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大米蛋白资源开发利用现状(二)

来源:时间:2025-04-21 21:29:00

三、大米蛋白大米蛋白的资源開發利用

作為一種膳食蛋白,大米蛋白的利用高生物效價、低過敏特性,现状使其在嬰幼兒食品中的大米蛋白應用日益廣泛。此外,资源大米蛋白在食品添加劑、利用功能食品方麵的现状應用也日益受到重視。

1、大米蛋白食品添加劑

大米蛋白本身溶解性不高,资源與之相關的利用乳化性、發泡性、现状膠凝性、大米蛋白持水性、资源持油性等功能特性也不理想。利用但是經過適度水解後,隨著其溶解性的提升,其功能性質也明顯改善。吳雨靜以食品級米渣為原料,經脫糖、中性蛋白酶改性、脫色、幹燥等操作後獲得了無異味、蛋白含量高、發泡性能良好的蛋白發泡粉,可在液態食品中起到穩定增稠的作用、焙烤食品中起到發泡作用。

2、食用大米蛋白

利用大米澱粉或大米澱粉糖漿生產過程中產生的副產物一米渣,可以用來加工食用大米蛋白粉。澱粉糖漿加工中產生的米渣中,一般含蛋白質40%~60%、脂肪6%~12%、礦物質3%~5%、總碳水化合物15%~25%。米渣質量受原料大米(或碎米)質量和糖漿加工工藝的影響很大。脂肪是影響米渣穩定性的主要因素,經脫脂、去雜、幹燥、粉碎後,米渣中蛋白質含量可達到80%以上,可作為食用大米蛋白粉。

研究表明,大米蛋白具有豐富的營養價值和顯著的調節血脂和膽固醇代謝的功效。目前,國際市場對高質量大米蛋白粉的需求量增長很快,市場缺口較大。市場對高端食用大米蛋白粉的要求是大米蛋白含量在80%以上,脂類含量低於1%,重金屬含量低於10mg/kg,270多種農藥殘留不得檢出。因此,在糖漿加工過程中,要提高米渣蛋白質量,需要從原料、糖漿加工、脫脂、脫除重金屬等多個方麵對原有工藝進行完善。比如,要選擇有機碎米、低汙染碎米原料。碎米中的雜質處理技術:去石子、金屬碎屑以及米糠、稻殼等。對於脂肪較高的米渣必須進行脫脂處理,可有效減少大米蛋白在貯存期間產生異味和變色。對於重金屬超標的米渣還需要采用一些方法脫除其中的重金屬離子,如鎘、鉛等。

3、速溶蛋白粉

由於大米蛋白,尤其是米渣蛋白水溶性差,導致其在飲料、營養蛋白粉等方麵的應用受到限製。為提高大米蛋白溶解性,需要對其進行增溶改性。大米蛋白增溶改性是指在有限水解的情況下,增加大米蛋白的溶解性。其與大米肽的主要區別在於保持較低的水解度,使蛋白質不致過度水解。
目前,常用的增溶改性方法有糖基化法和酶法。魯倩等分別利用南瓜多糖和葡聚糖對大米蛋白進行糖基化改性,可使大米蛋白溶解性分別提高32.27%和41.75%。王章存等采用Alcalase水解大米蛋白,所得酶解產物的溶解度、發泡性和乳化性最高可達50.2%、50mL/g和73.6mL/g,但文中並未說明大米蛋白水解度。崔沙沙等以堿性蛋白酶處理大米蛋白,對水解度1%~5%大米蛋白的理化功能性質進行了分析比較,發現水解度5%的大米蛋白溶解度可達最高,達65.93%。以上研究表明,限製性酶解可顯著提高大米蛋白溶解度,在保持較低水解度的條件下,大米蛋白仍然具備較好的高分子功能性質,如乳化性、起泡性、吸水性和吸油性等。這是大米蛋白酶法增溶改性與酶法製備大米肽的本質區別。

4、大米肽

大米肽是采用酸、堿和蛋白酶等方法對大米蛋白分子進行水解,產生的小分子肽。目前,酸法和堿法因其環境汙染和安全性問題已不再使用,酶法是大米肽加工的最常見方法。用於酶法加工肽類的酶製劑分別源於植物、動物和微生物,如,木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、無花果蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶、酸性蛋白酶和風味蛋白酶等多種。目前,製備大米肽的原料主要有三種:大米蛋白、米糠蛋白和米渣蛋白。不同原料具有不同的氨基酸組成和序列,而不同蛋白酶具有不同的酶切位點,這些都會產生不同分子結構和活性的大米肽。

大米肽具有多種生理保健功效,如抗氧化、抗衰老、降血壓、降血脂、免疫調節和風味肽等。大米蛋白的堿性蛋白酶水解產物經膜過濾純化所得大米肽,具有非常好的羥基自由基、超氧陰離子自由基和DPPH自由基清除活性,將其添加在化妝品中,有明顯的抗皮膚衰老功效。為了提高大米蛋白水解度,複合蛋白酶解是不錯的選擇。蔡俊等依次采用堿性蛋白酶、中性蛋白酶和胰蛋白酶對大米蛋白進行酶解,大米蛋白水解度最高可達15.9%,所得大米肽顯示出良好的體外抗氧化活性。王申等以大米為原料,采用堿性蛋白酶和胰蛋白酶分步酶解法獲得一種大米肽,其絕對分子質量為549~1158,必需氨基酸含量35.61%,疏水性氨基酸含量45.2%,穀氨酸含量最高,為16.1%。該大米肽具有較強的抗氧化活性,同時顯示較高的ACE抑製活性,其lCso為0.057mg/mL。

此外,大米源肽還具有治療II型糖尿病的功效。研究認為,人體a-葡萄糖苷酶和二肽基肽酶IV(EC/kg3.4.14.5,DPP-IV)在I型糖尿病的發展過程中扮演重要角色。DPP-IV是一種體內酶,可分解-種腸道細胞分泌的荷爾蒙(GLP-1),而GLP-1的主要功能是通過刺激胰島素、抑製升糖素、抑製胃排空和讓胰島細胞重生的方式來降低血糖。若能抑製DPP-IV活性或使其失活,就可減少GLP-1分解,從而降低血糖。

近年來,DPP-IV抑製劑已經成為治療糖尿病的主攻方向之一。HatanakaT等以清酒糟、大米和米糠為原料,發現大米蛋白水解產物對二肽基肽酶IV(EC/kg3.4.14.5,DPP-IV)具有抑製活性(IC3o=1.45士0.13mg/mL)。已從大米蛋白水解物中鑒定出具有DPP-IV活性抑製的肽是4種二肽,其分子結構分別為:Ile-Pro、Met-Pro、Val-Pro和Leu-Pro,這些二肽在大米蛋白水解物中的濃度分別為:1.22ug/kg、0.23μg/kg、1.59ug/kg和1.94ug/kg。PoojaK等采用計算機模擬法,對源自米糠的一些DPP-IV活性抑製肽的分子結構、感官和毒理學特性進行了預測。結果表明,米糠球蛋白酶解物是DPP-IV活性抑製肽的較好來源之一。

四、結論和展望

大米蛋白具有氨基酸組成較平衡、易於消化吸收、低過敏等特點,是一種優質膳食蛋白。但是,大米蛋白水溶性差,直接限製其在食品中的應用。因此,目前,對大米蛋白的研究利用,多集中在其增溶改性方麵,其中以酶法增溶改性為主。此外,以大米蛋白為原料,酶法製備大米肽,尤其是製備高純度活性肽,是大米蛋白深加工的主要方向。

研究表明,大米源活性肽具有治療II型糖尿病、抗氧化、抗衰老、降血壓、降血脂、免疫調節等多種功能。但是,目前的大米肽研究,在活性肽的分離純化、幹燥、穩定化技術,尤其是高純度大米活性肽的產業化加工裝備方麵還需要進一步研究和完善。

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