花店里常見的萬壽菊,花期一過往往直接被倒進垃圾桶。其實萬壽菊干物質里的蛋白含量能達到將近百分之十,跟玉米、燕麥、小麥的蛋白水平差不多。最近發表在《ACS Food Science & Technology》上的一項工作,系統地把萬壽菊花瓣里的蛋白挖了出來,看看它們到底能不能吃進嘴里,好不好用。
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研究人員先把干燥的萬壽菊花磨成粉,依次用水、氫氧化鈉溶液、乙醇和鹽溶液去泡。這樣就把蛋白分成了四撥:水溶的清蛋白、堿溶的谷蛋白、醇溶的醇溶蛋白和鹽溶的球蛋白。四撥蛋白的得率差別很大。清蛋白占了絕大部分,達到 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%。總回收率算下來有 92.17%,說明花瓣里的蛋白大部分都被抓出來了,沒漏掉多少。
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跑到電泳膠上,清蛋白和球蛋白在 10 到 37 kDa 之間出現了好幾條濃密的條帶,說明這兩種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條帶則又淡又模糊,跟它們的得率低對上了號。
谷蛋白和球蛋白的 β-折疊含量最高,分別到了 52.3% 和 47.9%。這種結構通常讓蛋白更穩定,也更耐熱。醇溶蛋白的 α-螺旋最多,占 22.6%,但它的功能表現卻最差。
清蛋白像一堆松散多孔的碎塊,縫隙又多又深,難怪它能吸住大量水分和油。谷蛋白則是壓扁的片狀,層層堆疊,結構緊實,遇到高溫也不容易垮。醇溶蛋白結晶感很強,顆粒緊緊擠在一起,水分子根本鉆不進去。球蛋白介于兩者之間,顆粒狀,帶一點孔隙。這些微觀長相和后面的功能數據基本一一對應。
抗氧化這塊也沒讓人失望。清蛋白和谷蛋白的抗氧化活性顯著高于另外兩個組分。濃度拉到 500 微克每毫升時,清蛋白的清除率已經相當可觀。
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這背后的原因有幾個:一是氨基酸組成里富含半胱氨酸、酪氨酸和色氨酸,這些殘基能往外遞電子或者氫原子,把自由基摁住;二是 LC-MS/MS 蛋白質組學結果里挖出了不少氧化還原酶,比如谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶相關的蛋白,它們本身就是細胞內管氧化應激的。
研究一共鑒定出 622 種蛋白,其中 33 種是短鏈蛋白,氨基酸殘基不到 120 個。小蛋白分子靈活,在界面上吸附快,對乳化穩定有幫助。還有一些脂質轉運蛋白和酰基結合蛋白,可能也參與了油脂的相互作用。
把這些結果串起來看,萬壽菊花瓣里的蛋白,尤其是清蛋白和谷蛋白,在持水、吸油、乳化、起泡和耐熱幾個方面都拿得出手。微觀結構上孔隙多或者片層致密,宏觀表現上就是功能強或者熱穩高。
對食品工業來說,這些從廢棄花瓣里提出來的蛋白,完全可以考慮加進植物肉、烘焙面團、沙拉醬或者乳制品替代品里。一邊減少花卉垃圾,一邊給餐桌提供新的蛋白來源,這件事本身就是在給循環經濟填一塊拼圖。
參考文獻:AssessingStructural,Thermal,and Functional Characteristics of MarigoldFlower Proteinasa Sustainable Food Ingredient
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