6种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性

袁奖娟1,胡祥2,刘云1,阚欢1*

(1.西南林业大学生命科学学院,云南昆明 650224;2.云南省农业科学院热区生态农业研究所,云南元谋 651300)

摘 要:以6种云南主栽品种核桃为原料,利用碱溶酸沉法提取核桃蛋白质,研究氯化钠浓度、蔗糖浓度、pH值、植物油种类、油相体积、均质转速、水浴温度对不同品种核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响。结果表明:NaCl浓度和蔗糖浓度越低,6种云南核桃蛋白质乳化性和乳化稳定性越好;pH值在等电点附近时,6种云南核桃蛋白质的乳化性最差,乳化稳定性随pH值的升高而增大;同种植物油对不同品种核桃蛋白质的乳化效果影响不同,且同一品种的核桃蛋白质加入不同植物油乳化效果也有差异;油相体积越大,6种云南核桃蛋白质的乳化性及其乳化稳定性越好,均质转速在10 000 r/min时,6种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性差别较小,水浴温度为80℃时,核桃蛋白质的乳化稳定性最好。

关键词:云南核桃;蛋白质;乳化性;乳化稳定性;功能特性

中国是核桃生产和消费大国,云南作为我国核桃的主产区之一,主要种植深纹核桃(Juglans sigillata),即云南核桃、铁核桃和泡核桃[1]。深纹核桃起源于我国云南、西藏、四川和贵州[2],是以云南为分布中心的西南地区所特有的核桃品种[3]。表壳纹路较深、外壳质地较为坚硬、营养组分多样化是云南核桃区别于其他省份核桃的重要特征[4],其核桃仁中富含营养价值较高的油脂和蛋白质,其中蛋白质含量高达14%~17%,消化率达87.2%[5]。云南核桃蛋白质不仅具有与动物蛋白质相近的营养价值,与其他植物蛋白质相比,云南核桃蛋白质还含有人体所必需的8种氨基酸以及较多对人体有重要作用的精氨酸和谷氨酸[6-9],是一种优质的植物蛋白质资源。

目前,国内外对云南核桃的研究主要集中于种质资源鉴定[10]、品种选育[11]、营养成分测定[12]及油脂加工[13],对其深加工研究较少,产品类别相对简单,主要产品类型有核桃蛋白乳饮料[14]、核桃蛋白粉[15]、核桃油[16]及作为特殊功能性成分的食品配料[17]。核桃蛋白质是加工核桃乳饮料、核桃蛋白粉等相关产品所需的主要原料,具有良好的理化特性,其良好的乳化性和乳化稳定性除了对改善肉制品的质构、风味有显著作用外[18],还可作为乳制品、肉糜制品以及焙烤食品等加工过程的质量控制指标[19]。然而目前关于云南核桃蛋白质乳化性和乳化稳定性的相关研究鲜少报道,深入研究云南核桃蛋白的乳化性和乳化稳定性有助于对云南核桃的深加工产品进行研发。

本试验通过碱溶酸沉法从6个云南主栽的核桃品种中提取蛋白质,研究了NaCl浓度、蔗糖浓度、pH值、油种类、油相体积和水浴温度等因素对其乳化性及乳化稳定性的影响,以期为云南核桃蛋白质的精深加工、综合利用以及核桃蛋白质的产业化应用奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

“大理龙佳”、“大理娘青”、“大理漾泡”:采自云南大理漾濞县苍山西镇马厂村马厂林场,海拔1 820 m;“大姚三台”:采自楚雄彝族自治州大姚县;“昌宁细香”:采自保山市昌宁县;“临沧大泡”:采自临沧市;取出种仁进行脱脂处理,将脱脂后的核桃粉用于制备核桃蛋白;玉米油、大豆油、花生油、菜籽油、葵花油:市售;柠檬酸:云南杨林工业开发区汕滇药业有限公司;氯化钠:天津市风船化学试剂科技有限公司;95%乙醇、蔗糖、氢氧化钠:天津致远化学试剂科技有限公司,以上化学试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

AX224ZH型电子天平:奥豪斯仪器常州有限公司;FD5-3型冷冻干燥机:Gold SIM国际集团有限公司;ST3100型pH计:奥斯仪器常州限公司;T21389-2008型游标卡尺:桂林量具刃具有限责任公司;SJ200-SH型高速分散均质机:上海沪析实业有限公司;XMTD-7000型电热恒温水浴锅:北京市永光明医疗仪器有限公司;3K15型台式冷冻高速离心机:德国Sigma-Aldrich公司;DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱:上海齐欣科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 核桃脱脂粉的制备

核桃壳破碎后,取出核桃仁用石油醚先脱去部分油脂,待石油醚挥发后,再将核桃仁粉碎,继续用石油醚进行脱脂处理,直到油脂含量基本除尽为止。

1.3.2 云南核桃蛋白质的提取

参照胡祥等[20]的方法,将核桃脱脂粉以1∶20(g/mL)料液比的去离子水浸泡,用0.1 mol/L的NaOH溶液调节pH值至9,在45℃、300W的条件下超声处理60min,以5 000 r/min的速度离心15 min,除去油层和下层沉淀,即为核桃蛋白质提取液。用0.1 mol/L的柠檬酸溶液将核桃蛋白质提取液的pH值调至5并搅拌,再以5 000 r/min离心15 min,将沉淀水洗至中性后冷冻干燥即得核桃蛋白质。

1.3.3 乳化性及乳化稳定性的测定

参照黄晓钰等[21]的方法并略有改动。具体操作如下:称取样品0.125 g于离心管中,并分别加入溶剂(NaCl溶液、蔗糖溶液、去离子水)12.5 mL,调节样品溶液的pH值,随后向离心管中加入一定体积的植物油,通过高速分散均质机以一定的转速均质2 min完成后以5 500 r/min离心5 min,之后在不同的水浴温度条件下水浴加热30 min,取出离心管冷却至25℃后以上述相同的转速和时间进行离心。

乳化性和乳化稳定性分别由式(1)和式(2)计算。

式中:H1为第一次离心后离心管中乳化层的高度,cm;H2为离心管中样品溶液的总高度,cm;H3为水浴离心后离心管中乳化层高度,cm。

1.3.4 单因素试验

1)在加入 NaCl溶液12.5mL、pH7、大豆油 12.5mL、均质转速10 000 r/min、水浴温度80℃的条件下测定NaCl浓度(0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mol/L)对 6 种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响。

2)在加入蔗糖溶液12.5 mL、pH7、加入大豆油12.5 mL、均质转速10 000 r/min、水浴温度80℃的条件下测定蔗糖浓度(0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mol/L)对 6 种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响。

3)在加入去离子水12.5 mL、大豆油12.5 mL、均质转速10 000 r/min、水浴温度80℃的条件下测定pH值(3、4、5、6、7、8、9)对 6 种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响。

4)在加入NaCl溶液 12.5 mL、pH7、加入植物油体积12.5 mL、均质转速10 000 r/min、水浴温度80℃的条件下测定植物油种类(菜籽油、葵花油、大豆油、花生油、玉米油)对6种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响。

5)在加入 NaCl溶液 12.5 mL、pH7、加入大豆油、均质转速10 000 r/min、水浴温度80℃的条件下测定油相体积(2.5、5.0、7.5、10.0、12.5 mL)对 6 种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响。

6)在加入 NaCl溶液 12.5 mL、pH7、加入大豆油体积12.5 mL、水浴温度80℃的条件下测定均质转速(6 000、8 000、10 000、12 000、14 000 r/min)对 6 种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响。

7)在加入 NaCl溶液 12.5 mL、pH7、加入大豆油体积12.5 mL、均质转速10 000 r/min的条件下测定水浴温度(50、60、70、80、90℃)对 6种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响。

1.4 数据处理

采用Excel 2019软件对数据进行处理,Graphpad 8作图,试验数据均为3次平行试验的平均值,以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 NaCl浓度对核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响

NaCl浓度对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响见图1。

图1 NaCl浓度对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响
Fig.1 The effect of NaCl concentration on the emulsification of proteins from six kinds of Juglans sigillata

由图1可看出,6种云南核桃蛋白质乳化性随NaCl浓度的升高而降低,这与韩海涛等[22]测定的从“清香”核桃中提取的蛋白质的乳化性曲线相似,这是由于NaCl与核桃蛋白质所带的电荷发生了中和现象,对蛋白质的水膜造成损坏,核桃蛋白质的溶解度减小,油水界面的蛋白质数量减少,水化层变薄[23],核桃蛋白质的乳化性下降。

NaCl浓度对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响如图2所示。

图2 NaCl浓度对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响
Fig.2 The effect of NaCl concentration on the emulsification stability of proteins from six kinds of Juglans sigillata

由图2可看出,在NaCl浓度为0.1 mol/L~0.3 mol/L时核桃蛋白质的乳化稳定性随NaCl浓度升高而升高,NaCl浓度达到0.3 mol/L后,核桃蛋白质的乳化稳定性开始呈下降趋势,这是由于超过一定浓度范围的NaCl溶液会导致蛋白质的水化层变薄,出现蛋白质絮凝现象[22],进而导致核桃蛋白质的乳化稳定性下降。

2.2 蔗糖浓度对核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响

蔗糖浓度对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响见图3。

图3 蔗糖浓度对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响
Fig.3 The effect of sucrose concentration on the emulsification of proteins from six kinds of Juglans sigillata

由图3可看出,蔗糖溶液的加入会导致核桃蛋白质乳化性的下降,因此,在蔗糖浓度为0.1 mol/L时,6种云南核桃蛋白质乳化效果最佳。这是由于蔗糖的水合作用,静电排斥力缺乏,核桃蛋白质移动到油水界面的速度减慢,从而降低了核桃蛋白质的溶解度[24],而蛋白质的乳化性与溶解度又密切相关。

蔗糖浓度对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响见图4。

图4 蔗糖浓度对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响
Fig.4 The effect of sucrose concentration on the emulsification stability of proteins from six kinds of Juglans sigillata

由图4可看出,在不同的蔗糖浓度下,除“大理漾泡”外,其他品种的核桃蛋白质乳化稳定性均随蔗糖浓度的增加而下降,且出现下降趋势的原因与乳化性一致,均是由于蔗糖溶液的水合作用导致核桃蛋白质的溶解性下降,吸附在油水界面的核桃蛋白质的数量减少,核桃蛋白质不能完全包裹植物油滴,水浴加热离心后乳化层和水层没有清晰的分层现象,所形成的分散体系不稳定。

2.3 pH值对核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响

环境的pH值会影响蛋白质所带的静电荷数,而蛋白质在溶液中的三维结构与其所带的电荷数密切相关,因此,不同pH值条件下蛋白质的乳化性也不同[25]。pH值对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响如图5所示。

图5 pH值对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响
Fig.5 The effect of pH on the emulsification of proteins from six kinds of Juglans sigillata

由图5可知,pH值对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响较大。pH值在等电点6附近时,核桃蛋白质乳化性及乳化稳定性均为最小,远离等电点两侧呈上升趋势。这是由于核桃蛋白质的等电点附近,核桃蛋白质发生了絮凝,此时核桃蛋白质的溶解度有最小值[26],蛋白质的溶解度在一定程度上决定着蛋白质的乳化性,并且二者有着密切的关系[27];远离等电点,核桃蛋白质的溶解度增大,参与乳化的蛋白质分子数量增多,两相界膜厚度增高,所带的电荷数增多,减缓了蛋白质的絮凝和聚结[28],核桃蛋白质乳化性逐渐上升。

pH值对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响见图6。

图6 pH值对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响
Fig.6 The effect of pH on the emulsification stability of proteins from six kinds of Juglans sigillata

在不同的pH值下,蛋白质的乳化性会随蛋白质的溶解性以及内部电荷数的改变而变化,且与它们呈正相关。从图6可看出,核桃蛋白质乳化稳定性随着pH值的升高而升高,在碱性环境中远超于酸性环境中,这主要是因为蛋白质侧链有酸性和碱性两种基团,蛋白质在溶液中被电离,静电荷数增多,由于电荷间的互斥,使得分子间的静电斥力增加,两相间的界膜厚度增加[29-30],所形成的分散体系稳定性增强,因此乳化稳定性升高。

2.4 植物油种类对核桃蛋白质乳化性的影响

植物油的种类对核桃蛋白质的乳化性有一定的影响,其对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响如图7所示。

图7 植物油种类对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响
Fig.7 The effect of oil types on the emulsification of proteins from six kinds of Juglans sigillata

由图7可看出,加入的植物油种类不同核桃蛋白质的乳化性也会有所差异,且同种植物油对不同种类的核桃蛋白质的影响也不同,这可能与每种核桃蛋白质所含的氨基酸种类、可溶性蛋白种类及蛋白质结构以及每种植物油中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的占比有关。在加入葵花油测定核桃蛋白质乳化性时,“大理龙佳”的乳化性优于其他品种核桃蛋白质,“大理娘青”的乳化性较差;在加入花生油和菜籽油测定乳化性时,“昌宁细香”的乳化效果最差。

2.5 油相体积对核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响

油相体积对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响如图8所示。

图8 油相体积对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响
Fig.8 The effect of oil phase volume on the emulsification of proteins from six kinds of Juglans sigillata

由图8可知,在测定范围内,核桃蛋白质的乳化性随加入的植物油体积的增加而升高,在加入的植物油的体积为12.5 mL时乳化效果最佳。这是由于随着植物油体积的增加,包覆在植物油分子表面的蛋白质增多,导致油水界面的张力下降,蛋白质能够更好的吸附在两相界面,界膜厚度增加,核桃蛋白质的乳化性提高。

油相体积对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响如图9所示。

图9 油相体积对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响
Fig.9 The effect of oil phase volume on the emulsification stability of proteins from six kinds of Juglans sigillata

由图9可看出,油的体积用量越大6种云南核桃蛋白质的乳化稳定性越好,这是由于当油的用量在12.5 mL以下时,蛋白质和植物油比例均衡,蛋白质的覆盖率较高,流动性增强,分子间的空间排斥力减弱,核桃蛋白质乳化稳定性增强,且离心管中乳化层和水层有较明显的分界,水层几乎呈透明状态,乳化层的结构紧密,在乳化层表面,几乎没有油析出。

2.6 均质转速对核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性的影响

乳状液油滴粒径的大小和蛋白质覆盖率对评价蛋白质乳化性及其稳定性有重要的指示作用[31]。均质转速对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响如图10所示。

图10 均质转速对6种云南核桃蛋白质乳化性的影响
Fig.10 The effect of homogeneous velocity on the emulsification of proteins from six kinds of Juglans sigillata

由图10可知,除“大理龙佳”外,其他品种的核桃蛋白质的乳化性均在均质转速达到12 000 r/min之前,随均质转速的升高而升高,这是由于随着均质转速的升高,蛋白质溶液和加入的植物油能够更好的混合,蛋白质包覆油滴的效果较好,离心后,乳化层表面没有植物油的析出,均质转速超过12 000 r/min后,核桃蛋白质的乳化性开始下降,这可能是由于随着均质转速的增加,核桃蛋白质的结构遭到破坏,因此无法更好的与植物油混合。“大理龙佳”的乳化效果在均质转速为8 000 r/min时,明显优于其他品种。出现这种现象的原因可能是由于每种蛋白质的结构不一样,因此均质对蛋白质的破坏程度也不一样。

均质转速对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响如图11所示。

图11 均质转速对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响
Fig.11 The effect of homogeneous speed on the emulsification stability of proteins from six kinds of Juglans sigillata

由图11可看出,在均质速度达到10 000 r/min前,升高均质转速,核桃蛋白质乳化稳定性增强,均质转速达到10 000 r/min时,核桃蛋白质的乳化稳定性整体均较好,“大理漾泡”和“大理娘青”在均质转速超过10 000 r/min后乳化稳定性急剧下降,其他品种核桃蛋白质的乳化稳定性无明显变化,这是由于升高均质转速,油滴颗粒被剪切得越来越小,样品溶液的混合程度变大,形成的颗粒直径更小,乳状液颗粒聚集程度增加,因此,增加均质转速,核桃蛋白质的乳化稳定性也会有所提高,而均质转速过高,高剪切力会对核桃蛋白质的结构造成破坏,不利于维持其乳化稳定性,导致核桃蛋白质乳化稳定性出现下降的趋势。

2.7 水浴温度对核桃蛋白质乳化稳定性的影响

适当的加热处理有助于蛋白质分子伸展,且不会导致蛋白质溶解性降低,热处理通常会降低吸附在界面上的蛋白质的膜的黏度和硬度,从而不利于乳状液稳定性的维持;但高度水化的蛋白质的膜的胶凝作用可提高其黏度和硬度,有利于乳状液维持稳定[32]

水浴温度对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响如图12所示。

图12 水浴温度对6种云南核桃蛋白质乳化稳定性的影响
Fig.12 The effect of temperature on the emulsification stability of proteins from six kinds of Juglans sigillata

由图12可看出,6种云南核桃蛋白质的乳化稳定性在温度达到80℃时有最大值。此后随温度的升高而下降。这是由于在温度小于其变性的温度时,继续升温,蛋白质变性,高级结构得到延展,越来越多的憎水基团因此暴露,蛋白质分子开始呈现有规律的分布,界面吸附能力提高[33],蛋白质的乳化稳定性增高;而温度过高蛋白质变性失活,溶解度降低,蛋白质乳化稳定性下降[34]

3 讨论与结论

和易建华等[35]所测定的核桃分离蛋白结果一致,6种云南核桃蛋白质的乳化性和乳化稳定性均随NaCl浓度的升高而降低,这表明离子浓度对不同产地核桃蛋白乳化性以及乳化稳定具有一定影响;较低浓度的蔗糖溶液有利于保持6种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性,这是由于高浓度的蔗糖溶液由于水合作用,容易导致静电排斥力缺乏,使核桃蛋白质移到油水界面的速度降低;6种云南核桃蛋白质的乳化性及其乳化稳定性随pH值的变化趋势与杨威等[36]所测定的铁核桃蛋白的变化趋势相似,均在碱性环境中有较好的乳化性及乳化稳定性;在pH6左右,核桃蛋白质乳化效果较差,这与罗勤贵等[37]所测定的pH5时核桃蛋白质乳化性最差有略微差别,这可能是由于核桃品种差异造成的;大豆油对保持核桃蛋白质的乳化性有较好的效果,增加植物油的体积有利于提高核桃蛋白质的乳化性和乳化稳定性;6种云南核桃蛋白质的变性温度均在90℃左右,略低于邓新伦等[31]所测定的核桃蛋白的变性温度104.42℃,这可能是由于核桃产地不同,其所含的蛋白组分不同导致的。

6种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性与NaCl浓度、蔗糖浓度、pH值、植物油种类、油相体积、均质转速、水浴温度等因素密切相关,根据试验结果可得出在加入0.1 mol/L NaCl溶液、pH9、油相体积12.5 mL、均质转速12 000 r/min、6种云南核桃蛋白质的整体乳化效果最佳;在加入大豆油时,6种云南核桃蛋白质的乳化效果之间的差别较小;在加入0.3 mol/L NaCl溶液、pH值为9、油相体积12.5 mL、均质转速10 000 r/min、水浴温度80℃的条件下6种云南核桃蛋白质具有较好的乳化稳定性。本试验研究结果对于提高核桃副产物附加值以及开发核桃蛋白相关产品具有实际指导意义。

参考文献:

[1] 朱秋蓉,石卓功,熊利权,等.云南核桃龙佳和宁香果实经济性状与生长特性分析[J].江苏农业科学,2021,49(3):137-142.ZHU Qiurong,SHI Zhuogong,XIONG Liquan,et al.Analysis of economic traits and growth characteristics of Yunnan walnut longjia and ningxiang fruits[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2021,49(3):137-142.

[2] 谢蕾,马婷,吴涛,等.20份深纹核桃种质资源的开花物候观察[J].西部林业科学,2021,50(6):61-67.XIE Lei,MA Ting,WU Tao,et al.Observation on flowering phenology of 20 Juglans sigillata germplasm resources[J].Journal of West China Forestry Science,2021,50(6):61-67.

[3] 云南省林业和草原科学院经济林木研究所.封面植物——深纹核桃[J].西部林业科学,2021,50(3):2.Economic Forest Research Institute of Yunnan Academy of Forestry and Grassland.Cover plant-dark-grained walnut[J].Journal of West China Forestry Science,2021,50(3):2.

[4] 吴舒同.铁核桃分离蛋白及多肽制备的研究[D].武汉:武汉轻工大学,2017.WU Shutong.Preparation of isolated protein and peptide from wild walnut(Juglans sigllata dode)[D].Wuhan:Wuhan Polytechnic University,2017.

[5] HAIDER S,BATOOL Z,TABASSUM S,et al.Effects of walnuts(Juglans regia)on learning and memory functions[J].Plant Foods for Human Nutrition,2011,66(4):335-340.

[6] 鲁素君,陆斌,武绍波,等.云南主要核桃品种坚果经济性状的分析[J].北方园艺,2015(19):18-21.LU Sujun,LU Bin,WU Shaobo,et al.Analysis of the main economic characters of walnut nuts in Yunnan[J].Northern Horticulture,2015(19):18-21.

[7] ZHAI M Z,WANG Z Y,WANG D,et al.Comparative analysis of mineral elements and essential amino acids compositions in Juglans sigillata and J.regia walnuts kernels[J].Notulae BotanicaeHorti A-grobotanici Cluj-Napoca,2014,42(1):36-42.

[8] SZE-TAO K W C,SATHE S K.Walnuts(Juglans regia L):Proximate composition,protein solubility,protein amino acid composition and protein in vitro digestibility[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2000,80(9):1393-1401.

[9] SEN S M,KARADENIZ T.The nutritional value of walnut[J].Journal of Hygienic Engineering and Design,2015,11(18):68-71.

[10] FENG X J,YUAN X Y,SUN Y W,et al.Resources for studies of iron walnut(Juglans sigillata)gene expression,genetic diversity,and evolution[J].Tree Genetics&Genomes,2018,14(4):1-15.

[11] SUN Y W,HOU N,WOESTE K,et al.Population genetic structure and adaptive differentiation of iron walnut Juglans regia subsp.sigillata in southwestern China[J].Ecology and Evolution,2019,9(24):14154-14166.

[12] 耿树香,宁德鲁,贺娜,等.云南及北方主栽核桃蛋白氨基酸综合评价[J].西部林业科学,2018,47(3):78-85.GENG Shuxiang,NING Delu,HE Na,et al.Comprehensive evaluation of protein amino acids of walnut mainly planted in Yunnan and Northern China[J].Journal of West China Forestry Science,2018,47(3):78-85.

[13] 耿树香,宁德鲁,韩明珠,等.云南核桃主要栽培品种蛋白质及脂肪酸综合评价分析[J].中国油脂,2019,44(10):116-120,141.GENG Shuxiang,NING Delu,HAN Mingzhu,et al.Comprehensive evaluation on protein and fatty acid of main cultivars of walnut in Yunnan Province[J].China Oils and Fats,2019,44(10):116-120,141.

[14] 谭博文.核桃油提取及蛋白乳饮料工艺的研究[D].武汉:武汉轻工大学,2018.TAN Bowen.Study on extraction of walnut oil and its protein milk beverage[D].Wuhan:Wuhan Polytechnic University,2018.

[15] 沈敏江.核桃蛋白粉的制备及其溶解性研究[D].北京:中国农业科学院,2014.SHEN Minjiang.Study on preparation and solubility of walnut protein flour[D].Beijing:Chinese Academy of Agricultural Sciences,2014.

[16] 戚登斐,张润光,潘建龙,等.核桃油微胶囊制备及其生理功能评价[J].中国油脂,2021,46(1):24-31,47.QI Dengfei,ZHANG Runguang,PAN Jianlong,et al.Preparation and physiological function evaluation of walnut oil microcapsules[J].China Oils and Fats,2021,46(1):24-31,47.

[17] 王帅,戴涟漪,库雪晶,等.核桃营养组成与保健功能研究进展[J].中国酿造,2016,35(6):30-34.WANG Shuai,DAI Lianyi,KU Xuejing,et al.Research progress on walnut nutritional composition and health function[J].China Brewing,2016,35(6):30-34.

[18] GUO M L,WU P,ZHAO L P,et al.Comprehensive utilization and deep processing of Juglans sigillata processing by-products[J].Science and Technology of Cereals,Oils and Foods,2018,(2):25-29.

[19] 李向阳,刘校男,尹衍霖,等.核桃蛋白对调理食品品质的影响[J].粮油食品科技,2021,29(1):110-115.LI Xiangyang,LIU Xiaonan,YIN Yanlin,et al.Effect of walnut protein on the quality of prepared food[J].Science and Technology of Cereals,Oils and Foods,2021,29(1):110-115.

[20] 胡祥,刘云,徐涵,等.‘龙佳’核桃品质分析及蛋白质提取工艺优化[J].食品科技,2021,46(2):225-231.HU Xiang,LIU Yun,XU Han,et al.Quality analysis and protein extraction process optimization of Juglans sigillata ′longjia′[J].Food Science and Technology,2021,46(2):225-231.

[21] 黄晓钰,刘邻渭.食品化学综合实验[M].北京:中国农业大学出版社,2002:122-126.HUANG Xiaoyu,LIU Linwei.Comprehensive experiment in food chemistry[M].Beijing:China Agricultural University Press,2002:122-126.

[22] 韩海涛,宴正明,张润光,等.核桃蛋白组分的营养价值、功能特性及抗氧化性研究[J].中国油脂,2019,44(4):29-34.HAN Haitao,YAN Zhengming,ZHANG Runguang,et al.Nutritional value,functional characteristics and antioxidant activities of fractions in walnut protein[J].China Oils and Fats,2019,44(4):29-34.

[23] MAO X Y,HUA Y F.Composition,structure and functional properties of protein concentrates and isolates produced from walnut(Juglans regia L.)[J].International Journal of Molecular Sciences,2012,13(2):1561-1581.

[24] 郭兴凤,阮诗丰.影响大豆分离蛋白乳化稳定性测定的几种因素研究[J].食品研究与开发,2006,27(6):59-61.GUO Xingfeng,RUAN Shifeng.The effect factors of the determination of emulsion stability of spi[J].Food Research and Development,2006,27(6):59-61.

[25] 王雪,郭兴凤.蛋白质乳化性研究进展[J].粮食加工,2017,42(1):39-43.WANG Xue,GUO Xingfeng.Advances in protein emulsification research[J].Grain Processing,2017,42(1):39-43.

[26] FEYZI S,MILANI E,GOLIMOVAHHED Q A.Grass pea(Lathyrus sativus L.)protein isolate:The effect of extraction optimization and drying methods on the structure and functional properties[J].Food Hydrocolloids,2018,74:187-196.

[27] 任丽琨,安琪,边鑫,等.罗望子种仁球蛋白结构和功能特性的构效关系[J].中国食品学报,2021,21(9):272-280.REN Likun,AN Qi,BIAN Xin,et al.Extraction of tamarind seed globulin and its functional properties and structure-activity relationship[J].Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology,2021,21(9):272-280.

[28] 王艳萍,李双喜,Zaheer Ahmed,等.蚕豆蛋白的提取及NaCl浓度和pH值对其溶解性和乳化性的影响(英文)[J].农业工程学报,2010(1):380-384.WANG Yanping,LI Shuangxi,ZAHEER A,et al.Extraction of broad bean protein and effects of NaCl concentration and pH value on its solubility and emulsibility[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2010(1):380-384.

[29] CHEUNG L,WANASUNDARA J,NICKERSON M T.The effect of pH and NaCl levels on the physicochemical and emulsifying properties of a cruciferin protein isolate[J].Food Biophysics,2014,9(2):105-113.

[30] 管军军,裘爱泳,周瑞宝.提高大豆分离蛋白乳化性及乳化稳定性的研究[J].中国油脂,2003,28(11):38-42.GUAN Junjun,QIU Aiyong,ZHOU Ruibao.Improvement of emulsi-fying and emulsion-stabilizing properties of soybean protein isolate[J].China Oils and Fats,2003,28(11):38-42.

[31] 邓欣伦,赵强忠.核桃蛋白及其组分构象和功能特性的研究[J].现代食品科技,2017,33(1):48-53,61.DENG Xinlun,ZHAO Qiangzhong.Study on conformation and functional properties of walnut protein and its components[J].Modern Food Science and Technology,2017,33(1):48-53,61.

[32] 陶健,毛立新,杨小姣,等.荞麦蛋白的功能特性研究[J].中国粮油学报,2005(5):46-50,56.TAO Jian,MAO Lixin,YANG Xiaojiao,et al.Functional properties of buckwheat protein product[J].Chinese Cereals and Oils Association,2005(5):46-50,56.

[33] 牛锋.营养酸模蛋白质等电点测定[J].西北民族学院学报(自然科学版),2000,21(4):38-41.NIU Feng.Determination of nutritious Rumex proteins isoelectric point[J].Journal of Northwest Minorities University(Natural Science Edition),2000,21(4):38-41.

[34] 吉静筠,李洪岩,王静.藜麦蛋白功能特性研究进展[J].中国食品学报,2021,21(11):368-376.JI Jingyun,LI Hongyan,WANG Jing.Research progress on the functional properties of quinoa protein[J].Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology,2021,21(11):368-376.

[35] 易建华,曹灿,朱振宝.核桃分离蛋白溶解性、乳化性影响因素研究[J].陕西科技大学学报,2017,35(5):128-132,138.YI Jianhua,CAO Can,ZHU Zhenbao.Study on the influencing factors of solubility and emulsification of walnut protein isolates[J].Journal of Shaanxi University of Science&Technology,2017,35(5):128-132,138.

[36] 杨威,董志文,何东平,等.铁核桃蛋白和多肽功能特性的研究[J].粮食与油脂,2018,31(5):86-91.YANG Wei,DONG Zhiwen,HE Dongping,et al.Study on the functional properties of iron walnut protein and peptide[J].Cereals&Oils,2018,31(5):86-91.

[37] 罗勤贵,李春娟,欧阳韶晖.核桃蛋白乳化性质及其影响因素效应的研究[J].安徽农业科学,2007,35(2):357,360.LUO Qingui,LI Chunjuan,OUYANG Shaohui.Study on emulsifying functional properties and affecting factors of walnut chips[J].Journal of Anhui Agricultural Sciences,2007,35(2):357,360.

Emulsifying and Emulsifying Stability of Proteins from Six Juglans sigillata Varieties in Yunnan

YUAN Jiang-juan1,HU Xiang2,LIU Yun1,KAN Huan1*
(1.College of Life Sciences,Southwest Forestry University,Kunming 650224,Yunnan,China;2.Institute of Tropical Eco-agriculture,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Yuanmou 651300,Yunnan,China)

Abstract:Proteins were extracted from the six main varieties of Juglans sigillata grown in Yunnan using the alkali-soluble acid sinking method.The effects of NaCl concentration,sucrose concentration,pH,vegetable oil species,oil-phase volume,homogenization speed,and water bath temperature on the emulsification and emulsification stability of Juglans sigillata proteins were studied.The results showed that lower NaCl and sucrose concentrations resulted in the better emulsification and greater stability of the proteins.A pH close to the isoelectric point resulted in the worst emulsification of the proteins,and the emulsification stability increased with increasing pH.The same vegetable oil had different emulsifying effects on proteins from different varieties of Yunnan Juglans sigillata.Moreover,different vegetable oils had different emulsifying effects onproteins from the same variety of Juglans sigillata.A higher oil-phase volume resulted in better emulsification and greater stability of the proteins,and the optimal homogenization speed was 10 000 r/min.There was little difference between the emulsification and stability of the proteins.The emulsification stability of the proteins was greatest when the water bath temperature was 80℃.

Key words:Yunnan Juglans sigillata;protein;emulsification;emulsified stability;functional properties

DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2023.09.006

基金项目:云南省重大科技专项计划项目(2018ZG004)

作者简介:袁奖娟(1998—),女(汉),硕士研究生,研究方向:经济林产品开发。

*通信作者:阚欢,女,教授,硕士,研究方向:农林食品加工与利用。

引文格式:

袁奖娟,胡祥,刘云,等.6种云南核桃蛋白质乳化性及其乳化稳定性[J].食品研究与开发,2023,44(9):36-42,111.

YUAN Jiangjuan,HU Xiang,LIU Yun,et al.Emulsifying and Emulsifying Stability of Proteins from Six Juglans sigillata Varieties in Yunnan[J].Food Research and Development,2023,44(9):36-42,111.

加工编辑:张楠

收稿日期:2022-02-28