氧化修饰核桃蛋白结构

摘要：本文总结了核桃蛋白亚基和氨基酸的组成，归纳了核桃蛋白的功能性，并结合具体的食品体系—养元六个核桃，对其中的配料进行了简单介绍。同时，总结了到目前为止一部分有关植物蛋白质改性的研究，指出了没有涉及到了改性研究—氧化修饰核桃蛋白，并阐述了作者拟研究方向，即通过实际食品体系中所涉及的各种理化因子氧化修饰核桃蛋白的结构以期改变其溶解性，归纳出表征核桃分离蛋白的各项指标。最后提出了作者的研究目标。

关键词：核桃分离蛋白；氧化修饰；改性；溶解性

前言

核桃是四大坚果之一，是经济价值和营养价值兼备的优质作物。2012年至2016年我国核桃产量逐年增加，2016年产量达到375.77万t[^[1]-][^[2]][^[3]][^[4]][^[5]]。核桃产品除了核桃炒货（干果）外，还有用于核桃油以及植物蛋白食品（如核桃乳）。核桃仁中油脂含量达到66.9%，而蛋白含量约为14%~18%，消化率达85%[^[6]]。由于核桃中含有丰富的多不饱和脂肪酸，故其油脂营养丰富，且提取食用油脂是目前核桃仁的主要加工途径，对于核桃饼粕则是简单加工后用于饲料、肥料，没有很充分利用其中丰富的蛋白质资源。为有效利用从核桃饼粕中提取的分离蛋白，需要深入理解核桃分离蛋白的各级空间结构，通过在核桃乳饮料这一食品体系中氧化修饰核桃分离蛋白的结构，研究其理化性质的变化，具有理论和现实意义。

核桃蛋白的组成

蛋白组分与亚基组成

根据Sze－Tao K W C等人的研究[^[7]]，对核桃蛋白采用分级沉淀法，得出了四种核桃蛋白组分，分别为核桃清蛋白（6.8%）、核桃球蛋白（17.6%）、核桃醇溶蛋白（5.5%）和核桃谷蛋白（70.1%），由各种蛋白的占比情况，不难得出谷蛋白是核桃蛋白主要的成分，其可能对于整个核桃蛋白的影响最大。

毛晓英等[^[8]]用高效体积排阻色谱分别研究了核桃脱脂粉、核桃浓缩蛋白和核桃分离蛋白的分子量大小，表明核桃分离蛋白仅有分子质量为106.33ku的单一部分组成，没有高分子质量的聚集体存在，表明在碱性条件下，巯基和二硫键更容易发生转换，NaOH能破坏氢键和二硫键从而减少蛋白的分子质量和聚集。

易建华的研究[^[9]]显示，核桃分离蛋白等电点在5.0左右，等电点附近蛋白的溶解性最低，偏离等电点溶解度提高。侯占群的报告[^[10]]中提到蛋白质分子在不同pH值时，呈现酸性或碱性。对于植物源蛋白质，在pH3～5范围内都可产生絮凝沉淀。因此，蛋白饮料的最终pH最好控制在7～8之间。

氨基酸组成

氨基酸组成是蛋白质重要的一个化学特性，因为它决定了蛋白质的营养价值。有研究指出核桃蛋白主要由 18 种氨基酸组成，其中疏水氨基酸和酸性氨基酸含量较高，分别占39.21%和 30.13%。而核桃分离蛋白与核桃浓缩蛋白除苏氨酸（Thr）和苯丙氨酸（Phe）的含量少量降低外，其它必需氨基酸含量均较核桃脱脂粉有少量的增加。此外，谷氨酸、甘氨酸和脯氨酸含量有一定程度的降低，这可能由于碱提和酸沉工序对蛋白质的某些氨基酸残基造成了化学改变。此结果说明核桃分离蛋白和浓缩蛋白的制备工艺对核桃蛋白质的氨基酸破坏不显著，尤其对于半胱氨酸和蛋氨酸等含硫氨基酸影响不大。与FAO/WTO（1990）推荐必需氨基酸标准相比，除蛋氨酸（Met）外，核桃分离蛋白和浓缩蛋白与核桃脱脂粉的种必需氨基酸含量均高于适用于成年人的推荐值[^[11]]。因此核桃蛋白是一种优质植物蛋白。

核桃蛋白的功能性

植物蛋白的功能性

蛋白质的功能性质，通常是指蛋白质的一些物理化学性质，这些性质会在食品的加工、运输与销售中发挥作用，也就是指蛋白质与蛋白质、水、油、气体以及其它食品成分之间的相互作用，诸如溶解性、乳化性、起泡性、粘度、凝胶形成能力等。植物蛋白由于具有较好的功能性，因此广泛应用在各类食品加工中，植物蛋白的功能性质不仅与其理化性质密切相关，还受多种因素的影响，如溶解性的影响因素有溶液的pH、离子强度、温度、溶液中其他成分等。影响蛋白质在食品中功能性的物理化学特性包括：蛋白质的大小、形状、氨基酸的组成和序列、净电荷、电荷分布、疏水性、亲水性、结构（二级、三级、四级）、回应外界环境（pH、温度、盐浓度）的分子弹性或刚性以及与食品其他成分的相互作用[^[12]]。

核桃蛋白的功能性

核桃蛋白易溶于稀碱溶液且在水中的溶解度不高，这与其结构是密不可分的。研究发现，pH、溶剂和温度等因素对核桃蛋白质的溶解性影响较大。Sze－Tao K W C等^[7]通过对核桃脱脂粉的溶解性进行研究，结果表明，在NaOH溶液中核桃蛋白质的溶解度较高，在乙醇溶液中的溶解度最小。易建华等^[9]研究发现核桃蛋白的等电点为其等电点pI在5.0左右。姜莉等[^[13]]研究发现，在55℃时核桃蛋白质的溶解度最大，超过55℃后，溶解度会逐渐下降。蛋白质通常和核桃中含有的酚醛复合物连在一起，会使蛋白质在水和稀盐溶液中溶解度变小。但是，对于核桃乳饮料这一食品体系，不能为了增加蛋白质的溶解度，而将乳饮料的液体环境改造成碱性，或加入大量乙醇，或始终保持核桃乳饮料在55℃左右，如此做法会严重损害乳饮料的营养品质和感官品质。故应从对核桃蛋白质的改性入手，以期达到与乳饮料环境相适应的状态，得到最佳的产品。