植物蛋白是人類膳食蛋白質(zhì)的重要來源。谷類一般含蛋白質(zhì)6%-10%，不過其中所含必需氨基酸種類不完全。薯類含蛋白質(zhì)2%-3%。某些堅果類如花生、核桃、杏仁和蓮子等則含有較高的蛋白質(zhì)（15%-30%）。豆科植物如某些干豆類的蛋白質(zhì)含量可高達(dá)40%左右。特別是大豆在豆類中更為突出。它不僅蛋白質(zhì)含量高，而且質(zhì)量亦高，是人類食物蛋白質(zhì)的良好來源。植物蛋白為素食者飲食中主要的蛋白質(zhì)來源，可用以制成形、味、口感等與相應(yīng)動物食品相似的仿肉制品。素食者專食不完全蛋白質(zhì)，會發(fā)生營養(yǎng)缺乏癥，必須兼食大豆蛋白質(zhì)。 [2]

植物蛋白是主要來源于米面類、豆類，但是米面類和豆類的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值不同。米面類來源的蛋白質(zhì)中缺少賴氨酸（一種必需氨基酸），因此其氨基酸評分較低，僅為0.3～0.5，這類蛋白質(zhì)被人體吸收和利用的程度也會差些。 [2]

從營養(yǎng)學(xué)上說，植物蛋白大致分為兩類：一是完全蛋白質(zhì)，如大豆蛋白質(zhì)；二是不完全蛋白質(zhì)，絕大多數(shù)的植物蛋白質(zhì)屬于此類。 [2]凡是含有各種必需氨基酸且比例適宜的蛋白質(zhì)，稱為完全蛋白質(zhì)；缺乏任何一種必需氨基酸的蛋白質(zhì)，稱為不完全蛋白質(zhì)。單獨使用不完全蛋白質(zhì)時，不能維持機(jī)體的氮平衡和生長發(fā)育需求。 [3]

蛋白質(zhì)在營養(yǎng)上的分類如下表 [3]

蛋白質(zhì)在營養(yǎng)上的分類

完全蛋白質(zhì)

酪蛋白、乳白蛋白、白蛋白、卵白蛋白、大豆蛋白

不完全蛋白質(zhì)

膠蛋白、豆球蛋白、玉米蛋白、

麥膠蛋白、大麥蛋白、蕓豆蛋白

豆類、小麥（面粉）和大米中一般都含有較多的植物蛋白（大豆種子所含蛋白比例高達(dá)40%）。但是米面類和豆類的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值不同。 [2]

谷類一般含蛋白質(zhì)6%-10%，蛋白質(zhì)含量不算高，但由于是人們的主食，所以仍然是蛋白質(zhì)的主要來源。豆類含有豐富的蛋白質(zhì)，特別是大豆含蛋白質(zhì)高達(dá)36%-40%，氨基酸組成也比較合理，在體內(nèi)的利用率較高，是植物蛋白質(zhì)中非常好的蛋白質(zhì)。某些堅果類如花生、核桃、杏仁和蓮子等則含有較高的蛋白質(zhì)（15%-30%）。 [2]

利用植物蛋白的差別將目的蛋白與非蛋白質(zhì)雜質(zhì)和非目的蛋白相互分離, 最常見的方法有堿溶酸沉法、酶提取法、有機(jī)溶劑提取法、鹽溶提取法、反膠束萃取法等。 [4]

堿溶酸沉法

堿溶酸沉法是最常用的植物蛋白提取方法，利用的原理是植物蛋白易溶于堿性環(huán)境，在酸性等電點條件下析出。堿溶酸沉法的優(yōu)點是蛋白質(zhì)的提取率和純度都較高，易操作，成本低；缺點是過高濃度的堿液會使提取出的蛋白質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，影響蛋白質(zhì)的營養(yǎng)特性。袁詩涵 [5]等以陜北主產(chǎn)的黃米為原料，利用堿溶酸沉法提取黃米蛋白，通過正交試驗優(yōu)化得出黃米蛋白的最佳提取率為86.93%。徐江波 [6]等以亞麻籽為原料，采用堿溶酸沉法提取亞麻籽蛋白，在單因素實驗和響應(yīng)面優(yōu)化的基礎(chǔ)上，得出亞麻籽蛋白的最佳提取率為79.26%，純度高達(dá)92.34%。

酶提取法

采用酶法提取植物蛋白的優(yōu)點是效率高，反應(yīng)條件溫和，操作安全，不會產(chǎn)生有害物質(zhì)；缺點是對操作環(huán)境要求較為嚴(yán)格，相比堿法提取蛋白，需要增加滅酶的步驟 [7]。譚萍等研究了酸性蛋白酶、中性蛋白酶及堿性蛋白酶對苦蕎麥蛋白質(zhì)的提取效果，結(jié)果表明，堿性蛋白酶對苦蕎麥蛋白質(zhì)的提取效果最好。 [8]

有機(jī)溶劑提取法

有機(jī)溶劑提取法主要針對不溶于水、酸液、堿液和稀鹽溶液的蛋白質(zhì)，因為這類蛋白質(zhì)和脂質(zhì)結(jié)合牢固，只溶解于乙醇、丙酮等親脂性較強(qiáng)的有機(jī)溶劑，且必須在低溫下進(jìn)行操作以防止蛋白質(zhì)變性。 [9]姜福佳等利用乙醇浸提法提取啤酒糟中的醇溶蛋白，在單因素實驗和響應(yīng)面優(yōu)化的基礎(chǔ)上，確定啤酒糟醇溶蛋白的最佳提取條件為乙醇濃度81%、固液比1∶21(g/mL)、提取溫度48 ℃、提取時間 50min，在此條件下，醇溶蛋白的提取率為7.8%。 [10]

鹽溶提取法

鹽溶可被定義為少量的中性鹽如硫酸銨會使 蛋白質(zhì)分子表面的電荷增加，促進(jìn)蛋白質(zhì)分子與水分子相互作用，進(jìn)而增大蛋白質(zhì)分子在水溶液中溶解度的現(xiàn)象。鹽溶法的優(yōu)點是維持了蛋白質(zhì)的天然構(gòu)象，不易變性，但提取率和純度都較低。白正晨等以蠶豆粉為原料，加入2.5%的NaCl溶液，經(jīng)磁力攪拌、冷凍離心之后獲得的上清液即為蠶豆鹽溶蛋白。 [11]

反膠束萃取法

反膠束萃取技術(shù)是一種用于蛋白質(zhì)提取的新 型技術(shù)。反膠束是指表面活性劑分子的親水端朝里、疏水端朝外，形成具有增溶蛋白質(zhì)能力的“水池”，其實質(zhì)是具有熱力學(xué)穩(wěn)定性和光學(xué)透明性的納米尺度的聚集體。劉海遠(yuǎn)主要研究了AOT、十二烷基硫酸鈉(SDS) 、十六烷基三甲基溴化銨 (CTAB) 三種反膠束體系萃取大豆蛋白的最佳工藝條件、影響因素和動力學(xué)過程，并與堿溶酸沉法提取的大豆蛋白進(jìn)行比較，結(jié)果表明，利用反膠束萃取的大豆蛋白的功能特性更有優(yōu)勢，且反膠束萃取技術(shù)對大豆蛋白的結(jié)構(gòu)特性影響較小，具有一定的保護(hù)作用。 [12]

其他提取技術(shù)

上述提及的是比較常見的蛋白質(zhì)提取技術(shù)，其他的提取技術(shù)主要是輔助提取法和復(fù)合提取法，目的是增加蛋白質(zhì)的提取率。楊希娟 [13]等利用超聲波輔助法提取青稞蛋白，通過正交試驗確定青稞蛋白的最優(yōu)提取工藝條件為 pH10.5，料液比1∶22(g/mL)，超聲功率550W，提取時間20min，在此條件下，青稞蛋白的最佳提取率為93.15%，純度為78.67%。超聲波輔助法提取的青稞蛋白的功能特性較好，可以應(yīng)用在肉制品、烘焙食品中。馬謙等以玉米黃粉為原料，利用微波輔助法提取玉米醇溶蛋白，通過正交試驗，得出在乙醇濃度80%、料液比1∶14(g/mL)、顆粒度20目、微波功率420W、處理時間360s的條件下，玉米醇溶蛋白的提取率為25.73%，并且可以很好地應(yīng)用于雞蛋涂膜保鮮工藝中。 [14]

利用溶解度的差異

不同的蛋白質(zhì)具有不同的溶解度，蛋白質(zhì)分子在水中的溶解度主要取決于蛋白質(zhì)分子表面的水化層厚度和帶電荷數(shù)量。 [15]不同的蛋白質(zhì)分子，由于其分子表面極性基團(tuán)的種類、數(shù)量以及排布不同，其水化層的厚度和帶電荷數(shù)量也不同，從而造成蛋白質(zhì)的溶解度不同。此外，外界環(huán)境因素如溶液的pH值、離子強(qiáng)度、溫度以及介電常數(shù)等都可以影響蛋白質(zhì)的溶解度。因此，適當(dāng)改變外界因素可以降低蛋白質(zhì)混合溶液中蛋白質(zhì)的溶解度，提高分 離效果。

鹽析法

鹽析法是向蛋白質(zhì)溶液中加入高濃度中性鹽，鹽離子與水分子的相互作用可以使水分子的活度和蛋白質(zhì)的水合程度降低，最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)的溶解度降低，形成沉淀析出的過程。常用的鹽析劑是硫酸銨，因為其鹽析能力強(qiáng)，濃度高時也不會使蛋白質(zhì)的生物活性喪失。鹽析法的優(yōu)點是操作簡便，能除去較多的雜質(zhì)蛋白，可以保護(hù)易變性的蛋白質(zhì)，有一定的濃縮作用；缺點是分辨能力差，純化倍數(shù)不高，需要透析除鹽。陳秀清 [16]等比較了利用酸加 熱法、堿加熱法、鹽析法和有機(jī)溶劑法提取南美蟛蜞菊葉蛋白的效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鹽析法是提取南美蟛蜞菊葉蛋白的最適方法，蛋白質(zhì)提取率高，且活性較好。

等電點沉淀法

等電點沉淀法的原理：蛋白質(zhì)是兩性電解質(zhì)，其溶解度與凈電荷數(shù)量相關(guān)，當(dāng)溶液的pH值等于蛋白質(zhì)等電點時，蛋白質(zhì)的溶解度最低，形成沉淀。不同的蛋白質(zhì)有不同的等電點，利用蛋白質(zhì)等電點的差異，調(diào)節(jié)溶液的pH值等于目的蛋白的等電點，使目的蛋白沉淀，通過離心可以得到所需要的目的蛋白。朱秀靈 [17]等利用等電點沉淀法制備芝麻蛋白，并與超濾法制備的芝麻蛋白進(jìn)行比較，結(jié)果表明，等電點沉淀法制備的芝麻蛋白的泡沫穩(wěn)定性優(yōu)于超濾法制備的芝麻蛋白。

有機(jī)溶劑沉淀法

有機(jī)溶劑沉淀法的原理：一方面，極性有機(jī)溶劑可以降低水的介電常數(shù)，使蛋白質(zhì)分子的水化程度降低，促進(jìn)蛋白質(zhì)分子的聚集沉淀；另一方面，極性有機(jī)溶劑能夠破壞蛋白質(zhì)分子表面的水化層，使蛋白質(zhì)分子發(fā)生沉淀。乙醇、丙酮是兩種最常用的有機(jī)溶劑，且須在低溫下使用。 [4]

利用大小差異

蛋白質(zhì)是大分子物質(zhì)，可以考慮用透析法、超濾法等將小分子物質(zhì)除去，還可以用凝膠過濾層析法根據(jù)蛋白質(zhì)分子量將目的蛋白與雜質(zhì)蛋白分離。

透析法

透析法是利用半透膜的截留作用，蛋白質(zhì)大分子不能通過半透膜而小分子雜質(zhì)可以通過半透膜，從而使蛋白質(zhì)與小分子雜質(zhì)分開的方法。將蛋白質(zhì)溶液裝在具有一定截留分子量半透膜的透析袋中，置于蒸餾水中透析，為了縮短透析時間，可以經(jīng)常換水，一定時間后小分子雜質(zhì)通過半透膜而除去，目的蛋白仍留在透析袋中保存下來。 [4]

超濾法

超濾法主要是根據(jù)超濾膜的孔徑大小分離純化目的蛋白，即比超濾膜孔徑大的蛋白質(zhì)分子被截留而保存下來，比超濾膜孔徑小的雜質(zhì)分子則不被截留而除去。楊國龍 [18]等利用超濾法生產(chǎn)大豆?jié)饪s蛋白，主要是通過平板聚醚砜超濾膜除去大豆?jié)饪s蛋白生產(chǎn)過程中的可溶性多糖等小分子雜質(zhì)，從而得到蛋白質(zhì)含量大于72%的大豆?jié)饪s蛋白。

凝膠過濾層析法

凝膠過濾層析也稱分子篩層析、分子排阻層析，是根據(jù)分子大小分離蛋白質(zhì)混合物最有效的方法之一。當(dāng)大小不同的蛋白質(zhì)分子混合物流經(jīng)凝膠層析柱時，比凝膠網(wǎng)孔大的蛋白質(zhì)分子不能進(jìn)入網(wǎng)孔，而是隨著緩沖液在網(wǎng)孔外側(cè)向下移動，并最先流到柱外；比凝膠網(wǎng)孔小的蛋白質(zhì)分子可以順利進(jìn)入網(wǎng)孔，并根據(jù)蛋白質(zhì)分子量進(jìn)出不同孔徑的網(wǎng) 孔，然后隨著緩沖液流到柱外。較大分子量的蛋白質(zhì)分子移動的路程短，最先流出，較小分子量的蛋 白質(zhì)分子移動的路程長，最后流出，從而使不同分子量的蛋白質(zhì)得以分離純化。鄒存媛等利用中性蛋白酶酶解大豆蛋白，通過正交試驗確定大豆蛋白肽的最優(yōu)提取條件，并采用凝膠過濾色譜法分離收集分子量小于1200Da的小肽。 [19]

利用電荷差異

蛋白質(zhì)分子含有羧基、氨基等可解離的基團(tuán)， 由于不同蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)不同，其電離基團(tuán)的組成及在分子表面的暴露情況不同，因此不同蛋白質(zhì)分子所帶電荷的性質(zhì)及凈電荷量也不同。根據(jù)蛋白質(zhì)分子的電荷差異，可采用電泳法和離子交換層析法進(jìn)行分離純化。 [4]

電泳法

在一定 pH值的溶液中，蛋白質(zhì)分子可以解離成帶正電荷和負(fù)電荷的分子，在直流電場中，帶正電荷的分子向負(fù)極移動，帶負(fù)電荷的分子向正極移動。不同的蛋白質(zhì)分子由于凈電荷量和分子量大小不同，在相同條件下電泳時，電泳速度各不相同，從而彼此分開。常見的電泳有聚丙烯酰胺凝膠電泳、雙向電泳、等電聚焦電泳等。Magdalena Montowska [20]等為了尋找六種肉類蛋白質(zhì)的區(qū)別以及獲得具有耐熱穩(wěn)定性和高品質(zhì)的肉類蛋白，利用雙向電泳分析原料肉的蛋白質(zhì)表達(dá)譜圖，結(jié)果表明，雙向電泳可以識別調(diào)節(jié)蛋白、代謝酶、某些肌原纖維蛋白和血漿蛋白的特定蛋白質(zhì)，并以此觀察不同原料肉的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，將其中的不同點作為肉類產(chǎn)品的標(biāo)志。

離子交換層析法

離子交換層析是根據(jù)電荷差異來分離帶電離子不同的蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸等帶電分子的技術(shù)。 當(dāng)溶液的pH值大于蛋白質(zhì)的等電點時，蛋白質(zhì)分子帶負(fù)電，可結(jié)合于陰離子的交換劑上；當(dāng)溶液的 pH 值小于蛋白質(zhì)的等電點時，蛋白質(zhì)分子帶正電，可結(jié)合于陽離子的交換劑上。鄧雪 [21]等利用硫酸銨沉淀和 DEAE瓊脂糖快速離子交換層析法提取純化茶花水溶性蛋白，通過體外吸附膽酸鹽能力的測定得出茶花水溶性蛋白具有一定的降血脂保健功能。

利用吸附能力差異

吸附層析法是利用吸附劑對不同物質(zhì)吸附能力的差異對目標(biāo)物進(jìn)行分離。一般來說，蛋白質(zhì)對非極性吸附劑如活性炭的吸附主要靠范德華力和疏水作用，對極性吸附劑的吸附主要靠離子鍵和氫鍵。 [22]其中的疏水吸附層析技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)及其生物大分子的分離與純化。姚善涇等研究了一種新型生物分離方法，即混合模式吸附層析技術(shù)，主要為靜電和疏水相互作用，結(jié)果表明，在低鹽和高鹽的條件下均能實現(xiàn)對目標(biāo)物的分離，且分離效率提高，具有一定的應(yīng)用價值。 [23]

蛋白質(zhì)對食品的感官品質(zhì)具有重要的影響，主要是對食品成分在加工、儲藏過程中物理特性的影響。一般來說，決定蛋白質(zhì)功能特性的物理、化學(xué)性質(zhì)包括蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、大小、形狀、氨基酸組成、凈電荷分布、疏水基團(tuán)與親水基團(tuán)的比例、蛋白質(zhì)分子間的作用力等，但是很難描述食品的功能特性與哪種特定蛋白質(zhì)的理化特性相關(guān)。食品的感官品質(zhì)特性是通過各種功能配料之間復(fù)雜的相互作用獲得的。根據(jù)蛋白質(zhì)所能發(fā)揮的作用特點，可以將蛋白質(zhì)的功能特性分為三類：蛋白質(zhì)與水相互作用，如分散性、溶解性、黏度、持水力等；蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用，如沉淀、膠凝作用等；蛋白質(zhì)界面性質(zhì)，如乳化性、起泡性、持油性等。 [24]

蛋白質(zhì)在食品體系中的功能特性如下表 [4]

功能特性

機(jī)制

食品應(yīng)用

溶解性

疏水基團(tuán)與親水基團(tuán)的比例

飲料

持水性

氫鍵、離子基團(tuán)水合作用

肉制品、焙烤食品

持油性

疏水鍵、親脂性

肉制品

乳化性

乳化體系

奶油、蛋糕

起泡性

界面膜的形成

冰淇淋

凝膠作用

蛋白質(zhì)凝固、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

肉制品

黏度

流體力學(xué)的大小和形狀

湯類、肉汁

相關(guān)知識

動物蛋白與植物蛋白需均衡攝入
8種食物富含植物蛋白?日常一定多食用
高蛋白優(yōu)質(zhì)蛋白食物有哪些
蛋白質(zhì)高的食物
哈佛大學(xué)最新研究：多吃植物性蛋白質(zhì)，長壽的可能性增加46%
優(yōu)質(zhì)高蛋白食物？
哪些食物富含蛋白質(zhì)
補(bǔ)充蛋白質(zhì)的食物
高蛋白食物主要是哪些？盤點10大高蛋白食物
什么食物含蛋白質(zhì)最高

網(wǎng)址: 植物蛋白 http://m.u1s5d6.cn/newsview106433.html