来自西北农林科技大学食品科学与工程学院的付嘉阳、马梦婷、郭颖和杜双奎*等人探讨热榨浸出法、冷榨浸出法和亚临界流体萃取法3 种提油方法对棉籽饼粕中蛋白理化特性、功能特性以及结构的影响，以解释蛋白功能特性差异的原因，为棉籽粕的制备、棉籽蛋白的利用提供理论依据和基础数据，促进棉籽粕的利用。
1、棉籽粕的组成
不同提油方法获得的棉籽粕在粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、灰分质量分数以及棉酚含量上有显着差异。棉籽粕粗蛋白质量分数为60.86%～66.65%，粗脂肪质量分数为0.78%～3.90%，粗纤维质量分数为3.08%～5.58%，灰分质量分数范围为7.52%～8.96%。棉酚含量均低于我国安全食用标准（小于200 mg/kg），更低于联合国粮食及农业组织规定的人类食用标准（小于400 mg/kg）。亚临界流体萃取粕粗蛋白质量分数高于其他两种棉籽粕，其与冷榨浸出粕均没有检测出游离棉酚；热榨浸出粕的粗蛋白、粗脂肪质量分数最低，粗纤维质量分数最高；冷榨浸出粕有最高的粗脂肪质量分数。棉籽粕粉蛋白质、脂肪、纤维素、灰分质量分数和棉酚含量的差别与其制备方法的不同有关。
2、棉籽蛋白的SDS-PAGE分析
在非还原条件下，棉籽蛋白有两个主要条带，棉籽蛋白主要亚基的分子质量为50、45 kDa。在还原条件下，棉籽蛋白中也观察到两个主要条带，在14、35 kDa之间出现许多小条带，表明棉籽蛋白中存在分子间二硫键。热榨浸出粕蛋白在还原条件和非还原条件下条带类似，表明其蛋白中二硫键的含量最低。热榨浸出粕蛋白中14 kDa条带的强度高于冷榨浸出粕蛋白和亚临界流体萃取粕蛋白，而泳道2、3中20～50 kDa条带的强度比泳道1大。结果表明，热榨浸出粕蛋白含有许多低分子质量亚基。
3、棉籽蛋白的二级结构分析
棉籽蛋白的二级结构主要由β结构（β-转角和β-折叠）组成。不同制油方法所得棉籽粕中蛋白的二级结构含量有显着差别。热榨浸出棉籽粕的蛋白含有较高的β-折叠结构和较低的α-螺旋结构含量，表明棉籽蛋白变性可使α-螺旋和β-转角结构转变为β-折叠结构。大多数蛋白变性时，二级结构的改变通常表现为α-螺旋的丧失。
4、棉籽蛋白的热特性分析
棉籽蛋白质的起始温度、变性温度和焓变范围分别为85.6～87.8、94.3～97.7 ℃和5.6～7.9 J/g。棉籽蛋白只有一个吸热峰，起始温度、变性温度和焓变分别高于85、94 ℃和5.6 J/g。不同制油法所得棉籽粕的蛋白变性温度和焓变有显着性差异（P＜0.05）。
5、内源性荧光光谱和表面疏水性分析
棉籽蛋白的λmax均大于330 nm，表明棉籽蛋白中色氨酸残基位于蛋白质分子外部的非极性环境。不同制油工艺处理后，原先包裹在棉籽蛋白内部的疏水侧链会暴露在分子表面的极性环境中，这种微环境的变化会导致蛋白质中的构象变化，从而导致色氨酸荧光光谱的变化。亚临界流体萃取粕蛋白相对于冷榨浸出粕蛋白的λmax较小（162 nm），热榨浸出粕蛋白λmax最大（657 nm）。表明榨油工艺使得原来位于球状结构内部非极性环境中的色氨酸残基转移到蛋白质分子外部，蛋白所在的微环境极性得到提高。热榨浸出粕蛋白具有最低的荧光强度，表明其存在高度变性的蛋白质分子。相比之下，亚临界流体萃取粕蛋白具有较少变性和更多折叠的构象，这些特征减少了色氨酸暴露于亲水环境，使其具有更高的表面疏水性。3 种蛋白的表面疏水性之间呈显着差异，亚临界流体萃取粕蛋白表面疏水性最高（727.45），热榨浸出粕蛋白表面疏水性最差（103.71）。表明经亚临界流体萃取法处理的棉籽粕中蛋白含有更多与极性环境接触的疏水基团。在热榨法处理下，部分热聚体的形成使得疏水基团聚合包埋，导致表面疏水性变差。
6、吸水性和吸油性分析
棉籽蛋白吸水能力和吸油能力分别为1.87～2.91 g/g和4.03～5.35 g/g。冷榨浸出粕蛋白的吸水性和吸油性远高于热榨浸出粕蛋白，3 种方法中亚临界流体萃取粕蛋白吸水性和吸油性最高，能在食品使用中表现出很好的吸水和吸油能力，特别适合用于粉碎肉和焙烤面团中，其吸水作用可以改进面团的加工特性，并可维持食品中的水分，延长食品的保鲜期。
7、溶解性、乳化性、乳化稳定性、起泡性及泡沫稳定性
棉籽蛋白的EAI和ES分别为13.30～21.64 m2/g和17.30～25.00 min。冷榨浸出粕和亚临界流体萃取粕蛋白乳化性较好，热榨浸出粕蛋白乳化性最差；热榨浸出粕和亚临界流体萃取粕蛋白的乳化稳定性较好，冷榨浸出粕蛋白的乳化稳定性较差。不同棉籽蛋白溶解性在26.59%～34.30%之间，热榨浸出粕蛋白的溶解性最高、乳化性最低。亚临界流体萃取粕蛋白具有较高的表面疏水性、乳化性和乳化稳定性。其表面疏水性与乳化性呈正相关，当暴露高数量的疏水基团时，乳液中乳化剂和油滴之间的结合能力变强；疏水基团的增加改善了油-水界面的分子排列，从而提高了加工过程中的乳化性。亚临界流体萃取粕所制蛋白具有最高的起泡性和起泡稳定性，分别为81.48%和88.64%。不同制油方法所得粕中的蛋白质起泡性之间具有显着差异。
结 论
棉籽蛋白的主要亚基分子质量为50、45 kDa且只有一个吸热峰，起始温度、变性温度和焓变范围分别为85.6～87.8、94.3～97.7 ℃和5.6～7.9 J/g，热榨浸出粕蛋白二硫键的含量最低并且含有许多低分子质量亚基；亚临界流体萃取粕蛋白和冷榨浸出棉籽粕蛋白的二级结构中有较低的β-折叠含量、较高的α-螺旋和β-转角含量；热榨浸出粕蛋白的变性温度最高。亚临界流体萃取粕蛋白具有较高的吸水性、吸油性、乳化稳定性、起泡性、表面疏水性和荧光强度。冷榨浸出粕蛋白的吸水性、吸油性、表面疏水性和荧光强度高于热榨浸出粕蛋白。亚临界流体萃取法所得棉籽粕的蛋白变性程度最小，更多地保留了棉籽蛋白的天然结构和功能特性。
