大米蛋白的功能以及提取方法探讨

2023-10-24 21:31:58 字數 4350 閱讀 8792

米蛋白是国际公认的优质植物蛋白资源。由于其具有氨基酸组成合理和低过敏性的特点。

适合作为婴幼儿和特殊人群的营养保健食品。目前国内外研究机构高度重视大米蛋白的深入研究和相关产品的开发。

大米中蛋白含量在8%左右,从经济角度分析直接利用稻谷提取蛋白并不实际,而稻谷深加工的副产品——米渣,则是提取大米蛋白的最佳原料。

米渣是生产味精、乳酸、柠檬酸及淀粉糖。

等的副产物,富含40%-65%的蛋白质,是一种未被充分开发的植物蛋白资源存在着极大的开发利用价值。

我国的米渣资源相当丰富。淀粉糖生产过程中每消耗7吨稻谷,就会产生1吨左右的米渣。

我国的稻谷总产量约占全国粮食产量的40%,其中早稻产量约占稻谷总产量的25%,每年可收获4000万吨左右早稻。由于早稻的籽粒结构松,且直链淀粉含量高造成米饭口感差等不佳的品质在饭桌上中受到冷落。

大部分的早稻米被更多地用于淀粉糖和发酵工业的生产。以上生产利用的是稻米中的淀粉物质而米蛋白则富集下来存在于副产品米渣中。

目前米渣主要是用来作为动物的饲料,从米渣中提取的大米蛋白在食品工业中应用很少,所以对米渣中大米蛋白提取工艺、性质特性的研究具有重要的意义。

大米蛋白。的营养价值。

及保健功能。

大米蛋白被认为是优质蛋白质,主要是因为大米蛋白的氨基酸组成符合who/fao推荐的理想模式,其中蛋氨酸含量高,是其它可食用植物蛋白无法比拟的。

米蛋白一生物价高(bv=77),营养价值可与鸡蛋(bv=90)、牛乳(bv=85)相媲美。

另外,大米蛋白具有低过敏的特点,对婴幼儿食品的生产十分有利。

一些植物蛋白如大豆蛋白、花生蛋白中含胰蛋白酶抑制素、凝血素等抗营养因子,这些抗营养因子会引起免疫反应,即食用者会产生中毒或过敏反应。

动物蛋白中也会含有过敏因子如牛乳中的乳球蛋白、鸡蛋蛋白中的卵类粘蛋白等。相比之下,大米蛋白具有最佳安全性因为大米是可以免于进行过敏性试验。

大米蛋白除了具有基本的营养功能外还具有其它保健功能。morita以30mgdmba/kg体重的剂量饲喂试验鼠,其中dmba是二甲基苯并葱‚是乳腺癌的诱变剂,基础饲料蛋白则分别为米蛋白、酪蛋白和大豆蛋白。

结果表明饲喂米蛋白后瘤重低于单独饲喂酪蛋白的试验鼠,这说明米蛋白具备抵抗dmba诱导癌变的能力。

进一步用色质联机分析大米蛋白的成分发现‚在大米蛋白中有三菇烯醇、阿魏酸等成分的存在,蛋白质的保健作用可能是这些非氨基酸。

成分的参与起作用。

neriega的试验研究显示,比较食用大米和面包的试验人群对亚极限体力训练的忍耐程度,食用大米的试验人群忍耐力更强且血液中。

乳酸含量较低。

大米蛋白还具有抗糖尿病的保健功能研究者们在大米蛋白的保健功能试验中发现饲喂试验鼠米蛋白食物60天后,能显著地减轻stz链脉佐菌素诱导发生的糖尿病症状,试验鼠的血清中,甘油与胆固醇的含量水平均低于对照试验组,多尿症的症状亦得到了改善。

大米蛋白的。

组成及分布。

大米主要是由淀粉和蛋白质组成,其中淀粉占大米总重约80%,‚蛋白质只占总重的8%左右。

大米蛋白按照溶解性的不同可分为四类:

水溶蛋白清蛋白;

盐溶蛋白‚球蛋白;

醇溶蛋白;或碱溶蛋白、谷蛋白,谷蛋白和醇溶蛋白也称为贮藏蛋白是大米蛋白的主要成分。

谷蛋白占蛋白总含量的80%以上,相对分子量从105da到数百da。

蛋白分子由二硫键连接的多肤链构成,醇溶蛋白占蛋白总量的10%左右,是分子内二硫键连接单肤链而成,分子量在7-12.6kda,清蛋白、球蛋白含量较低,是米蛋白中的生理活性蛋白,在稻谷萌芽期,清、球蛋白起着重要作用。

大米蛋白产品的应用。

随着人们对大米蛋白价值认识水平的提高大米蛋白正被开发成越来越多附加值很高的产品。如大米蛋白营养粉、大米蛋白发泡粉、活性肤饮料及抗性蛋白等作为食品添加剂如营养强化剂、冰淇淋、婴幼儿食品等的添加剂。

大米蛋白的提取工艺。

大米蛋白提取目的是为了获得高纯度的蛋白产品米粉、米渣、米糠等原料都能用来提取大米蛋白围绕大米蛋白的提取工艺,研究者们进行了各种不同的提取方法。

溶剂提取法。

大米蛋白是以蛋白体形式存在的,蛋白体被淀粉颗粒包裹极其紧密,一直以来对蛋白质提取工艺中,溶剂提取法是较为常用的方法,是利用蛋白质在不同溶剂中的溶解度。

将蛋白质提取出来的一种工艺。

目前溶剂提取法提取大米蛋白常用的溶剂有:

表面活性剂:sds,十六烷基三甲基澳化钱;

脂肪酸盐;弱酸;醋酸,乳酸;

氢键破坏剂:尿素,盐酸肌;

碱液;还原剂:琉基乙醇等。

在提取以食用为目的大米蛋白时,会被更多的选择。王章存等以米渣为原料,研究对比sds溶剂,十二烷基磺酸钠和碱法提取米蛋白结果显示,十二烷基磺酸钠溶剂提取所得大米蛋白含量与碱法相当,但是sds十二烷基磺酸钠溶剂法,提取的大米蛋白**率明显高于碱法高达95.2%,‚碱法提取**率最高仅有40%。

显而易见,sds十二烷基磺酸钠溶剂提取大米蛋白具有一定的优势,缺点是残留的提取溶剂难于去除,在食品应用中存在安全性问题而且其**不低,造成生产成本上升不少,碱法提取的缺点在于在高碱浓度的情况下蛋白质会剧烈变性,maillard反应加剧,并且产生褐色物质,况且在高碱浓度下非蛋白物质的溶解,以上情况都会很大程度地影响最终蛋白产品品质。

另外高浓度碱环境会引起某些氨基酸,如赖氨酸与丙氨酸或肤氨酸之间发生缩合反应,产生有毒物质,‚由此赖氨酸的营养价值大大降低而且最终产品颜色深味道苦食用性差。

蛋白酶提取法。

目前提取大米蛋白常用蛋白酶酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、复合酶和胃蛋白酶。

现在利用酶解蛋白提取大米蛋白的研究,较多酶法是利用蛋白酶将蛋白分子酶解成可溶性肤后提取出来。

主要工艺流程为原料浸泡-磨浆-酶解-灭酶-离心-酶解液干燥蛋白粉。

葛娜等分别用酸性蛋白酶、中性蛋白酶,从大米中提取大米蛋白,蛋白提取率分别为84%和43%。

王胜林选用酸性蛋白酶,从大米中提取大米蛋白,蛋白提取率在75%左右。

王文高选用碱性蛋白酶和风味复合酶复合从大米中提取大米蛋白,蛋白提取率为81.6%产品纯度为85%。

黄给华用胃蛋白酶从大米中提取大米蛋白,提取率为72.4%。

至于提取大米蛋白具体用哪种蛋白酶更加有效,由于不同的研究者选用的酶来自不同生产厂商、酶活力等存在差异,选用原料、工艺的不同等多种因素结果有所差异。

王文高就酶的种类(丹麦诺维信公司的复合风味蛋白酶fl**ourzy,活力单位500au/g,中性蛋白酶neutrase,活力单位0.5au/g,碱性蛋白酶alcalse,活力单位2.4aug/g)、液固比、水解度和二硫键破坏剂为四个影响因素,以釉米为原料进行3水平提取大米蛋白的正交试验,试验结果显示,酶的种类对大米蛋白提取率的影响最大,其中碱性蛋白酶的蛋白提取率最高。

物理分离法。

anderson等选用经过结构破碎使蛋白溶出的方法,进行了大米蛋白的提取,结果显示,原料经物理方法粉碎和均质后处理,其蛋白质溶出浓度可提高18.7%, 且磨浆和均质可使溶出组分分子量差别很大,所以采用物理方法提高蛋白提取率是可行的。

淀粉酶法。选用淀粉酶法提取大米蛋白,实际上是利用淀粉酶将大米中的淀粉非尽量去除,从而达到提取大米蛋白的目的。

在淀粉酶法提取大米蛋白时,首先将大米粉。

碎,然后加水调浆,加入淀粉酶,调至最适反应条件,保温一段时间,然后离心进行固液分离,上清液继续加入糖化酶,生产麦芽糖,所得沉淀即大米蛋白粉,蛋白含量约50%-60%。

采用淀粉酶法提取得到的蛋白粉,组分内依然含有一部分未被彻底酶解的糖类物质,达不到高纯度蛋白的要求,从而限制了应用范围。

所以为了获得高纯度大米蛋白,刘彬等选用淀粉酶酶解后沉淀为原料,进行高温水洗,再次加入淀粉酶,酶解残留的极限糊精,所得大米蛋白纯度在85%以上。

frederick.k.s等把淀粉酶液化后固液分离的沉淀进行醇洗,制得大米蛋白纯度提高到了70%--80%。

复合提取法。

单纯使用碱法提取或蛋白酶提取大米蛋白,存在着很多方面的问题,比如蛋白提取率不高、纯度低、食品安全性问题等。研究者们开始探寻复合提取大米蛋白的方法。

王亚林等采用碱酶两步法,从大米中分步提取大米蛋白质,获得了较好的效果。该工艺是先用碱溶法提取部分蛋白,然后利用碱性蛋白酶对碱提残渣酶解,进行蛋白二次提取,使蛋白质提取率达到了78.8%。

陈季旺等则是对碎米用碱酶两步法提取大米蛋白,工艺流程为:

碎米粉碎——稀碱提取——离心蛋白液——淀粉酶水解——灭酶——离心——沉淀——冷冻干燥大米蛋白,大米蛋白提取率为73.22%,纯度为88.75%。

孙庆杰等在制备大米浓缩蛋白时,采用二级旋流分离除杂,可将灰分降低到1.52%,另外,研究发现,纤维素酶和脂肪酶复合水解。

可将蛋白中脂肪含量降低到2.72%,蛋白含量达70%,得率为73.96%。

未来展望。近年食品工业的快速发展,对具有优良功能性质和营养性质的蛋白质需求日益加大。

蛋白质作为食品中的主要成分或是主要辅料,其功能性质的优劣直接影响到食品产品的品质。

所以一是要开发具有优良特性的新蛋白质资源;二是要对己有的的蛋白质,特别是大米蛋白进行改性处理,以提高其在食品工业中的应用就显得尤为重要。大米蛋白的功能以及提取方法**。

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