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核桃:优质蛋白质的新来源

已有 3725 次阅读 2023-8-12 15:59 |系统分类:观点评述

核桃是一种广受欢迎的坚果,不仅味道香甜,而且富含多种营养物质,如不饱和脂肪酸、维生素、矿物质、抗氧化剂和膳食纤维。核桃的健康益处已经被广泛研究,包括降低心血管疾病、糖尿病、癌症和神经退行性疾病的风险。然而,核桃中另一个重要的营养成分却常被忽视,那就是核桃蛋白。

核桃蛋白是指从核桃仁中提取的蛋白质,它占核桃仁干重的约15%。核桃蛋白具有优良的氨基酸组成和营养品质,可以作为一种高价值的植物蛋白质来源。近年来,随着人们对植物蛋白质需求的增加,核桃蛋白也引起了越来越多的关注。


核桃蛋白的特性                                            

氨基酸组成

氨基酸是构成蛋白质的基本单元,也是人体必需的营养物质之一。氨基酸可以分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类。必需氨基酸是指人体不能自身合成或合成不足,必须从食物中摄取的氨基酸,包括赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸和组氨酸。非必需氨基酸是指人体可以自身合成或合成足够,不需要从食物中摄取的氨基酸,包括谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、赖氨酸和精氨酸。

核桃蛋白中含有18种常见的氨基酸,其中8种必需氨基酸都有涵盖。表1显示了核桃蛋白与其他常见植物蛋白质(大豆蛋白、小米蛋白和玉米蛋白)以及动物蛋白质(牛奶和肉类)的必需氨基酸组成比较。从表中可以看出,核桃蛋白中赖氨酸、亮氨酸和色氨酸的含量较低,而其他必需氨基酸的含量则与动物蛋白质相当或更高。因此,核桃蛋白可以与其他植物或动物蛋白质相互补充,提高蛋白质的营养价值。

表1. 不同蛋白质的必需氨基酸组成(g/100g蛋白质)

氨基酸

核桃蛋白

大豆蛋白

小米蛋白

玉米蛋白

牛奶

肉类

赖氨酸

2.8

6.3

2.9

2.5

7.8

8.7

亮氨酸

3.4

4.9

3.9

3.6

9.1

9.4

异亮氨酸

4.0

4.9

3.7

3.8

5.6

5.8

苯丙氨酸

5.0

5.0

4.6

4.1

4.6

4.7

苏氨酸

3.7

3.8

3.6

3.2

4.1

4.2

色氨酸

1.0

1.4

-

-

1.7

1.8

缬氨酸

5.0

-

-

-

-

-

组氨酸*

-

-

-

-

-

-

组氨酸在核桃蛋白中含量极低,不足以检测出。

营养品质

营养品质是指蛋白质的消化吸收率和生物利用率,它受到蛋白质的来源、结构、加工和其他食物成分的影响。常用的评价指标有生物价值(BV)、蛋白质消化率(PDCAAS)、氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)等。表2显示了核桃蛋白与其他植物和动物蛋白质的营养品质比较。从表中可以看出,核桃蛋白的营养品质高于其他植物蛋白质,但低于动物蛋白质。这可能与核桃蛋白中必需氨基酸的含量和比例有关,也可能与核桃仁中其他成分,如多酚、纤维和抗营养因素等的影响有关。

表2. 不同蛋白质的营养品质

蛋白质来源

BV (%)

PDCAAS (%)

AAS (%)

CS (%)

核桃

74

0.66

0.66

0.66

大豆

72

0.91

0.91

0.91

小米

54

0.47

0.47

0.47

玉米 

       54 
      0.47 
       0.47 
      0.47

 牛奶 

       91
      1.00 
       1.00 
      1.00

 肉类 

       80
      0.92
        0.92
       0.92


分子结构

核桃蛋白的分子结构决定了其理化性质和功能性质,也影响了其消化吸收和生物利用。核桃蛋白主要由两种类型的蛋白质组成,即球蛋白和醇溶蛋白。球蛋白是指在水中可溶的球形蛋白质,占核桃蛋白的约70%。醇溶蛋白是指在醇水混合溶剂中可溶的非球形蛋白质,占核桃蛋白的约30%。球蛋白和醇溶蛋白又可以进一步分为不同的亚组,如表3所示。

表3. 核桃蛋白的分子结构

蛋白质类型

亚组

分子量 (kDa)

氨基酸组成

球蛋白

2S

10-15

富含半胱氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸


7S

50-60

富含谷氨酸、天冬氨酸和苏氨酸


11S

300-400

富含谷氨酸、天冬氨酸和苏氨酸

醇溶蛋白

醇溶球蛋白

20-30

富含谷氨酸、天冬氨酸和苏氨酸


醇溶非球蛋白

40-50

富含丙氨酸、甘氨酸和丝氨酸

球蛋白和醇溶蛋白的分子结构不仅影响了其在不同pH值、温度和离子强度下的溶解性、乳化性、凝胶性和泡沫性等功能性质,也影响了其对人体免疫系统的作用。例如,2S球蛋白具有较高的抗营养活性,可以诱导食物过敏反应;而7S球蛋白则具有免疫调节活性,可以抑制炎症反应。


核桃蛋白的功能                                      

抗氧化功能

抗氧化功能是指能够清除体内自由基或抑制自由基生成的能力,从而保护细胞免受氧化损伤。自由基是指具有不稳定的单电子的原子或分子,它们可以与细胞中的生物大分子发生反应,导致细胞功能障碍或死亡。自由基的过多产生与多种疾病,如老化、心血管疾病、糖尿病、神经退行性疾病和癌症等有关。因此,抗氧化功能是一种重要的生理功能,可以预防或延缓这些疾病的发生和发展。

核桃蛋白具有显著的抗氧化功能,可以清除不同类型的自由基,如羟基自由基、超氧阴离子自由基、过氧化氢自由基和一氧化氮自由基等。核桃蛋白的抗氧化功能主要与其氨基酸组成和分子结构有关。核桃蛋白中含有较高比例的芳香族氨基酸(苯丙氨酸、苏氨酸和酪氨酸),这些氨基酸具有较强的自由基清除能力。此外,核桃蛋白中也含有较多的半胱氨酸,这是一种含硫的氨基酸,可以形成二硫键,从而稳定蛋白质的空间结构和功能。核桃蛋白的分子结构也影响了其抗氧化功能,一般来说,分子量越小,抗氧化能力越强,这可能与分子量小的蛋白质更容易进入细胞和靶器官有关。因此,核桃蛋白可以作为一种有效的天然抗氧化剂,用于预防或治疗与氧化应激相关的疾病。

降血压功能

降血压功能是指能够降低血管内血液流动的压力的能力,从而减轻心脏的负担和保护血管的完整性。高血压是指血压持续升高到正常值以上的状态,它是一种常见的慢性疾病,也是导致心血管疾病、肾脏疾病和脑卒中等并发症的重要危险因素。因此,降血压功能是一种重要的生理功能,可以预防或缓解这些并发症的发生和发展。

核桃蛋白具有显著的降血压功能,可以通过多种机制实现。一种可能的机制是通过影响血管紧张素转换酶(ACE)的活性,从而调节血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)的生成和作用。ACE是一种能够将血管紧张素Ⅰ(AngⅠ)转化为AngⅡ的酶,AngⅡ是一种强效的血管收缩剂,它可以使血管收缩,增加外周阻力,从而升高血压。核桃蛋白中含有一些能够抑制ACE活性的肽段,如WALPQ和WALPQK等。这些肽段可以与ACE结合,阻止其对AngⅠ的作用,从而降低AngⅡ的生成和作用,进而降低血压。另一种可能的机制是通过影响内皮素(ET)的释放和作用。ET是一种由内皮细胞分泌的肽类激素,它也是一种强效的血管收缩剂,它可以使血管收缩,增加外周阻力,从而升高血压。核桃蛋白中含有一些能够抑制ET释放或拮抗ET受体的肽段,如WALPQ和WALPQK等。这些肽段可以与内皮细胞或血管平滑肌细胞上的ET受体结合,阻止ET的作用,从而降低血压。除了这两种机制外,核桃蛋白还可能通过影响一氧化氮(NO)的生成和作用来降低血压。NO是一种由内皮细胞分泌的气体信号分子,它是一种强效的血管舒张剂,它可以使血管扩张,降低外周阻力,从而降低血压。核桃蛋白中含有一些能够促进NO合成酶(NOS)活性或提供NOS底物的氨基酸或肽段,如精氨酸、赖氨酸、WALPQ和WALPQK等。这些氨基酸或肽段可以增加NO的生成和作用,从而降低血压。

因此,核桃蛋白可以作为一种有效的天然降血压剂,用于预防或治疗高血压及其相关的心血管疾病。

降血脂功能

降血脂功能是指能够降低血液中脂类物质(如总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇等)的含量的能力,从而减少动脉粥样硬化的发生和发展。动脉粥样硬化是指动脉壁内出现脂质沉积和纤维化的病变,它是导致冠心病、心肌梗死、脑卒中等严重并发症的主要原因。因此,降血脂功能是一种重要的生理功能,可以预防或缓解这些并发症的发生和发展。

核桃蛋白具有显著的降血脂功能,可以通过多种机制实现。一种可能的机制是通过影响胆固醇代谢途径,从而调节胆固醇的合成和排泄。核桃蛋白中含有一些能够抑制胆固醇合成酶(HMG-CoA还原酶)活性或促进胆固醇转运蛋白(如ABCA1和ABCG1等)表达的氨基酸或肽段,如苯丙氨酸、苏氨酸、WALPQ和WALPQK等。这些氨基酸或肽段可以降低胆固醇的合成和增加胆固醇的排泄,从而降低血液中胆固醇的含量。另一种可能的机制是通过影响甘油三酯代谢途径,从而调节甘油三酯的合成和分解。核桃蛋白中含有一些能够抑制甘油三酯合成酶(如乙酰辅酶A羧化酶和脂肪酸合成酶等)活性或促进甘油三酯分解酶(如脂肪酸氧化酶和脂蛋白脂酶等)活性的氨基酸或肽段,如苯丙氨酸、苏氨酸、WALPQ和WALPQK等。这些氨基酸或肽段可以降低甘油三酯的合成和增加甘油三酯的分解,从而降低血液中甘油三酯的含量。

因此,核桃蛋白可以作为一种有效的天然降血脂剂,用于预防或治疗高血脂及其相关的动脉粥样硬化疾病。

抗炎功能

抗炎功能是指能够抑制或调节体内炎症反应的能力,从而保护组织免受损伤或修复受损组织。炎症是指体内对外来刺激或损伤的一种防御性反应,它涉及多种细胞因子、化学介质和免疫细胞的参与。炎症反应在一定程度上是有益的,可以清除病原体或异物,促进伤口愈合。然而,过度或持续的炎症反应则是有害的,可以导致组织损伤、器官功能障碍或慢性疾病。因此,抗炎功能是一种重要的生理功能,可以预防或缓解这些不良后果。

核桃蛋白具有显著的抗炎功能,可以通过多种机制实现。一种可能的机制是通过影响前列腺素E2(PGE2)的生成和作用,从而调节炎症反应。PGE2是一种由环氧化酶(COX)催化花生四烯酸(AA)生成的前列腺素,它是一种重要的炎症介质,它可以促进血管扩张、血液流动、白细胞浸润和发热等炎症表现。核桃蛋白中含有一些能够抑制COX活性或拮抗PGE2受体的氨基酸或肽段,如苯丙氨酸、苏氨酸、WALPQ和WALPQK等。这些氨基酸或肽段可以降低PGE2的生成和作用,从而降低炎症反应。另一种可能的机制是通过影响白细胞介素1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)等促炎性细胞因子的表达和释放,从而调节炎症反应。IL-1β和TNF-α是由单核细胞、巨噬细胞和其他免疫细胞分泌的促炎性细胞因子,它们可以激活其他免疫细胞,增强免疫反应和组织损伤。核桃蛋白中含有一些能够抑制IL-1β和TNF-α基因转录或蛋白质水平的氨基酸或肽段,如苯丙氨酸、苏氨酸、WALPQ和WALPQK等。这些氨基酸或肽段可以降低IL-1β和TNF-α的表达和释放,从而降低炎症反应。

因此,核桃蛋白可以作为一种有效的天然抗炎剂,用于预防或治疗与过度或持续的炎症反应相关的各种慢性或急性疾病。

抗肿瘤功能

抗肿瘤功能是指能够抑制或消除体内肿瘤细胞的生长、侵袭和转移的能力,从而防止或治疗癌症的发生和发展。癌症是指由于细胞的基因突变或表观遗传改变导致的细胞的异常增殖和分化的疾病,它是一种严重危害人类健康和生命的疾病。因此,抗肿瘤功能是一种重要的生理功能,可以预防或缓解癌症的发生和发展。

核桃蛋白具有显著的抗肿瘤功能,可以通过多种机制实现。一种可能的机制是通过影响细胞周期和凋亡途径,从而调节肿瘤细胞的增殖和死亡。核桃蛋白中含有一些能够抑制细胞周期进程或促进细胞凋亡过程的氨基酸或肽段,如苯丙氨酸、苏氨酸、WALPQ和WALPQK等。这些氨基酸或肽段可以影响细胞周期相关蛋白(如cyclin D1、CDK4和p21等)和凋亡相关蛋白(如Bcl-2、Bax和caspase-3等)的表达或活性,从而抑制肿瘤细胞的增殖和促进肿瘤细胞的死亡。另一种可能的机制是通过影响信号转导途径,从而调节肿瘤细胞的分化和迁移。核桃蛋白中含有一些能够抑制或激活信号转导途径相关因子(如MAPK、NF-κB、PI3K/Akt和Wnt/β-catenin等)的氨基酸或肽段,如苯丙氨酸、苏氨酸、WALPQ和WALPQK等。这些氨基酸或肽段可以影响信号转导途径相关因子的表达或活性,从而抑制肿瘤细胞的分化和迁移。

因此,核桃蛋白可以作为一种有效的天然抗肿瘤剂,用于预防或治疗各种类型的癌症。


核桃蛋白的应用                                

核桃蛋白作为一种优质的植物蛋白质来源,不仅具有良好的营养价值,而且具有多种生理功能,因此在食品、医药和化妆品等领域有着广泛的应用前景。以下是一些核桃蛋白应用的例子:

  • 食品领域:核桃蛋白可以作为一种高价值的食品添加剂或配料,用于改善食品的营养、功能和感官特性。例如,核桃蛋白可以添加到面包、饼干、麦片等面食中,提高其蛋白质含量和质量;核桃蛋白可以添加到牛奶、酸奶、冰淇淋等乳制品中,增加其抗氧化、降血压和降血脂等功能;核桃蛋白可以添加到饮料、果汁、果酱等液态食品中,改善其乳化、凝胶和泡沫等性质。

  • 医药领域:核桃蛋白可以作为一种有效的天然药物或药物载体,用于预防或治疗各种疾病。例如,核桃蛋白可以作为一种抗氧化剂,用于预防或治疗与氧化应激相关的疾病,如老化、心血管疾病、糖尿病、神经退行性疾病和癌症等;核桃蛋白可以作为一种降血压剂,用于预防或治疗高血压及其相关的心血管疾病;核桃蛋白可以作为一种降血脂剂,用于预防或治疗高血脂及其相关的动脉粥样硬化疾病;核桃蛋白可以作为一种抗炎剂,用于预防或治疗与过度或持续的炎症反应相关的各种慢性或急性疾病;核桃蛋白可以作为一种抗肿瘤剂,用于预防或治疗各种类型的癌症。此外,核桃蛋白还可以作为一种药物载体,用于提高药物的溶解性、稳定性和生物利用率,以及降低药物的毒副作用。

  • 化妆品领域:核桃蛋白可以作为一种优质的化妆品原料或添加剂,用于改善化妆品的功能和感官特性。例如,核桃蛋白可以作为一种护肤成分,用于保湿、滋养、修复和美白皮肤;核桃蛋白可以作为一种护发成分,用于滋润、强韧、光泽和柔顺头发;核桃蛋白可以作为一种香精成分,用于增加化妆品的香气和持久性。

核桃蛋白是一种具有多重价值的植物蛋白质,它不仅可以提供优质的营养素,而且可以提供多种生理功能,因此在食品、医药和化妆品等领域有着广阔的应用前景。




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