全 文 ：137※基础研究 食品科学 2011, Vol. 32, No. 17
紫苏分离蛋白功能性研究
盛彩虹 1，刘 晔 1，刘大川 1，李江平 2，李 俊 2
(1.武汉工业学院食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023；
2.湖北李时珍保健油有限责任公司，湖北 蕲春 435300)
摘 要：为了开发紫苏蛋白在食品工业中的应用，以大豆分离蛋白为对照，研究紫苏分离蛋白的功能特性。结果
表明：紫苏分离蛋白的溶解性与大豆分离蛋白的溶解性随 pH值变化的趋势基本一致，但在等电点时紫苏分离蛋白
的溶解性高于大豆分离蛋白。在 pH7.0时，紫苏分离蛋白的持水性、起泡性及泡沫稳定性、乳化性和凝胶性均不
及大豆分离蛋白。但紫苏分离蛋白的吸油性仅稍小于大豆分离蛋白，此外，在紫苏分离蛋白的蛋白质质量浓度为
3g/100mL以后，其乳化稳定性与大豆分离蛋白的乳化稳定性基本相当。紫苏分离蛋白在食品加工中作为一种蛋白
质强化剂具有一定潜力。
关键词：紫苏；分离蛋白；功能特性
Functional Properties of Perilla Seed Protein Isolate
SHENG Cai-hong1， LIU Ye1，LIU Da-chuan1，LI Jiang-ping2，LI Jun2
(1. School of Food Science and Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China；
2. Hubei Li Shizhen Health Oil Co. Ltd., Qichun 435300, China)
Abstract: In order to offer experimental evidence for its application in food industry, the function properties of perilla seed protein
isolate (PSPI) was studied using soybean protein isolates (SPI) as the reference. The nitrogen solubility index (NSI) of PSPI had
a trend similar to that of SPI within the pH range of 2-12, but PSPI revealed higher solubility than SPI at isoelectric point. The
water holding capacity, foaming capacity, foam stability, emulsifying capacity and gel-forming capacity were lower than those
of SPI at pH 7.0. However, the oil-binding capacity of PSPI was close to that of SPI, and the emulsion stability of PSPI was
almost equal to that of SPI when the protein concentration was higher than 3 g/100 mL. These results suggested that the PSPI
is a potential protein enhancer for food processing.
Key words: perilla； protein isolate；functional properties
中图分类号：TS253.4 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2011)17-0137-04
收稿日期：2010-12-27
作者简介：盛彩虹(1986—)，女，硕士研究生，研究方向为油脂及植物蛋白工程。E-mail：Shengcaihong2011@163.com
*通信作者：刘大川(1943—），男，教授，研究方向为油脂及植物蛋白工程。E-mail：dcl iu@whpu.edu.cn
紫苏(Pevilla) 系唇形科一年生草本植物，是我国传
统的药食两用植物。由于紫苏籽油含有丰富的α- 亚麻
酸，α- 亚麻酸可以维持大脑神经系统功能，提高学习
记忆力和视力，还具有降血压、降血脂、抑制血小板
聚集、减肥、以及减少癌症患病率、抑制肿瘤转移、
改变过敏体质等作用[1-3]，目前对于紫苏籽的开发利用，
主要是对紫苏油的开发。而紫苏籽脱脂后的副产品紫苏
饼粕没有得到很好的利用。紫苏分离蛋白是以紫苏籽脱
脂后的副产品紫苏饼粕为原料，采用碱溶酸沉法制备的
蛋白产品，充分利用了紫苏籽中的蛋白质。紫苏蛋白
的功效比值、净蛋白比值和真消化率分别为 2.07、2.87
和 82.6% [4]。紫苏籽蛋白质的氨基酸组成比较全面，种
类达 18 种，含有人体所必需的全部 8 种氨基酸，除含
硫氨基酸(蛋氨酸 +胱氨酸)偏低外，其他氨基酸组成与
一般油料蛋白的氨基酸组成相似[5-6]。紫苏蛋白是一种比
较好的植物蛋白资源。
功能性质是蛋白质产品在食品配制、加工、制备
和储藏过程中，对食品质量产生影响的物理、化学性
质。蛋白质产品的功能性质一般受以下几个方面的影
响：一是蛋白质本身固有的物理属性，如它的氨基酸组
成，它的分子大小及结构形态；二是与蛋白质相互作用
的食物组分，如水、离子、脂质等；三是环境的影
响，如温度、p H 值、电离强度等 [ 7 ]。
为了解紫苏分离蛋白在食品工业中的应用，本实验
研究 pH 值、温度、蛋白质质量浓度等因素对紫苏分离
蛋白的溶解性、持水性、吸油性、起泡性及乳化性等
2011, Vol. 32, No. 17 食品科学 ※基础研究138
功能特性的影响。并将它的功能特性与大豆分离蛋白的
功能特性进行比较，为紫苏分离蛋白在食品工业中的应
用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
紫苏分离蛋白(自制)；大豆分离蛋白由湖北云梦龙
云蛋白食品有限公司提供。其主要成分见表 1。
蛋白 水分 粗脂肪 粗蛋白(N× 6.25，干基)
紫苏分离蛋白 7.33 0.52 91.22
大豆分离蛋白 6.42 0.50 90.28
表 1 两种蛋白质产品的主要成分
Table 1 Major components of PSPI and SPI %
石油醚(沸程 30～60℃，60～90℃)、氢氧化钠、浓
盐酸、硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸、硼酸、甲基红、
甲基橙、溴甲酚绿、基准碳酸钠、双缩脲试剂、干
酪素均为市售分析纯；花生油。
1.2 仪器与设备
渗滤式玻璃浸出器 自制；LD5-10离心机 北京医
用研究所；80-2离心沉淀器 江苏省金坛市医疗仪器
厂；DZF-6050型真空干燥箱 上海精宏实验设备有限
公司；SHA-C水浴恒温振荡器 江苏恒丰仪器厂；SYC-
15B超级恒温水浴 南京桑力电子设备厂；GLZ-5喷雾
干燥机 无锡大唐干燥设备厂；DS-1高速组织捣碎机
上海标本模型厂。
1.3 方法
1.3.1 紫苏分离蛋白的制备工艺
将脱脂紫苏粕粉碎通过 60目筛，然后在 55℃，料
液比 1:10，pH10的条件下碱溶 60min(2次)，经离心分
离后(3000r/min，20min)，收集上清液。用盐酸调节上
清液的 pH值，达到等电点 pH4.4，酸沉 30min，离心分
离除去乳清水(3000r/min，20min)。将酸沉后的沉淀用水
洗涤，再适量加碱液中和，经喷雾干燥后得到紫苏分离
蛋白产品。该工艺制备紫苏分离蛋白的提取率为 24.5%。
1.3.2 测定方法
1.3.2.1 蛋白质、水分、粗脂肪含量测定
蛋白质含量的测定：GB/T5009.5— 2010《食品中
蛋白质的测定》；水分含量的测定：G B / T 5 0 0 9 . 3 —
2 0 1 0《食品中水分的测定》；粗脂肪含量的测定：
GB/T5009.6— 2003《食品中脂肪的测定方法》。
1.3.2.2 蛋白溶解性测定[8]
采用双缩脲法。采用最小二乘法，建立标准曲线
的线性回归方程为 y=0.0506x+0.0102，式中 x表示蛋白质
含量 /(mg/mL)，y表示 A540nm，相关系数 R=0.99。样品
的测定：称取 1g蛋白质产品溶解于 100mL蒸馏水中，
配制成 1g/100mL的蛋白溶液，调节 pH值至一定值，室
温振荡 120min，4000r/min离心 20min备用。取样品溶
液 1.0mL置于试管内，加入双缩脲试剂 4.0mL，混合均
匀，在室温静置 30min，于波长 540nm处，以蒸馏水
作参比，进行比色测定，对照标准曲线方程，经计算
得样品溶液的蛋白质含量。凯氏定氮法测定样品中蛋白
质含量。氮溶解指数(NSI)按式(1)计算。
溶液中蛋白质含量
NSI/%=—————————×100 (1)

样品中蛋白质含量
1.3.2.3 持水性的测定
参照参考文献[9]进行测定。向 10g干试样中加水
2 00 mL，搅拌均匀后放置 2 0 mi n 使之充分吸水，用
1500r/min离心分离 5min，去除分离水，测定残留物的
质量，以每克蛋白样品(干质量)吸附水的克数表示，按
式(2)计算。
离心后残留物质量－试样干质量
持水性 /(g/g)=—————————————— (2)

试样干质量
1.3.2.4 吸油性
参照参考文献[10]进行测定。称取 0.5g蛋白质样品
于刻度离心管中，加入 5mL油，混匀 1min 后，在一
定的温度下静置 30min，4000r/min离心 30min，测定
其上清液体积，扣除后即为蛋白样品吸油量。按式(3)
计算。

5mL－离心后油的体积/mL
吸油量/(mL/g)＝———————————— (3)

换算为干物质试样质量/g
1.3.2.5 起泡性与泡沫稳定性测定
参照参考文献[9]进行测定。将一定量的蛋白质溶解
到100mL蒸馏水中，调节至一定pH值，然后在10000 r/min
左右的组织捣碎机中均质 2min，记录均质停止时泡沫体
积。起泡性按式( 4 )计算。
均质停止时泡沫体积/mL
起泡性 /%=———————————× 100 (4)

100mL
记录均质停止 10、30min后泡沫体积，用来衡量
泡沫稳定性。
1.3.2.6 乳化性与乳化稳定性[11]
称取一定量的蛋白产品溶于 50mL蒸馏水中，调节
pH7.0，加入 50mL花生油，在高速组织捣碎机中均质
(10000～12000r/min)2min，再 1500r/min离心 5min，按式
(5)计算乳化能力。
离心管中乳化层高度
乳化能力 /%=——————————×100 (5)

离心管中液体总高度
139※基础研究 食品科学 2011, Vol. 32, No. 17
将上述样品置于 80℃水浴中 30min后，冷却至室
温，再 1500r/min离心 5min，测出此时的乳化层高度，
按式(6)计算乳化稳定性。

30min后乳化层高度
乳化稳定性 /%=—————————×100 (6)

初始时的乳化层高度
1.3.2.7 最小凝胶点测定[12]
称取一定量蛋白产品于 25mL烧杯中，加入20mL蒸
馏水中，配制成不同质量浓度的溶液，调节 pH 值至一
定值，磁力搅拌 20min后，放入 90℃水中保温 30min，
取出后迅速水冷至室温，于 4℃条件下静置 1 2 h。用
“－”表示不能形成凝胶，“+ ”表示可形成凝胶，
“±”表示可形成凝胶但不能自持。
2 结果与分析
2.1 蛋白质溶解性测定结果
植物蛋白的溶解性是蛋白质最重要的一个功能特
性。蛋白质其他的功能特性如乳化性、起泡性、凝胶
性等都与其溶解性有关。蛋白质的溶解性除与本身的氨
基酸组成和结构有关外，还与溶液的 pH 值、温度、离
子强度等有着密切联系。
如图 1所示，在 pH4～5之间，紫苏分离蛋白的溶
解性最低，这与大豆分离蛋白相似，但是紫苏分离蛋白
在等电点pH4.4时的NSI值(25.5%)比大豆分离蛋白在其等
电点 pH4.6时的NSI值(7.1%)要高。偏离等电点时，两
种分离蛋白的溶解性都增大。另外，紫苏分离蛋白在
pH7.0时，NSI值仅为 54.7%，pH8以后 NSI值才急剧
上升。而大豆分离蛋白在 pH7.0时，NSI已达到 84.1%。
pH6以后大豆分离蛋白的 NSI始终高于紫苏分离蛋白，
在达到 pH11之后，溶解趋于平衡时，二者 NSI基本一
致。而在 p H 4 之前，二者 N S I 值相差不大。
2.2 持水性测定结果
pH 值的变化影响蛋白质分子的解离和静电荷量，
因而可改变蛋白质分子间的相互吸引力和排斥力及其与水
缔合的能力。如图 2所示，在 pH4～8范围内，两种蛋
白产品的持水性都随 pH值的增大而增大。在同一 pH值
时，大豆分离蛋白的持水性比紫苏分离蛋白的持水性要
好，如 pH7.0时，大豆分离蛋白的持水性为 6.6g/g，紫
苏分离蛋白的持水性为 3.57g/g。
2.3 吸油性测定结果
吸油性是蛋白质与油结合吸附油的能力。影响吸油
性的因素有：蛋白质的加工方法、粒度、温度以及油
脂种类等。如图 3 所示，随着温度的升高，蛋白质的
吸油性下降。这是由于温度升高，油的黏度降低，流
动性增强，减弱了与蛋白质分子的结合，最后导致蛋
白吸油性下降。与大豆分离蛋白比较，在同一温度下，
紫苏分离蛋白的吸油性稍小。
2.4 起泡性与泡沫稳定性
图 1 pH 值对蛋白质溶解性的影响
Fig.1 Effect of pH on NSI of PSPI and SPI
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
N
SI
/%
pH
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
大豆分离蛋白
紫苏分离蛋白
图 2 pH 值对蛋白质持水性的影响
Fig.2 Effect of pH on water-holding capacity of PSPI and SPI
8
7
6
5
4
3
2
1
0
持
水
性
/(
g/
g)
pH
4 5 6 7 8 9
大豆分离蛋白
紫苏分离蛋白
图 3 温度对蛋白吸油性的影响
Fig.3 Effect of temperature on oil-binding capacity of PSPI and SPI
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
吸
油
性
/(
m
L
/g
)
温度 /℃
30 60 90 120
大豆分离蛋白
紫苏分离蛋白
样品
蛋白质质量浓度 /
起泡性 /%
泡沫稳定性 /%
(g/100mL) 10min后 30min后
1 57.5 52 49
2 61 55 50
大豆分离蛋白 3 72.5 65 60
4 90 85 81
5 100 95 90
1 25 20 18
2 45 35 25
紫苏分离蛋白 3 50 39 29
4 55 45 32
5 63 57 49
表 2 蛋白的起泡性与泡沫稳定性 (pH7.0)
Table 2 Foaming capactiy and foam stability of PSPI and SPI at pH 7.0
如表 2所示，两种蛋白的起泡性和泡沫稳定性都随
蛋白质质量浓度的增大而增大。蛋白质的起泡性在很大
程度上与蛋白质的溶解性有关。pH7.0时，紫苏分离蛋
白的溶解性(NSI为 54.7%)比大豆分离蛋白的溶解性(NSI
2011, Vol. 32, No. 17 食品科学 ※基础研究140
为 84.1%)小，故在 pH7.0，同一蛋白质质量浓度时，紫
苏分离蛋白的起泡能力比大豆分离蛋白的起泡能力弱。
2.5 乳化性与乳化稳定性
蛋白质的乳化性能取决于两个因素：一是降低界面
张力的能力；二是成膜的能力。由图 4、5 可见，随
着蛋白质质量浓度的增大，大豆分离蛋白和紫苏分离蛋
白的乳化性和乳化稳定性都呈上升趋势。由此可见，蛋
白质质量浓度的增大，增大了界面膜的厚度，从而提
高膜的强度，增加了乳化性和乳化稳定性。紫苏分离
蛋白的乳化性不及大豆分离蛋白好。但是，紫苏分离
蛋白的蛋白质质量浓度大于 3g/100mL时，其乳化稳定性
与大豆分离蛋白的乳化稳定性相当。
影响乳化性的因素还有很多，如蛋白质的变性程度、蛋
白质种类、pH值、离子强度、温度、糖的存在等因素[13]。
影响紫苏分离蛋白乳化性及乳化稳定性的具体原因还需要进
一步探讨。
2.6 最小凝胶点
凝胶的形成是由于蛋白质分子经适当加热变性，使
紧密的球状、椭圆状分子经变性后，构象稍有松弛，
形成连续的网状结构，使水的小分子被包埋在网络内；
蛋白质分子与水结合及相互作用增强，增进了蛋白在水
中的溶解性能；另外蛋白质分子之间相互作用增强，形
成有序的聚集状态。蛋白质凝胶的形成涉及到蛋白分子
空间构象，分子形状，分子质量大小，蛋白分子间作
用力、蛋白分子与溶剂分子间作用力，相应地受外界
条件影响，如形成时温度、制胶液的浓度、蛋白质含
量、p H 值、盐浓度等 [ 1 4 ]。
由表 3可见，大豆分离蛋白在 pH7.0的条件下，蛋
白质质量浓度为 12g/100mL即可形成凝胶。而紫苏分离
蛋白在 pH 7.0 的条件下，不能形成凝胶。原因可能是
pH7.0时，紫苏分离蛋白的溶解性较差，导致不能形成
凝胶。调节pH值至8.0，在蛋白质质量浓度为10g/100mL
时，紫苏分离蛋白即可形成凝胶，但不能自持。蛋白
质质量浓度为 12g/100mL时可形成凝胶，且能自持。
3 结 论
紫苏蛋白等电点为 pH4.4，在此 pH值时紫苏分离蛋
白溶解度最小，继续加碱或加酸，紫苏蛋白的溶解性均
会增大，这与大豆分离蛋白的溶解性随 pH 值变化的趋
势基本一致。但在 pH7.0时，紫苏分离蛋白的溶解性(NSI
值仅为 54.7%)低于大豆分离蛋白(NSI值为 84.1%)。
在 pH7 .0 时，紫苏分离蛋白的吸水性、起泡性及
泡沫稳定性、乳化性及乳化稳定性及凝胶性均不及大豆
分离蛋白。但紫苏分离蛋白的吸油性仅稍小于大豆分离
蛋白。在 pH7.0时，紫苏分离蛋白不能形成凝胶。调节
pH值至 8.0，在蛋白质质量浓度为 10g/100mL时，紫苏
分离蛋白开始形成凝胶，当蛋白质质量浓度为 12g/100mL
时即可形成凝胶。
综上所述，紫苏分离蛋白产品的功能性质虽不及大
豆分离蛋白，但仍具有较好的功能性质，能够在食品
行业中得到较好的应用。
参 考 文 献 ：
[1] 刘秉和. 要重视紫苏的利用与开发[J]. 湖南中医药导报, 2000, 6(2): 16-17.
[2] 张燕平, 张虹, 王维华. 苏子的精炼及油中α-亚麻酸的纯化研究[J].
中国油脂学报, 1999, 14(3): 2-4．
[3] 张洪, 黄建韶, 赵东海. 紫苏营养成分的研究[J]. 食品与机械, 2006, 22(2): 41-43.
[4] 张燕平, 张虹, 沈志扬. 苏子油粕中蛋白质的提取研究[J]. 中国商办
工业, 2000(7): 46-48.
[5] 刘大川, 王静, 刘贵华, 等. 紫苏叶中色素及黄酮类化合物提取工艺
研究[J]. 粮食与油脂, 2000(5): 36-39.
[6] 林文群, 陈忠, 刘剑秋. 紫苏子化学成分初步研究[J]. 海峡药学, 2002, 14(4): 26-28.
[7] 刘大川. 植物蛋白工艺学[M]. 北京: 中国商业出版社, 1993.
[8] 刘景顺, 黄纪念, 谭本刚. 大豆分离蛋白的改性研究[J]. 郑州粮食学
院学报, 1997, 18(4): 1-9.
[9] 郭兴凤. 豌豆蛋白的功能特性研究[J]. 郑州粮食学院学报, 1996, 17(1): 69-74.
[10] 李雪琴, 苗笑亮, 裘爱泳. 蚕豆分离蛋白的制备及其功能性质研究
[J]. 粮食与饲料工业, 2003(5): 41-43.
[11] 张维农, 刘大川, 胡小泓. 花生蛋白产品功能特性的研究[J]. 中国油
脂, 2002, 27(5): 60-65.
[12] CHAU C F, CHEUNG P C. Functional properties of flours prepared
from three chinese indigenous legume seeds[J]. Food Chemistry, 1998,
61(4): 429-433.
[13] 黄友如, 华欲飞, 裘爱泳. 醇洗豆粕对大豆分离蛋白功能性质的影
响 -乳化性能[J]. 中国油脂, 2003, 28(11): 35-38.
[14] 沈蓓英, 倪培德, 胡传荣. 植物蛋白凝胶特性的研究[J]. 中国油脂,
1995, 20(4): 33-37.
质量浓度 /(g/100mL) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
大豆分离蛋白 － － － － － + + + + +
紫苏分离蛋白 － － － － ± + + + + +
表 3 紫苏分离蛋白和大豆分离蛋白样品的凝胶性
Table 3 Gel-forming capacity of PSPI and SPI
注：大豆分离蛋白凝胶形成性在 pH7.0的条件下测定；紫苏分离蛋白凝
胶形成性在 pH8.0的条件下测定。
图 4 蛋白质质量浓度对乳化性的影响
Fig.4 Effect of protein concentration on emulsificability of PSPI and SPI
80
70
60
50
40
30
20
10
乳
化
能
力
/%
蛋白质量浓度 /(g/100mL)
大豆分离蛋白
紫苏分离蛋白
1 2 3 4 5 6
图 5 蛋白质质量浓度对乳化稳定性的影响
Fig. 5 Effect of protein concentration on emulsion stability of PSPI and SPI
100
95
90
85
80
75
70
乳
化
稳
定
性
/%
蛋白质量浓度 /(g/100mL)
1 2 3 4 5 6
大豆分离蛋白
紫苏分离蛋白