全 文 ：研究与探讨 食品工业科技Vol.29 , No.05 ,2008　　　　　　
2008年第 05期　 133　
甜杏仁蛋白的功能和结构的研究
盛小娜 ,王　璋 ,许时婴
(江南大学食品学院 ,江苏无锡 214122)
摘　要:溶解度测定表明 ,甜杏仁蛋白的等电点为 4.5。对甜杏仁蛋白功能性质的测定表明 ,甜杏仁蛋白的吸水和吸油
能力均优于大豆分离蛋白;当乳化温度由 20℃上升至 50℃时 ,其乳化能力逐渐上升 , 60℃后乳化能力逐渐下降 ,乳化
稳定性在 40℃后显著下降;其起泡性不如大豆分离蛋白 ,而泡沫稳定性与大豆分离蛋白相似。对甜杏仁蛋白的氨基酸
组成分析表明 ,其氨基酸种类齐全 ,尤其谷氨酸含量丰富。组成分析结果表明 ,甜杏仁蛋白包含四种不同组分 ,其中
77%左右为清蛋白 ,其余三种蛋白含量较低 。
关键词:甜杏仁蛋白 ,乳化性 ,起泡性 ,氮溶指数
Studyonfunctionalpropertiesandstructureofsugaryalmondprotein
SHENGXiao-na, WANGZhang, XUShi-ying
(SchoolofFoodScienceandTechnology, JiangnanUniversity, Wuxi214122, China)
Abstract:MeasurementofthesolubilityshowedthatpIofsugaryalmondproteinwas4.5.Thedeterminationof
functionalpropertiesshowedthatthecapacityofabsorbingwaterandoilwasbetterthanthatofsoyisolate
protein.Theemulsifyingcapacityofsugaryalmondproteinwasincreasedasthetemperaturerosefrom 20℃ to
50℃, anddecreasedwhenreaching60℃, whilethestabilitydecreasedwhenreaching40℃.Comparedwithsoy
isolateprotein, almondprotein, sugaryalmondproteinhadworsefoamingcapacitybutsimilarfoamstability.The
aminoacidcompositionofproteinwasgoodwithhighcontentofglutamicacid.Theproteincontainedfour
differentcompositions, inwhich77% wasalbumin.
Keywords:sugaryalmondprotein;emulsifyingcapacity;foamingcapacity;nitrogensolubilityindex
中图分类号:TS255.1　　　　文献标识码:A　　　　文 章 编 号:1002-0306(2008)05-0133-04
收稿日期:2007-09-07
作者简介:盛小娜(1984-),女 ,硕士研究生 ,研究方向:食品生物技术。
　　甜杏仁又名扁桃 、八担杏 、大杏仁 ,是樱属蔷薇
科植物的种子 。甜杏仁具有丰富的营养和药用价
值 ,是很好的药食兼用植物蛋白源。甜杏仁中约含
有 25%的蛋白质 , 包含了人体所需的 18种氨基
酸 [ 6] 。本文在用传统的碱提酸沉法提取甜杏仁蛋白
后 ,研究了甜杏仁蛋白的溶解度 、吸水吸油能力 、乳
化性 、乳化稳定性 、起泡性和泡沫稳定性 、表面疏水
性 、氨基酸分析及甜杏仁蛋白的组成分析 。
1　材料与方法
1.1　实验材料
甜杏仁　购于山西 ,经中药粉碎机粉碎 , 过 60
目筛 ,正己烷室温脱脂后于通风橱风干 ,得脱脂甜杏
仁粉;甜杏仁蛋白粉　脱脂甜杏仁籽粉按 1∶25(w/v)
加入去离子水 ,用 1mol/LHCl或 1mol/LNaOH调节
pH=9,于 40℃水浴中搅拌 60min,再经 5000r/min下
离心 15min,用考马斯亮蓝法测定上清液中的蛋白含
量 ,调节上清液 pH于等电点 pI,沉淀蛋白 ,弃去上清
液 ,水洗沉淀 3次 ,并调节 pH=7.0,冷冻干燥得甜杏
仁蛋白 。
1.2　甜杏仁蛋白功能性质的测定
1.2.1　溶解度的测定 [ 2] 　采用氮溶指数(NSI)来进
行评价 ,将 100mg样品分散在 15mL水中 ,用 1mol/L
HCl或 NaOH溶液分别调 pH至 3.0、5.0、7.0、9.0,磁
力搅拌 30min后 , 4000r/min离心 30min,采用微量凯
氏定氮法测定上清液中氮的含量 ,氮溶解指数 NSI
(%)=上清液中氮含量 /样品中氮含量 ×100%
1.2.2　吸水性及吸油性的测定　称取 0.25g杏仁蛋
白 ,加 6mL水于 10mL玻璃离心管中 ,在振荡器上振
荡 2min,静至 30min,于 3000r/min下离心 20min,弃
去上清液 ,称重试管。以每 100g蛋白结合的水量表
示蛋白吸水能力。称取 0.5g杏仁蛋白 ,加 3mL大豆
油于 10mL玻璃离心管中 ,在振荡器上振荡 1min,并
静置 30min后 ,于 3000r/min下离心 20min,量取游离
油的体积 。以每 100g蛋白吸收的油的体积表示蛋白
吸油能力 。另取大豆分离蛋白 ,同上法测定吸水性
及吸油性 。
1.2.3　乳化性及乳化稳定性的测定 [ 5 ] 　配制 0.2%
(w/v)蛋白溶液 ,分别取 30mL加入 10mL大豆油 ,于
30、40、50、60℃恒温水浴中保温 30min,而后采用高
速分散机(Ultra-TuraxT25, JANKE＆KUNKEL, IKA
-Labortechnik)以 13500r/min搅打 2次 ,每次 30s,搅
打后立即取 100μL乳状液于 25mL容量瓶中 ,加入
0.1%的 SDS溶液定容至 25mL并混匀 ,取少量稀释
样品测其在 500nm的吸光度 A0 。室温下放置 10min
DOI :10.13386/j.issn1002-0306.2008.05.033
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后 ,再次按上述方法取样 ,快速测定 500nm下 OD
值 ,记为 A10 。蛋白质的乳化能力 EC(Emulsifying
Capacity)及乳化稳定性 ES(EmulsifyingStability)计
算公式如下:
EC(m/g)=2×2.303×A0 ×NC×Υ×L×104
ESI(min)=A0 ×ΔTA0 -A10
式中 N:稀释倍数 250;C:样品浓度 0.2%;Υ:乳
化液中油相比例 0.25;L:比色杯光径;ΔT:时间
差 10min。
1.2.4　起泡性及泡沫稳定性的测定　取 0.5g杏仁蛋
白于 50mL水中 ,经高速分散机以 20500r/min搅打 2
次 ,每次 30s,记录 0、2、5、8、10、20、30、40min后的泡
沫高度 ,并记录起始液体高度 。另取大豆分离蛋白 ,
同上法测定起泡性及泡沫稳定性。
1.2.5　表面疏水性的测定 [ 8 ] 　将甜杏仁蛋白用
0.01mol/L的磷酸缓冲液(pH7.0±0.2)稀释至蛋白浓
度在 0.10～ 0.60mg/mL之间 。取不同浓度的稀释样
品 3mL, 采用 Hitachi650-60荧光分光光度计 ,在
390nm的激发波长和 470nm的发射波长下 ,分别测
定样品的荧光强度(FI0)和样品加入 10μLANS溶液
(8mmol/L)后的荧光强度(FI1), FI1和 FI0 的差值记
为 FI,以蛋白质浓度为横坐标 , FI为纵坐标作图 ,曲
线初始阶段的斜率即为蛋白质分子的表面疏水性指
数 ,记为 S0 。另取大豆分离蛋白 ,同上法测定表面疏
水性。
1.3　甜杏仁蛋白氨基酸分析 [ 2]
准确称取甜杏仁蛋白于水解管中 ,加入 18mL
6mol/LHCl,抽真空 10min,封口后于 110℃烘箱中水
解 24h,取出冷却后 ,转移至容量瓶中定容 。双层滤
纸过滤 ,取滤液 1mL于 25mL小烧杯中 , 40℃真空干
燥器中蒸干 , 取出加入 0.02mol/LHCl, 空气中放
30min并搅拌均匀 ,采用安捷伦 Ag1100液相色谱仪
测定氨基酸含量 。
1.4　甜杏仁蛋白组成分析 [ 4]
1.4.1　清蛋白制备　上清液 Ⅰ与 Ⅱ合并 ,用去离子
水 4℃透析(透析袋相对分子质量截留量为 8000～
14000)72h,离心分别收集上清液和沉淀 ,冷冻干燥
上清液 。
1.4.2　球蛋白制备　上清液 Ⅲ用去离子水 4℃透析
72h,离心收集沉淀 ,与清蛋白制备中的沉淀合并 ,冷
冻干燥。
1.4.3　醇溶蛋白制备　上清液Ⅳ用去离子水 4℃透
析 72h,离心收集沉淀 ,冷冻干燥。
1.4.4　谷蛋白制备 　上清液 Ⅴ用 2mol/LHCl调整
pH至 4.5,离心收集沉淀 ,水洗 3次 ,冷冻干燥 。
1.4.5　测定　各蛋白组分经冷冻干燥后 ,用凯氏定
氮法测定蛋白纯度 。
2　结果与讨论
2.1　甜杏仁蛋白功能性质的测定
2.1.1　溶解度的测定　由图 1可以看出 ,甜杏仁蛋白
的等电点约为 4.5,在碱性环境下的溶解度明显高于
酸性条件下 , pH=9时溶解度约为 80%。
图 1　不同 pH下甜杏仁蛋白的溶解性
2.1.2　吸水性及吸油性　由图 2可见 ,甜杏仁蛋白的
吸水和吸油能力均优于大豆分离蛋白。蛋白的吸水
和吸油能力受多种参数的影响 ,包括蛋白质分子的
空间结构 、亲水-疏水氨基酸的平衡 ,体系的表面张力
以及 pH、离子强度等环境中的物化性质等 。具有较
好持水性的蛋白质可对肉类和焙烤面团结构起到重
要作用 ,而吸油性能则可应用于肉制品 、奶制品等的
加工中 [ 9 ] 。两种蛋白结构上的差异使得它们与水 、油
的结合程度不同。
图 2　甜杏仁蛋白与大豆分离蛋白的吸水 、吸油能力
2.1.3　乳化性及乳化稳定性　乳化能力(EC)是指乳
状液相转变前(从 O/W乳状液转变成 W/O乳状液)
每克蛋白质所能乳化的油的体积 [ 1] 。相同条件下 ,乳
状液中分散相总表面积越大 ,则乳状液浊度越高 ,当
油体积一定时 ,分散相的总表面积越大 ,则乳化形成
的分散相液滴粒径越小 ,表明其乳化能力越强。
由图 3可以看出 , 当乳化温度由 20℃上升至
50℃时 ,甜杏仁蛋白的乳化能力逐渐上升;60℃后乳
化能力逐渐下降。图 4表明 ,乳化稳定性在 40℃后
显著下降 。适度的加热有利于蛋白质分子结构的展
开 ,暴露更多的疏水基团 ,从而提高分子的柔性和表
面疏水性 ,使蛋白质分子更易吸附到油水界面上;而
当温度较高时 ,由于蛋白质的完全热变性引起溶解
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表 1　甜杏仁蛋白的氨基酸组成
氨基酸 甜杏仁蛋白(g/100g蛋白质) 氨基酸 甜杏仁蛋白(g/100g蛋白质)
天门冬氨酸(Asp) 11.00 半胱氨酸(Cys) 0.64
谷氨酸(Glu) 27.45 缬氨酸(Val) 4.50
丝氨酸(Ser) 4.29 蛋氨酸(Met) 0.38
组氨酸(His) 2.41 苯丙氨酸(Phe) 5.53
甘氨酸(Gly) 4.81 异亮氨酸(Ile) 4.03
苏氨酸(Thr) 2.28 亮氨酸(Leu) 7.04
丙氨酸(Ala) 10.16 赖氨酸(Lys) 2.40
精氨酸(Arg) 4.74 脯氨酸(Pro) 5.15
酪氨酸(Tyr) 3.18
表 2　甜杏仁蛋白的必需氨基酸(EAA)组成与 FAO(1973)参考模式的比较
EAA 杏仁水解蛋白(mg/g蛋白质) FAO(mg/g蛋白质)
组氨酸(His) 24.13 0
异亮氨酸(Ile) 40.32 40
亮氨酸(Leu) 70.42 70
赖氨酸(Lys) 24.02 55
蛋氨酸(Met)+半胱氨酸(Cys) 10.51 35
苯丙氨酸(Phe)+酪氨酸(Tyr) 78.02 60
苏氨酸(Thr) 22.75 40
缬氨酸(Val) 45.03 50
度下降 ,因而降低了蛋白质的乳化能力和乳化稳
定性。
2.1.4　起泡性及泡沫稳定性　由图 5可见 ,大豆分离
蛋白的超出量高于甜杏仁蛋白 ,随着时间的延长 ,两
者的超出量均明显下降 , 15min时 ,两者泡沫体积减
少约 50%,表明这两种蛋白泡沫稳定性相似 ,但大豆
分离蛋白的起泡性较好。
2.1.5　表面疏水性　蛋白质降低油水界面张力的能
力和提高乳化活力指标的能力与它们的表面疏水性
相关 ,虽然这种关系不是绝对的 ,比如大豆蛋白的乳
化性和表面疏水性之间就不存在紧密的正相关性 ,
但仍然可以通过测定表面疏水性来了解蛋白质表面
非极性的信息 ,可反映蛋白质的乳化性大小。由图 6
可知 ,甜杏仁蛋白的表面疏水性指数为 S0 =164.86,
大于大豆分离蛋白的表面疏水性指数 5.57,这意味
图 5　甜杏仁蛋白与大豆分离蛋白的起泡性
着甜杏仁蛋白有更多的非极性残基定向于油水界
面 ,由于疏水相互作用在表面形成疏水性空穴 ,因而
显示较好的乳化性 。
图 6　甜杏仁蛋白与大豆分离蛋白的表面疏水性
2.2　甜杏仁蛋白氨基酸分析
对甜杏仁蛋白的氨基酸分析可以看出 ,谷氨酸
含量最高 。与 FAO标准模式谱对照可以发现 ,八种
必需氨基酸中 ,赖氨酸 ,苏氨酸及含硫氨基酸含量稍
低于标准模式谱 ,其余氨基酸含量均高于或接近标
准模式谱 。
2.3　甜杏仁蛋白组成分析
　　由表 3可以看出 ,经过水 、盐 、乙醇 、碱的连续
提取后 ,得到的可溶性蛋白中 ,清蛋白为主要成分 ,
占 77%左右 ,其次为谷蛋白 ,球蛋白和醇溶蛋白含
量较低;除醇溶蛋白外 ,其余三种蛋白的纯度均
较高。
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表 3　甜杏仁蛋白的组成及纯度
蛋白质 蛋白组成百分比(%, w/w)
各组分蛋白质纯度
(%, w/w)
清蛋白 77.16 89.36
球蛋白 2.73 81.45
醇溶蛋白 0.64 10.47
谷蛋白 19.45 80.12
3　结论
3.1　甜杏仁蛋白的等电点为 4.5,其吸水和吸油能力
均优于大豆分离蛋白;当乳化温度由 20℃上升至
50℃时 ,乳化能力逐渐上升 , 60℃后乳化能力逐渐下
降 ,乳化稳定性在 40℃后显著下降;起泡性不如大豆
分离蛋白 ,而泡沫稳定性与大豆分离蛋白相似;甜杏
仁蛋白的表面疏水性指数远大于大豆分离蛋白 。
3.2　对甜杏仁蛋白的氨基酸组成分析表明 ,其氨基
酸种类齐全 , 谷氨酸含量丰富 , 是优质的蛋白质
资源。
3.3　组成分析结果表明 ,甜杏仁蛋白中 77%左右为
清蛋白 ,其余三种蛋白含量较低 。
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(上接第 132页)
表 3　喷雾干燥大豆蛋白的酰胺 Ⅰ带
峰位置
(cm-1) 峰的指认 峰面积
所占的百分
含量(%)
1629.6 β-折叠 1.8906
1639.2 β-折叠 2.7549 37.42
1677.8 β-折叠 2.4564
1652.7 α-螺旋 3.2476 17.1
1666.6 β-转角 3.3118
1668.2 β-转角 3.0314 41.28
1693.2 β-转角 1.4925
3　结论
通过比较冷冻干燥与喷雾干燥对大豆蛋白二
级结构的影响 ,可以看出 ,这两种干燥方式均能使
大豆蛋白的结构发生某种程度的变化 ,如 β-折叠
和无规则卷曲结构的减少 , β-转角结构的增多。两
种干燥方式使蛋白质结构发生变化的程度不同 ,喷
雾干燥能使大豆蛋白的无规则卷曲结构完全消失 ,
而 β-转角结构大量增多;与之相比 ,冷冻干燥的处
理手段显得较为温和 ,大豆蛋白的变性被维持在了
一定的程度 。结构决定性质 ,也许这正是两种干燥
手段使得大豆蛋白表现出来的性质有所差异的原
因所在 。
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