高压均质改善大米蛋白功能特性和物化特性
2018-04-21 10:20:09
大米蛋白是一种重要的植物蛋白，主要成分为谷蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和清蛋白，其中谷蛋白含量占80%以上，具有氨基酸组成合理、营养价值高和过敏性低等特点。由于谷蛋白中含有大量的疏水性氨基酸，使蛋白质多肽聚集成致密分子，彼此交联而凝聚，导致谷蛋白聚集沉淀，溶解性差，进而影响其他功能特性，如:起泡性、乳化性等;这些功能特性对于大米蛋白在食品加工中的应用具有十分重要的意义。因此，提高大米蛋白的溶解性，改善其他功能特性，己成为研究的热点。
高压均质是一种广泛应用于食品加工领域的高新技术。物料在高压均质机中受到强烈剪切、高速撞击、剧烈震荡和空穴现象等动力作用后，使物料性质发生一定程度的变化训。高压均质技术应用于蛋白质的改性研究是基于蛋白质属于大分子物质，在高压的作用下产生形变，影响分子间的结合形式，导致键的断裂和重组，从而使蛋白质的功能特性发生变化。本文采用高压均质改性大米蛋白，对其溶解性、乳化性、粒径、化学作用力、巯基和二硫键含量的变化进行初步的探究，为大米蛋白资源的开发利用提供一定的参考依据。
实验材料
大米蛋白(RP):蛋白质87.5%，水分1.69%，灰分1.5%;玉米油；十二烷基硫酸钠（SDS）；考马斯亮蓝G250；牛血清蛋白（BSA）；5-5’-二硫代-2-硝基苯甲酸（DTNB）；三羟甲基氨基甲烷；甘氨酸；乙二胺四乙酸；β-巯基乙醇；尿素、三氯乙酸、氯化钠。
实验仪器
冷冻干燥机1-16 LSC型（德国Christ Gamma公司）激光粒度仪MS-2000型(英国马尔文公司);NanoDeBEE实验型高压均质机（美国BEE公司）紫外可见分光光度计:V-1600型（上海美普达仪器有限公司）高速剪切乳化机：FM-200（上海弗鲁克流体机械制造有限公司）数显恒温磁力搅拌器：HJ-3型（金坛市杰瑞尔电器有限公司）高速离心机：HＣ-3514型（安徽中科中佳科学仪器限公司）
实验方法
高压均质处理方法 配制浓度4％的大米蛋白溶液，磁力搅拌15Min后，在不同的均质压力下（60，100，150，190MPa）处理。取出一部分均质后的样品，冻干备用。
溶解性测定 将高压均质后的大米蛋白溶液离心（5000r/min，20min），上清液中蛋白质含量用考马斯亮蓝法测定。利用牛血清蛋白（BSA）做溶解性标准曲线，测定595nm下的吸光值。
高压均质制备大豆分离蛋白及淀粉复合物分别将不同淀粉与大豆分离蛋白以 15∶85，20∶80，25∶75 的质量比混合， 溶于去离子水中制备蛋白含量（5%）的蛋白溶液，在相同条件下进行（180MPa，两 次）高压均质处理 ，制备得到的样品冷冻干燥后置于4℃保存备用。
乳化性测定 乳化性包括乳化活性和乳化稳定性两个方面。乳化活性是指蛋白能将油水结合在一起形成乳状液的能力，是衡量蛋白质促进油—水型乳状液形成能力的指标。取30mL浓度为4％的大米蛋白溶液，边搅拌边缓慢加入玉米油10mL，用高速剪切乳化机于11000r/min下乳化2min后，从底部吸取乳状液50uL，立即与25ml0.1%SDS混合，在分光光度计上500nm处测定其吸光值，10min后再重新测定吸光值。
实验结果
影响溶解性的因素主要有：蛋白质分子形状、大小、电荷分布。随着均质压力的增大，大米蛋白的溶解性有明显提高（P<0.01），并在190Mpa下达到可高达，为97.03μg／mＬ（对照组溶解性为40.83μg／mＬ）。这是因为在高压的作用下，大米蛋白分子发生解聚和伸展，一方面增大了蛋白质与水的接触面积，另一方面使得蛋白质内部的极性基团和疏水基团暴露出来，蛋白质分子表面电荷发生改变，使水化作用增强，从而溶解度得以提高。
蛋白质的乳化活性与溶解性和表面疏水性有着密切的联系。随着压力增大，大米蛋白乳化活性指数呈现先增大后降低的现象，且在100Mpa下达到大至，为14.82ｍ２/g（对照组EAI为11.76ｍ２/g）。这是因为在高压的作用下，一方面大米蛋白溶解度有所提高，增加了蛋白质向油／水界面扩散的能力；另一方面大米蛋白内部疏水基团暴露，导致大米蛋白表面疏水性增强，因此乳化活性得以改善。
结果表明：在压力的作用下，大米蛋白的溶解 性和乳化活性均有所提高，分别在190Mpa和100Mpa达到大至；乳化稳定性下降；同时大米蛋白的粒径、化学作用力、巯基及二硫键的含量也产生显著性变化。说明高压均质可用于大米蛋白的改性。
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高压均质对大米蛋白功能特性及物化特性的影响_张晶_.pdf |
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