种子中的蛋白质:生化特性、功能特性和健康益处

Seed Proteins: Biochemistry, Functional Properties and Health Benefits

作者:Derek G. Wilson

出版社:Nova Science Publishers

索书号:Q51/S451/2017/Y

ISBN9781536109801

藏书地点:武大外教中心

所有的种子都含有蛋白质,而含有大量蛋白质的种子,称为蛋白性种子。例如,大豆、麻、扁豆、南瓜、向日葵、蓖麻等的种子,在其子叶或胚乳中形成粒(糊粉层),其中贮藏着特定的蛋白质。主要根据种子蛋白质的溶解性分为4:种子球蛋白、种子清蛋白、醇溶谷蛋白和谷蛋白。

蛋白质是一切生物细胞的基本成分。就其生物学功能,可以将蛋白质分为两大类:有生物学活性的(酶)和无生物学活性的(贮存蛋白质)。在种子内,每一类蛋白质都有其特定的功能。酶在种子形成、发芽及发育成下一代植株,形成新物质的器官中发挥作用。而贮存蛋白质在发芽过程中使种子获得生活力。随着种子的发育,谷物蛋白质的性质逐渐形成,使种子得以贮存足够的氮,以利于新植物的氨基酸合成。有些蛋白质具有特殊的化学和物理特性,而这些物理化学特性又使它们具有特殊的功能特性。这对谷物及其蛋白质的加工利用有重要意义。

有关谷物蛋白质化学组成和物理结构的研究,大都限于种子的胚乳部分。胚乳(包括糊粉层)含有谷物种子中约90%的蛋白质。在种子不同的形态学部位,蛋白质的分布是不均的,而且不同的粮种也不一样。在不同的组织中,蛋白质也是非均匀分布的。研究发现不溶性蛋白质只存在于种子的胚乳部分,而可溶性蛋白质在麸皮、胚和胚乳中都有。

谷物蛋白质除具有重要的营养价值外,对子谷物的结构和加工也起重要作用。例如小麦的硬度是其制粉特性的关键,它取决于胚乳中淀粉颗粒间起粘合作用的缓冲可溶蛋白的存在与否。从加工的功能特性考虑,在所有谷物中,人们最重视小麦胚乳。小麦蛋白质对于加工面包以及最终产品(面包)的稳定性和感官特性都起着关键作用。人们已经知道烘焙品质(例如面包体积)与面粉中的蛋白质含量成正比。后来,又有证据说明麦醇溶蛋白主要影响面包的体积。但另一方面,最近有研究表明,26种生产条件相同的小麦磨粉制作的面包体积同醋酸可溶的麦谷蛋白含量呈负相关,而与醋酸不溶的麦谷蛋白含量呈正相关。两个研究间的明显差异还有待说明。尽管如此,仍然可以肯定,小麦蛋白酒的性质对于由小麦制成发酵面包的能力无疑是起关键作用的。

可以用空气分离的方法将粉状谷物分成富含蛋白和富含淀粉的组分。这是由于面粉颗粒组成不同,比重和大小也不同。分级分离的效率取决于初磨工序的磨粉能力。只有把谷物的胚乳磨成很细的粉,才能将蛋白质颗粒和淀粉颗粒分离开。与硬质结构谷物分出的组分比较,由软质谷物(例如软质小麦和黑麦)面粉分离出的组分,蛋白质含量的变化幅度要大得多。有研究用气流分级分离大麦、燕麦和黑麦面粉,得到的蛋白质转移如下:大麦7.7%(原始面粉)23.9%(最高组分),燕麦由9.8%变为14.6%,黑麦由8.2%达到18.6%。由气流分级得到的富含蛋白质和富含淀粉组分里的蛋白质的性质也显然不同。富含淀粉组分中可溶性蛋白质的比例较大,然而这种差异还未在任何食品和非食品用途上得到应用。

谷物蛋白质主要是以未加工的形式用于制作食品和饲料的。有时用于消费的谷物只稍事加工,如磨粉、碾米和大麦脱皮。这时谷物中的蛋白质对食物制品的感官特性起重要作用,但其主要贡献还是决定食物和饲料的营养价值。世界上生产的谷物主要用于制造面包和其它烘焙制品。谷物加工为烘焙制品,首先必须将它们磨制成粉。谷物的蛋白质含量及性质,决定其质地(硬度),从而决定其制粉特性。以小麦为例,正由于有蛋白质,使面粉与水的混合物能形成面团并可加工成发酵面包。正是麦谷蛋白组分,对面粉的烘焙特性起决定作用。人们正在按这方面的知识,培育新的小麦品种。

在许多可分离的谷物蛋白质中,只有小麦和玉米分离蛋白在商业上得到利用。玉米面筋是玉米湿磨工业的副产品,含有大约60%的蛋白质(干基)。玉米湿磨以后,大约有45%的玉米蛋白质被回收成为面筋,其余的可从浸泡液(可溶蛋白)和提出油后的胚芽中回收。玉米面筋用异丙醇提取,可以制备玉米醇溶蛋白。将澄清的醇溶液冷却到- 15℃时,玉米醇溶蛋白便沉淀出来,玉米醇溶蛋白能形成坚韧的薄膜,因而有商业价值。

传统生产小麦面筋有两个类似的方法:马丁法和面浆法。按照马丁法,需将面粉合成含水60%的稠面团。水合形成面团后,于水中往复移动以高压挤压面团,洗出淀粉,剩下面筋团。然后将面筋快速干燥,以便不损坏其天然特性。这样做出的面筋叫做活力面筋。如果采用较高的干燥温度,使面筋达到预想的变性程度,能制成失去活力的面筋。采用面浆法时,把面粉和水连续不断地加入面浆混合器内,短时间静置后,用分散泵将面浆抽到通过往复式振动筛或圆筒筛,用水冲洗。从筛上收集面筋颗粒,再按较老式的马丁法那样,将它们加工成活力面筋。另外还有一些加工分离面筋的方法,但在商业上都没有重要价值。

种子是物种生存的途径。它们是植物传播的基本单位,发挥着重要的生物学作用。它们被当作食物食用了几千年,蕴含着农业物种的遗传潜力,因此,随着时间的推移,它们被不断地改良和选择。《种子中的蛋白质:生化特性、功能特性和健康益处》一书于2017年由Nova Science Publishers出版社出版,作者是Derek G. Wilson。这本书回顾了种子蛋白质的生物化学、功能特性和健康益处。

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本书目录

1. 谷物和豆类蛋白质的化学和功能特性

2. 油籽蛋白的生物学价值和工艺特性

3. 菜青虫种子中的蛋白酶抑制剂

4. 对红苋菜新品种种子抗营养因子、抗氧化化合物及其活性的评价

 

 

兰天 武汉大学生命科学学院 硕士研究生