目前关于系统性地比较不同油料作物之间油脂体结构及性质差异的研究鲜有报道。且不同油料作物来源油脂体的组成、结构及理化稳定性存在差异,而这些差异会影响其功能性和利用率。基于此,东北农业大学食品学院的周 鑫、韩宛君、李东飞等人以大豆、花生和葵花籽源油脂体为研究对象,对其种子及油脂体的显微结构进行比较,分析了不同源油脂体性质差异,为扩大油脂体在食品工业应用提供理论基础。
1、不同油料作物种子细胞微观结构
成熟的油料作物种子细胞中含有大量灰色蛋白体和白色油脂体,小的油脂体紧密围绕在较大体积的蛋白体周围,油脂体外层清晰包裹着边界膜。大豆种子细胞中蛋白体较多、体积较大,油脂体数量多且分布均匀,直径分布在0.1~2.0 μm之间,多数呈球形或者椭球形;花生种子细胞内蛋白体相对较少,油脂体间排列相对紧密,大体积油脂体较多,直径分布在0.3~4.0 μm,且多数呈椭球形或不规则形状;葵花籽种子细胞中蛋白体积较小,油脂体分布密集,直径分布在0.3~3.0 μm,大多呈不规则状。
2、不同油料作物油脂体离体微观结构
油脂体经过缓冲溶液提取后,可均匀分散于水介质中,且仍能保持结构完整性和独立性。不同油料作物来源油脂体大小差异较大,同一油料来源油脂体大小也不相同。由高倍显微镜图像可以看出,花生油脂体体积最大,大豆油脂体体积最小。
3、不同油料作物油脂体组成成分
不同油料作物油脂体基本组成
大豆油脂体蛋白质含量显着高于花生和葵花籽油脂体(P<0.05),而脂肪含量则显着低于后两者(P<0.05);大豆油脂体中蛋白质与脂肪比例(0.086∶1)显着高于花生油脂体(0.018∶1)和葵花籽油脂体(0.028∶1)(P<0.05);油脂体中蛋白质和脂肪的比例与种子中蛋白质和脂肪的比例呈正相关关系,油脂体的蛋白质含量与脂肪含量呈负相关。
不同油料作物种子及油脂体的氨基酸组成
大豆种子中总氨基酸含量、疏水氨基酸总量以及测得的17 种氨基酸含量均显着高于花生和葵花籽种子(P<0.05);葵花籽种子中Thr、Met、Ile含量显着高于花生种子(P<0.05)。3 种油料种子中Glu含量最高,其次是Asp。大豆、花生和葵花籽种子中疏水氨基酸总量占总氨基酸百分比分别为36.76%、34.39%和36.80%。
4、不同油料作物油脂体SDS-PAGE图谱
3 种油脂体蛋白质组成存在差异,大豆和葵花籽油脂体蛋白质均存在多条谱带。大豆油脂体蛋白质分子质量主要分布在15~30 kDa和35~50 kDa之间,花生油脂体蛋白质分子质量大多分布在15~25 kDa和30~37 kDa之间,葵花籽油脂体蛋白质分子质量主要分布于15~25、35~45 kDa以及50~75 kDa之间。大豆油脂体蛋白质中Oleosin蛋白分子质量大约在17、18 kDa和24 kDa左右,花生和葵花籽油脂体蛋白质只含有17 kDa和18 kDa Oleosin蛋白,大豆油脂体蛋白质中Oleosin含量明显高于花生和葵花籽油脂体蛋白质;大豆和葵花籽油脂体中均含有Caleosin蛋白(25~35 kDa)和Steroleosin 蛋白(39~41 kDa),而花生油脂体在39~41 kDa之间并未出现明显条带图谱。
5、不同油料作物油脂体Zeta电位和粒径分布
大豆油脂体的Zeta电位为(-36.53±0.57)mV,显着高于花生油脂体(-26.6±0.66)mV和葵花籽油脂体(-34.5±1 .09)mV(P<0.05)。Zeta电位可以反映乳液体系中乳滴的表面电荷和乳滴之间相互作用力的大小,Zeta电位(正或负)越高,体系越稳定,乳滴之间越不易凝结或聚集。油脂体中的Oleosin蛋白带正电的区域与带负电的磷脂及游离脂肪酸通过盐桥相连,而负电基团则裸露在油脂体表面,因此油脂体整体带负电。在中性环境下,大豆油脂体的Zeta电位显着高于花生和葵花籽油脂体(P<0.05)。
6、不同油料作物油脂体乳化性质
大豆、花生和葵花籽油脂体的EAI分别为(61.59±1.11)、(55.77±1.83)m2 /g 和(50.86±1.61)m2/g。其中,大豆油脂体的EAI显着高于花生和葵花籽油脂体(P<0.05),而花生油脂体的ESI(13.39±0.04)min)则显着高于大豆和葵花籽油脂体((12.00±0.09)min和(10.93±0.08) min)(P<0.05),葵花籽油脂体的EAI和ESI均最低。
7、不同油料作物油脂体蛋白质CD光谱分析
大豆油脂体蛋白质α-螺旋结构含量为(43.58±0.12)%,显着高于花生(35.43±0.06)%和葵花籽油脂体蛋白质( 3 7 . 0 0 ± 0 . 0 9 ) %(P<0.05);花生油脂体蛋白质的无规则卷曲含量显着高于大豆和葵花籽油脂体蛋白质(P<0.05);而葵花籽油脂体β-折叠((25.50±0.11)%)和β-转角结构含量((19.00±0.07)%)均显着高于大豆(23.45±0.05)%、(8.55±0.04)%和花生油脂体蛋白质((22.55±0.02)%、(16.90±0.15)%)(P< 0 . 0 5 ) 。3 种油料作物油脂体蛋白质二级结构间存在差异,但均以α-螺旋结构含量为最高。
结 论
本实验结果表明, 不同油料作物来源油脂体具有相似的组成和结构;大豆油脂体中蛋白质和脂肪比例(0.086∶1)显着高于花生(0.018∶1)和葵花籽油脂体(0.028∶1)(P<0.05),而平均粒径((0.93±0.07) μm)却显着低于花生((2.58±0.06)μm)和葵花籽油脂体((1.64±0.03)μm)(P<0.05);大豆油脂体疏水氨基酸总量最高,花生油脂体疏水氨基酸总量最低大豆油脂体Zeta电位、乳化稳定性以及EAI均显着高于花生和葵花籽油脂体(P<0.05);大豆油脂体蛋白质α-螺旋结构含量((43.58±0.12)%)显着高于花生((35.43±0.06)%)和葵花籽油脂体蛋白质((37.00%±0.09)%)(P<0.05);而花生油脂体蛋白质的β-折叠和无规则卷曲含量最高。本研究比较了大豆、花生和葵花籽种子及油脂体组成成分的差异和油脂体的性质,为其在以后的加工生产中提供了理论支持。