喷雾干燥和冷冻干燥对米渣分离蛋白的性质的影响

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1、喷雾干燥和冷冻干燥对米渣分离蛋白性质的影响摘要：本课题是为了研究不同的干燥方法对制备大米分离蛋白的效果，希望研究的成果可以为食品工业中植物蛋白的应用提供有用的信息。大米分离蛋白来自米渣蛋白，米渣蛋白是米渣制备淀粉糖浆的副产物，用碱溶液进行大米蛋白的等电点沉淀，随后再用冷冻干燥或喷雾干燥即可得到大米分离蛋白。干燥蛋白必须要仔细研究蛋白的生物化学、物理等和其本身结构的特点。在pH=5~11时，喷雾干燥的分离蛋白与冷冻干燥的分离蛋白相比有着更高的溶解性和乳化性（喷雾干燥的蛋白起泡能力为127.08±2.25%，而冷冻干燥的为118.8

2、3±2.71%）。但是冷冻干燥的分离蛋白比喷雾干燥的蛋白有着更高的持水、持油性，更好的热稳定性以及更大的直径（冷冻干燥蛋白直径为2,114.2±79.6nm，喷雾干燥蛋白为490.4±44.8nm）。另外，冷冻干燥的蛋白质含有更多的β-转角蛋白质（冷冻干燥有43.04%，喷雾干燥有25.81%），但却含有更少的β-折叠和无规卷曲蛋白，这表明冷冻干燥蛋白有着更加紧密有序的构想，这也许和它的物理化学及功能性质有关。干燥方法的选择将很大程度上影响分离蛋白的物理化学性质和构想，更进一步将决定其特定的功能性质。对不同干燥方法对蛋白性质的影

3、响研究有助于在食品工业中选择出最合适的干燥方法，使得分离蛋白的利用可以达到最优化。关键词：米渣蛋白大米分离蛋白功能性质物理化学性质喷雾干燥冷冻干燥引言和其他谷物和豆类相比，大米蛋白有着更高的价值，，因为大米蛋白营养价值高，并且有低过敏性质，因此大米蛋白是婴儿奶粉配方中最合适的蛋白质替代物。虽然大米中的蛋白质是所有主要谷物中含量最低的（7%-9%），但大米分离蛋白可以从一些较低价值的物质中提取，如碎米，白垩粒大米，制备大米淀粉的副产物，制备淀粉糖浆的副产物—米渣（蛋白含量>50%）。这些物质中提取的大米蛋白有着良好的营养和功能性，

4、因此当作为食品配料使用时，可以最大限度的减少资源的浪费和与之相关的环境污染问题。在食品工业中为了利用大米蛋白，就必须要研究功能性质，探索其是否适合一些食品的使用以及工业化的生产工艺。之前对碱提法的研究是把pH调节到蛋白质的等电点来获得蛋白质沉淀，此法获得的蛋白质和大米胚乳及米糠中的功能性质无异，这是之前文献报道的（ChandiandSogi2007;Paramanetal.2008;Wangetal.1999）。然而，对于不同的工艺方法生产出来的蛋白质功能性质的报道却又有一些矛盾。Wangetal(1990)利用酶法（木聚糖酶、

5、植酸酶、碱混合物）和等电点沉淀的方法从米糠中提取出蛋白质，提取出的蛋白质表现出良好的发泡性和较差的乳化性。然而，在另外一个研究中指出，利用碱法等电点沉淀提取的大米浓缩蛋白却有着良好的持水、持油性和乳化性，但发泡性较差（ChandiandSogi2007）。在这两个研究中，干燥蛋白的方法都是冷冻干燥。另外，Paramanetal.(2008)指出通过超滤、喷雾干燥得到的大米浓缩蛋白与等电点沉淀、冷冻干燥得到的蛋白质相比有更高的溶解性和乳化性。因此，可以说是这些不同的提取、干燥方法形成了蛋白质功能性质的不同。其他因素，如碳水化合物和

6、脂肪也会影响蛋白质的功能性质(Adebiyietal.2007;BoatrightandHettiarachchy1995)。之前已经证明，干燥方法会影响不同生物材料的性质，如：亚麻籽胶(Wangetal.2010)、膳食浓缩纤维(Borchanietal.2011)、大豆壳果胶(Monsoor2005)、亚流感疫苗(Salujaetal.2010)、可食壳聚糖膜(MayachiewandDevahastin2008)、甘薯粉(FaladeandOnyeoziri2012)、鼠尾草油(Sellamietal.2011)、蛋白质水

7、解液(Chenetal.2011)、蛋白质(Joshietal.2011;Tangetal.2003)。然而，不同的干燥方法对大米分离蛋白功能性质的影响却从没有被报道过。通常，干燥蛋白质会通过改变蛋白质结构而使其变性从而减弱蛋白质的压力承受力。在实验研究和蛋白质制药工业中冷冻干燥是最常用的干燥分离蛋白质的方法，而喷雾干燥是在食品工业中制备各种蛋白质粉末时有着很大的重要性，如大豆蛋白，酪蛋白，谷蛋白。因此，本研究的主要课题是系统的比较两种干燥方法对大米分离蛋白的物化、功能、构象等性质的影响，以此来为蛋白质的工业应用提供有用的信息。

8、材料和方法材料米渣（干重60%的蛋白质）江西恒天实业有限公司（中国江西）Termamyl(一种耐热淀粉酶)120L（120KNU-T/g）丹麦诺和诺德公司（丹麦）Viscozyme（复合多糖酶）湖南尤特尔生化公司（中国湖南）1,8—ANS、5，5—DTNB、BS