随着pH 4.0～10.0的增加，碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的溶解度也迅速增加。这主要是与羽扇豆蛋白的等电点有关，因为该pH值越接近羽扇豆蛋白的等电点，溶解性越差。Schlegel等[26]也通过酸沉提取羽扇豆蛋白在不同pH值的溶解度，该研究表明羽扇豆蛋白在pH 4.0～5.0时溶解度最低，然后随着pH值的升高，溶解度也随着增加。而胶束化提取羽扇豆蛋白的溶解度随着pH 2.0～10.0升高逐渐增大，其溶解度受pH值的影响没有碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白显著。2种提取方法得到的羽扇豆蛋白在pH 8.0～10.0均有较高的溶解性，这主要是蛋白在该pH值范围，其表面含有的亲水基团高于疏水基团。因为蛋白的溶解性是由其表面组成特性所决定[27]。另外，胶束化提取羽扇豆蛋白在等电点pI 4.6左右并没有出现溶解度显著降低的情况。其主要原因是由于胶束化提取蛋白是利用一定离子浓度的NaCl提取蛋白胶束，该方法易于提取α-羽扇豆球蛋白、β-羽扇豆球蛋白和γ-羽扇豆球蛋白3种球状蛋白中的γ-羽扇豆球蛋白，γ-羽扇豆球蛋白在该pH值仍有较高的溶解性，例如，α-乳白蛋白和β-乳球蛋白在其等电点都有较高的溶解性，而它们的等电点也在4.6左右。

图5 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白在不同pH值的溶解度Fig.5 Solubility of lupin proteins prepared by alkali dissolution followed by acid precipitation or micellization

2.7 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的持水性和持油性

蛋白持水能力是衡量其溶解在水中，直到达到饱和时吸收的水量[28]。持水性对食品加工有重要意义[24]。由图6可知，胶束化提取羽扇豆蛋白的持水性为3.88 g/g，碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的持水性为2.27 g/g，胶束化提取羽扇豆蛋白的持水性显著高于（P＜0.05）碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白，说明羽扇豆蛋白的持水性在一定程度上受提取方法的影响。蛋白的持水性和持油性与蛋白中极性氨基酸和非极性氨基酸的比例有关，胶束化提取羽扇豆蛋白可能由于其含有较高比例的极性氨基酸含量，导致其持水性显著高于碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白。

蛋白质结合脂肪的能力对于肉类替代和扩张剂等应用非常重要，因为它能够增强和维持食品的风味，还可以改善口感。由图6可知，胶束化提取羽扇豆蛋白的持油能力为2.27 mL/g，碱溶液酸沉法提取蛋白的持有能力为2.33 mL/g，2种方法提取羽扇豆蛋白的持油能力差异不显著（P＞0.05），持油能力都较好。

图6 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的持水性、持油性比较Fig.6 Water-holding capacity and oil-holding capacity of lupin proteins prepared by alkali dissolution followed by acid precipitation or micellization

2.8 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的泡沫特性

起泡性也是蛋白的重要特性之一，它与蛋白产生气泡的能力有关，它影响最终食品的加工和质构特性，在食品生产中很重要[29]。如图7所示，碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的起泡性在pH 2～6之间显著减小，然后在pH 6～10之间又显著增加，在pH 6.0时，起泡性最低，其泡沫稳定性的变化趋势与其起泡性类似。胶束化提取羽扇豆蛋白的起泡性受pH值的影响不显著，其泡沫稳定性与起泡性的变化趋势类似，受pH值的影响不显著。蛋白的起泡性及泡沫稳定性与蛋白在油水界面的溶解分散性、构象变化及重排有关。泡沫稳定性需要围绕每个气泡形成具有一定黏弹性的薄膜[30-31]。碱溶酸沉提取的羽扇豆蛋白的起泡性与其溶解性密切相关，在pH 4.0～6.0之间，其溶解性较低，所以其起泡性和泡沫稳定性最差，然后随着pH值的增加，蛋白的溶解度增加，其起泡性和泡沫稳定性也显著增加。而胶束化提取羽扇豆蛋白的溶解性受pH值的影响没有碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白显著，故其起泡性和泡沫稳定性变化也没有碱溶酸沉提取的羽扇豆蛋白明显。

图7 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白在不同pH值条件下的起泡性（A）和泡沫稳定性（B）Fig.7 Foaming capacity (A) and foam stability (B) of lupin proteins prepared by alkali dissolution followed by acid precipitation or micellization

2.9 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的乳化特性

乳化性质是指蛋白质作为乳化剂将油相分散于水相中产生稳定乳液的倾向，乳化特性在食品中有着十分重要的作用[28-29]。如图8所示，2种提取方法提取的羽扇豆蛋白乳化性在pH 2.0～4.0变化不显著，在pH 4.0时乳化性最小，然后随着pH值的升高羽扇豆蛋白乳化能力随之增加（图8A）。Chew等[32]也报道了通过酸沉提取的羽扇豆蛋白在pH 4.0时乳化能力最低，这可能与羽扇豆蛋白在该pH值溶解度较低有关。2种提取方法所得羽扇豆蛋白在pH 10.0时乳化能力最强。综上所述，羽扇豆蛋白在强碱性条件下乳化能力最强，而在酸性条件下比较弱。碱溶酸沉法提取羽扇豆蛋白的乳化能力显著高于（P＜0.05）胶束化提取羽扇豆蛋白。说明不同提取羽扇豆蛋白方法对羽扇豆蛋白的乳化性有显著影响。碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白在pH 6.0时具有最高的乳化稳定性，而胶束化提取羽扇豆蛋白在强碱性条件下（pH＞8.0）乳化稳定性较强（图8B）。这种结果可能是因为碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白乳液在pH 6.0时具有较高的黏度，导致其沉降速度下降，从而较稳定。

图8 胶束化和碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白在不同pH值条件下的乳化性（A）和乳化稳定性（B）Fig.8 Emulsification capacity (A) and emulsion stability (B) of lupin proteins prepared by alkali dissolution followed by acid precipitation or micellization

3 结 论

羽扇豆蛋白分子质量主要集中在18～90 kDa之间，但是碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白在10～20 kDa出现了明显的条带。羽扇豆蛋白中精氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、亮氨酸和异亮氨酸含量较高。而利用碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白的氨基酸总含量（66.2%）显著高于胶束化提取羽扇豆蛋白的氨基酸含量（27.8%）。胶束化提取羽扇豆蛋白溶液的分散性较碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白好。总体来说，羽扇豆蛋白的粒径广泛分布在10 μm左右，其Zeta电位在pH 5.0左右为0，说明2种方法所提羽扇豆蛋白的等电点都在pH 5.0左右。胶束化提取羽扇豆蛋白的持水性显著高于碱溶酸沉提取羽扇豆蛋白，而2种提取方法对羽扇豆蛋白的持油性影响不显著。不同提取方法对羽扇豆蛋白在不同pH值的泡沫特性有显著影响，但是，2种方法所提羽扇豆蛋白在碱性条件下均拥有良好的起泡性和泡沫稳定性。不同提取方法所提羽扇豆蛋白在碱性条件下均具有良好的乳化性，因此，在碱性条件下，羽扇豆蛋白可能会是有效的乳化剂。