全 文 ：收稿日期:2015 － 03 － 26;修回日期:2015 － 05 － 07
基金项目:河南省高校科技创新团队支持计划(13IＲTSTHN028)
作者简介:夏克东(1988)，男，硕士研究生，研究方向为粮
食、油脂与植物蛋白工程(E-mail)xkd0903@ 163． com。
通信作者:田少君，教授(E-mail)shaojun_tian@ haut． edu． cn。
油料蛋白
不同干燥方法制备的星油藤分离蛋白
功能性质的比较研究
夏克东1，张 骊2，李海旺1，田少君1
(1. 河南工业大学 粮油食品学院，郑州 450001;2. 西安中粮工程研究设计院有限公司，西安 710082)
摘要:以星油藤饼为原料，分别采用真空冷冻干燥和喷雾干燥的方法制备星油藤分离蛋白。研究了
温度、pH、质量浓度对两种干燥方法制备的星油藤分离蛋白功能性质的影响并进行比较。结果表
明:两种方法制备的星油藤分离蛋白的溶解度和吸油性在 55℃时最大;持水性在 pH 7 时最大;黏
度随温度的升高而降低;起泡性和乳化活性、乳化稳定性均随蛋白质质量浓度的升高而增大。真空
冷冻干燥样品的吸油性、持水性、溶解性、起泡性大于喷雾干燥的样品;其乳化活性与乳化稳定性高
于喷雾干燥的样品。
关键词:星油藤分离蛋白;功能性质;真空冷冻干燥;喷雾干燥
中图分类号:TS229;TQ936． 2 文献标志码:A 文章编号:1003 － 7969(2015)08 － 0012 － 05
Comparison of functional properties of Sacha Inchi protein isolates
prepared by different drying methods
XIA Kedong1，ZHANG Li2，LI Haiwang1，TIAN Shaojun1
(1． College of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China;
2． Xian COFCO Engineering Ｒesearch ＆ Design Institute Co．，Ltd．，Xian 710082，China)
Abstract:With Sacha Inchi (Plukenetia volubilis L．)cake as raw material，Sacha Inchi protein isolates
were prepared by vacuum freeze － drying and spray drying methods． The influences of temperature，pH
and mass concentration on the functional properties of the Sacha Inchi protein isolates obtained via the two
drying methods were studied and compared． The results showed that oil absorption and solubility of the Sa-
cha Inchi protein isolate reached the highest at 55℃;water retention reached the maximum at pH 7;vis-
cosity decreased with the temperature increasing;the foamability，emulsifying ability and emulsion stabil-
ity of Sacha Inchi protein isolate improved with the mass concentration of protein increasing． The solubili-
ty，oil absorption，water retention and foamability of Sacha Inchi protein isolate obtained by vacuum
freeze － drying method were better than those obtained by spray drying method;its emulsifying ability and
emulsion stability obtained by vacuum freeze － drying method were higher than those obtained by spray
drying method．
Key words:Sacha Inchi protein isolate;functional property;vacuum freeze － drying;spray drying
星油藤(Plukenetia volubilis L．)，又名南美油藤、
印加果、印加花生、美藤果，为大戟科多年生木质藤本
植物，原生长于南美洲安第斯山脉的热带雨林中［1］，
印加语称为 Sacha Inchi［1］。星油藤当年种植，当年可
挂果，2 ～3年进入盛产期;一年四季开花结果，产量
较高［2］。20世纪 80年代，科学家开始对星油藤种子
的化学组成及其生理功效进行研究［3］，星油藤果实富
含多种不饱和脂肪酸和蛋白质，还含有维生素、甾醇
等生物活性物质［4 － 6］和生物碱、皂甙及香豆素等次生
代谢产物。2006 年，星油藤由中国科学院西双版纳
热带植物园引种，自 2008年引种成功以来，我国科学
21 CHINA OILS AND FATS 2015 Vol. 40 No. 8
家及相关部门开始了对星油藤的研究。
近年来，星油藤的开发利用主要集中在果油方
面，榨油后的饼未被有效利用，不仅浪费了资源，还
对环境造成污染。有研究表明:星油藤种仁蛋白质
含量达 30. 1%，必需氨基酸种类齐全［7］。星油藤蛋
白是一种极具开发价值的蛋白质资源。在加工处理
过程中，不同的干燥处理方法会对星油藤蛋白的功
能性质产生不同程度的影响。本文研究了真空冷冻
干燥和喷雾干燥两种方法对星油藤分离蛋白功能性
质的影响并进行比较，以期为寻找适用于星油藤分
离蛋白的工业化生产及在食品行业应用的有效途径
提供参考。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
1. 1. 1 原料与试剂
星油藤饼，由西双版纳某公司提供。石油醚
(沸程 30 ～ 60℃)、NaOH、十二烷基磺酸钠(SDS)、
HCl、牛血清蛋白、考马斯亮蓝 G － 250 等，均为国产
分析纯。
1． 1． 2 仪器与设备
雷磁 PHS －3C精密 pH计，FA －25 高速剪切分
散乳化机，Kjeltec 2300 凯氏定氮仪，LGJ － 10C 真空
冷冻干燥机，DHG －9240 恒温干燥箱，恒温水浴锅，
NDJ － 8S 型数显黏度计，B －290小型台式喷雾干燥
机(瑞士 Buchi实验仪器公司)，722S 紫外可见分光
光度计。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 原料预处理
将星油藤饼粉碎，过 100 目筛，45℃下用石油
醚脱脂 5 h以上，置通风橱中 12 h进行溶剂挥发，得
星油藤脱脂粉，4℃保存备用。
1. 2. 2 星油藤脱脂粉的主要成分分析
粗蛋白质含量的测定参照 GB 5009. 5—2010;
水分的测定参照 GB /T 10358—2008;灰分的测定参
照 GB /T 9824—2008;粗纤维的测定参照 GB /T
6434—2006;粗脂肪的测定参照 GB /T 5009. 6—
2003;水溶性糖的测定参照 YC /T 159—2002。
1. 2. 3 星油藤分离蛋白的制备
取 50． 0 g星油藤脱脂粉与双蒸水按料液比 1∶ 20
混合，用1 mol /L NaOH调 pH至11. 0，在45℃下磁力
搅拌浸提 30 min，然后在 4℃下 4 000 r /min 离心
20 min［8］。沉淀物再重复提取 2 次，合并 3 次上清液，
用 1 mol /L HCl调 pH至等电点沉淀蛋白质，静置沉
淀后，用双蒸水洗涤沉淀 3 次，1 mol /L NaOH 调 pH
至 7. 0，搅拌使其复溶后干燥［9］。
喷雾干燥:进风温度 170℃，出风温度 55 ～
75℃，进样量 20% ～ 22%;得到的星油藤分离蛋白
粉蛋白质含量(以干基计)为 86. 27%。
真空冷冻干燥:温度 － 52℃，真空度 0. 1 MPa，
时间 36 h;得到的星油藤分离蛋白粉蛋白质含量
(以干基计)为 87. 90%。
1. 2. 4 蛋白质功能性质的测定
1. 2. 4. 1 溶解度的测定
配制 1% 的星油藤分离蛋白样品溶液，用
0. 1 mol /L 的HCl或 0. 1 mol /L的 NaOH调节 pH至中
性，于一定温度下水浴搅拌 20 min 后以4 000 r /min的
转速离心分离 30 min，采用考马斯亮蓝法测定上清液
中可溶性蛋白质的含量，以上清液中的可溶性蛋白含
量占样品中总蛋白含量的百分比表示蛋白质的溶
解度。
1. 2. 4. 2 吸油性的测定
取 0. 5 g星油藤分离蛋白样品加入 10 mL 花生
油中，于一定温度下混匀 5 min，然后以 4 000 r /min
的转速离心 30 min，小心吸除上层油后称量离心管
的质量。
吸油性 =
m2 －m1
m0
× 100%
式中:m0为样品质量，g;m1为吸油前样品和离
心管的总质量，g;m2为吸油后样品和离心管的总质
量，g。
1. 2. 4. 3 持水性的测定
取 0. 5 g星油藤分离蛋白样品加入 10 mL蒸馏水
中，室温下于一定 pH混匀 5 min，然后以 4 000 r /min
的转速离心 30 min，小心吸除上层水后称量离心管
的质量。
持水性 =
m2 －m1
m0
× 100%
式中:m0为样品质量，g;m1为吸水前样品和离
心管的总质量，g;m2为吸水后样品和离心管的总质
量，g。
1. 2. 4. 4 起泡性的测定［10］
配制 100 mL一定质量浓度的星油藤分离蛋白
样品溶液，搅拌 20 min后调节 pH 至 7. 0，用匀浆机
以 10 000 r /min 的转速搅打 1 min 后，迅速转入
250 mL 量筒，同时用少量蒸馏水冲洗匀浆机内壁，
测量泡沫体积。
起泡性 =搅打停止时泡沫总体积 －搅打前体积
搅打前体积
×
100%
1. 2. 4. 5 乳化性的测定
取一定质量浓度的星油藤分离蛋白样品溶液
312015 年第 40 卷第 8 期 中 国 油 脂
15 mL，加入等体积的大豆油，以 10 000 r /min 的转
速均质 1 min，吸取 10 μL 底层乳状液，加入 10 mL
0. 1% SDS(pH 7. 0)稀释，以 SDS 溶液作为参比，于
500 nm 处测定吸光度，10 min 后相同条件下再测定
吸光度［11］。乳化活性(EAI)为单位质量蛋白质的
乳化面积，cm2 /g;乳化稳定性(ES)为乳状液浊度发
生一定变化所用的时间，min。
EAI =
2. 303 × 2 × A500 × N
 × L × C × 10 000
ES =
A0
A0 － At
×(T － T0)
式中:N为稀释倍数;为油相体积分数，50%;
C为蛋白质质量浓度，mg /mL;L 为比色皿光径，1
cm;A500为 500 nm 处的吸光度;A0为起始吸光度;At
为10 min 后的吸光度;T0、T分别为时间 0、10 min。
1. 2. 4. 6 黏度测定
取 0. 5 g 星油藤分离蛋白样品，倒入 50 mL
0. 5%的海藻酸钠溶液中，混匀后于一定温度下加热
1 h，用黏度计测定其黏度。
2 结果与讨论
2. 1 星油藤脱脂粉的主要成分分析(见表 1)
表 1 星油藤脱脂粉的主要成分 %
粗脂肪 粗蛋白质 粗纤维 水分 灰分 水溶性糖
2. 67 ± 0. 05 61. 75 ± 0. 02 5. 58 ± 0. 07 14. 23 ± 0. 03 7. 82 ± 0. 05 8. 96 ± 0. 014
注:以干基计;n = 3。
由表 1 可知，星油藤脱脂粉中脂肪得到有效脱
除，粗蛋白质含量高达 61. 75%，可作为一种有价值
的新蛋白质资源进行研究开发。
2. 2 星油藤分离蛋白的溶解度
蛋白质的溶解度是在蛋白质 －蛋白质和蛋白
质 －水相互作用间平衡的热力学表现形式，影响蛋
白质溶解性质的主要相互作用是疏水作用和离子相
互作用［12］。溶解度是蛋白质最为基本的功能性质，
它对蛋白质的乳化性、吸油性、持水性以及胶凝作用
等性质都有影响［13 － 14］。
在中性条件下，考察不同温度(25、35、45、55、
65℃)和不同干燥方法对星油藤分离蛋白溶解度的
影响，结果见图 1。
图 1 温度对不同干燥样品溶解度的影响(pH 7. 0)
由图 1 可知，随温度的升高，星油藤分离蛋白的
溶解度先增大后减小。温度为 55℃时，星油藤分离
蛋白的溶解度达到最高值。与喷雾干燥样品相比，
真空冷冻干燥样品表现出较好的水溶性。可能是随
温度升高，蛋白质分子构象发生轻微改变，使立体构
象伸展，增强了蛋白质分子与水分子的相互作用，表
现出溶解度增大的趋势;当温度高于 55℃时，蛋白
质空间构象中弱键断裂，分子内部的一些疏水基团
暴露到分子表面，蛋白质发生热变性，蛋白质分子间
作用增强，出现凝聚现象，溶解度降低［15 － 16］。冷冻
干燥样品颗粒疏松多孔，相对较细又均匀，在溶液状
态下与水容易发生相互作用，表现出较好的水
溶性［17］。
2. 3 星油藤分离蛋白的吸油性、持水性
吸油性、持水性是蛋白质分别与脂肪和水结合
的能力。在肉制品的加工过程中吸油性好的蛋白质
可以在加工过程中减少脂肪的损失，更好地保持食
品的风味［18 － 19］;持水性对加工肉制品、面包、糕点有
重大影响，也与乳制品、肉制品的鲜嫩程度相关。
考察不同温度(15、25、35、45、55、65℃)和不同
干燥方法对星油藤分离蛋白吸油性的影响，结果见
图 2;考察不同 pH(3、5、7、9、11)和不同干燥方法对
星油藤分离蛋白吸水性的影响，结果见图 3。
200
160
120
80
0
35 45 55 65
40
15
)
*
+
/%
,-/.
25
!#$
%&’(#$
图 2 温度对不同干燥样品吸油性的影响
350
300
250
200
0
7 9 11
150
100
50
3
)
*
+
/%
5
!#$%&
’(%&
pH
图 3 pH对不同干燥样品持水性的影响
41 CHINA OILS AND FATS 2015 Vol. 40 No. 8
由图 2 可知，星油藤分离蛋白的吸油性随着温
度的升高呈现先升高后降低的趋势，在 55℃附近的
吸油性最大。高温使蛋白质变性而出现凝聚，减少
了与油的接触面积，油黏度的下降也会削弱与蛋白
质的结合能力，降低吸油性。由图 3 可知，星油藤分
离蛋白的持水性随着 pH的增大呈现先升高后降低
的趋势，在 pH 7 时持水性最高。pH 的变化引起蛋
白质分子带电性和离子化作用，改变蛋白质分子与
水的结合能力，从而改变持水性［20］。真空冷冻干燥
样品的吸油性和持水性均比喷雾干燥样品的大。从
微观角度讲，蛋白质分子表面亲水亲脂基团的性质
是影响蛋白质的持水性与吸油性的重要因素。喷雾
干燥的高温条件可能会使星油藤分离蛋白发生一定
程度的变性，改变蛋白质分子的结构，影响其表面亲
水基团和亲脂基团的性质。
2. 4 星油藤分离蛋白的起泡性
起泡性是指蛋白质在气液界面形成坚韧的薄
膜，使大量气泡进入并稳定的能力。植物脂质蛋糕
涂层、搅打奶油、冰激凌、蛋糕、面包等食品都是泡沫
类产品，起泡性是它们在加工过程中的重要指标，良
好的起泡性可改善烘焙食品的质构，保证食品口感
舒适、松软可口［11］。
考察了不同质量浓度(5、25、45、65、85 mg /mL)
和不同干燥方法对星油藤分离蛋白起泡性的影响，
结果见图 4。
图 4 质量浓度对不同干燥样品起泡性的影响
由图 4可知，星油藤分离蛋白的起泡性随着蛋白
质质量浓度的升高而增大;真空冷冻干燥样品的起泡
性大于喷雾干燥样品的起泡性。这是因为随着蛋白
质溶液质量浓度的升高，参与成膜的蛋白质增多，蛋
白质分子间的作用使产生的吸附膜更加紧密、厚度增
大，从而使气泡不易破裂，稳定性较高［18］。真空冷冻
干燥样品的高溶解度使其具有较好的起泡性;喷雾干
燥过程中蛋白质结构的改变也会影响起泡性。
2. 5 星油藤分离蛋白的乳化性
乳化性可以通过乳化活性(EAI)、乳化稳定性
(ES)的测定来评价［11］。蛋白质是表面活性剂，它
聚集在油水界面，使其表面张力降低，容易形成乳状
液。蛋白质的乳化性受多种因素影响，如 pH、浓度、
溶解度等。
考察了不同质量浓度(10、30、50、70 mg /mL)和
不同干燥方法对星油藤分离蛋白乳化活性和乳化稳
定性的影响，结果见图 5、图 6。
图 5 质量浓度对不同干燥样品乳化活性的影响
图 6 质量浓度对不同干燥样品乳化稳定性的影响
由图 5、图 6 可知，星油藤分离蛋白的乳化活性
和乳化稳定性随蛋白质质量浓度的升高而增强，真
空冷冻干燥样品的乳化活性与乳化稳定性均高于喷
雾干燥样品的。蛋白质质量浓度升高增加了界面膜
的厚度，从而提高了膜的强度，乳化性能得到提
高［19］。真空冷冻干燥样品的溶解度大于喷雾干燥
样品的溶解度，蛋白质向油水界面扩散能力较强，乳
化颗粒间静电斥力作用使乳化活性增强，保持其形
成乳状液的能力增强。
2. 6 星油藤分离蛋白的黏度
一些液体和半固体类食品的可接受性取决于产
品的黏度，黏度是流体的一个重要性质［17］。
考察了不同温度(20、30、40、50、60、70℃)和不同干
燥方法对星油藤分离蛋白黏度的影响，结果见图 7。
140
120
100
80
40
20 30 40 50 60 70 80
60
10
)
*
/
+*/,
!#$%&
’(%&
.
-
m
Pa
s
图 7 温度对不同干燥样品黏度的影响
512015 年第 40 卷第 8 期 中 国 油 脂
由图 7 可知，星油藤分离蛋白的黏度随着温度
的升高呈现下降的趋势，喷雾干燥样品的黏度大于
真空冷冻干燥样品的黏度。这是因为随着温度的升
高，蛋白质溶液的流动性增强，分子间疏水作用增大
导致其黏度下降;喷雾干燥温度较高，使蛋白质部分
变性，蛋白质分子的紧密结构被破坏，多肽链展开，
促使分子体积增大而增大其黏性［18］。
3 结 论
(1)不同的温度、pH、质量浓度对星油藤分离蛋
白的功能性质都有影响。55℃时星油藤分离蛋白
的溶解度与吸油性均达到最高;星油藤分离蛋白的
持水性在 pH 7 时最大;黏度随温度的升高而降低;
起泡性和乳化活性、乳化稳定性均随蛋白质质量浓
度的升高而增大。
(2)不同干燥方法对星油藤分离蛋白的功能性
质有一定影响。真空冷冻干燥制备的星油藤分离蛋
白变性程度小，在相同条件下其持水性、吸油性、溶
解度、起泡性均大于喷雾干燥的样品;其乳化活性与
乳化稳定性高于喷雾干燥的样品。
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