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甘薯(IpomoeabatatasLam.)是旋花科甘薯属的一个重要栽培品种,原产于南美洲,为世界第七大农作物。中国甘薯年产量为1.17亿吨,占世界甘薯产量90%以上。本文以我国北方常见薯种为研究对象,对其可溶性蛋白的分离提取、品质比较、功能特性以及抗氧化活性进行了研究。
通过调节pH值和离心分离的方法,从“玉丰”甘薯汁液中快速地分离提取出可溶性甘薯蛋白,然后对冷冻干燥的甘薯蛋白粉末进行了分析。结果表明:当pH值为4时,获得的最大沉淀率为7.8%,而此时上清液中可溶性蛋白的含量降至最低。透析处理提高了冷冻干燥的甘薯蛋白粉末的蛋白含量,且透析后的蛋白呈现出了多孔构造。在非还原剂存在条件下,电泳图谱显示出甘薯可溶性蛋白存在着三种不同的分子形式:22kDa,41kDa及50kDa;但在还原剂存在条件下,只显示出25kDa一种蛋白分子形式,说明这三种蛋白质分子之间是通过S-S联结而成。虽然PAS染色实验未能证明上述主要甘薯水溶性蛋白是糖蛋白,但提取物中发现可能有低分子量的糖蛋白存在。
通过分析四种可溶性甘薯蛋白中各组分(粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、水分、灰份、总糖、金属元素)含量、氨基酸组成、SDS-PAGE凝胶电泳和色泽,比较不同品种可溶性甘薯蛋白产品质量的差异。结果表明,甘薯“55-2”的分离蛋白纯度高,其蛋白含量达到86.89%,色泽好,金属元素含量少,比较适于蛋白提取。
甘薯可溶性蛋白无论在酸性、碱性条件下都有很好的溶解性,在酸性条件下盐的加入会降低溶解性。其持油性优于其它植物蛋白资源。乳化活性在碱性条件下比较高,蛋白浓度的增加会起到稳定乳浊液的作用。盐的加入会降低pH对乳化活性的影响,同时降低乳浊液稳定性,钙盐的加入对乳化活性和乳化稳定性都有明显的改善作用,其最小作用浓度为0.2mol/L。甘薯可溶性蛋白的最小凝胶浓度为8%,其凝胶强度随着NaCl的添加先增加后降低,且凝胶细微结构呈现不规则颗粒状。蛋白质结构在pH变化(pH3~9)状态下呈现出相对的稳定性,而在100℃加热10min后,甘薯可溶性蛋白分子间均形成了由S-S键结合而成的高分子聚合物。
通过邻苯三酚方法、DPPH分析法和Fenton反应法研究了甘薯可溶性蛋白的清除自由基能力,采用亚油酸—硫氰酸钾方法研究了其抗氧化活性。结果表明:甘薯可溶性蛋白在其浓度为1%时,它对超氧阴离子自由基的清除率就达到最大值约10%;甘薯可溶性蛋白对羟基自由基和DPPH自由基有较好的清除作用,分别在浓度6%和0.5%时达到最大值91.5%和79.7%;由于其较好的亲水性,甘薯可溶性蛋白只能部分抑制亚油酸过氧化反应,浓度为2%时,它的抗氧化活力达到最大值约20%。