生物技術(shù)專業(yè)綜述性畢業(yè)論文范文

1、內(nèi)蒙古民族大學(xué)本科畢業(yè)論文編號(hào)：本 科 畢 業(yè) 論 文題 目：大米蛋白的研究進(jìn)展 學(xué) 院：生命科學(xué)學(xué)院 專 業(yè)：生物技術(shù) 年級(jí)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期：  目 錄中文摘要及關(guān)鍵詞（1）英文摘要及關(guān)鍵詞（2）引言（3）1 大米蛋白的組成與結(jié)構(gòu)（3）1.1 大米蛋白的組成（3）1.2 大米蛋白的結(jié)構(gòu)（3）2 大米蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與保健作用 （4）2.1 大米蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值（4）2.2 大米蛋白的保健作用（4）3 大米蛋白的功能性（5）3.1 溶解性（5）3.2 乳化性（5）3.3 持水性與持油性（6）3.4 起泡性與起泡穩(wěn)定性（6）4 大米蛋白的提取方法（7）4.1 堿法提取大米

2、蛋白（7）4.2 物理分離法提取大米蛋白（7）4.3 溶劑提取法（8）4.4 酶法提取大米蛋白（8）4.5 復(fù)合提取法（10）5 大米蛋白的開發(fā)利用（10）5.1食品添加劑（10）5.2蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑（11）6 大米蛋白的市場(chǎng)前景與展望（12）結(jié)束語（13）參考文獻(xiàn)（14）致謝（17）摘 要大米蛋白是一種氨基酸組成合理，生物效價(jià)高，過敏性低的蛋白質(zhì)。能夠滿足2-5歲兒童的氨基酸需求，非常適合開發(fā)嬰幼兒食品。此外大米蛋白可加工成醬油、高蛋白粉、蛋白飲料、蛋白胨和蛋白發(fā)泡粉等，若將其降解成短肽或氨基酸,則可制成營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高的氨基酸營(yíng)養(yǎng)液，從而用于保健飲料、調(diào)味品、食品添加劑等。本文對(duì)大米白的結(jié)構(gòu)

3、與組成、功能特性、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、分離技術(shù)、提取技術(shù)、開發(fā)利用等現(xiàn)狀做了簡(jiǎn)要概述。關(guān)鍵詞：大米蛋白；營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；功能特性；開發(fā)利用AbstractAmino acid composition of rice protein is a reasonable biological titer, low-protein allergy. 2 to 5 years to meet amino acid requirements of children, making it very suitable for development of baby food. In addition, processed in

4、to soy sauce, rice protein, protein powder, protein drinks, peptone and protein foam powder, if its degradation into short peptides or amino acids, nutritional value can be made of high amino acid nutrient solution, which for health beverages, condiments, food additives. In this paper, the structure

5、 and composition of white rice, functional properties, nutritional value, separation, extraction, development and utilization of a brief overview of current situation. Keywords：rice protein; nutritional value; functional properties; development and utilization 引 言 大米蛋白系由大米中提取獲得。此前由于大米中蛋白質(zhì)含量較低(僅7%-9%

6、左右)制取大米蛋白的成本較高，學(xué)術(shù)界對(duì)大米蛋白的研究大都局限于理論層面。然而科學(xué)家對(duì)其研究后發(fā)現(xiàn)大米蛋白的氨基酸組成、口感、抗過敏性等品質(zhì)竟如此優(yōu)越，以至有學(xué)者稱其為“目前自然界已知最優(yōu)秀的植物蛋白”。大米蛋白的氨基酸組成成分接近“完全蛋白”，其生物價(jià)高達(dá)77%，與蝦仁、牛肉等相近；大米蛋白還具有柔和的口感，無大豆蛋白、小麥蛋白等所含有的豆腥或其他異味；此外，大米蛋白還是目前未見有過敏性案例的植物蛋白。因此就其應(yīng)用安全性而言具有無可比擬的優(yōu)越性。中國(guó)是世界上最大的稻米生產(chǎn)國(guó)，大米蛋白資源十分豐富。近年來，由于生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用，大米蛋白的生產(chǎn)技術(shù)水平已滿足使其產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，并獲得品質(zhì)與成本

7、優(yōu)勢(shì)?！爸袊?guó)制造”的食品級(jí)大米蛋白已經(jīng)在美國(guó)、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)占領(lǐng)了相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)份額。隨著人們對(duì)大米蛋白認(rèn)知的不斷提高其在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也將被越來越多的企業(yè)和消費(fèi)者所接受。大米蛋白具有廣闊的開發(fā)和利用前景。1 大米蛋白的組成與結(jié)構(gòu)11 大米蛋白的組成大米蛋白具有優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),是公認(rèn)的谷類蛋白中的優(yōu)質(zhì)植物蛋白。主要由清蛋白、球蛋白、醇溶性蛋白和谷蛋白等四種蛋白組成。按Osborne分類方法,清蛋白占總量2%-5%；球蛋白占總量2%-10%；谷蛋白占總量80%以上；醇溶蛋白占總量1%-5%。大米蛋白因賴氨酸含量較高,必需氨基酸含量與其他谷類蛋白中必需氨基酸含量比較具有一定優(yōu)勢(shì),生物價(jià)(BV)及蛋

8、白質(zhì)效用比率(PER)較高,具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值1。12 大米蛋白的結(jié)構(gòu)大米蛋白主要以兩種蛋白體(PB)形式存在2,即PB-I和PB-II兩種類型。電子顯微鏡觀察表明, PB-I蛋白體呈片層結(jié)構(gòu),致密顆粒直徑為0. 5-2m,醇溶蛋白即存在于PB-I中；而PB-II呈橢球形,不分層,質(zhì)地均勻,顆粒直徑約4m,其外周膜不明顯,谷蛋白和球蛋白存在于PB-II中。兩種蛋白體常相伴存在。2 大米蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與保健作用21 大米蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值大米蛋白的氨基酸構(gòu)成比較完整，組成合理，必需氨基酸含量接近FAO/WHO建議模式（1973）。含有豐富的賴氨酸（含賴氨酸高的谷蛋白占大米蛋白的80%左右），是禾谷類

9、糧食中最好的一種蛋白質(zhì)3。另外，大米蛋白質(zhì)的生物價(jià)為77，不但在各種糧食中居第一位，而目可以和魚（生物價(jià)76）、蝦（生物價(jià)77）及牛肉相媲美。大米蛋白的消化率和凈蛋白質(zhì)利用率高，在兒童體內(nèi)分別為88.8%、79.9%，在成年人體內(nèi)分別為87.3%、75.5%4，且不含膽固醇。許多研究表明，大米蛋白是優(yōu)質(zhì)蛋白，它具有氨基酸組成合理和低過敏性特點(diǎn)，是蛋白質(zhì)中佼佼者。大米蛋白質(zhì)中蛋氨酸含量高達(dá)2.2%，這是其它植物蛋白質(zhì)甚至很多動(dòng)物蛋白質(zhì)也無法比擬的。大米蛋白質(zhì)中精氨酸含量也較高，很適宜在嬰幼兒食品中添加。大米蛋白質(zhì)在學(xué)前兒童體內(nèi)真消化率(TD)、生物價(jià)(BV)、和凈蛋白質(zhì)利用率(Npu)分別為88

10、.8%、90.0%、79.9%:而成年人這三項(xiàng)指標(biāo)分別為87.3%、86.0%、75.5%，故大米蛋白用于兒童食品更好。大米蛋白氨基酸組成平衡合理，與WHO/FAO推薦理想模式非常接近川。大米蛋白低抗原性是其有別于其它植物蛋白食物另一個(gè)特點(diǎn)。很多植物性蛋白中含有抗?fàn)I養(yǎng)因子，如大豆和花生是常用的植物蛋白質(zhì)來源，但大豆和花生含有對(duì)人體有害的胰蛋白酶抑制素和凝血素，在大豆中還含有脹氣因子棉子糖和水蘇糖等；動(dòng)物性食品中也有一些抗?fàn)I養(yǎng)因子，如牛奶中的乳球蛋白、雞蛋清中卵類粘蛋白等，使食用者可能會(huì)產(chǎn)生過敏或中毒反應(yīng)，特別是嬰幼兒對(duì)這些因子最為敏感。而大米蛋白不含類似致敏因子，安全可靠。因此，大米是唯一可以

11、免于過敏試驗(yàn)的谷物?，F(xiàn)世界上很多國(guó)家都以大米蛋白營(yíng)養(yǎng)粉作為嬰幼兒營(yíng)養(yǎng)的蛋白補(bǔ)充劑。22 大米蛋白的保健作用近年研究發(fā)現(xiàn)，大米蛋白不僅具有重要營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還具有重要保健功能，如抗糖尿病、抗膽固醇、抗癌變等。Mori-ta等曾對(duì)大米分離蛋白(RPI)這些功能進(jìn)行系統(tǒng)研究，分別以RPI、大豆分離蛋白(SPl)和酪蛋白作為實(shí)驗(yàn)鼠飼料的蛋白質(zhì)，以二甲基苯并蔥(DMBA)誘導(dǎo)雌性鼠乳腺癌變;試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，飼喂RPI的鼠瘤重低于飼喂酪蛋白者，說明RPI具有抵抗DMBA誘導(dǎo)癌變作用川。另外，以RPI和酪蛋白飼喂小鼠的對(duì)比試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，RPI能顯著降低血清中膽固醇、磷脂和甘油濃度，飼喂RPI鼠的肝重量也低于飼喂酪蛋

12、白試驗(yàn)組鬧。從米糠中提取RPI也同樣表現(xiàn)出對(duì)DMBA誘導(dǎo)雌性鼠乳腺癌變和鏈脈佐菌素(Streptozotoein，STZ)誘發(fā)糖尿病抵抗作用5、6。STZ是誘發(fā)糖尿病引誘劑，對(duì)STZ誘發(fā)糖尿病實(shí)驗(yàn)鼠飼喂米糠兩個(gè)月發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)鼠血清中甘油和膽固醇含量均低于對(duì)照組，多尿癥癥狀也得到改善。用色質(zhì)聯(lián)機(jī)對(duì)RPI成分分析表明，RPI是結(jié)合蛋白，在RPI中除氨基酸外，還有三枯烯醇、阿魏酸等成分存在回，大米蛋白特殊作用可能與這些非氨基酸成分存在具有密切關(guān)系。3 大米蛋白的功能性蛋白質(zhì)在食品加工、烹調(diào)、儲(chǔ)藏和銷售過程中發(fā)生作用的物理和化學(xué)性質(zhì)，與環(huán)境因素作用下所具有物理化學(xué)性質(zhì)，總稱為蛋白質(zhì)功能性。這些理化特性常

13、指蛋白質(zhì)持水性、起泡性、乳化性、粘結(jié)性，形成凝膠、纖維、成膜等性質(zhì)；也有人認(rèn)為蛋白質(zhì)功能性質(zhì)反映它在受到蛋白組成中其它共存物(水、鹽、糖、脂肪、風(fēng)味物等)影響下所具有物理化學(xué)性質(zhì)。31 溶解性大米蛋白溶解性不是很好，主要是由于大米蛋白含75%-90%堿溶性谷蛋白，這些谷蛋白由許多大分子片段通過二硫鍵形成，彼此交聯(lián)而凝聚;而溶于水的清蛋白僅占大米蛋白2%-5%。研究表明，大米蛋白溶解性不僅與其氨基酸組成有關(guān)，并與其存在狀態(tài)也有關(guān)系。在胚乳中蛋白主要以兩種聚集體形式存在，即PB-I型和PB-II型。經(jīng)電子顯微鏡觀察表明，PB-I型聚集體呈片層結(jié)構(gòu)，致密顆粒直徑為0.5-2m，醇溶蛋白即存在于PB-

14、I型中;而PB-II型呈橢球形，不分層，質(zhì)地均勻，顆粒直徑約4m，其外周膜不明顯，谷蛋白和球蛋白存在于PB-I型中。兩種聚集體常相伴存在。在pH對(duì)大米蛋白溶解性影響研究中，Samson Aghoofa等發(fā)現(xiàn)在pH4-7時(shí)，大米蛋白中谷蛋白溶解性增長(zhǎng)緩慢，而接近pHg9-10時(shí)，蛋白溶解性迅速增加7 。同時(shí)，改性會(huì)對(duì)大米蛋白溶解性產(chǎn)生一定影響。鄭建冰 8利用酸法脫酞氨對(duì)大米蛋白進(jìn)行改性，能使其溶解性增加，溶解度最高可達(dá)96%。32 乳化性乳化性包括乳化活性和乳化穩(wěn)定性兩個(gè)方面，乳化作用是蛋白質(zhì)重要功能之一。每種蛋白質(zhì)都有一定的分子組成和特定空間結(jié)構(gòu)，其乳化性能與分子表面疏 水性密切相關(guān)。酸堿可改

15、變蛋白質(zhì)帶電性質(zhì)和電荷分布，改變分子空間構(gòu)象，在提高溶解度同時(shí)有可能改善蛋白質(zhì)乳化、發(fā)泡等物化功能。經(jīng)鏈霉蛋白酶水解后，大米蛋白水解產(chǎn)物乳化性有很大提高。王章存等9考察幾種大米蛋白在不同條件下乳化性能及其表現(xiàn)特點(diǎn)，并與大豆蛋白乳化性能進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)增加大米蛋白溶解性措施均有利于改善大米蛋白乳化性。稀堿溶液提取得到谷蛋白一旦溶解，其乳化能力可與大豆蛋白媲美。亞硫酸鈉對(duì)大米蛋白乳化行為改變，不僅與蛋白溶解性增加有關(guān)，也與蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。SamsonAghoofa等發(fā)現(xiàn)大米蛋白低溶解性和高分子量導(dǎo)致其乳化性能不是很好，所以可通過對(duì)大米蛋白分子結(jié)構(gòu)改造提高其溶解、乳化等功能性質(zhì)。Hamada用

16、風(fēng)味蛋白酶處理。大米蛋白，在pH7情況下，水解液乳化能力高于酪蛋白，乳化穩(wěn)定性比牛血清蛋白更高10。李積華等采用Alcalase2.4L堿性蛋白酶有限水解對(duì)米渣蛋白水溶性和乳化性功能進(jìn)行改善，分析水解度與乳化性關(guān)系，確定堿性蛋白酶對(duì)蛋白水解度為4.59%時(shí)乳化性能最好11。33 持水性與持油性蛋白質(zhì)持水性與食品儲(chǔ)藏過程中“保鮮”及“保型”有密切關(guān)系。另外，還與食品粘度有關(guān)；而吸油性則與蛋白質(zhì)種類、來源、加工方法、溫度及所用油脂有關(guān)。由于大米蛋白溶解性差，限制其持水性與持油性。但經(jīng)脫酞胺改性后，大米蛋白持水性和持油性均有所改善，持水性最低，為24g/g，持油性達(dá)到最高，為3.4 g/g；脫酞胺度

17、為42.4%時(shí)，持水性與持油性相當(dāng)，都為2.6 g/g。遲明梅等在實(shí)驗(yàn)中對(duì)富士光、沙沙泥、彩稻等不同品種大米蛋白進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，大米蛋白吸油性均較差，均為1ml/g左右12。34 起泡性及起泡穩(wěn)定性玄國(guó)東等研究發(fā)現(xiàn):在最佳酶解反應(yīng)條件下研究結(jié)果表明，反應(yīng)開始時(shí)，隨著酶解物水解度增加，酶解物起泡性升高，當(dāng)水解度達(dá)10.4%時(shí)，起泡性最高(37.5%);之后隨水解度增加，起泡性迅速下降，當(dāng)水解度達(dá)11.5%后，起泡性開始緩慢下降:起泡穩(wěn)定性也具有類似變化趨勢(shì)13。李清筱等研究發(fā)現(xiàn)，隨蛋白質(zhì)濃度增加，其起泡性及起泡穩(wěn)定性都有所增強(qiáng)14,為得到最好起泡特性，要兼顧溶解性和疏水性，使親水和疏水達(dá)到一種良好

18、平衡。有的研究者認(rèn)為，不溶的蛋白質(zhì)粒子會(huì)提高起泡穩(wěn)定性。而研究發(fā)現(xiàn)，在pH4-7時(shí)，米蛋白中谷蛋白溶解性和乳化性都增加緩慢，而接近pH9時(shí)，迅速增加。同時(shí)，經(jīng)鏈霉蛋白酶水解后米蛋白水解產(chǎn)物，隨其氮溶解值升高，起泡性也有很大提高。李雁群等用中性蛋白酶水解大米糖糟中蛋白質(zhì)，根據(jù)樣品水解度與發(fā)泡性對(duì)應(yīng)值，分析并確定大米蛋白水解度與發(fā)泡性能關(guān)系，指出控制水解度為9.0時(shí)，蛋白發(fā)泡性能最佳15。4 大米蛋白的提取方法目前大米蛋白的提取方法研究較多的是堿法、物理分離法、酶法和溶劑提取法等方法。41 堿法提取大米蛋白堿法主要是根據(jù)大米蛋白中有80%以上的蛋白可以溶于堿溶液的原理,先通過堿溶離心去除大部分的雜

19、質(zhì),然后調(diào)整上清液的pH值,使其達(dá)到大米蛋白的等電點(diǎn),讓大部分的蛋白沉淀下來,再次離心分離清液中的雜質(zhì)。該法工藝簡(jiǎn)單,是研究較多的方法。Evelymnae S T等16用0.1 mol/L的NaOH以1：10的料液比提取1.5 h,蛋白質(zhì)提取率可以達(dá)到98%。孫慶杰等17以秈米為原料采用堿法提取大米濃縮蛋白,通過正交試驗(yàn)確定了最佳工藝為：NaOH濃度0.09 mol/L,提取時(shí)間4 h,提取溫度為室溫,料液比1：7,得到純度為80.6%濃縮大米蛋白,蛋白提取率為90.10%。方奇林等18也以秈米為原料采用堿法分離大米蛋白,通過正交試驗(yàn)得到最佳工藝條件為:堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3%,提取時(shí)間4 h,提

20、取溫度為室溫,料液比1：6,得到純度為80.7%大米蛋白,蛋白提取率為87.64%。潘敏堯等19報(bào)道利用膠體磨對(duì)米糟進(jìn)行粉碎處理后,用熱水洗滌除去可溶性雜質(zhì),然后采用堿溶酸沉制備分離蛋白。Pahdye V W20最早提出采用堿液提取可以去除米糠中的纖維素。Wang M21報(bào)道一種堿提的改進(jìn)方法,采用0.01 mol/L的堿液進(jìn)行提取,離心分離后把溶液pH調(diào)整到中性,然后通過透析去除小分子雜質(zhì),最后冷凍干燥獲得產(chǎn)品。這種方法可以避免由于大米蛋白等電點(diǎn)不一而引起的酸沉步驟的損失。42 物理分離法提取大米蛋白Anderson等將全脂或脫脂米糠采用膠體磨和均質(zhì),通過破碎米糠細(xì)胞結(jié)構(gòu),使米糠蛋白溶出而進(jìn)

21、行提取米糠蛋白方法。全脂米糠經(jīng)粉碎和均質(zhì)后,蛋白質(zhì)溶出濃度比單純水溶液提取率提高75%,脫脂米糠經(jīng)物理方法處理,其蛋白質(zhì)溶出濃度可提高18.7%,且磨漿和均質(zhì)可使溶出組分分子量差別很大,所以利用物理方法增進(jìn)米糠蛋白提取率也是可行的。根據(jù)2005年的世界農(nóng)業(yè)報(bào)道,經(jīng)過4年的研究,美國(guó)科學(xué)家最近發(fā)明了1種價(jià)效比更高的新方法,即利用1種特別的均質(zhì)器所產(chǎn)生的高壓,對(duì)大米中的淀粉和蛋白質(zhì)聚成塊進(jìn)行物理分解。大米只需一次性通過這種設(shè)備,即可產(chǎn)生水狀的顆粒均勻的淀粉和蛋白質(zhì)微分子,然后通過基于密度的傳統(tǒng)分離工藝對(duì)其中的淀粉和蛋白質(zhì)進(jìn)行分離。這種新工藝可保留所提取大米蛋白質(zhì)和淀粉原有的品質(zhì),生產(chǎn)出的蛋白質(zhì)和淀

22、粉與傳統(tǒng)的加工方法相比具有更好的完整性與功能性。美國(guó)科學(xué)家認(rèn)為,這種新方法有可能對(duì)大米淀粉和蛋白質(zhì)生產(chǎn)業(yè)帶來革命性變化。這種新方法預(yù)計(jì)將于2006年正式投入商業(yè)性應(yīng)用。同時(shí),美國(guó)科學(xué)家正在研究采用同樣的工藝從米糠中提取蛋白質(zhì)、油以及淀粉。43 溶劑提取法用以提取大米蛋白的溶劑有:表面活性劑:十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化胺；脂肪酸鹽；弱酸：醋酸、乳酸；氫鍵破壞劑：尿素、鹽酸胍；還原劑：巰基乙醇、DT等。采用此種非堿性溶劑提取大米蛋白具有一定優(yōu)勢(shì),但是提取溶劑不易去除,產(chǎn)品的應(yīng)用特別是在食品中的應(yīng)用存在安全問題,提取溶劑成本較高使生產(chǎn)成本增加。Anne VanDerBorght等人采用不同溶

23、劑從脫脂大米胚乳中提取不同分子量大小的蛋白質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)條件下, 2.0%的SDS可提取64%的蛋白質(zhì)。添加6.0 mol/L尿素可使提取率增加15個(gè)百分點(diǎn)(高達(dá)79% )。使用20-100 mmol/L的氫氧化鈉,70%-81%的蛋白質(zhì)被提取。采用2.0%十二烷基硫酸鈉,6.0 mol/L尿素和0.5%-1.5%二硫蘇糖醇可得到最大提取率22。44 酶法提取大米蛋白酶法提取的一種思路是利用淀粉酶、纖維素酶、果膠酶等把原料中非蛋白質(zhì)物質(zhì)去掉,從而提高蛋白含量。這是一種采用排雜思路制備大米蛋白的方法。王亞林等23研究了纖維素酶水解和酸洗法相結(jié)合,從大米糖化渣中提取大米蛋白,纖維素酶用量2%,酶解溫度

24、50, pH 4.8-5.0,酶解30-60 min,然后在室溫,pH 3.9,料液比16,酶解60 min的條件下,再進(jìn)行二級(jí)酸洗提取,得到產(chǎn)品蛋白含量86.8%。Shih F F24先用a-淀粉酶酶解米渣,再用葡萄糖酶進(jìn)行酶解,得到85%的大米濃縮蛋白,最后用纖維素酶和木質(zhì)素酶處理,得到91%的大米蛋白。Frederick F S25利用糙米蛋白濃縮物(BRPC,一種生產(chǎn)淀粉糖漿的副產(chǎn)品)為原料,以Termamyl120 L(-淀粉酶)和Diazyme L200(一種葡萄糖淀粉酶)對(duì)BRPC在合適的反應(yīng)條件下進(jìn)行液化和糖化,然后固液分離,3次高溫洗滌固形物后用Multi-fect XL(-

25、葡聚糖酶和木聚糖酶的復(fù)合酶)使其進(jìn)一步純化,最終產(chǎn)物大米蛋白純度達(dá)91.1%。Ansharullah26利用纖維素酶和復(fù)合糖酶(Vis-cozyme L)降解植物細(xì)胞壁,使米糠蛋白得率從25%提高到54%；Wang M進(jìn)一步利用植酸酶使米糠蛋白提取率達(dá)到74.6%,蛋白純度為92.0%。酶法提取的另一種思路是利用蛋白酶對(duì)大米蛋白進(jìn)行降解和修飾作用,使其變成可溶性多肽而被提取。劉驥等27比較了堿蛋白酶兩步法、水溶液洗滌法、非淀粉酶法和淀粉酶法4種方法從米渣中提取大米濃縮蛋白的優(yōu)劣,結(jié)果表明淀粉酶法分離提取所得的大米濃縮蛋白純度最高,而堿蛋白酶法并沒有明顯的優(yōu)越性。黃紿華等28利用胃蛋白酶從大米渣

26、中提取蛋白質(zhì),提取率達(dá)到72.39%。王亞林用微生物酸性蛋白酶提取大米蛋白,提取率為75%-80%。劉洪富等29選用Alcalase和Flavourzyme為水解大米蛋白的兩種工具酶,通過正交試驗(yàn)確定了最佳水解條件。在這種條件下,采用二次加酶法水解大米蛋白,其水解度可達(dá)10.26%,與其他水解法相比,比較明顯地提高了大米蛋白的水解度。潘韻等30對(duì)比了堿性內(nèi)切蛋白酶、復(fù)合風(fēng)味蛋白酶和中性蛋白酶的提取效果,堿性蛋白酶水解效果最佳,可能是堿性環(huán)境更有助于蛋白質(zhì)的分解。頓新鵬等31分別用枯草桿菌堿性蛋白酶、枯草桿菌中性蛋白酶、胰酶、胃蛋白酶等對(duì)米渣蛋白進(jìn)行了提取,當(dāng)?shù)孜镔|(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%,酶與底物比值為5

27、,水解5 h后,胃酶、中性酶、堿性酶對(duì)米渣蛋白的提取率均為50%左右,水解度也都小于10%,而胰酶對(duì)米渣蛋白的提取率為77.24%,水解度達(dá)到了21.80%,在5種酶中作用效果最好。王文高32采用堿性蛋白酶和復(fù)合風(fēng)味酶對(duì)大米蛋白進(jìn)行提取,提取率為81.60%,產(chǎn)品純度為85.00%。宋娜等33比較了堿性蛋白酶、風(fēng)味酶、木瓜蛋白酶、復(fù)合蛋白酶4種酶的提取率,得到堿性蛋白酶效果最好,并優(yōu)化了最佳條件：溫度60、加酶量(E/S)1.5%,pH值為9.5,料液比1：6,水解時(shí)間4 h。在此條件下,蛋白質(zhì)的提取率可達(dá)76.42%。王金華等34以味精廠下腳料為原料,利用木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶和

28、復(fù)合蛋白酶為單酶及其雙酶組合對(duì)米渣蛋白進(jìn)行水解并優(yōu)化了最佳條件。結(jié)論為：?jiǎn)蚊杆饴首罡叩氖菈A性蛋白酶,最優(yōu)條件為水解溫度為45,pH為8.2,加酶量為0.60 g/100 g干米渣,酶解時(shí)間為3 h,氨態(tài)氮含量達(dá)到1.58%。雙酶組合時(shí)堿性蛋白酶和中性蛋白酶共同作用效果較好,氨態(tài)氮含量達(dá)到1.87%。而王威等35對(duì)中性蛋白酶,堿性蛋白酶,木瓜蛋白酶提取大米蛋白的效率比較,認(rèn)為中性蛋白酶具有較高的提取率。并確定了中性蛋白酶的最佳條件:溫度為50,pH值7.6-7.8,加酶量為1%,料液比1：10,提取時(shí)間4 h,蛋白提取率可達(dá)到52%,進(jìn)一步對(duì)堿性蛋白酶和中性蛋白酶的提取物比較發(fā)現(xiàn)中性蛋白酶提取

29、的大米濃縮蛋白在色澤、口感以及蛋白純度方面均高于堿性蛋白酶的提取產(chǎn)物。酶法提取蛋白質(zhì)反應(yīng)條件溫和,液固比小,蛋白質(zhì)可水解為短肽鏈,提高了蛋白質(zhì)的溶解性。但因酶價(jià)格較高,生產(chǎn)成本大幅度提高,要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還需要做一定的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。將酶法和堿提取法相結(jié)合可能是今后大米蛋白提取的發(fā)展趨勢(shì),但由于需要進(jìn)行兩次提取而且反應(yīng)條件需要重新調(diào)節(jié),因此提取過程變得非常復(fù)雜,反應(yīng)條件也很難控制。王亞林等36先用堿溶液對(duì)米渣中的蛋白質(zhì)進(jìn)行提取,溫度40,pH值為12,料液比1：12,時(shí)間2 h,蛋白質(zhì)提取率達(dá)49.9%,再用堿性蛋白酶水解堿提后的殘?jiān)?溫度40, pH值為10.5,酶用量140 U/mL,酶解2 h

30、,二次提取率達(dá)到28.9%,兩次相加蛋白質(zhì)提取率達(dá)78.8%。45 復(fù)合提取法由于單純使用堿法或酶法存在優(yōu)劣,人們開始考慮采用復(fù)合提取方法,以做到既保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率又盡可能地降低生產(chǎn)成本,為此人們做了許多實(shí)驗(yàn)研究。陳季旺等利用碎米通過堿酶兩步法抽取大米蛋白,工藝是:碎米粉碎稀堿提取離心蛋白液淀粉酶水解滅酶離心沉淀冷凍干燥大米蛋白。大米蛋白提取率為73.22%,純度為88.75%37。5 大米蛋白的開發(fā)利用開發(fā)大米蛋白主要產(chǎn)品形式有：改善大米蛋白的物化功能性用作食品添加劑;制取高蛋白營(yíng)養(yǎng)粉(蛋白含量80%以上)和具有特殊功能的生物活性膚等。它們?cè)诩夹g(shù)上共同點(diǎn)是大米分離蛋白(RPI)水解和改性。

31、51 食品添加劑食品添加劑是一類能改善食品價(jià)格性能或色、香、味的添加物。合適的分子大小及氨基酸組成都會(huì)賦予蛋白質(zhì)一定的物化性能，如溶解性、發(fā)泡性、乳化性等。蛋白質(zhì)添加于食品中不僅有利于改善食品的加工性能還會(huì)大大增加食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。大米蛋白本身溶解性差，但經(jīng)水解后，可釋放出一定的氨基和梭基，增大蛋白分子極性，在增大其溶解性同時(shí)，其發(fā)泡、乳化等性質(zhì)也表現(xiàn)出來。以RPC為原料堿法制取蛋白發(fā)泡粉研究在九十年代初期就有報(bào)道和產(chǎn)品生產(chǎn)，但因該法水解存在諸多弊端已失去市場(chǎng)。用蛋白酶水解可克服上述缺點(diǎn)，近年來國(guó)內(nèi)酶法制取大米蛋白發(fā)泡粉的研究也有所報(bào)道38、39。Anderson研究指出，用蛋白酶處理大米分離蛋白

32、(主要成分是谷蛋白)l小時(shí)，其10%蛋白溶液表觀粘度顯著下降，發(fā)泡能力提高33%-45%，泡沫穩(wěn)定性也大大增強(qiáng)。進(jìn)一步用SDS-PAGE分析發(fā)現(xiàn)，水解物分子量為8KDa-10KDa蛋白組分大大增加，而分子量為29KDa-64KDa蛋白組分幾乎全部消失，表明乳化所需要的蛋白分子量較小40。米糠酶法提取的蛋白質(zhì)物化性質(zhì)已得到改善，但其分子量分布范圍主要是11KDa-68KDa，比2大米谷蛋白水解物分子量大。用風(fēng)味酶處理米糠蛋白，在pH7時(shí)乳化能力高于酪蛋白，與牛血清蛋白相當(dāng)，其乳化穩(wěn)定性比牛血清蛋白為高。改善大米蛋白性質(zhì)方法除酶水解外，也可采用化學(xué)改性手段，如加入Na2SO3或SDS可斷開大米蛋白

33、中-S-S-，解除蛋白分子聚集狀態(tài)，從而更易溶解和表現(xiàn)出一定的膠體性質(zhì)。在蛋白質(zhì)中引入乙酞基、唬泊酞基、磷酸基或脫酞胺基技術(shù)已在大豆蛋白改性中得到廣泛應(yīng)用，而在大米分離蛋白中這種化學(xué)改性的研究報(bào)道較少?？赡芘c高純度大米蛋白生產(chǎn)現(xiàn)狀有關(guān)。可以預(yù)見，磷酸化或酞基化同樣可提高大米蛋白極性，從而改善其功能性質(zhì)。經(jīng)過上述酶法水解或改性的大米蛋白在食品生產(chǎn)中具有廣泛用途，如在液體或半固體食品中起穩(wěn)定、增稠作用，在焙烤食品和糖果中起發(fā)泡作用，在肉制品中起增稠和粘接作用等。乙酞化米糠蛋白鉀鹽具有較好表面活性，可用于化妝品生產(chǎn)41。52 蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑蛋白質(zhì)對(duì)人體生理代謝和健康具有十分重要作用，食品中蛋白質(zhì)含

34、量往往是評(píng)價(jià)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值重要指標(biāo)。動(dòng)物蛋白質(zhì)生產(chǎn)和加工中安全問題引起消費(fèi)者越來越多擔(dān)心，而植物來源蛋白質(zhì)在人們膳食營(yíng)養(yǎng)中地位越來越高，大豆蛋白因其產(chǎn)量高及人們長(zhǎng)期形成飲食習(xí)慣，已成為補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的首選植物蛋白。大米蛋白營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑主要是蛋白質(zhì)深度水解，其首要目標(biāo)是提高蛋白溶解度，其次是便于食用，即沖即飲的粉劑和口服液便是較好的產(chǎn)品形式。過去對(duì)蛋白質(zhì)水解強(qiáng)調(diào)制備氨基酸，但現(xiàn)代研究表明，小膚分子比游離的氨基酸更容易被人體腸道吸收和利用。食物中蛋白質(zhì)消化吸收實(shí)際上也是被消化道蛋白酶水解成小肚后，利用腸粘膜紋狀緣存在的膚載體主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制來完成的。大米蛋白深度水解主要采用蛋白酶法，堿性蛋白酶(如Alca-ase

35、)，中性蛋白酶(Neutrase)和木瓜蛋白酶等具有較好作用效果，它們共同特點(diǎn)是酶的最適溫度較高、作用專一性低，有利于蛋白中更多膚鍵水解;而且，同時(shí)應(yīng)用幾種蛋白酶比使用一種蛋白酶有更高效率和經(jīng)濟(jì)性。6 大米蛋白的市場(chǎng)前景與展望近年來，大米蛋白因其較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和低過敏性特點(diǎn)，在國(guó)外受到廣泛關(guān)注，Nutribiotic和Habib-Arka勿等知名公司都投入很大力量從事大米蛋白開發(fā)研究，其產(chǎn)品已進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)。大米蛋白營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑將是未來保健食品市場(chǎng)熱點(diǎn)之一。大米蛋白營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑主要是將蛋白質(zhì)深度水解，其首要目標(biāo)是提高蛋白溶解度，其次是便于食用，即沖即飲粉劑和口服液便是較好產(chǎn)品形式。過去對(duì)蛋白質(zhì)水解強(qiáng)調(diào)

36、制備氨基酸，但現(xiàn)代研究表明，小膚分子比游離氨基酸更易被人體腸道吸收和利用。食物中蛋白質(zhì)消化吸收實(shí)際上也是被消化道蛋白酶水解成小肚后，利用腸粘膜紋狀緣存在膚載體主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制來完成。目前對(duì)水解大米蛋白質(zhì)產(chǎn)品活性膚研究亦成為熱門課題，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種具有潛在應(yīng)用價(jià)值活性膚。目前對(duì)水解蛋白質(zhì)產(chǎn)品活性膚的研究成為熱門課題，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)多種具有潛在應(yīng)用價(jià)值活性膚。對(duì)大米來源的活性膚目前報(bào)道較多的是Gly-Tyr-pro-Met-Tyr-pro-Leu-Arg膚分子，命名為oryzatensin。在豚鼠試驗(yàn)表明，oryzatensin具有引起回腸收縮、抗嗎啡和免疫調(diào)節(jié)作用，且主要是通過激活磷脂酶水解溶血磷脂酸釋放花

37、生四烯酸來引起收縮的。大米蛋白水解還可產(chǎn)生某些風(fēng)味膚，當(dāng)酶解產(chǎn)物與糊精混合經(jīng)噴霧干燥即得到市售食品風(fēng)味改良劑?，F(xiàn)代儀器分析表明這類風(fēng)味膚中谷氨酸含量很高，它與鹽結(jié)合形成谷氨酸單鈉鹽，呈現(xiàn)鮮味，具有廣闊的前景。 結(jié)束語我國(guó)是稻米生產(chǎn)大國(guó)，具有豐富的大米資源蛋白。大米蛋白不僅具有較好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且還有非常好的保健作用。大米蛋白的研究和開發(fā)不僅有利于稻米的深加工綜合利用,提高經(jīng)濟(jì)效益,還可以為食品工業(yè)和人們的營(yíng)養(yǎng)保健提供更多的蛋白質(zhì)基料及蛋白質(zhì)補(bǔ)充劑,具有廣闊的市場(chǎng)前景。就營(yíng)養(yǎng)模式合理化而言，動(dòng)物食物中脂肪、膽固醇含量偏高，過多攝入可導(dǎo)致一系列文明病發(fā)生率上升。因此，進(jìn)一步研究和開發(fā)谷物蛋白質(zhì)資源

38、，特別是大米蛋白資源，對(duì)擴(kuò)大谷物蛋白在食品應(yīng)用，提高糧食產(chǎn)品附加值，促進(jìn)糧食工業(yè)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。參考文獻(xiàn)1 彭清輝,林親錄,陳亞泉.大米蛋白研究與利用概述J.中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng), 2008(8): 34-352 陳靜靜,孫志高.大米蛋白的研究進(jìn)展J.糧油食品科技,2008, 16(6): 8-103易翠平，姚惠源大米蛋白的研究進(jìn)展J糧油加工與食品機(jī)械，2003年第8期：53-544B.O Eggum，et a1Protein and lysine digestibility and pro-tein quality of cooked Filipino rice diets and milled

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