文 | 影玉楼
编辑 | 影玉楼
«——【·前言·】——»
菠萝蜜属于桑科植物，广泛分布于巴西、泰国、印度尼西亚、印度、菲律宾和马来西亚等热带国家。由于在较暖地区自发增殖，菠萝蜜现在在墨西哥热带海岸地区得到广泛种植，拿亚利特州是该国的主要生产地区。
菠萝蜜由几个黄色果肉和嵌在硬壳中的棕色种子组成。这样的水果呈长圆柱形，通常长30-40厘米，重3.5-10公斤，但已有重量为25公斤的报道。加工后的菠萝蜜残渣可占水果总重量的70%。此类残渣的一部分是种子，可占据水果总重量的8%至15%。
菠萝蜜种子是淀粉和膳食纤维的良好来源。此外菠萝蜜种子含有木酚素、异黄酮和皂苷，这些是具有广泛健康益处的植物营养素，从抗癌到降压、抗衰老、抗氧化和抗溃疡等多个方面都有作用。菠萝蜜种子里还有蛋白质成分，其组成取决于菠萝蜜品种。
因此，菠萝蜜种子可能是蛋白质分离的潜在来源，对水油吸收、溶解度、胶化、乳化能力和起泡能力等特性在技术上是重要的，因为它们决定了蛋白质分离食品成分的潜在应用。
«——【·蛋白质分离·】——»
根据其可溶性从菠萝蜜籽除脂粉末中提取蛋白质。再将牛血清白蛋白作为标准，测量菠萝蜜籽除脂粉末蛋白质分数的总蛋白含量。
将菠萝蜜籽除脂粉末与蒸馏水混合，以1:20的比例调节到最大蛋白质提取的pH值，使用1.0 M NaOH进行调节。
在25°C下搅拌30分钟，然后以4500 rpm离心。将上清液的pH值调节到最小蛋白质提取的pH值，使用1.0 M HCl进行调节，在25°C下搅拌20分钟。
通过在25°C下以4500 rpm离心20分钟分离沉淀物。然后使用96％乙醇进行酒精提取，使用比例为1：10进行搅拌20分钟，以4500 rpm离心20分钟分离，最后冷冻干燥。
为得知超声波对先前获得分离蛋白中蛋白质浓度影响，制备蛋白分离物悬液，并在超声波浴中超声1小时。随后按照先前从菠萝蜜籽除脂粉末，获得蛋白分离物的同一程序，处理蛋白分离物悬液，并将此分离物称为经超声波处理的菠萝蜜籽蛋白分离物。这个分离物用于物理化学和功能分析。
«——【·氨基酸分析和蛋白质质量·】——»
菠萝蜜籽除脂粉蛋白分离物的氨基酸水解，和定量分析在Waters高效液相色谱系统上进行操作。该系统包括系统控制器、自动进样器、液相色谱泵、荧光检测器和泡沫剂除气器。
不同氨基酸的得到量以g/100 g蛋白分离物表示。使用氨基酸评分和预测蛋白质效用比值来评估蛋白质分离物的蛋白质质量。
氨基酸评分计算，首先将0.5 g蛋白质分离物置于预先称重的25 ml离心管中。然后加入10 ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌混合并在室温下（25°C）3050 × g离心10分钟。将上清液倒掉，将残留物与离心管一起称重。
将2 g蛋白质分离物与100 ml蒸馏水在搅拌器上搅拌30 s。玉米油从瓶式分配器中逐渐加入，并在混合过程中均匀混合。当混合物紧致度减小，被判定为停止加入油的时间点。在此点前加入油量被解释为样品乳化能力。
为了测定蛋白质的溶解度,将蛋白质分离物悬浮在不同pH值（2-12）的水中。然后在3050 × g离心10分钟，分析超参数的上清液中的蛋白质。
将蛋白质分离物样品与5 ml蒸馏水在离心管中混合，以获得12％、14％、16％、18％和20％浓度；使用0.1 M HCl或NaOH将悬浮液的pH值调节为2、4、6、8或10。
将离心管置于沸水中加热1小时，迅速用流动自来水冷却，再在4°C的冰箱中冷却2小时。当倒置离心管中的样品不会掉落或滑动时，最小胶凝浓度是该样品最低浓度。
向每个悬浮液中加入30 ml玉米油。在搅拌器中以“中”速度搅拌每个混合物1分钟，然后以1190×g离心5分钟。记录乳状物层的体积。
为了确定乳化稳定性，将样品在水浴中80°C加热30分钟，然后在流动水中冷却至25°C并按上述方法进行旋转离心。乳化稳定性表示加热后剩余EA的百分比。
为了测定泡沫性能，将2g蛋白质分离物溶解在100 ml蒸馏水中制成五个悬浮液。使用0.1 M HCl或NaOH将悬浮液的pH值调节为2、4、6、8或10。
在室温下，在Osterizer搅拌器中以“低”速度搅拌1分钟。将生成的泡沫倒入250 ml圆柱中。记录总泡沫体积，并将泡沫容量表达为体积增加的百分比。
统计分析数据从所有实验中收集到，并进行方差分析和多重比较，显著性水平设为p <0.05。
«——【·蛋白质分离物的蛋白质溶解度·】——»
下图显示提取pH值对脱脂菠萝蜜籽粉中蛋白质溶解的影响。
pH值为12时，蛋白质最大溶解度为80%，pH值为4时，蛋白质最小溶解度为19.4%，这被认为是等电点。
脱脂菠萝蜜籽粉在pH值12时，最大蛋白质提取率与物理坚果籽的结果相似，在pH值12时提取率为81.7%，在pH值4.0时，蛋白质提取率最低。因此，pH值为12.0时，被选为具有最高提取率的pH值，并被用于制备蛋白质分离物。
蛋白质分馏奥斯本溶解度数据表明，菠萝蜜籽中的可溶于NaOH和可溶于水蛋白质是主要组成部分，分别为683.6±34.2 g/kg蛋白质和183.6±8.2 g/kg蛋白质，而只确定了113.0±5.6 g/kg蛋白质的可溶于NaCl的蛋白质分数，和19.8±0.8 g/kg蛋白质的可溶于乙醇的蛋白质分数。
菠萝蜜籽中的大多数贮藏蛋白均为谷蛋白和白蛋白形式。这种蛋白质分布与其他果实种子中发现的类似。
其中谷蛋白为主要组成部分，其次是白蛋白、球蛋白和谷蛋白，而在姜饼梅种子蛋白中，谷蛋白、白蛋白、球蛋白和谷蛋白的含量分别为406 g/kg蛋白质，276 g/kg蛋白质，258 g/kg蛋白质和64.8 g/kg蛋白质。谷蛋白是从大米和番石榴种子中提取的蛋白质主要分数。
菠萝蜜籽蛋白质分离物和JPIU的蛋白质组成分别为844.3和952.1 g / kg，这表明超声处理对蛋白质浓度的有益影响：增加了12.77％。
超声对大豆蛋白分离和提取影响加强了从大豆中提取有价值组分，在1分钟处理后，蛋白质，油和固体的产量会提高约10％。
经过微观结构分析，改善溶解性是超声处理改善收率的主要原因，而不是细胞破裂。在另一项研究中，常规提取和超声辅助所提取的鸭肝蛋白分离物，蛋白质收率和含量从42.6分别增加到74.5和76.5分别增加到80.2。
JPIU蛋白质含量，大于其他水果籽蛋白质分离物蛋白质含量。 而野生杏仁压力饼的蛋白质分离物，以及番茄籽蛋白质分离物的蛋白质含量分别为765.8和821.5 g / kg。
«——【·颜色和表观密度·】——»
JPIU的表观密度为0.46 g / ml。表观密度取决于相互关联因素的综合效应，例如颗粒之间的引力作用，颗粒大小以及颗粒之间接触点的数量。番茄籽蛋白质分离物和西番莲籽的表观密度，分别为0.33和0.43 g / mm，小于研究中JPIU的表观密度。
JPIU的总需氨基酸含量低于总非需氨基酸含量，这意味着它被认为是人类必需营养素的适度良好来源。
考虑到氨基酸评分的较低值，JPIU的第一、第二和第三限制性氨基酸分别为缬氨酸、异亮氨酸和亮氨酸，分别为76.00、80.25和98.43。
«——【·蛋白质水和油的吸收能力和乳化能力·】——»
影响蛋白质结合水的能力包括氨基酸组成、蛋白质构象、表面极性和表面疏水性。研究中的JPIU的吸水能力为6.46毫升水/克蛋白质。
影响蛋白质结合能力的因素是氨基酸组成、蛋白构象、表面极性和表面疏水性。JPIU具有6.46 ml水/g蛋白质的吸水能力，这比物理橄榄籽蛋白质分离物，和西瓜籽蛋白质分离物的糖分和Mateera品种分别为3.22 ml水/g蛋白质、3.57 ml水/g蛋白质和3.13 ml水/g蛋白质的值更大。
JPIU具有良好水结合能力，可能是由于蛋白质的极性氨基酸残基与，水分子之间的相互作用所致。吸水能力是粘稠食品的关键属性，如汤、面团、布丁和烘焙产品，因为这些食品应吸收水分而不会导致蛋白质溶解，从而提供增稠和粘度。
蛋白质的油结合能力，是食品系统中另一个重要功能性质。蛋白质的非极性氨基酸侧链，能与脂质烃基链形成疏水相互作用，影响其油结合能力。
JPIU的油吸收能力为6.07毫升油/克蛋白质，高于柴油树种子蛋白分离物的1.86毫升油/克蛋白质，西瓜种子蛋白质分离物的2.37毫升油，和克蛋白质2.49毫升油/克蛋白质，番石榴籽蛋白分离物的3.2毫升油/克蛋白质以及番茄籽蛋白分离物的4.04毫升油/克蛋白质。
这一结果表明，JPIU具有较高的非极性氨基酸含量，可以与脂质烃基链结合。油吸收的机制可以解释为油的物理包埋。蛋白质的高油吸收能力是保持风味的重要因素。在研制肉粒、替代品和延展剂等产品时，需要使用具有高油吸收能力的蛋白质。
JPIU的乳化容量为32.36毫升油/克蛋白质。先前的报告表明，西红柿籽、羽扇豆和芝麻蛋白质分离物的乳化容量分别为115毫升油/克蛋白质、164-169毫升油/克蛋白质和130毫升油/克蛋白质。因此与这些植物蛋白相比，JPIU的乳化容量较低。
«——【·分离蛋白的蛋白溶解度·】——»
蛋白质的溶解度，与表面疏水(蛋白质-蛋白质)和亲水(蛋白质-溶剂)与水的相互作用有关。它受到几个因素影响，例如，蛋白质的氨基酸和非氨基酸的组成，蛋白质的天然或变性状态以及环境因素。
pH值是一个重要的环境因素，对蛋白质的溶解度有重要影响。蛋白质的溶解度有两个区域:酸性和碱性。在pH值为4时，蛋白质的溶解度最小(5.2%)，表明蛋白质的等电点;在pH为7和11时，蛋白质的可溶率分别为44.0%和94.4%。
这些结果表明，JPIU在基本条件下具有良好溶解性，这与从物理坚果籽饼中获得的分离蛋白的结果一致。蛋白质在不同pH值下的溶解度，可以作为食品系统中分离蛋白性能的有用指标，此外还可以作为蛋白质因加热或化学处理，而变性的程度的指标。
大多数植物蛋白的等电pH值在4到5之间。在等电点，蛋白质上没有净电荷;因此不存在不利于溶解度的排斥相互作用，或蛋白质-蛋白质相互作用。
在低pH下会产生较大的净电荷，排斥力增加，导致蛋白质展开。在pH大于6.5时，所有植物蛋白的溶解度都大于70% ，然而在研究中，相关人员观察到较低的值。
最低凝胶浓度是蛋白质凝胶能力的指标，因此，较低最低凝胶浓度可提高蛋白质凝胶的能力。蛋白质凝胶形成是部分变性以及蛋白质聚集。蛋白质变性使得蛋白质分子内部的反应性基团暴露出来，而聚集则改善了蛋白质反应面对三维网络结构的水保持能力。
通过实验，JPIU蛋白质的最低凝胶浓度在pH 6下为9%。与此相比，鹰嘴豆蛋白、北方豆蛋白浓缩物、豇豆、绿豆蛋白分离物、羽扇豆籽蛋白以及红花籽蛋白分离物的最低凝胶浓度分别为14-18％、8％、12％、10％、14％和2％。
蛋白质分子通常由非极性氨基酸、带电氨基酸和非带电极性氨基酸组成。这类型的氨基酸使蛋白质具有疏水性和亲水性特性，从而可以与油和水分子相互作用，并起到乳化剂的作用。
研究中，EA和乳液稳定性的最低值分别在pH4和2，这可以归于pH值下蛋白质的低溶解度。相反，JPIU的EA和乳液稳定性在pH10和4-10时较大，而番茄籽蛋白分离物的较高EA和乳液稳定性分别为36.4％和34.9％。
在食品系统中，泡沫非常复杂，包含多个相，例如混合气体、细分固体和液体以及水、聚合物和表面活性剂的多组分溶液。JPIU的泡沫容量受pH影响。在pH4.0-6.0范围内，泡沫容量较低，值为13-42％，最低值出现在pH4。
当蛋白质分离物处于碱性pH下时，泡沫容量增加，并在pH10最大值时。更高值似乎是由于JPIU的溶解度增加，和净电荷增加而引起的，其中疏水相互作用较弱，蛋白质的柔性增加。
这导致蛋白质扩散到空气-水界面，包裹空气颗粒并增强泡沫形成。最大泡沫容量和泡沫稳定性出现在pH10，而最小泡沫容量和泡沫稳定性分别出现在pH4和8。与研究获得的结果相反。
番石榴籽和番茄籽分离物的最大泡沫容量和泡沫稳定性分别为50％和40％以及64.9％和66.3％。菠萝蜜籽的主要蛋白分子可能是球形蛋白，难以表面变性，导致泡沫容量低。
泡沫容量通常是食品产品中的重要因素，如面包、蛋糕、配料、打发奶油、冰淇淋、雪纺甜点和一些糖果制品。总体上看，JPIU可以被认为是不同食品产品中具有良好起泡作用的极佳配料成分。
笔者观点：
菠萝蜜种子是水果行业的副产品，经超声波处理后，可成为生产蛋白质分离物的潜在原料。JPIU在功能性能方面表现良好，具有良好的水和油结合能力、蛋白质溶解度、凝胶化、乳化和起泡性能，并且具有良好必需氨基酸平衡，从而使其成为一般营养价值的新型蛋白质来源。
因此，JPIU可以应用于食品系统中，并适合添加到面包、蛋糕、馅料、饮料、奶油、冰淇淋、雪纺甜点、沙拉酱、香肠和肉制品中。
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