中国农科院加工所王强团队:不同预处理和提取方法对核桃油及其饼粕蛋白特性的影响机制
近日,中国农业科学院农产品加工研究所王强研究员团队在食品领域国际顶级期刊《LWT-Food Science and Technology》(JCR一区,IF=6.0)在线发表了题为“Characteristics of walnut oil and the residual cake prepared using various pretreatment and extraction methods”的最新研究成果,系统探究了不同预处理技术(微波、烘烤)、不同核桃油提取技术(液压压榨、水酶法)对核桃油质量和核桃蛋白功能特性的影响。此成果是团队近年来持续开展油料低温压榨制油与饼粕蛋白联产技术方面的又一拓展性研究。中国农业科学院农产品加工研究所和南昌大学联合培养2023级博士研究生曹诗诺为论文第一作者,王强研究员和石爱民研究员为共同通讯作者。
核桃油质量和营养价值与其脂肪酸组成和活性成分密切相关,但这些营养成分含量在很大程度上取决于油脂提取方法,适宜的方法有利于保留更多的营养成分。同时,核桃蛋白是一种优质蛋白,核桃蛋白含有18种氨基酸,其中8种必需氨基酸含量合理,占氨基酸总量的26.98%~30.38%,符合FAO/WHO(2013年)规定的标准。然而,目前我国核桃蛋白利用率仍然相对较低,如何在保障核桃油高得率的同时提升核桃饼粕蛋白功能特性是目前产业迫切要解决的问题。
本研究系统比较了预处理技术(微波、烘烤)和核桃油提取技术(液压压榨、水酶法提取)对核桃油质量和核桃脱脂粉中蛋白质的功能特性的影响。结果表明:预处理会使核桃仁子叶细胞中油体聚集,油脂更易提取,从而提高核桃油出油率,并且预处理后经液压压榨获得的核桃油酸价和过氧化值较低,显著提升了核桃油质量。同时,适度的微波和烘烤预处理提高了蛋白质乳化稳定性和持油能力,且烘烤预处理还使核桃蛋白起泡性显著增强。液压压榨方法的核桃油得率较高(69.72%),且获得的核桃油中多不饱和脂肪酸的比例较高(76.97%),而水酶法获得的核桃油的酸价较低(0.25 mg/g)。微波和烘烤预处理后蛋白质分子展开,暴露出更多的亲水基团,亲水结合面增加,使得水酶法获得的核桃蛋白持水能力明显提高。研究结果将有助于创建和改进核桃油和蛋白制取工艺,为进一步开展低温压榨制油与饼粕蛋白联产技术研究和新产品开发提供理论支撑。
核桃油-核桃蛋白联产技术工艺示意图
项目资助:
新疆维吾尔自治区重点研发计划(2022B02048)、国家重点研发计划(2023YFD22013003)等。
原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.lwt.2024.1165
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通讯作者介绍:
王强
二级研究员/博士生导师
王强,二级研究员,博士生导师,国际食品科学院院士,2021、2023年中国工程院院士增选有效候选人,入围全球前2%顶尖科学家“终身科学影响力榜单”与2021、2022“年度科学影响力榜单”。现任中国农业科学院农产品加工研究所资深首席,国家花生产业技术体系加工研究室主任、九三学社中央农林委委员,新疆自治区油料产业技术体系首席科学家。全国优秀科技工作者,全国首批农业科研杰出人才,全国科技助力精准扶贫先进个人,入选国家“百千万人才工程”并获“有突出贡献中青年专家”荣誉称号,享受国务院特殊津贴,农业部“粮油加工技术与工程”创新团队首席,农业农村部神农英才“领军人才”,中国农业科学院领军人才,中国粮油学会花生食品分会会长,中国食品科学技术学会植物基食品分会副理事长,《Food Biomacromolecules》创刊主编、《Journal of Integrative Agriculture》食品栏目执行主编,《NPJ Science of Food》编委。
长期从事粮油加工与营养健康领域科学研究,首次构建了花生加工适宜性评价技术,筛选出加工专用品种,解决了我国花生混收混用、产品品质差的瓶颈问题;颠覆了传统压榨制油技术与方法,建立了国内第一条花生低温制油与蛋白联产生产线,开发出高品质花生油和蛋白系列新产品,推动了花生产业的高质量发展;在国际上首次提出高水分挤压过程中蛋白纤维结构形成的“分层叠变”新理论,创建了基于高水分挤压的植物基肉制品颠覆性加工新技术,革新设计了智能化加工装备和可视化平台,引领了植物基肉制品产业发展新方向。主持“十五”国家重大科技专项、“十二五”科技支撑计划、“十三五”国家重点研发计划专项(基础研究类)、国家自然科学基金、863、公益性行业(农业)科研专项、国际科技合作专项重点项目等国家项目和课题50余项。获国家技术发明二等奖、国家科技进步二等奖、中华农业科技奖一等奖、ICC最高学术奖、中国专利优秀奖、中国商业联合会科学技术奖特等奖、中国食品科学技术学会科技创新奖突出贡献奖等多项国家或省部级奖励,主笔撰写的《关于“大力发展新疆花生产业夯实新疆长治久安基础”的建议》、《关于“大力推动我国花生产业高质量发展”的建议》分别得到中共中央领导和国务院领导批示。授权发明专利105项(其中国际专利12项),软件著作权12项,制修订国家和行业标准10项,出版著作13部(英文专著3部),发表学术论文340余篇,其中SCI 论文130篇、IF>10 35篇,IF>15 3篇,ESI全球前1%高被引论文8篇,h-index 41,总被引约6000次,培养硕博研究生、博士后及外国留学生120多人。
石爱民
研究员/硕士生导师
石爱民,博士,研究员,硕士生导师。“十四五”国家重点研发计划项目-中欧研究创新旗舰合作计划项目首席科学家,国家粮食和物资储备局“全国粮食行业青年拔尖人才”,入选中国科协“青年人才托举工程”,中国农科院“青年创新”专项人才、加工所“珠峰计划”A类人才。现任农业农村部粮油加工综合利用技术集成实验室副主任、植物蛋白结构与功能调控创新团队首席科学家,兼任中国粮油学会理事、中国粮油学会青年工作委员会委员、中国食品科技学会青年工作委员会委员、中国粮油学会粮油营养分会理事、中国农学会食物与营养专业委员会委员,国际学术期刊《Food Biomacromolecules》《Frontiers in Nutrition》副主编、《Journal of Integrative Agricultural》《中国农业科学》青年编委、《Foods》编委。
长期从事花生、核桃等植物蛋白结构与功能调控基础研究及产品开发。先后主持“十四五”国家重点研发计划项目(千万级)、国家自然科学基金面上项目、科技部高端外国专家项目、新疆自治区重点研发项目课题(千万级)等项目课题近20项;参与科技部对发展中国家援助项目、中国农科院创新工程等项目多项;主持和主要负责横向项目5项。研究成果曾被选为“十三五”国家科技创新成就展参展成果,获2018年中国粮油学会第一届青年科技奖1项(第1)、2019年神农中华农业科技一等奖1项(第3)、2017年全国商业联合会科学技术特等奖1项(第2)等。发表学术论文120余篇,其中第一作者和通讯作者在Angew. Chem. Int. Edit.(IF:16.6)、Redox Biol.(IF:11.4)、Food Hydrocolloid.(IF:10.7)、Crit. Rev. Food SCI.(IF:10.2)、ACS Appl. Mater. Interfaces(IF:9.5)等期刊发表SCI/EI论文40余篇,IF>10论文18篇、ESI全球前1%高被引论文3篇、封面论文2篇,总引用超过2800余次,h指数27(Google Scholar);副主编著作2部,参编英文著作3部;授权国际发明专利8项、国家发明专利36项;制订并颁布农业行业标准2项。
第一作者介绍:
曹诗诺
博士研究生
曹诗诺,中国农业科学院农产品加工研究所和南昌大学联合培养2023级博士研究生。目前发表学术论文6篇,其中以第一作者发表SCI论文两篇、中文核心一篇。
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