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新疆花生品种(系)蛋白亚基组成及品质特性分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-05-25
核心提示:新疆花生已有100多年的种植历史,曾培育出许多具有地方特色的品种,例如‘托克逊’大花生、小花生等。截止到2017年,新疆花生种植面积和产量分别为3.6×103 ?hm2和1.9×104 ?t,仅占全国的0.8‰和1.1‰。
   新疆花生已有100多年的种植历史,曾培育出许多具有地方特色的品种,例如‘托克逊’大花生、小花生等。截止到2017年,新疆花生种植面积和产量分别为3.6×103 ?hm2和1.9×104 ?t,仅占全国的0.8‰和1.1‰。新疆具有光照资源丰富、昼夜温差大等得天独厚的区域优势,且新疆花生的黄曲霉毒素含量低甚至没有,满足了人们对食品安全性的需求。
 
  新疆农业大学食品科学与药学学院的袁秋岩、中国农业科学院农产品加工研究所,农业农村部农产品加工综合性重点实验室的刘红芝、王 强*等人以36 个新疆种植花生品种(系)为实验材料,通过对蛋白亚基含量和分离蛋白的品质特性进行测定,分析不同花生品种(系)蛋白质组成、亚基组成及其相对含量和花生分离蛋白品质指标的差异性,旨在探索花生蛋白亚基组成与分离蛋白品质特性间的相关性;同时,筛选花生球蛋白含量高(适合饮料加工)、伴花生球蛋白含量高(适合肉制品加工)、花生球蛋白/伴花生球蛋白含量比值大于1.45(适合豆腐加工)和具有良好的凝胶性、溶解性等功能特性的花生品种(系),目前,花生蛋白在新疆研究较少,由此可以为花生蛋白在火腿肠、豆腐、植物蛋白饮料等产品中的应用提供一定的理论依据。
 
  1、新疆花生品种(系)蛋白亚基相对含量的差异分析结果
 
  通过SDS-PAGE将36 个花生品种(系)的花生蛋白分离成8 个明显的条带。花生球蛋白共4 个条带,分子质量分别为40.5、37.5、35.5、23.5 kDa;伴花生球蛋白II 1 个条带,分子质量为61 kDa;伴花生球蛋白I共3 个条带,分子质量分别为15.5、17、18 kDa。其中,‘冀花10’(5号)、‘豫花9102’(13号)、‘冀花7号’(19号)、‘冀花19’(22号)、‘湛红2号’(26号)、‘黑花生(河南)’(35号)6 个花生品种的35.5 kDa亚基出现了缺失,占所测试品种的16.67%。
 
  花生球蛋白相对含量中变异系数最大的是35.5?kDa亚基,变异系数达51.24%,具有明显的品种间差异性;40.5?kDa亚基相对含量次之,变异系数为17.54%,最小的是37.5?kDa亚基相对含量,变异系数为11.99%。而伴花生球蛋白中15.5?kDa亚基相对含量变异最大,变异系数为18.48%,其余各亚基相对含量的变异系数均大于10%。
 
  2、新疆花生品种(系)蛋白质主要组分的差异性分析结果
 
  36 个花生品种(系)伴花生球蛋白I和伴花生球蛋白I I相对含量变异系数较大,分别为13.92%和16.36%,说明各品种间差异较大。在36 个花生品种(系)中,‘花育3 3’的花生球蛋白/伴花生球蛋白相对含量比值最高,达到1.64 ;‘宁泰9922’最低,为0.92。花生球蛋白/伴花生球蛋白相对含量比值主要分布于1.0~1.6之间。花生球蛋白/伴花生球蛋白相对含量比值分布于1.0~1.2、1.2~1.4和1.4~1.6的品种数分别为10、10和12中,占所有品种的88.89%。
 
  3、新疆花生品种(系)分离蛋白品质特性分析结果
 
  蛋白质纯度的变异系数小于10%(2.82%),变异系数较小,说明其离散程度较小;其他指标的变异系数较大,说明不同品种(系)花生很多品质差异较大。比较平均值和中位数,其中粗脂肪质量分数、硬度和弹性的数据变差分别为18.46%、64.29%和53.28%,其他指标的中位数均接近其平均数,说明这些数据的离散群点较少。花生分离蛋白纯度的变化范围是78.63%~87.88%,持水力的变化范围是0.64~1.40 g/g,持油性的变化范围是4.17%~8.22%,凝胶硬度、弹性和内聚力的变化范围依次为0.08~0.73 N、0.86~1.86?Pa和0.36~0.59?Pa。
 
  4、新疆花生品种(系)蛋白亚基组成及分离蛋白品质特性的相关性分析结果
 
  花生球蛋白相对含量、伴花生球蛋白相对含量、伴花生球蛋白I相对含量、伴花生球蛋白I I相对含量、花生球蛋/伴花生球蛋白相对含量比值与其构成亚基间,各个亚基及花生分离蛋白品质相互之间基本都存在相关性。花生球蛋白相对含量与伴花生球蛋白相对含量呈极显着负相关(r=-1.000,P<0.01),可以达到相互制约的作用。花生球蛋白相对含量与伴花生球蛋白各个亚基相对含量,如与18?kDa亚基相对含量(r=-0.681,P<0 .01)、17?kDa亚基相对含量(r=-0.567,P<0.01)以及15.5?kDa亚基相对含量(r=-0.707,P<0.01)呈极显着负相关,与61?kDa亚基相对含量呈负相关(r=-0.219,P>0.05),说明花生球蛋白含量越高,伴花生球蛋白含量越低。
 
  5、新疆花生品种(系)蛋白亚基组成及分离蛋白品质特性的聚类分析
 
  结果可知,I类中有16 个品种,分别为‘汾花8号’、‘花育661’、‘冀花7号’、‘冀花16’、‘花育22’、‘冀花19’、‘冀花13’、‘黑花生(山东)’、‘吉花4号’、‘DF05’、‘DF06’、‘红花生’、‘花育663’、‘花育33’‘花育25’和‘JS?501’。II类中有13 个品种,分别为‘冀花8’、‘四粒红’、‘冀花18’、‘DF04’、‘冀花10’、‘闽花6号’、‘花育961’、‘冀花9’、‘SH?05’、‘DF?31’、‘DF?16’、‘宁泰9922’和‘豫花9326’。III类中有5 个品种,分别为‘DF?13’、‘鲁花18’、‘湛红2号’、‘吉花5号’和‘汾花7号’。IV和V类中各仅有1 个品种,分别为‘豫花9102’和‘黑花生(河南)’。
 
  在各类群中,I类的40.5?kDa亚基和61?kDa亚基相对含量最高,持油性最大,分别为15.91%、22.77%和6.36?mL/g,37.5、18、17、15.5?kDa亚基和伴花生球蛋白I相对含量最低,分别为9.53%、8.96%、8.74%、8.58%和26.27%,硬度和内聚力最小,分别为0.15 N和0.46?Pa;II类中,弹性和溶解性最大,分别为1.13?Pa和88.13%;III类中,35.5?kDa亚基和花生球蛋白相对含量最高,分别为16.23%和58.43%,花生球蛋白/伴花生球蛋白相对含量比值和持水性最大,分别为1.41和1.13 g/g,23.5?kDa亚基和伴花生球蛋白相对含量最低,分别为9.71%和41.57%,持油性最小,为5.62?mL/g;IV类中,37.5、18、17、15.5?kDa亚基,伴花生球蛋白和伴花生球蛋白I相对含量最高,分别为16.77%、13.26%、12.62%、13.42%、52.08%、39.30%,蛋白质纯度、硬度和内聚力最大,分别为85.60%、0.71 N和0.55?Pa,40.5、35.5、61?kDa亚基,花生球蛋白和伴花生球蛋白II相对含量最低,分别为8.79%、0%、12.78%、47.92%和12.78%,花生球蛋白/伴花生球蛋白相对含量比值和粗脂肪质量分数最小,分别为0.92和0.43%;V类中,亚基和伴花生球蛋白II相对含量最高,分别为24.14%和20.52%,粗脂肪质量分数最大,为2.48%,35.5?kDa亚基相对含量最低,为0%,蛋白质纯度、持水性、弹性和溶解性最小,分别为78.76%、0.94 g/g、0.98?Pa和35.76%。聚类分析表明在II类中,凝胶弹性和溶解性表现较好,可能适用于植物蛋白饮料、火腿肠等产品,IV类中,凝胶硬度、内聚力表现较好,可能适合豆腐制品的加工。
 
  结 论
 
  花生品种(系)蛋白亚基组成及花生分离蛋白品质特性通过聚类分析即可了解各类群间的相互关系,中每个类群都有其特点,在I类中,持油性表现较好,II类中,凝胶弹性和溶解性表现较好,III类中,花生球蛋白/伴花生球蛋白相对含量比值和持水性表现较好,IV类中,凝胶硬度、内聚力表现较好,可以以此为依据筛选具有特定功能性质的花生品种(系),为花生蛋白在火腿肠、豆腐、植物蛋白饮料等产品加工中的应用提供原材料。
 
 
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