芸豆(Phaseolus vulgaris L.),又名扁豆、腰豆、饭豆等,属豆科,蝶形花亚科,菜豆属作物。芸豆籽粒中的蛋白质含量为20%~30%,其中,储藏蛋白占可提取总蛋白的95%以上。球蛋白(55%~80%)和清蛋白(10%~20%)是芸豆储藏蛋白的主要组分;醇溶蛋白和谷蛋白比例较低,故鲜有相关报道。近年来,关于玉米醇溶蛋白、小麦醇溶蛋白在食品包装中的应用越来越广泛。采用乙醇浸提等方法对芸豆进行提取,是否会获得与玉米醇溶蛋白相似的蛋白纯度及性质呢?
近日,合肥工业大学食品与生物工程学院何述栋副教授等人在Food Chemistry上报道了《Comparison of crude prolamins from seven kidney beans (Phaseolus vulgaris L.) based on composition, structure and functionality》,参考多种植物蛋白提取方法对7 种不同花色芸豆中醇溶性蛋白质进行提取,利用SDS-PAGE和LC-MS/MS对蛋白组成进行鉴定,采用内外源荧光光谱、紫外光谱等对蛋白结构进行分析,表征了蛋白提取物的持水性、吸油性以及乳化性,并通过相关性分析和主成分分析初步阐释芸豆醇溶蛋白结构与功能性之间的联系。合肥工业大学食品与生物工程学院何述栋副教授为本文通信作者,硕士研究生杨豫斐为本文第一作者。文章具体研究结果如下:

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采用乙醇直接浸提法、两步法、酶法和Osborne法分别对2018年秋季中国市场所售七种不同花色芸豆的醇溶性蛋白进行提取,发现与乙醇直接浸提法相比,两步法可同时获得较高的蛋白质得率(1.35%~1.65%)和蛋白含量(59.4%~67.2%);酶法预处理未表现出明显的促进效果。SDS-PAGE和LC-MS/MS研究表明,所提取的醇溶蛋白为粗提物,含有丰富的蛋白质亚基,依据提取方法不同,疏水性蛋白质占比约为15%~50%;基于蛋白质组成和相对丰度,7 种芸豆醇溶蛋白被归为三类,且与种皮颜色相关。

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结构和功能性分析表明,白花芸豆(LSKB)、黑花芸豆(BSKB)和红芸豆(RKB)中醇溶蛋白提取物具有较好的疏水性,这可能与蛋白质组成、α-螺旋含量以及巯基含量等多种因素有关;进一步研究表明,大、小白芸豆醇溶蛋白粗提物的蛋白巯基含量较高,并表现出较好的保水性能,而LSKB 、BSKB和RKB醇溶蛋白粗提物的吸油性较强;相关性和主成分分析表明,醇溶蛋白粗提物的疏水性、吸油性和乳化性之间存在正相关关系。

本论文首次报道了对芸豆醇溶蛋白的提取研究,初步表明芸豆醇溶蛋白提物的复杂性,揭示了芸豆醇溶蛋白粗提物的结构和功能相关性,可为后续芸豆醇溶蛋白粗提物的高值化利用提供一定的理论基础和数据依据。

作者简介

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何述栋 副教授

何述栋,合肥工业大学食品生物工程学院副教授,硕士生导师。博士毕业于哈尔滨工业大学食品科学与工程学院,博士期间联培于加拿大麦吉尔大学食品科学与农业化学系,博士后出站于大连工业大学食品科学与工程博士后流动站。研究领域主要包括食品中功能性蛋白和多肽、食源性蛋白质过敏源、乳制品及豆制品及相关功能性食品等。先后主持国家自然科学基金、博士后面上资助和特别资助项目、安徽省自然科学基金项目等十余项,在国内外学术刊物上发表论文100余篇,其中,第一作者或通讯作者收录英文SCI数据库论文40余篇,获授权专利10 件。担任十余个中英文学术期刊的审稿人。

杨豫斐 硕士研究生

杨豫斐,合肥工业大学食品与生物工程学院食品科学专业2018级在读研究生,研究方向为食品现代加工理论与方法。在校期间发表SCI论文3 篇,2020年获得国家研究生奖学金,2021年获得校级优秀毕业生。

该文章《Comparison of crude prolamins from seven kidney beans (Phaseolus vulgaris L.) based on composition, structure and functionality》在2021年4月8日在线发表于Food Chemistry。点击下方阅读原文即可查看原文。

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编辑:袁艺;责编:张睿梅

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