超声波辅助低共熔溶剂提取对咖啡蛋白结构和功能特性的影响

苏璋; 胡发广; 于鑫欣; 李贵平; 付兴飞; 夏光华; 董文江; 《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：为探索咖啡蛋白在食品加工中的应用，以脱脂生咖啡粉为原料，探究不同超声波功率（0、200、400、600、800 W）与低共熔溶剂法、碱法协同作用对咖啡蛋白组成成分（聚丙烯酰胺凝胶电泳，SDS-PAGE）、结构特性（粒径分布、傅里叶红外光谱、圆二色光谱、荧光光谱和扫描电镜）和功能特性（溶解度、吸水性、吸油性和乳化特性）的影响。结果表明：由低共熔溶剂提取的咖啡蛋白（DES）平均粒径（12.30μm）显著小于由碱法提取的咖啡蛋白（AEP）平均粒径（113.67μm）;DES在酸性条件下溶解度更高，AEP在碱性条件下溶解度更高；DES比AEP有更好的吸水性和吸油性。经超声预处理后，咖啡蛋白电泳图谱、傅里叶红外光谱、圆二色光谱和荧光光谱结果分析表明，不同超声波功率预处理未引起蛋白质分子量分布的重大变化，但是对蛋白质的二级结构和三级结构产生影响。表面微观结构表明，DES表面结构较疏松多孔，AEP表面紧密平坦，超声预处理后AEP微观结构变得疏松多孔，纹理变得分散，并呈现出更多的不规则碎片；DES表面发生略微变化，在400 W和600 W处理15 min时表现出更多小颗粒多孔无序结构，微观结构变化可影响蛋白质的化学和物理性质及其功能特性。在超声功率为400 W时，DES粒径显著减小，粒径参数D[3,2]和D[4,3]分别从10.50、30.43μm减小到7.89、11.27μm；溶解度显著提高，在酸性、碱性条件下溶解度分别由47%、71%上升到75%、81%。此外，超声预处理可提高咖啡蛋白的吸水性和乳化活性，这些均为蛋白质在食品应用中的重要功能特性。研究表明采用超声波技术对咖啡蛋白进行改性有效果，研究结果可为咖啡蛋白在食品加工中的应用提供理论依据。

关键词： 咖啡蛋白 超声波功率 低共熔溶剂 结构特征 功能特性