棉籽蛋白：被低估的植物蛋白“超级巨星”

棉籽蛋白是一种营养价值高、品质良好的植物蛋白资源，主要成分是球蛋白，其次是谷蛋白。其氨基酸组成除蛋氨酸含量稍低外，其余必需氨基酸含量均达到联合国粮食及农业组织（FAO）推荐的标准。

在食品加工中，棉籽蛋白具有多种应用，例如在肉制品中可降低油煎时的损失、提高水分含量；在饼干中可代替部分小麦面粉；还可用于生产膨化食品、高蛋白饮料、冰淇淋等。除此之外，棉籽蛋白还可作为微生物发酵培养基的有机氮源。

本期，我们将一起探讨新型功能性蛋白——棉籽蛋白的主要成分、功能特性、制备工艺及其营养奥秘，并分析棉籽蛋白在食品加工领域中的应用及最新进展。

棉籽蛋白的介绍

1、定义与来源

棉籽蛋白是指棉籽去壳、经溶剂浸出油脂并同时降低了其棉酚等毒 性物质后的棉籽粕。棉籽是棉花加工的副产物，我国棉花产量居世界第一，为棉籽蛋白的生产提供了丰富的原料。

2、主要成分

棉籽蛋白的主要成分是球蛋白，约占90%左右，其次是谷蛋白。超速离心分离进行沉降测试可得3个组分，即2s、7s、12s三种球蛋白。2s球蛋白存在于蛋白质体外面，约占30%，硫氨酸及赖氨酸含量较高；7s、12s球蛋白共占60%，硫氨酸和赖氨酸含量较低。

3、营养价值

棉籽蛋白在质量上近似豆类蛋白，营养价值远比谷类蛋白高。其蛋白质功效比值为2.0、消化率为61%、生物价为62%及蛋白质净利用率在41%-47%等营养评价指标均较高，与大豆蛋白相近。棉籽粕中的矿物质含量与大豆粕具有一致性，远比谷物高，且棉籽粕中维生素E、维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12和叶酸等含量远比整粒大豆的高，多数接近绿色主食糙米和全麦粉中的含量。

棉籽蛋白的功能特性

蛋白质的功能特性是指能够影响食品在加工或贮藏过程中品质变化的某些营养功能、物理化学、生物功能等性质，如蛋白含量、乳化性、抗菌性等。

1、营养功能特性

- 高蛋白含量：棉籽蛋白的粗蛋白质含量通常在50%以上，部分可高达60%甚至70%，能为动物和人体提供丰富的蛋白质，满足生长、发育和维持生理功能的需求。

- 氨基酸组成合理：除蛋氨酸稍低外，其他必需氨基酸含量较为丰富，如赖氨酸、精氨酸等含量较高，且氨基酸组成与人体或动物所需的氨基酸模式较为接近，具有较高的营养价值。

- 消化利用率高：经过脱酚等工艺处理后，棉籽蛋白的消化利用率显著提高，能更好地被动物和人体吸收利用，为机体提供有效的营养支持。

2、物理化学功能特性

- 乳化性：棉籽蛋白具有一定的乳化能力，能够使油和水形成稳定的乳浊液，在食品工业中可用于制作乳制品、人造奶油、蛋黄酱等，改善产品的质地和口感。

- 吸水性：棉籽蛋白可以吸收一定量的水分，其吸水性与pH值、温度等因素有关，在食品加工中可影响产品的质地、保水性和持水性等，有助于保持食品的水分，延长保质期。

- 吸油性：棉籽蛋白能够吸收油脂，降低食品中的油脂含量，减少油腻感，同时也有助于稳定食品中的油脂，防止油脂氧化和分离。

- 起泡性与泡沫稳定性：棉籽蛋白可以形成泡沫，并且泡沫具有一定的稳定性，在食品加工中可用于制作蛋糕、冰淇淋、啤酒等，增加产品的体积和口感。

3、生物功能特性

- 抗氧化性：棉籽蛋白中的一些成分具有抗氧化作用，能够清除自由基，减少氧化损伤，有助于延缓食品的氧化变质，延长食品的货架期，同时对动物和人体的健康也有一定的益处，如降低慢性疾病的发生风险。

- 抗菌性：棉籽蛋白对某些细菌和真菌具有一定的抑制作用，可作为天然的抗菌剂应用于食品防腐领域，减少食品中微生物的生长和繁殖，提高食品的安全性。

- 免疫调节作用：棉籽蛋白中的生物活性肽等成分可以调节动物和人体的免疫系统，增强免疫力，提高机体的抵抗力，预防疾病的发生。

棉籽蛋白制备工艺及产品

1、脱酚棉籽蛋白粉

通常采用非极性的6号溶剂浸出棉籽油，提取油后的棉籽粕再采用丙酮、甲醇、乙醇、异丙醇等极性溶液萃取脱除棉酚，即可制得脱酚棉籽蛋白粉。例如，有研究采用6号溶剂与甲醇混合溶剂对棉仁进行选择性浸出提油和脱酚后，得到残油率低于1.5%、游离棉酚含量低于0.04%、蛋白质含量高于50%的脱酚棉籽蛋白产品。

2、棉籽浓缩蛋白

利用棉壳和棉仁密度上存在的差异，利用合适的液选剂，使得棉仁和棉壳得到很好地分离，从而提高棉籽粕中的蛋白质含量。也可利用植物水解酶作用于植物细胞壁，破坏和降解纤维结构，释放出所包裹的碳水化合物和蛋白质，然后利用有机溶剂萃取出棉籽粕中的游离棉酚和糖类，以提高产品蛋白质含量。例如，研究人员通过选用戊聚糖复合酶、糖化酶等对棉籽粕进行酶解，进一步采用乙醇洗涤制备棉籽浓缩蛋白，得到蛋白质含量为64%，蛋白质收率为78%的棉籽浓缩蛋白。

3、棉籽分离蛋白

大多数蛋白质可溶解于稀碱溶液和稀盐溶液中，再加入一定量的稀酸将萃取液调节至蛋白质等电点，蛋白质即会形成絮状的沉淀从萃取液中析出，从而制得分离蛋白。此前，有研究以棉籽粕为原料，对棉籽分离蛋白提取方法以及脱毒方法进行研究，得到的较佳工艺条件为：提取液pH10.71、提取温度60.2℃、提取时间1.07h和液固比16.7:1，热碱法既能使蛋白质提取率达到60%和产品蛋白质含量达到90%，且有很好的脱酚效果，产品中游离棉酚含量低于0.02%。

棉籽蛋白在食品加工中的应用

棉籽蛋白营养价值高，较之大豆没有豆腥味也不含胀气因子。目前，多个国家已生产出蛋白质含量为70%且棉酚含量极低的棉籽浓缩蛋白粉，可添加到肉丸、肉馅饼中。通过将10%无腺体棉籽粕加入膨化玉米粉食品中可以增加12.8%的蛋白质含量，减少6.2%的脂肪含量。

1、肉制品加工

在肉馅饼中添加棉籽蛋白可降低油煎时的损失，在肉丸中添加可提高水分含量，有助于维持制品外形的稳定，并有助于延长制品的保质期。。棉籽蛋白的持油性较好，能控制制品中的水和油脂含量。

2、烘焙食品加工

在饼干中添加棉籽蛋白可代替部分小麦面粉，不仅能改善饼干的质地和口感，同时也可增加饼干的蛋白质含量。棉籽蛋白的持水性较好，可使饼干在储存过程中保持一定的水分，延长保质期。此外，棉籽蛋白可以作为面包的添加剂，有助于提高面包的营养价值和口感，并能够增加面包的体积，使面包更加松软，同时还能延长面包的保质期。

3、膨化食品加工

棉籽蛋白可以作为膨化食品的原料之一，增加膨化食品的蛋白质含量，提高其营养价值。棉籽蛋白在膨化过程中能够形成良好的网络结构，有助于保持膨化食品的形状和口感。

4、饮料加工

棉籽蛋白可作为乳化剂加入到高蛋白饮料中，使饮料中的油相和水相均匀混合，形成稳定的乳浊液，提高饮料的口感和稳定性。棉籽蛋白还可以用于生产冰淇淋、冰棍等冷冻饮品，增加产品的蛋白质含量，改善产品的质地和口感。

5、发酵食品加工

棉籽蛋白可作为微生物发酵培养基的有机氮源，用于生产各种发酵食品，如酸奶、发酵豆制品等。棉籽蛋白能够为微生物提供良好的营养环境，促进微生物的生长和繁殖，提高发酵效率和产品质量。研究发现，利用水解棉籽蛋白作为氮源，利用大肠杆菌发酵生产L-天冬氨酸，发酵效果与牛肉胨相当，比酵母浸膏和玉米蛋白好，同时也可大大降低成本。

需要注意的是，生棉籽中含有毒 性的棉酚和环丙烯脂肪酸，在将其用于食品加工前，需要予以除去。

总结

棉籽蛋白作为优质植物蛋白，营养价值高，氨基酸组成合理，在食品加工中展现出巨大潜力，其不仅能改善肉制品、烘焙食品、膨化食品等的品质，还可用于饮料和发酵食品生产，提升产品营养与口感。另外，其制备工艺多样，产品丰富。不过，使用前需去除棉酚等毒 性物质。总的来说，棉籽蛋白的开发利用，不仅拓宽了植物蛋白资源，同时也为食品工业带来了新的发展机遇，未来值得进一步深入研究和推广。

作者简介：

Ranksey，从事营养食品保健知识与新闻科普传播工作。