花店里常见的万寿菊,花期一过往往直接被倒进垃圾桶。其实万寿菊干物质里的蛋白含量能达到将近百分之十,跟玉米、燕麦、小麦的蛋白水平差不多。最近发表在《ACS Food Science & Technology》上的一项工作,系统地把万寿菊花瓣里的蛋白挖了出来,看看它们到底能不能吃进嘴里,好不好用。
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研究人员先把干燥的万寿菊花磨成粉,依次用水、氢氧化钠溶液、乙醇和盐溶液去泡。这样就把蛋白分成了四拨:水溶的清蛋白、碱溶的谷蛋白、醇溶的醇溶蛋白和盐溶的球蛋白。四拨蛋白的得率差别很大。清蛋白占了绝大部分,达到 65.47%,其次是球蛋白 22.46%,谷蛋白 10.94%,醇溶蛋白最少,只有 1.12%。总回收率算下来有 92.17%,说明花瓣里的蛋白大部分都被抓出来了,没漏掉多少。
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跑到电泳胶上,清蛋白和球蛋白在 10 到 37 kDa 之间出现了好几条浓密的条带,说明这两种蛋白富含低分子量的多肽。分子小,在油水界面上跑得快,重新排布也容易,所以乳化性能往往更好。谷蛋白和醇溶蛋白的条带则又淡又模糊,跟它们的得率低对上了号。
谷蛋白和球蛋白的 β-折叠含量最高,分别到了 52.3% 和 47.9%。这种结构通常让蛋白更稳定,也更耐热。醇溶蛋白的 α-螺旋最多,占 22.6%,但它的功能表现却最差。
清蛋白像一堆松散多孔的碎块,缝隙又多又深,难怪它能吸住大量水分和油。谷蛋白则是压扁的片状,层层堆叠,结构紧实,遇到高温也不容易垮。醇溶蛋白结晶感很强,颗粒紧紧挤在一起,水分子根本钻不进去。球蛋白介于两者之间,颗粒状,带一点孔隙。这些微观长相和后面的功能数据基本一一对应。
抗氧化这块也没让人失望。清蛋白和谷蛋白的抗氧化活性显著高于另外两个组分。浓度拉到 500 微克每毫升时,清蛋白的清除率已经相当可观。
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这背后的原因有几个:一是氨基酸组成里富含半胱氨酸、酪氨酸和色氨酸,这些残基能往外递电子或者氢原子,把自由基摁住;二是 LC-MS/MS 蛋白质组学结果里挖出了不少氧化还原酶,比如谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶相关的蛋白,它们本身就是细胞内管氧化应激的。
研究一共鉴定出 622 种蛋白,其中 33 种是短链蛋白,氨基酸残基不到 120 个。小蛋白分子灵活,在界面上吸附快,对乳化稳定有帮助。还有一些脂质转运蛋白和酰基结合蛋白,可能也参与了油脂的相互作用。
把这些结果串起来看,万寿菊花瓣里的蛋白,尤其是清蛋白和谷蛋白,在持水、吸油、乳化、起泡和耐热几个方面都拿得出手。微观结构上孔隙多或者片层致密,宏观表现上就是功能强或者热稳高。
对食品工业来说,这些从废弃花瓣里提出来的蛋白,完全可以考虑加进植物肉、烘焙面团、沙拉酱或者乳制品替代品里。一边减少花卉垃圾,一边给餐桌提供新的蛋白来源,这件事本身就是在给循环经济填一块拼图。
参考文献:AssessingStructural,Thermal,and Functional Characteristics of MarigoldFlower Proteinasa Sustainable Food Ingredient
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