• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.蛋白组成结构
  • 4.溶解特性
  • 5.营养价值
  • 6.影响因素
  • 6.1.硫苷
  • 6.2.植酸
  • 6.3.酚类化合物
  • 7.应用
  • 8.参考资料

油菜子蛋白

油菜子蛋白

油菜子又称菜籽,是十字花科作物油菜的种子。菜籽蛋白主要集中在菜籽胚即两片子叶中,菜籽油脂提取后,饼粕中的蛋白质含量高达36%以上,因此,菜籽饼粕是一种丰富的蛋白质资源,且营养价值高,应用非常广泛。

基本信息

  • 中文名

    油菜子蛋白

  • 外文名

    rape seed protein

  • 别名

    菜籽蛋白

  • 主要原料

    菜籽

  • 主要营养成分

    蛋白质

  • 应用领域

    畜禽饲料

蛋白组成结构

菜籽中的含氮化合物由87%的蛋白质以及13%的肽和氨基酸组成。菜籽蛋白可以分为3部分,最大一部分是储藏蛋白,没有酶活性;其次是具有结构功能的膜蛋白;最小的一部分是具有酶活性的物质,如硫葡萄糖苷酶、脂肪酶等。菜籽中的储藏蛋白主要是2种:12S和2S(1.7S)组分。

菜籽中的蛋白质含量随品种和种植的条件不同而不同。换算系数为6.25时,菜籽中含有21%~24%的粗蛋白,脱脂菜籽粕中含有33%~39%的粗蛋白。事实上,菜籽蛋白中平均含有17.5%的氮,因此其换算系数应为5.7。利用这个系数进行换算时,菜籽和脱脂菜籽粕中蛋白质的含量分别是19%~22%和31%~36%,其中80%~87%为真蛋白。通过交叉育种的方法,可以同时提高菜籽中的油和蛋白质的含量。采用此种方法培育出的菜籽品种,菜籽粕中蛋白质的含量可以达到43.9%。

菜籽蛋白主要是由12S球蛋白和1.7S或2S蛋白组成。在不同的品种中,这两种蛋白质的含量明显不同。12S和2S蛋白质也是其他十字花科植物的主要储藏蛋白。利用分子排阻色谱技术对不同品种菜籽的蛋白质进行测定,测得12S球蛋白的含量为26.5%~65.3%,2S蛋白的含量为13.4%~46.1%。

通常从植物的种属中派生出植物蛋白的名字,据此,菜籽中12S球蛋白称为cruciferin或brassin,2S蛋白称为napin或conbrassin。1

12S球蛋白的结构

12S球蛋白是一种中性蛋白质。菜籽中12S球蛋白的相对分子质量为300000,等电点7.2,是由6个亚基对组成的一种寡聚蛋白,每个亚基对由一条重的α-链(30000)和一条轻的β-链(20000)构成,每个亚基的α-链和β-链之间由二硫键连接,共有4种不同的亚基对。根据所处环境的pH和离子强度cruciferin会发生解离。

根据12S球蛋白的结构模型,疏水性的β-侧链位于蛋白质分子的内部,强亲水性的C-末端区域(α-链)位于蛋白质分子的表面,菜籽蛋白中的12S球蛋白含有一个由38个氨基酸组成的亲水性的分支,有许多的甘氨酸一谷酰胺重复单位位于α-链的中间部分,在蛋白质的表面形成一个环,因此α-链的C-末端区域对菜籽蛋白的12S组分的功能性有着特别的重要性。

2S蛋白的结构

低相对分子质量的菜籽蛋白napin代表着一类强碱性蛋白,等电点大于10,相对分子质量为12000~17000,含有40%~46%的旷螺旋和12%的β折叠片,是由一个相对分子质量较大(9000)的多肽链和一个相对分子质量较小(4000)的多肽链构成,两个多肽链由二硫桥连接。

溶解特性

菜籽蛋白溶解性不像大豆蛋白那样在等电点范围变化较快,而是变化比较平缓,许多研究也证实了这一点。菜籽蛋白在等电点时,仅能沉淀40%~50%。在菜籽蛋白的氮溶解曲线中,具有两个最低溶解度点,一个在pH4.5左右,一个在pH7.0左右。这是菜籽蛋白不同于其他植物蛋白的一个重要特性。

菜籽蛋白的溶解性不仅受pH的影响,还受提取温度的影响,在低于60℃时,相同的pH条件下菜籽蛋白的溶解性随温度的升高而增加,且随着温度的升高,其最小溶解度点对应的pH将向碱性方向移动,溶解曲线的形状也会发生变化。

菜籽中蛋白质的溶解曲线的形状不仅受溶解条件的影响,还与菜籽品种有直接关系,不同的菜籽品种其溶解行为会有一定差别。菜籽蛋白的溶解曲线的形状是由菜籽蛋白的组成决定的,12S和2S蛋白质等电点不同决定了两种组分在同一pH下溶解度的不同,因此菜籽蛋白的等电点范围较宽。 由于菜籽品种的不同,其蛋白质中的2s和12S组分的含量也会有所不同,因此,在相同的条件下不同的菜籽品种溶解曲线也不相同,拐点的pH会有差别。1

营养价值

菜籽蛋白在去除毒物及有关的抗营养成分以后,其营养价值明显地超过了大豆蛋白和酪蛋白,可与动物蛋白相媲美。其中,赖氨酸含量与大豆蛋白接近,含硫氨基酸优于大豆蛋白;菜籽蛋白的PER为3.0~3.3,高于酪蛋白(PER为2.5)和大豆蛋白;蛋白质净利用率为68%~74%,高于大豆蛋白的59%。尽管菜籽蛋白的必需氨基酸含量并不显著高于大豆蛋白和酪蛋白,但必需氨基酸指数和蛋白质评分均明显地超过了酪蛋白和大豆蛋白。此外,研究证实,在碎肉中加入33%的菜籽蛋白质,混合肉的蛋白质净利用率由76.3%提高到86.3%。2

影响因素

虽然菜籽蛋向的营养价值很高,但很少能将其作为食品来应用,其关键在于菜籽中存在天然的有害物质(抗营养因子),甚至作为饲料来应用也受到了限制。天然的抗营养因子主要是硫代葡萄糖苷(也称硫苷)、植酸、芥子碱、单宁、水苏糖、棉籽糖等物质,其中硫苷影响最大。3

硫苷