易翠平

(長(zhǎng)沙理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410004)

大米乳清蛋白的研究

易翠平

(長(zhǎng)沙理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410004)

采用相應(yīng)的國(guó)標(biāo)法對(duì)大米乳清蛋白的基本組成成分進(jìn)行測(cè)定，SDS－PAGE凝膠電泳對(duì)其分子質(zhì)量進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)其溶解性、乳化性、發(fā)泡性、持水持油性等功能性質(zhì)及氨基酸組成進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，大米乳清蛋白中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)83.09%;分子質(zhì)量分布在1.8、22、35、60、80 ku。與大豆分離蛋白比較，大米乳清蛋白的溶解性、乳化性相近，乳化穩(wěn)定性、發(fā)泡性與發(fā)泡穩(wěn)定性、持油性較好，持水性較差。大米乳清蛋白中，賴氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)14.51%，是一種必需氨基酸含量均衡的植物蛋白。

大米乳清蛋白 基本組成 分子質(zhì)量 功能性質(zhì) 營(yíng)養(yǎng)性質(zhì)

研究表明，大米蛋白在堿法提取過(guò)程中，堿提酸沉分離后上清液中殘余17%左右的蛋白質(zhì)［1］，參照大豆乳清蛋白的主要成分來(lái)源及稱呼［2］，稱為大米乳清蛋白(rice whey，RW)。大米乳清蛋白是大米蛋白在中性條件下的鹽溶性成分，在目前的研究和應(yīng)用中均作為廢棄物處理，但其可溶性特點(diǎn)和較高的蛋白含量對(duì)環(huán)境可能造成的有機(jī)污染，值得作為食品配料進(jìn)行進(jìn)一步研究。擬通過(guò)對(duì)大米乳清蛋白的分子質(zhì)量、功能性質(zhì)和氨基酸含量三個(gè)方面的研究，為大米乳清蛋白作為食品配料提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器設(shè)備

大米:市售;丙烯酰胺:上海金貿(mào)泰化工有限公司;標(biāo)準(zhǔn)蛋白:北京鼎國(guó)昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司;茚三酮:上海至鑫化工有限公司。

722可見分光光度計(jì):上海佑科儀器儀表有限公司;FD－1A小型真空冷凍干燥機(jī):上海比朗儀器有限公司;DYY－Ⅲ24D小型雙垂直電泳槽、DYY－5型穩(wěn)壓穩(wěn)流電泳儀:北京六一儀器廠。

1.2 方法

1.2.1 大米乳清蛋白的制備

大米粉碎后用0.05 mol/L NaOH攪拌提取2 h，3 000 r/min離心10 min，棄去沉淀，上清液用6 mol/L HCl調(diào)pH為7.0，3 000 r/min離心15 min，上清液透析流水過(guò)夜，換6～8倍蒸餾水透析4 h，透析液冷凍干燥，得大米乳清蛋白，工藝流程如下。

大米→粉碎→NaOH提取→離心→上清液調(diào)pH為中性→離心→上清液→透析→冷凍干燥→大米乳清蛋白

1.2.2 大米乳清蛋白的主要組成成分的測(cè)定

蛋白質(zhì)的測(cè)定:凱氏定氮法(固體)GB 5511—1985，考馬斯亮藍(lán)G－250法(液體);脂肪的測(cè)定:索氏抽提法GB 5497—1985;水分的測(cè)定:105℃恒重法GB 5512—1985;灰分的測(cè)定:550～600℃灰化法GB/T 5505—1985;總糖的測(cè)定:直接滴定法。

1.2.3 SDS－PAGE電泳測(cè)定大米乳清蛋白

采用LeammLi系統(tǒng)，分離膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%，濃縮膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%，板膠厚度1.5 mm，進(jìn)樣量15 μL，樣品質(zhì)量濃度約為2 mg/mL。電泳開始時(shí)，穩(wěn)壓為80 mV，至樣品帶遷移到分離膠，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓至120 mV，至樣品帶遷移到距離膠板底部1 cm左右停止電泳。R250考馬斯亮藍(lán)染色約5 h，脫色至電泳帶清晰。

1.2.4 大米乳清蛋白功能性質(zhì)的測(cè)定

溶解性的測(cè)定參照文獻(xiàn)［3］;乳化性及乳化穩(wěn)定性的測(cè)定和起泡性及起泡穩(wěn)定性的測(cè)定參照文獻(xiàn)［4］;持水、持油性的測(cè)定參照文獻(xiàn)［5］。

1.2.5 大米乳清蛋白氨基酸組成的測(cè)定

氨基酸的測(cè)定:精確稱取一定量樣品于水解管中，加入定量6 mol/L HCl，抽真空，110℃下水解24 h;冷卻，將水解液定容至50 mL，過(guò)濾;取濾液1 mL于小燒杯中，真空干燥后加入1 mL 0.02 mol/L HCl，在空氣中放置30 min。取50 μL反應(yīng)液進(jìn)樣，柱流速0.225 mL/min，操作壓力80～130 kg/cm2，常規(guī)分析柱溫53℃，茚三酮顯色，檢測(cè)波長(zhǎng)570 nm和440 nm(檢測(cè)Pro和Pro－OH)。

2 結(jié)果與討論

2.1 大米乳清蛋白主要成分測(cè)定結(jié)果與分析

大米乳清蛋白基本成份分析結(jié)果表明(表1)，其主要成份是蛋白質(zhì)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)83.09%。但灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)也很高，達(dá)5.27%，應(yīng)該是在制備過(guò)程中脫鹽不徹底導(dǎo)致。

表1 大米乳清蛋白基本成分表

2.2 大米乳清蛋白的分子質(zhì)量

圖1是標(biāo)準(zhǔn)分子質(zhì)量和大米乳清蛋白SDSPAGE電泳圖，結(jié)果表明大米乳清蛋白的亞基組成較多，譜帶分子質(zhì)量在1.8、22、35、60、80 ku左右。資料報(bào)道［6］，大米中球蛋白的分子質(zhì)量范圍為16～130 ku，清蛋白分子質(zhì)量范圍為10～200 ku，多為67.5 ku，基本一致。說(shuō)明大米乳清蛋白的主要成分應(yīng)該是大米清蛋白和球蛋白。

圖1 SDS－PAGE大米乳清蛋白電泳圖譜

2.3 大米乳清蛋白功能特性的測(cè)定結(jié)果與分析

表2的結(jié)果表明，大米乳清蛋白的溶解度為27.03%，大豆分離蛋白的溶解度為21.59%，溶解性略高于大豆分離蛋白。從制備方式來(lái)看，大米乳清蛋白應(yīng)該是鹽溶蛋白和水溶蛋白的混合蛋白，說(shuō)明其中的水溶蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.03%。

表2 兩種蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)比較

兩種蛋白質(zhì)的乳化性相近，而大米乳清蛋白和乳化穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大豆分離蛋白。大米乳清蛋白的發(fā)泡性與發(fā)泡穩(wěn)定性比大豆分離蛋白好。持油性明顯高于大豆分離蛋白、但持水性比大豆分離蛋白差。說(shuō)明大米乳清蛋白是一種較為理想的食品配料，在某些食品中可部分替代大豆分離蛋白。

2.4 大米乳清蛋白氨基酸組成

大米乳清蛋白樣品中賴氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)14.51%，高于有關(guān)報(bào)道［6－7］，可能與測(cè)定方法和品種間差異有關(guān)。但與大米蛋白中的清蛋白和球蛋白的賴氨酸含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于谷蛋白和醇溶蛋白中的結(jié)論是一致的。同時(shí)，表4的氨基酸含量結(jié)果與FAO/WHO對(duì)必需氨基酸的對(duì)照結(jié)果表明，大米乳清蛋白在大米蛋白中比谷蛋白和醇溶蛋白營(yíng)養(yǎng)更均衡。

表3 大米乳清蛋白的氨基酸組成

3 結(jié)論

大米乳清蛋白的主要成分是蛋白質(zhì)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)83.09%。其分子質(zhì)量分布在1.8、22、35、60、80 ku左右。與大豆分離蛋白比較，大米乳清蛋白的溶解性相近。兩種蛋白質(zhì)的乳化性也相近，乳化穩(wěn)定性則大米乳清蛋白高于大豆分離蛋白。大米乳清蛋白的起泡性與起泡穩(wěn)定性均比大豆分離蛋白好。持油性明顯高于大豆分離蛋白、但持水性比大豆分離蛋白差。賴氨酸含量高達(dá)14.51%，氨基酸含量均衡。說(shuō)明大米乳清蛋白是一種功能性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)性質(zhì)均較為理想的植物蛋白，在某些食品中可作為食品配料部分替代大豆分離蛋白。

［1］易翠平，姚惠源.高純度大米蛋白和淀粉的分離提?。跩］.食品與機(jī)械，2004，20(6):18－21

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Research on Rice Whey Protein

Yi Cuiping
(School of Chemical and Biological Engineering，Changsha University of Science and Technology，Changsha 410004)

The basic composition of rice whey was studied with the national standard method，the molecular weight subunits of rice whey protein were exhibited by SDS－PAGE，and the functional properties such as solubility，emulsifying property，foaming property，oil bonding ability，water bonding ability，and amino acid composition of rice whey protein were tested.Results:The protein content of rice whey is 83.09%.The molecular weights of the subunits are 1.8，22，35，60，80 ku.Compared with soy isolate protein，rice whey protein possesses similar solubility and emulsifying property，better emulsifying stability，foaming property，foaming stability and oil bonding ability，and weaker water bonding ability.Rice whey protein has high lysine content of 14.51%，so is balanced in essential amino acid composition.

rice whey protein，basic composition，molecular weight，functional property，nutritional property

TS202.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003－0174(2010)11－0005－03

湖南省科技廳科技計(jì)劃重大專項(xiàng)(2007FJ1007)

2009－11－06

易翠平，女，1973年出生，副教授，糧食、油脂與植物蛋白