中國熱科院椰子所成果！國儀電鏡助力椰子油生產工藝研究

圖1 論文研究路線示意圖

研究團隊對DCP和CMP的氨基酸組成進行了測定，并與SIP進行了比較分析（表1）。研究發現DCP和CMP的氨基酸組成相同，但含量不同。DCP和CMP的必需氨基酸（EAA）分別占總氨基酸的37.87%和37.21%，DCP和CMP中EAA的含量均達到FAO/WHO規定的最低要求27.7%。與DCP相比，CMP的必需氨基酸含量有所降低，干法加工導致了椰子蛋白質中必需氨基酸的輕微損失。DCP和CMP中的賴氨酸水平略低于FAO/WHO推薦的攝入量（2007）。然而，其他必需氨基酸的水平高于糧農組織/世界衛生組織推薦的攝入量。因此，CMP可以成為食品工業必需氨基酸的重要來源。

表1 SIP、DCP和CMP中氨基酸組成

研究團隊對DCP、CMP及SIP的分子量大小進行了評估（圖2）。結果表明在DCP中，兩個主要條帶出現在~27 kDa和~34 kDa處，而其他條帶則較為模糊。CMP僅在~32 kDa處顯示出一個明顯的條帶。同時，在DCP和CMP泳道頂部有一些陰影堆積，這由于兩種樣品中都有更高分子量的物質未能進入泳道。DCP和CMP中位于~34 kDa的條帶是由球蛋白產生的。此外，CMP中球蛋白的分子量略低于DCP，干法加工導致球蛋白發生部分降解。

圖2 SIP、DCP和CMP的SDS-PAGE圖

該團隊運用TGA和DTG技術，探究了DCP與CMP的熱力學特性。研究揭示，兩種蛋白質樣品在熱降解過程中均經歷兩個主要階段。第一階段發生在30至200℃之間，其中DCP和CMP的重量損失率分別為3.87%和2.37%，這一變化很可能是由于樣品中游離水和結合水的脫除所致。進入第二階段，溫度范圍升至200至450℃，此時蛋白質內部的官能團開始降解。通過對比DCP與CMP的DTG曲線（見圖3A），團隊發現，在132至248℃及318至407℃的溫度區間內，CMP的質量損失率顯著低于DCP，這表明經過干法處理的蛋白質熱穩定性得到了顯著提升。這一改善可能歸因于干法處理增強了蛋白質分子間的相互作用，促使原本無序的多肽鏈聚集形成更有序的結構，進而提高了熱穩定性。

此外，團隊還利用國儀量子掃描電鏡（SEM3200）對DCP和CMP的表面形態進行了觀察（見圖3B）。在相同的放大倍數下，盡管兩者均呈現出片層狀結構，但尺寸上存在顯著差異。與DCP相比，CMP的SEM圖像顯示其小片狀結構較少。這可能是由于干法過程中，椰肉蛋白質經歷了斷裂與重組，導致微觀形態發生變化。這一發現為理解干法處理對蛋白質結構的影響提供了新的視角。

圖3 DCP和CMP的熱力學和SEM圖象

團隊對DCP、CMP、SIP的多個關鍵指標進行了測定，包括巰基含量（4A）、表面疏水性及游離氨基含量（4B）、持水持油性（4C）、起泡性及泡沫穩定性（4D）、溶解性（4E），以及乳化性及乳化穩定性（4F）。在研究中，他們發現擠壓過程中產生的機械剪切力導致椰肉蛋白質的表面疏水性有所降低。由于表面疏水性的減弱，蛋白質分子間的相互作用力也相應減小，這促進了游離巰基之間的結合，形成二硫鍵。因此，CMP中的巰基含量相較于DCP有所減少。與DCP相比，CMP的游離氨基酸含量下降了0.14%。這可能是由于干法加工過程中，蛋白質分子鏈發生了交聯反應，消耗了體系中的游離氨基酸。此外，干法工藝還增強了蛋白質之間的相互作用，導致蛋白質聚集和沉淀現象增加，進而減少了蛋白質與水分子相互作用的機會，使得蛋白質的溶解度有所降低。在乳化性能方面，DCP的EAI值最高，達到29.14 m²/g，其次是CMP，為26.63 m²/g。蛋白質的乳化能力與其溶解度、表面電荷、表面疏水性和二級結構密切相關。干法工藝可能促使蛋白質結構展開和降解，增加了構象的柔韌性，使疏水氨基酸更易暴露，從而提高了蛋白質在油水界面的吸附速度和降低界面張力的能力，進而提升了乳化性能。

圖4 DCP、CMP、SIP的巰基含量（A）、表面疏水性及游離氨基含量（B）、持水持油性（C）、起泡性及泡沫穩定性（D）、溶解性（E）、及乳化性及乳化穩定性（F）

干法加工對椰粕分離蛋白（DCP）的理化及功能特性有顯著影響。與椰蓉（CMP）相比，DCP中必需氨基酸含量提升，且34 kDa蛋白質發生降解。干法加工改變了椰子分離蛋白的二級和三級結構，α-螺旋和β-轉角增多，β-折疊和隨機卷曲減少，導致表面疏水性、溶解度、游離及總巰基含量下降。但DCP熱穩定性增強，外觀更均勻。功能特性上，CMP經干法處理后保水性和穩油性能提升，發泡性能穩定。這些發現為椰粕蛋白在食品工業的創新應用提供了新方向。

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