第20卷第3期1998年9月江西农业大学学报
Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis
Vol. 20,No. 3Sept. ,1998
不同液比和p H 黄 强 朱丽梅
(江西农业大学食品科学系, 南昌330045)
摘要 初步研究了不同液比和p H 值对籽粒苋蛋白质溶解度的影响, 为籽粒苋蛋白质在食品中的
应用提供了一定的理论依据。
关键词 籽粒苋; 蛋白质; 溶解度
Q503;S636. 4分类号
苋是世界上的一种古老作物, 我国是苋的原产地之一, 资源十分丰富, 籽粒苋作为一种新
的植物蛋白资源, 它被国外农学家誉为21世纪向人类提供蛋白质和氨基酸的“未来谷物”。国内外大量试验结果表明, 籽粒苋种子中蛋白质和氨基酸含量远高于一般谷类作物, 尤其是赖氨酸含量几乎为一般谷物的2～3倍, 而且种子蛋白质的质量较高, 氨基酸组成同一般谷物互补。目前国内外只对籽粒苋蛋白质的氨基酸组成及其营养价值作过研究和报道, 而对其理化性质和功能性质的研究还未见到有关报道, 本试验对不同液比和p H 值对籽粒苋蛋白质溶解度的影响进行了初步研究, 为新的蛋白资源在食品中的应用提供了一定的理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1。原料 苋籽(黄苋R -104) 。
1. 1. 2。试剂 体积分数φ=98%浓硫酸(A. R ) ; 体积分数φ=2%硼酸(A. R ) 溶液; 质量分数ω=40%氢氧化钠(A. R ) 溶液; 硫酸铜(A. R ) 硫酸钾(A. R ) ; 甲基红———溴甲酚绿混合指示剂。1. 1. 3。设备 D T -100型电光天平(北京) ;CD -20高速离心机(北京) ; 全温振荡培养箱(江苏) ; 远红外辐射干燥箱(江苏) ; TN 型托盘式扭力天平(上海) ; 多功能食物料理机(上海) ; 微
量凯氏定氮仪(北京) ;p HS -3C 型酸度计(上海) 。1. 2 测定方法1. 2. 1 粗蛋白的测定 微量凯氏定氮法[1]。1. 2. 2 水分的测定 重量法[1]。1. 2. 3 氮溶指数(N S I ) 的测定 N S I %=
水溶氮样品中总氮
×100%[2]
收稿日期1998-05-15
・408・ 江西农业大学学报第20卷
1. 2. 4。籽粒苋蛋白质溶解液中氮的测定 取溶出液10mL 加入凯氏烧瓶中, 再向其中加入20mL 浓硫酸以及0. 5g 硫酸铜和3g 硫酸钾, 消化2～3h 至消化液澄清透明, 冷却后将消化
液加入100mL 容量瓶中定容, 取10mL 按微量凯氏定氮法定氮。1. 3 试验方法
1. 3. 1。料液比对蛋白质溶出量的影响 分别取8中, 加少量水, 研磨10min , 20,1∶35和1∶40的苋水比, 在30℃5h 时, 将上清液倒入离心管中离心(1500r/, 按[1. 2. 4]方法测定溶出蛋白质的含量。1. 3. 2 先用硫酸、氢氧化钠配制p H 值为1. 4,2. 0,2. 4,3. 0, 3. 4,4. 4,5. ,6. 5,7. 0,9. 0,10. 0,11. 0,12. 0,13. 0的不同溶液, 然后分别取2g 经90目筛的
籽粒苋粉, 按料液比为1∶40溶解, 随后在30℃条件振荡2. 5h , 取出静置1～2min , 将上清液倒入离心管中离心10min , 再将离心液用快速滤纸过滤, 按[1,3,4]方法测定溶出蛋白质含量。
2 试验结果与分析
2. 1 籽粒苋基本成分测定结果
基本成份分析结果/%
粗蛋白
19. 48
水分
12. 50
氮溶解指数
46. 56
从测定结果中可以看出此种籽粒苋的粗蛋白质含量与参考文献[3]中所报
图1 料液比对籽粒苋蛋白质溶出量的影响
道的相近; 氮溶解指数相对于大豆[2]的要低得多, 说明籽粒苋蛋白质中水溶性蛋白质含量相
对较低。2. 2 料液比对蛋白质溶出量的影响
表1 籽粒苋蛋白质在不同液比条件的溶出量及氮溶指数
测定项目
1∶5
1∶105. 2426. 92
1∶155. 3927. 67
1∶205. 5128. 30
1∶257. 5038. 51
1∶307. 5838. 92
1∶358. 5543. 92
1∶409. 0246. 56
液 比
粗蛋白含量/%氮溶解指数/%
4. 9925. 62
从表1及图1可以看出, 当料液比为1∶5时, 籽粒苋的溶出率最低。这是由于蛋白质的溶
解是蛋白质和水分通过氢键, 疏水相互作用、离子相互作用来实现的, 溶解相当于分开溶剂的分子, 分开蛋白质的分子和后者分散到溶剂中, 同时在蛋白质和溶剂之间产生最高的相互作用, 当籽粒苋溶液的浓度较大时, 不利于籽粒苋的充分溶胀与分散, 故溶出率最低。图中当料液比增大时溶解曲线呈缓慢递增趋势。当料液比增至1∶25时, 溶解度约为38. 5%, 当继续增加液比, N S I 又缓慢递增, 达1∶40时, 溶解度为46. 56%。可见, 提高加水量对蛋白质的溶出率
第3期上官新晨等:不同液比和p H 值对籽粒苋蛋白质溶解度影响研究
・409・
的增加并没有显著提高。2. 3 pH 值对蛋白质溶出量的影响
表2 不同pH 值条件的蛋白质的溶出率以及氮溶指数
测定项目粗蛋白含量/%氮溶解指数/%
1. 410. 33
2. 03. 76
2. 48. 3. 005
3. 4
4. 4
5. p H 053
9. 09. 79
13
4910. 8613. 4018. 3019. 29
03307946. 4858. 9857. 4452. 8146. 5648. 9250. 2655. 7568. 7993. 9499. 02
如表2和图2所示, 当溶液p H 值为1. 4时, 有50%左右的蛋白质被溶解, 其后随p H 值的增大蛋白质的溶解度明显降低, 在p H 值为2. 0附近, 蛋白质的溶解度为最小, 约为20%, 随着溶液p H 值的继续增加, 蛋白质的溶解度明显上升, 当p H
图2 p H 值对籽粒苋蛋白质溶出量的影响值接近6. 5～7. 0时, 曲
线又出现一个平滑的波谷, 然后曲线又开始迅速上升, 当p H 值在12时, 蛋白质的溶解度约为93%。籽粒苋蛋白质的这种溶解特性, 主要是由其内在因素所决定的, 蛋白质是由一系列氨基酸通过肽键组成, 尽管在蛋白质内部氨基酸残基α-羧基与α-氨基的电离性在形成肽键时消除, 但天门冬氨酸与谷氨酸残基的支链羧基, 赖氨酸与精氨酸的支链氨基仍可电离, 使得蛋白质分子所带净电荷可随环境的p H 值变化, 当p H 高于或低于等电点PI 时, 蛋白质带负电荷或正电荷, 水分子能同这些电荷相互作用并起稳定作用; 当p H 值没有远离PI 时, 蛋白质分子同水的相互作用是很弱的, 它们的净电荷小到使肽链能相互靠拢, 有时能形成聚集体而导致蛋白质沉淀, 由此可得出, 籽粒苋蛋白质的等电点在2. 0附近, 并且可说明籽粒苋蛋白质高分子化合物的成份复杂。在籽粒苋蛋白质的不同组分中, 其等电点有所差异, 但是等电点在2. 0附近的蛋白质组分含量相对较高。
3 小 结
(1) 液比为1∶5～1∶20范围内对籽粒苋蛋白质的溶解度影响不大; 液比达1∶25时, 其蛋白
质的溶解度明显提高, 再增大液比, 此蛋白质的溶解度提高缓慢。
(2) p H 值对籽粒苋蛋白质溶解度有明显的影响, 可以确定p H 值2. 0左右为籽粒苋蛋白质的等电点。
・410・ 江西农业大学学报
参 考 文 献
第20卷
1 吴平. 食品分析. 北京:中国轻工业出版社,1983. 75～78,216～218
2 石彦国, 任莉. 大豆制品工艺. 北京:中国轻工业出版社,1993. 92～,432～4343 岳绍先. 籽粒苋在中国的研究与开发. 北京:4 [美]OR 菲尼马著. 王璋译. 食品科学. 北京:215～R esearch on the Solubicity of Am aranth Seed Protein in
V arious Material Liquid R atio and pH V alue
Shangguan Xinchen Shen Y ong Huang Qiang Zhu Limei
(Dept. of Food Science ,JAU ,Nanchang 330045)
Abstract Preliminary studies on the solubicity of Amaranth seed protein in various material liquid ratio and p H value , and provides some bases in theory for the use of Amaranth seed protein in food.
K ey w ords Amaranth seed ; protein ; solubicity
第20卷第3期1998年9月江西农业大学学报
Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis
Vol. 20,No. 3Sept. ,1998
不同液比和p H 黄 强 朱丽梅
(江西农业大学食品科学系, 南昌330045)
摘要 初步研究了不同液比和p H 值对籽粒苋蛋白质溶解度的影响, 为籽粒苋蛋白质在食品中的
应用提供了一定的理论依据。
关键词 籽粒苋; 蛋白质; 溶解度
Q503;S636. 4分类号
苋是世界上的一种古老作物, 我国是苋的原产地之一, 资源十分丰富, 籽粒苋作为一种新
的植物蛋白资源, 它被国外农学家誉为21世纪向人类提供蛋白质和氨基酸的“未来谷物”。国内外大量试验结果表明, 籽粒苋种子中蛋白质和氨基酸含量远高于一般谷类作物, 尤其是赖氨酸含量几乎为一般谷物的2～3倍, 而且种子蛋白质的质量较高, 氨基酸组成同一般谷物互补。目前国内外只对籽粒苋蛋白质的氨基酸组成及其营养价值作过研究和报道, 而对其理化性质和功能性质的研究还未见到有关报道, 本试验对不同液比和p H 值对籽粒苋蛋白质溶解度的影响进行了初步研究, 为新的蛋白资源在食品中的应用提供了一定的理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1。原料 苋籽(黄苋R -104) 。
1. 1. 2。试剂 体积分数φ=98%浓硫酸(A. R ) ; 体积分数φ=2%硼酸(A. R ) 溶液; 质量分数ω=40%氢氧化钠(A. R ) 溶液; 硫酸铜(A. R ) 硫酸钾(A. R ) ; 甲基红———溴甲酚绿混合指示剂。1. 1. 3。设备 D T -100型电光天平(北京) ;CD -20高速离心机(北京) ; 全温振荡培养箱(江苏) ; 远红外辐射干燥箱(江苏) ; TN 型托盘式扭力天平(上海) ; 多功能食物料理机(上海) ; 微
量凯氏定氮仪(北京) ;p HS -3C 型酸度计(上海) 。1. 2 测定方法1. 2. 1 粗蛋白的测定 微量凯氏定氮法[1]。1. 2. 2 水分的测定 重量法[1]。1. 2. 3 氮溶指数(N S I ) 的测定 N S I %=
水溶氮样品中总氮
×100%[2]
收稿日期1998-05-15
・408・ 江西农业大学学报第20卷
1. 2. 4。籽粒苋蛋白质溶解液中氮的测定 取溶出液10mL 加入凯氏烧瓶中, 再向其中加入20mL 浓硫酸以及0. 5g 硫酸铜和3g 硫酸钾, 消化2～3h 至消化液澄清透明, 冷却后将消化
液加入100mL 容量瓶中定容, 取10mL 按微量凯氏定氮法定氮。1. 3 试验方法
1. 3. 1。料液比对蛋白质溶出量的影响 分别取8中, 加少量水, 研磨10min , 20,1∶35和1∶40的苋水比, 在30℃5h 时, 将上清液倒入离心管中离心(1500r/, 按[1. 2. 4]方法测定溶出蛋白质的含量。1. 3. 2 先用硫酸、氢氧化钠配制p H 值为1. 4,2. 0,2. 4,3. 0, 3. 4,4. 4,5. ,6. 5,7. 0,9. 0,10. 0,11. 0,12. 0,13. 0的不同溶液, 然后分别取2g 经90目筛的
籽粒苋粉, 按料液比为1∶40溶解, 随后在30℃条件振荡2. 5h , 取出静置1～2min , 将上清液倒入离心管中离心10min , 再将离心液用快速滤纸过滤, 按[1,3,4]方法测定溶出蛋白质含量。
2 试验结果与分析
2. 1 籽粒苋基本成分测定结果
基本成份分析结果/%
粗蛋白
19. 48
水分
12. 50
氮溶解指数
46. 56
从测定结果中可以看出此种籽粒苋的粗蛋白质含量与参考文献[3]中所报
图1 料液比对籽粒苋蛋白质溶出量的影响
道的相近; 氮溶解指数相对于大豆[2]的要低得多, 说明籽粒苋蛋白质中水溶性蛋白质含量相
对较低。2. 2 料液比对蛋白质溶出量的影响
表1 籽粒苋蛋白质在不同液比条件的溶出量及氮溶指数
测定项目
1∶5
1∶105. 2426. 92
1∶155. 3927. 67
1∶205. 5128. 30
1∶257. 5038. 51
1∶307. 5838. 92
1∶358. 5543. 92
1∶409. 0246. 56
液 比
粗蛋白含量/%氮溶解指数/%
4. 9925. 62
从表1及图1可以看出, 当料液比为1∶5时, 籽粒苋的溶出率最低。这是由于蛋白质的溶
解是蛋白质和水分通过氢键, 疏水相互作用、离子相互作用来实现的, 溶解相当于分开溶剂的分子, 分开蛋白质的分子和后者分散到溶剂中, 同时在蛋白质和溶剂之间产生最高的相互作用, 当籽粒苋溶液的浓度较大时, 不利于籽粒苋的充分溶胀与分散, 故溶出率最低。图中当料液比增大时溶解曲线呈缓慢递增趋势。当料液比增至1∶25时, 溶解度约为38. 5%, 当继续增加液比, N S I 又缓慢递增, 达1∶40时, 溶解度为46. 56%。可见, 提高加水量对蛋白质的溶出率
第3期上官新晨等:不同液比和p H 值对籽粒苋蛋白质溶解度影响研究
・409・
的增加并没有显著提高。2. 3 pH 值对蛋白质溶出量的影响
表2 不同pH 值条件的蛋白质的溶出率以及氮溶指数
测定项目粗蛋白含量/%氮溶解指数/%
1. 410. 33
2. 03. 76
2. 48. 3. 005
3. 4
4. 4
5. p H 053
9. 09. 79
13
4910. 8613. 4018. 3019. 29
03307946. 4858. 9857. 4452. 8146. 5648. 9250. 2655. 7568. 7993. 9499. 02
如表2和图2所示, 当溶液p H 值为1. 4时, 有50%左右的蛋白质被溶解, 其后随p H 值的增大蛋白质的溶解度明显降低, 在p H 值为2. 0附近, 蛋白质的溶解度为最小, 约为20%, 随着溶液p H 值的继续增加, 蛋白质的溶解度明显上升, 当p H
图2 p H 值对籽粒苋蛋白质溶出量的影响值接近6. 5～7. 0时, 曲
线又出现一个平滑的波谷, 然后曲线又开始迅速上升, 当p H 值在12时, 蛋白质的溶解度约为93%。籽粒苋蛋白质的这种溶解特性, 主要是由其内在因素所决定的, 蛋白质是由一系列氨基酸通过肽键组成, 尽管在蛋白质内部氨基酸残基α-羧基与α-氨基的电离性在形成肽键时消除, 但天门冬氨酸与谷氨酸残基的支链羧基, 赖氨酸与精氨酸的支链氨基仍可电离, 使得蛋白质分子所带净电荷可随环境的p H 值变化, 当p H 高于或低于等电点PI 时, 蛋白质带负电荷或正电荷, 水分子能同这些电荷相互作用并起稳定作用; 当p H 值没有远离PI 时, 蛋白质分子同水的相互作用是很弱的, 它们的净电荷小到使肽链能相互靠拢, 有时能形成聚集体而导致蛋白质沉淀, 由此可得出, 籽粒苋蛋白质的等电点在2. 0附近, 并且可说明籽粒苋蛋白质高分子化合物的成份复杂。在籽粒苋蛋白质的不同组分中, 其等电点有所差异, 但是等电点在2. 0附近的蛋白质组分含量相对较高。
3 小 结
(1) 液比为1∶5～1∶20范围内对籽粒苋蛋白质的溶解度影响不大; 液比达1∶25时, 其蛋白
质的溶解度明显提高, 再增大液比, 此蛋白质的溶解度提高缓慢。
(2) p H 值对籽粒苋蛋白质溶解度有明显的影响, 可以确定p H 值2. 0左右为籽粒苋蛋白质的等电点。
・410・ 江西农业大学学报
参 考 文 献
第20卷
1 吴平. 食品分析. 北京:中国轻工业出版社,1983. 75～78,216～218
2 石彦国, 任莉. 大豆制品工艺. 北京:中国轻工业出版社,1993. 92～,432～4343 岳绍先. 籽粒苋在中国的研究与开发. 北京:4 [美]OR 菲尼马著. 王璋译. 食品科学. 北京:215～R esearch on the Solubicity of Am aranth Seed Protein in
V arious Material Liquid R atio and pH V alue
Shangguan Xinchen Shen Y ong Huang Qiang Zhu Limei
(Dept. of Food Science ,JAU ,Nanchang 330045)
Abstract Preliminary studies on the solubicity of Amaranth seed protein in various material liquid ratio and p H value , and provides some bases in theory for the use of Amaranth seed protein in food.
K ey w ords Amaranth seed ; protein ; solubicity