大米蛋白

大米蛋白性质、用途与生产工艺

背景及概述

农业是国民经济的基础，粮食是基础的基础，是人类赖以生存、繁衍和发展的必要条件，也是食品工业的基础，是所有食品工业的基本原料的来源。稻谷（Oyaza sativa）是人类重要的粮食种类之一，尤其是在亚洲地区。2007年国际水稻研究所统计数据显示，近年来世界年生产稻谷总产量约为5.33亿t，中国的稻谷总产量达到1.865亿t，占35％，居世界首位。稻谷生产和消费集中在亚洲地区，尤其以中国、印度尼西亚、孟加拉、越南和泰国为主。中国作为世界稻谷产量最大的国家，在稻谷种植业蓬勃发展的同时，稻谷深加工与综合利用为我国农业经济提供了新的增长点。

性质

1.溶解性 大米蛋白溶解性不是很好，主要是由于大米蛋白含80%以上的碱溶性谷蛋白，这些谷蛋白由许多大分子片断通过二硫键形成，彼此交联而凝聚，而溶于水的清蛋白仅占大米蛋白2%～5%。在pH对大米蛋白溶解性影响研究中发现在pH值4～7时，大米蛋白中谷蛋白溶解性增长缓慢，而pH值接近9时，蛋白溶解性迅速增加。同时改性也会对大米蛋白的溶解性产生一定的影响。研究表明脱酰胺度在19.6%～64.5%之间，随着脱酰胺度的增加,大米蛋白的溶解性增加，溶解度最大可达96.6%。通过对多种蛋白酶的对比分析可知，碱性蛋白酶的水解效果好于其它蛋白酶，但正交试验结果表明，即使在优化条件下水解，单一的碱性酶水解所得大米蛋白溶解性最高达到43.12%。若先用碱性蛋白酶水解再用复合蛋白酶水解则蛋白溶解性最高达到71.46%，而碱性蛋白酶与其它酶的联合应用效果略差；若先使用复合蛋白酶后使用碱性酶则蛋白溶解性只有54.73%。因此不同酶对大米蛋白分子具有不同的水解特点。 2.乳化性 乳化性包括乳化活性和乳化稳定性两个方面，乳化作用是蛋白质重要功能之一。研究表明，增加大米蛋白溶解性的措施均有利于改善大米蛋白的乳化性能。 谷蛋白一旦溶解其乳化能力与大豆蛋白相当。RPI、E-RPI经Na2SO3处理后，乳化性能明显提高，说明通过解除大米蛋白分子中亚基的聚合，可以改善大米蛋白的物化功能性。 3.起泡性 研究发现利用碱性蛋白酶Alcalase对大米分离蛋白进行改性，可显著改善其发泡性能。用碱性酶提取大米蛋白后，当pH中性时，随着蛋白浓度的增大，起泡性增大，起泡稳定性下降；当pH值为6.8时，即米蛋白溶液接近中性时，米蛋白的起泡性和泡沫稳定性较好，并且碱性蛋白酶提取的米蛋白比木瓜蛋白酶提取的米蛋白的泡沫稳定性好；而两种酶提取的米蛋白在不同pH值条件下起泡性差异不大。随着浓度的增大，两种酶提取的米蛋白的起泡性和起泡稳定性均逐渐增大。从总体上看，利用木瓜蛋白酶提取的米蛋白，起泡性和起泡稳定性均比碱性蛋白酶提取的米蛋白好。

应用

国内外对大米蛋白的研究主要包括改善食品物化功能的食品添加剂；作为洗护产品的天然增稠剂及发泡剂；特殊人群需要的高蛋白营养粉；满足特定功能的生物活性肽；促进机体保健的活性成分；用于畜禽生产的蛋白饲料；绿色环保的可食用膜等。 1.食品添加剂： 食品添加剂是一类能改善食品品质和色、香、味的添加物。合适的分子大小及氨基酸组成都会赋予蛋白质一定的物化性能, 如溶解性、发泡性、乳化性等。大米蛋白在疏水、柔韧、无序的结构下更容易溶于水和浓缩于气液界面，表现出发泡乳化性。 2.蛋白质营养补充剂 大米蛋白以其低致敏性和高营养性，已成为特殊人群补充营养的首选植物蛋白。大米蛋白配方米粉可针对婴幼儿的敏感性腹泻；无面筋质的大米蛋白更适应于小麦不耐症、过敏或有腹腔疾病的人群；大米浓缩蛋白可以在正常蛋白摄入量减少或该消化机能受到损害时更好地补充机体能力，维持氮平衡；并且可以辅助治疗消化性溃炎、外伤等。 3.功能肽开发 现代研究表明，小分子肽中氨基酸残基与游离氨基酸相比，更容易被人体消化吸收。小分子肽形式存在的氨基酸不仅可以避免转运竞争，还可以降低氨基酸的高浓度毒副作用，肽转运系统低耗能，且不易饱和，使得水解蛋白质产品得到活性肽的研究受到人们的欢迎。 4.蛋白饲料 大米制备淀粉糖的副产物—大米蛋白粉，是一种蛋白含量高、能量转化快、消化率高、适口性好、抗病性好、抗原性低、氨基酸平衡的优良饲料原材料。在水产饲料中添加大米谷蛋白的浓缩物，不仅可以提高鱼类的消化性能，还可以控制其排泄量，从而保持水质澄清，控制水质污染。大米蛋白酶解可产生替代谷氨酸钠 (MSG) 的风味肽，它可以有效掩盖苦味、增强饲料的黏度和改善饲料的适口性，并且可以螯合微量元素矿物质，在提高动物采食量的同时又保证了安全无害。

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