藜麦营养价值极高，富含蛋白质、膳食纤维、皂苷、酚类、不饱和脂肪酸、维生素等生理活性成分，属于全营养食品，具有改善人体健康和预防慢性疾病的潜在价值。藜麦蛋白质主要由37%的11S球蛋白和35%的2S清蛋白组成，二硫键是稳定蛋白结构的关键，而谷蛋白和醇溶蛋白较少。藜麦作为优质蛋白的来源并不含麸质，是加工无麸质食品的理想原料之一，近些年来在健康食品开发及功能因子的挖掘上广受欢迎。

藜麦加工基础理论相较薄弱，对不同处理藜麦主要营养成分的变化缺乏系统探讨。因此青海大学农林科学院，青海省青藏高原农产品加工重点实验室，青藏高原种质资源研究与利用实验室的张文刚、杜春婷、党 斌*等以‘青白藜1号’为原料，采用蒸煮、萌发和挤压膨化处理藜麦并提取藜麦蛋白质，分析不同加工方式对藜麦蛋白质结构与功能特性的影响，以期为藜麦及其蛋白质在食品工业中的开发利用提供理论依据。

1、不同加工方式对藜麦蛋白溶解度的影响

从图1可以看出，不同方式处理下藜麦蛋白质溶解度均随pH值的增大而显著增大（P＜0.05）；当pH值为3.0～5.0，靠近藜麦蛋白等电点，蛋白质溶解度较小，与王棐等的报道一致。pH＞5.0后，藜麦蛋白负电性增强，静电斥力增大，溶解度快速升高，pH值为9.0时对照、蒸煮、萌发和挤压膨化组藜麦蛋白溶解度均达到最大值，分别为64.25%、50.57%、62.82%和43.10%。与对照组相比，蒸煮与挤压膨化组藜麦蛋白在不同pH值下的溶解度明显降低；萌发藜麦的蛋白质溶解度在不同pH值下的变化较小，且当pH值为7.0时，相比对照组其溶解度提高了14.12%，表明适度萌发可以改善藜麦蛋白溶解性。

2、不同加工方式对藜麦蛋白乳化特性的影响

由图2可知，不同加工处理下藜麦蛋白的乳化性和乳化稳定性存在显著差异（P＜0.05）。各加工方式下乳化性由高到低依次为对照＞挤压膨化＞萌发＞蒸煮，挤压膨化、萌发、蒸煮处理组相比对照组乳化性分别损失了7.09%、15.90%和21.28%，即不同处理降低了藜麦蛋白乳化性。蛋白质的乳化特性与其表面疏水性、柔顺性等多种因素有关，不同加工方式下蛋白质的乳化性可能因蛋白分子质量与组成、变性程度、表面基团分布、到达油-水界面的能力、复合物形成等的变化而出现一定减小。

3、不同加工方式对藜麦蛋白起泡性能的影响

由图3可知，萌发处理可以显著提高藜麦蛋白的起泡性（69.58%）和泡沫稳定性（67.86%），可能是萌发时种子蛋白质适度水解，形成分子质量较小的亚基结构，并伴随一些新蛋白质的合成，可溶性蛋白含量增加，而形成的亚基与新蛋白可能具有更好的空气-水界面吸附能力或填补界面膜大颗粒蛋白孔隙的能力，从而改善了藜麦蛋白起泡性能。相反，热处理（蒸煮和挤压膨化）总体上显著降低了藜麦蛋白的起泡性及泡沫稳定性（P＜0.05），且挤压膨化效果更明显。

4、不同加工方式对藜麦蛋白质变性温度和焓变的影响

由表1可知，与对照组藜麦蛋白质相比，萌发、蒸煮和挤压膨化后藜麦的蛋白质变性温度升高，但差异不显著（P＞0.05）。萌发组蛋白质变性温度最高，为78.33 ℃，ΔH相比对照组增加了69.66 J/g，表明萌发组藜麦的蛋白质发生变性所需热量增加，可能是藜麦萌发后其蛋白质组成改变，新生成的蛋白质结构更紧凑。蒸煮组和挤压膨化组藜麦的蛋白质变性温度也有提高，但ΔH变化不显著，这可能与藜麦加工后其蛋白质二级结构的转变及可溶性/不可溶性大分子聚合物的形成有关。

5、不同加工方式对藜麦蛋白游离巯基含量的影响

由图4可知，与对照组（23.21 μmol/g）相比，蒸煮加工藜麦蛋白质游离巯基含量显著降低，萌发藜麦与对照组差异不显著（P＞0.05），而挤压膨化藜麦蛋白质游离巯基含量显著升高，分别达到对照、蒸煮和萌发组的1.43、1.99、1.44 倍。萌发是高等植物生命活动中物质分解与合成代谢活跃的过程，可以改善种子的营养和加工特性，而在此过程中藜麦贮藏蛋白质发生分解且出现新蛋白质的合成，蛋白质－SH与－S－S－之间的转变可能保持相对稳定，因此游离巯基含量变化不明显。

6、不同加工方式下藜麦蛋白质的光谱分析

由图5A可知，处理前后的藜麦蛋白质在260～300 nm附近具有较强紫外吸收，属于蛋白质表面酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等芳香族氨基酸的特征吸收（200～400 nm）。与对照组相比，3种加工方式下藜麦蛋白质在波长低于270 nm左右的短波紫外区吸收强度均有所提高，且蒸煮＞挤压膨化＞萌发。

图5B中，3 300～3 600 cm－1处的强吸收峰表示藜麦蛋白分子间和分子内氢键及O－H、N－H键的伸缩振动，2 929 cm－1处的吸收峰表征C－H键的伸缩振动，1 076 cm－1处可能是C－H、C－C、C－O等键的吸收。不同加工方式藜麦蛋白红外光谱特征峰基本一致；与对照组相比，蒸煮和萌发组差异较小，挤压膨化组特征峰吸收强度相对较高；挤压膨化藜麦蛋白在酰胺I带的吸收峰有蓝移趋势，且1 076 cm－1处的吸收强度明显减弱。

由表2可知，蒸煮加工时藜麦蛋白相比对照组β-折叠相对含量显著增加至89.42%，α-螺旋、β-转角、无规卷曲相对含量均显著减小（P＜0.05），表明蛋白二级结构有序性有所提升并存在其他结构向β-折叠结构的转变。挤压膨化藜麦蛋白中只分析出β-折叠的存在，结构上高度有序，可能与高温、高压及高剪切条件下藜麦蛋白的变性、重组和组织化有关。萌发后藜麦蛋白相比对照组无规卷曲相对含量减少1.96%，β-折叠相对含量由58.17%减小至52.06%，而α-螺旋和β-转角相对含量显著增加（P＜0.05），表明萌发藜麦蛋白二级结构较为丰富，在蛋白合成和分解代谢中伴随者二级结构间的转变，且有序性有所提升。

7、不同加工方式藜麦蛋白质的SDS-PAGE分析结果

由图6A可知，3种处理藜麦蛋白条带主要分布在48～63 kDa及小于15 kDa的低分子质量区，其中48～63 kDa之间可能是藜麦蛋白的11S球蛋白，而分子质量低于15 kDa的条带主要是加工前后存在的一些小分子质量亚基。与其他处理组相比，蒸煮藜麦蛋白质在接近63 kDa处有一明显蛋白条带，其次为挤压膨化藜麦蛋白在此处有一条稍淡的蛋白条带，推测为蛋白质通过二硫键（—S—S—）形成的聚合物；此外，不同处理组低分子条带区存在差异，萌发和挤压膨化组与对照组相比差异相对明显，可能是蛋白质分解形成的一些更小亚结构。巯基乙醇可以还原蛋白质中的二硫键，使得蛋白质结构被破坏，亚基数量增多；由图6B可以看出，与图6A中相应处理的蛋白条带相比，在还原条件下藜麦蛋白条带数量明显增加，除分子质量48～63 kDa和＜15 kDa的组分外，还出现了分子质量在20 kDa和30～35 kDa之间的条带，表明加工前后藜麦蛋白质及其聚集体和小分子亚基等的相互作用以—S—S—为主。

结 论

不同加工方式对藜麦蛋白质结构与功能特性的影响存在差异。萌发可以使藜麦产生更多蛋白亚基和新蛋白，蛋白二级结构变丰富，疏水性有所降低，溶解性、起泡特性及乳化稳定性得到改善，但其乳化性损失15.90%。与萌发相比，蒸煮使藜麦蛋白质发生部分变性，游离巯基含量减少，β-折叠结构相对含量增加，蛋白质功能性普遍降低，但可以大幅提高藜麦蛋白的乳化稳定性。挤压膨化处理藜麦可以使蛋白质结构完全转变为β-折叠，游离巯基含量增加至对照组的1.43 倍，疏水性增加，溶解性和起泡特性显著降低，而乳化特性与对照组接近。3种方式加工藜麦后，其蛋白热稳定性有提升趋势。藜麦蛋白质分子质量分布在48～63 kDa和＜15 kDa范围，萌发后小分子蛋白组分有所增加，蒸煮和挤压膨化组蛋白质有聚合物形成，蛋白质之间的相互作用以二硫键为主。萌发通过改变藜麦蛋白组成来强化其功能，而蒸煮和挤压膨化则主要影响高级结构、聚集状态等改性蛋白质。3种加工藜麦的蛋白质可根据功能特征用于不同食品配料。后续研究需要考虑加工条件对藜麦蛋白质结构和功能性的影响，为藜麦食品加工及蛋白质开发利用提供依据。

通信作者介绍

党斌 副研究员

党斌，副研究员，青海大学农林科学院科研处副处长，硕士研究生导师，主要从事特色农产品品质评价与调控、精深加工技术及副产物综合利用方面的研究。主要讲授《食品化学》、《食品工程原理》和《食品机械与设备》等课程。主持省科技厅重点项目3项，参与完成国家及省部级项目8项。荣获青海省科技进步二等奖、三等奖各1项，鉴定省级科技成果8项，授权国家发明专利5项，外观设计专利6项，制定颁布地方标准、企业标准各1项，发表科技论文40余篇，主编《青稞传统食品与现代食品加工技术》1部，参编全国高等学校十二五规划教材《食品化学》1部。

本文《不同加工方式对藜麦蛋白质结构与功能特性的影响》来源于《食品科学》2022年43卷7期88-95页，作者：张文刚，杜春婷，杨希娟，张杰，党斌。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210330-382。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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