Production, physico-chemical and functional characterization of a protein isolate from jackfruit (Artocarpus heterophyllus) seeds

ABSTRACT

Proteins from jackfruit seed defatted flour were fractionated, characterized and extracted using an alkaline solution and isoelectric precipitation, which was followed by an ultrasound treatment, for preparation and determination of the physicochemical and functional properties of a protein isolate. Glutelins were the dominant fraction, which are composed of 15–20 kDa polypeptides. The protein content, water and oil absorption capacity and least gelation concentration of the jackfruit seed protein isolate were 952.1 g/kg (dry basis), 6.42 ml water/g protein and 6.07 ml oil/g protein and 9% (at pH 6), respectively, whereas the greatest protein solubility, emulsifying activity, emulsion stability, foaming capacity and stability were 94.4%, 127%, 127%, 254% and 164%, respectively, and depended on the pH; the predicted PER was 2.36. In light of the functional and nutritive properties determined in this study, jackfruit seed protein isolate could be a novel protein source for use in food systems.

RESUMEN

A partir de harina desengrasada de semilla de jaca se fraccionaron, caracterizaron y extrajeron las proteínas mediante solubilización alcalina y precipitación isoeléctrica. Las proteínas extraídas se trataron con ultrasonido para la preparación de un aislado proteínico, al cual se le determinaron las propiedades fisicoquímicas y funcionales. La fracción mayoritaria de las proteínas fue de glutelinas (683,6 ± 34,2 g/kg proteína), las cuales están compuestas por polipéptidos de 15-20 kD. El contenido de proteína, la capacidad de absorción de agua, la capacidad de absorción de aceite y la concentración mínima de gelación del aislado proteínico fueron 952,1 g/kg (base seca), 6,42 ml agua/g proteína, 6,07 ml aceite/g proteína y 9% (a pH 6), respectivamente, mientras que los valores más grandes de solubilidad de proteína, actividad emulsificante, estabilidad de la emulsión, capacidad espumante y estabilidad espumante fueron 94,4%, 127%, 127%, 254% y 164%, respectivamente, los cuales dependieron del pH. El valor predicho de la relación de eficiencia proteínica del aislado proteínico fue 2,36. En vista de las propiedades funcionales y nutritivas determinadas en este estudio, el aislado proteínico de semilla de jaca podría ser una fuente nueva de proteína para uso en sistemas alimenticios y potencialmente adecuado para su aplicación en panes, pasteles, coberturas, crema batida, helados, postres, aderezos para ensalada, embutidos y productos cárnicos.

KEYWORDS:

• Jackfruit seed
• protein isolate
• physico-chemical properties
• functional properties

PALABRAS CLAVE:

• Semillas de jaca
• aislado proteínico
• propiedades fisicoquímicas
• propiedades funcionales

Acknowledgments

The authors would like to acknowledge the National Council for Science and Technology of Mexico for a scholarship for M.C. Villalobos Barbosa. We are grateful to the Mexican Tropical Organics S. de R.L. de C.V. for kindly providing jackfruit seeds as the working material.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.​