速溶米蛋白的酶解制备方法及应用

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1、郑州轻工业学院硕士学位论文速溶米蛋白的酶解制备方法及应用第一章概述我国稻谷产量极为丰富，年播种面积占粮食总种植面积的30%左右，年产量约4000万吨，占粮食总产量的44%，在国民经济中占有重要位置，但在食品加工工业中却仅消费1.5%，出口1.8%，造成大量的稻米处于低价运营和大量压货状态[1]，其中蛋白成分未得到充分利用。其次，大米在加工生产过程中产生的主要副产品米渣、碎米和米糠也含有丰富的蛋白质。我国每年有1000万吨米糠及米胚等副产品都未能很好的开发利用，从而造成资源的极大浪费。另外，随着我国人口的增多，蛋白资源也日益紧缺起来。由此可

2、见，应立即找到一条合适的途径将这些蛋白质提取出来并开发为优质的食用蛋白质，以满足人类生产生活的需要。稻谷经过碾磨之后可分为碾白米（milledrice）、米糠（bran）、碎米（broken）和稻壳（husk）四部分。一般来说，稻谷各部分中的蛋白含量分别为：碾白米中占8%；米糠17中占%；碎米中占8.5%；稻壳中占3%[2]。由于稻谷四部分中蛋白含量很少且提取困难，从经济方面考虑并不适合作为提取大米蛋白的原料。以早籼稻或碎米为原料生产淀粉糖或发酵生产谷氨酸、柠檬酸、乳酸以及生化药品时产生的副产品——米渣，因其蛋白含量较高（约45-65%）

3、，且原料极为丰富而成为大米蛋白应用的首选材料。但是，米渣中蛋白质的溶解性较差，对米渣蛋白结构、性质、难溶于水的原因、酶水解特点等的基础性研究工作也几乎是空白，严重影响了此类大米蛋白资源的开发利用，因此米渣还仍主要用于动物饲料。目前提高蛋白质溶解度的方法主要有酸水解、碱水解和酶水解法。其中酶水解法反应条件温和，主要是利用蛋白酶对大米蛋白的降解，使其蛋白质多肽链水解为短肽链后变成可溶性的肽，从而使蛋白质的溶解性得到提高。酶水解法与酸水解、碱水解法相比，一方面，由于酶水解反应液固比小，降低了用于除去提取液水分的能量消耗，为工业生产创造了有利条件

4、；另一方面，酶源易于得到，成本相对可以接受，应用更安全，并且可使蛋白质水解物具有所期望的功能特性；同时，大米蛋白经部分酶解后不仅提高了其营养价值，更利于消化、吸收，因此国内相关报道主要集中于酶法改性，并有较少的实际应用。针对以上情况，本课题主要对提高大米蛋白的溶解性进行酶法改性，并在此基础上研发出大米蛋白产品，以期扩大大米蛋白的应用范围。1.1大米蛋白的营养保健作用59郑州轻工业学院硕士学位论文大米蛋白是一种营养价值很高的蛋白质，氨基酸比例合理，接近WHO/FAO推荐的营养模式[3]。大米蛋白中赖氨酸含量在谷物蛋白中最高；蛋白中蛋氨酸含量

5、高达2.2％，这是其它植物蛋白质甚至很多动物蛋白质都无法比拟的。大米蛋白的生物价(BV)为66～77，可以与猪肉(生物价74)、牛肉(生物价69)相媲美，是植物蛋白中的佼佼者。大米蛋白在学前儿童体内的真消化率和净蛋白质利用率分别为88.8％、79.9％，很适合用于儿童食品[4]。因此，大米蛋白的品质是公认的谷类蛋白中的上佳者。大米蛋白的突出特点是其具有低抗原性，这不同于其它很多植物和动物性蛋白。如植物蛋白中的大豆蛋白和花生蛋白，其中均含有对人体有害的抗营养因子。动物蛋白中的牛奶β-乳球蛋白、鸡蛋清卵类粘蛋白等，会产生过敏或中毒反应。许多消

6、费者对此类食品不能接受，婴幼儿对这些因子更敏感。相比之下，大米蛋白则不含类似的致敏因子，食用更加安全。现在，包括我国在内的很多国家都以大米蛋白营养粉作为婴幼儿营养的蛋白补充剂。大米蛋白还具有一些重要的保健功能。国外学者发现大米蛋白可以治疗或改善一些疾病[5]。Ohara[6]利用动物实验证明，食用大米蛋白可有助于治疗糖尿病。另据报道，大米蛋白肽对人体免疫力的提高和疾病人群的快速恢复均有帮助，还可有效促进钙质吸收、促进脂肪代谢，从而达到减肥目的且不影响减肥者体质，对加强运动员体质也有一定的帮助。除此之外，大米蛋白肽还具有降低血压、增进脑记忆

7、和生命活动等功能。1.2大米蛋白的开发研究现状稻谷和副产品的深加工及综合利用是大米蛋白的开发和合理应用的基础。传统上稻谷主要以籽粒形式消费，目前主要出现新型大米产品如免淘洗米、强化米、留胚米、发芽糙米、方便米饭等。由于大米加工过程中产生的大量的副产品如米粉、米糠、米渣等未得到有效利用，国内许多大米蛋白资源仅被用做动物饲料。许多研究学者虽对此方面进行了大量研究，但仍主要集中在蛋白的提取和改性方面，大米蛋白分子组成等基础研究还较为薄弱，对大米蛋白产品的开发应用也处于初级阶段。1.2.1大米蛋白的结构特征和性质研究随着国内外研究学者对大米蛋白的

8、重视，许多关于大米蛋白结构性质方面的研究报告也日益增多。稻59郑州轻工业学院硕士学位论文谷中的储存蛋白称为蛋白体（PB），蛋白体直径为1.5-4μm，大部分存在于成熟种子胚乳、糊粉和胚芽中[7