从Momordica cochinchinensis种子提取的蛋白质浓缩物的制备、表征及功能特性

从厨房垃圾到未来食品

随着越来越多人寻求对地球更友好的蛋白来源而不依赖肉类和奶制品，曾被视为废弃物的食材正在被重新审视。本研究聚焦于刺果木鳖子（Gac）果实的种子——这种生长于东南亚的红色带刺热带果实。围绕种子的彩色果肉因其营养价值已受到重视，但种子本身通常被丢弃。研究人员展示了如何将这些被丢弃的种子转化为一种蛋白质浓缩成分，其性能使其在仿肉制品、养生饮品及其他现代食品中具有吸引力。

刺果种子中的隐藏价值

刺果种子是农业的副产物：在鲜艳的红色果肉被加工后，种子通常被抛弃。然而先前的研究提示这些种子富含蛋白质和具有生物活性的化合物，包括一些具有潜在抗肿瘤和神经保护作用的小分子蛋白质。尚未被充分探讨的是，是否可以高效回收整种子蛋白并将其作为功能性食品成分使用，而不仅仅作为提取药用化合物的来源。团队首先对种子进行精细烘干、部分脱油和粉碎，并确认所得的种子粉蛋白含量与许多常见的油籽副产物（如大豆粕或葵花籽粕）相当甚至更高。

寻找提取的最佳条件

为了将这种种子粉转化为可用的蛋白浓缩物，研究人员开发了分步提取工艺。他们将种子粉悬浮于水中，调整混合物的不同条件，并使用高能声波——超声——帮助将蛋白从种子物质中提取出来。通过系统地改变用水量、酸碱度（pH）、超声强度和处理时间，他们找到了在保证高蛋白产率且尽量减少损伤的条件组合。最佳条件为较稀的混合物、强碱性环境、中等超声强度以及约二十分钟的处理时间。在此步骤后，将pH调至弱酸性，使蛋白自然沉淀凝聚，便于分离并干燥成粉末。

这种蛋白的特殊之处

所得到的刺果种子蛋白浓缩物蛋白含量超过81%，较原始种子粉显著提高，同时脂肪、淀粉和糖分含量明显降低。通过实验室技术按分子量分离分析时发现，该浓缩物以相对小分子量的蛋白为主。这些低分子量蛋白在以往研究中与抗氧化及其他有益活性有关。氨基酸组成显示了必需与非必需氨基酸的混合，尤其含有较多的谷氨酸、天冬氨酸和精氨酸。使用标准自由基测定的测试表明，该浓缩物具有可测的抗氧化能力，且随剂量增加而增强，提示其可能帮助保护食品——并有望在体内对抗部分氧化损伤。

这种蛋白在食品中的行为

除了营养价值，食品制造者还关心蛋白在混合、加热、打发或油水结合时的表现。刺果种子蛋白在许多方面表现良好。其水溶性在接近天然“中性”区时下降，但在酸性和碱性条件下显著增加，这一模式为许多植物蛋白所共有。它在较高pH值下保水性能良好，这对植物基肉类和烘焙制品的多汁口感很重要。其吸油能力高于原始种子粉，这得益于蛋白表面暴露的疏水区域，使其在香肠、酱类和沙拉酱等含脂食品中具有实用性。该蛋白还能形成稳定的油包水乳状体系并产生泡沫，其泡沫稳定性在碱性条件下改善。令人注目的是，它在低浓度下也能形成牢固的凝胶，暗示其可用于依赖弹性、有结构感质地的产品。

从本地副产物到全球原料

综上所述，研究结果表明曾被视为废弃物的刺果种子可以被转化为高纯度的蛋白成分，兼具有益的营养与功能特性。优化的基于超声的工艺不仅提高了回收蛋白的产量，还似乎增强了其在水、油和泡沫体系中的表现，而这些体系是许多熟悉食品的基础。尽管还需进一步研究以确认人体对该蛋白的消化吸收情况及其在实际商业配方中的表现，本研究提供了明确的概念验证：被忽视的热带副产物能够在满足全球对可持续植物蛋白日益增长需求的同时，减少食物浪费。

引用: Nguyen, A.V., Nguyen, K.K., Le, U.N.T. et al. Production, characterization, and functional properties of protein concentrate from Momordica cochinchinensis seeds. Sci Rep 16, 10598 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46377-1

关键词: 植物蛋白, 刺果木鳖子（Gac）种子, 超声提取, 食物废弃物增值, 功能性食品成分