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1、米糠蛋白的研究综述摘要： 廉价的米糠是稻谷加工的副产物是丰富的蛋白质来源， 并且米糠蛋白米糠具有低过敏性。 所以米糠蛋白的提取越来越受到关注，蛋白的提取方法主要有碱法提取、 酶法提取和物理法， 复合法提取， 本文主要就米糠蛋白的提取方法进行综述，针对米糠蛋白的改性后的功能进行阐述。关键词：米糠蛋白 碱法 酶法Abstract: Cheap rice bran is a by-product of rice processin，gwhich is a rich source of protein, and its amino acid composition is rich, hypoaller
2、genic. So the extraction of rice bran protein is more and more attention, the extracting method of rice bran protein mainly alkali distillation, enzymatic method and physical method, the complex legal extraction, this paper mainly summarized the extracting method of rice bran protein, elaborates the
3、 functions of rice bran protein modification .Key words: rice bran protein alkaline enzyme hydrolysis米糠是一种廉价易得、 营养丰富的稻米加工副产品。 米糠中含有丰富的营养物质，全脂米糠一般含有12%18%的蛋白质、16%20%脂肪、12%左右灰分、14%膳食纤维，碳水化合物总量约为50%左右，包括淀粉、半纤维素等，具有较高利用价值1 。米糠主要运用于饲料中，利用率较低，目前人们对于植物蛋白的需求不断增加，因此从米糠中寻求新的植物蛋白资源具有重要的现实意义。1 米糠蛋白米糠蛋白中有清蛋白、 球蛋
4、白、 醇蛋白以及谷蛋白。 这四种蛋白质质量比例为 37:36:22:5 ，其中可溶性蛋白质约占70%，与大豆蛋白接近1 。米糠蛋白质中必需氨基酸齐全， 生物效价较高。 将米糠与大米中的蛋白质相比较， 前者的氨基酸组成更接近FAO / WHO的推荐模式，营养价值可以和鸡蛋相媲美2-3 o尤其是赖氨酸含量高于大米蛋白的含量， 这补偿了谷物蛋白中氨基酸不足的缺陷， 大大 提高了米糠蛋白的营养价值，使其成为可与动物蛋白相比拟的优质蛋白质。从营养的角度看， 清蛋白和球蛋白有很好的氨基酸平衡， 赖氨酸、 色氨酸的含量较高， 高于大米以及其他谷物中的含量。 而大米中蛋白质的主要成分是谷蛋白和醇溶蛋白，清蛋白
5、和球蛋白的含量较低，致使赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸含量极低， 由于限制氨基酸的存在， 使大米中蛋白质的营养价值偏低。 米糠蛋白的生物效价(PER)为2.02.5,与牛奶中酉&蛋白相近(PER为2.5)4,而且，米糠蛋白是低过敏性蛋白， 不含致敏因子。 因此米糠蛋白非常适合作为婴幼儿和特殊人群的营养食品，国内外高度重视米糠蛋白的研究和产品开发。2 米糠蛋白的提取全脂米糠一般含有12%18%的蛋白质、16%20%脂肪、12%左右灰分、 14%膳食纤维， 碳水化合物总量约为50%左右，包括淀粉、半纤维素等，具有较高利用价值。近几年来，国内外学者已开始研究米糠蛋白的提取，主要有碱法提取、酶法提取和物理法提
6、取。2.1 碱法提取稀碱法是提取米糠蛋白最常采用的方法。碱液可使米糠紧密结构变得疏松 ,同时碱液对蛋白质分子次级键特别是氢键具有破坏作用， 并可使某些极性基团发生解离 , 使蛋白质分子表面具有相同电荷, 促进结合物与蛋白质分离, 从而对蛋白质分子有增溶作用 , 并随着碱性增加, 米糠中蛋白质提取率增加5 。1977年，Barber和De Barber发现米糠蛋白较其他油料种子蛋白难于提取，而且要获得较理想的蛋白提取率， 需在高碱的条件下进行， 碱法提取米糠蛋白虽然简单易行， 但在碱液浓度过高的情况下， 不仅使蛋白提取物的颜色深暗， 影响产品风味和色泽， 而且还可能产生不利反应， 改变蛋白质的营
7、养特性。 曾有报道称在碱性条件下， 蛋白质的半胱氨酸和丝氨酸残基会转变成脱水的丙氨酸， 与赖氨酸的e -氨基结合形成赖氨酰胺丙氨酸6。另外，高碱条件下还会产生诸如蛋白质变性和水解， 加速美拉德反应， 产生黑褐色物质， 提取物中非蛋白质含量增加， 分离效果降低等不利现象。 近年来， 仍有不少关于碱法提取米糠蛋白的工艺研究。曲晓婷7对研究米糠蛋白提取工艺的优化及其特性研究，米糠蛋白在较弱碱性和较低温下保持其特性的高效提取工艺并明确其理化特性。 采用二次通用旋转正交组合设计优化米糠蛋白提取的最佳工艺条件； 米糠蛋白特性分别考察其在不同pH、温度、离子强度下的溶解性、乳化性和起泡性，以 pH 11的弱
8、碱性水溶液为溶剂，提取温度40，提取时间120 min ，在此条件下蛋白提取率可达80.93%。2.2 酶法提取酶法提取米糠蛋白的反应条件温和， 蛋白质提取率较高， 且能更多地保留蛋白质营养价值， 同时也避免传统碱法提取米糠蛋白所带来的负面效应。 因此， 近年来国内外采用酶法提取米糠蛋白的研究相当活跃。 目前， 用于提取米糠蛋白的酶主要是蛋白酶、 糖酶和植酸酶等。 它们的作用机制主要是将米糠蛋白分子降解为可溶性物质，或将其从与半纤维素、植酸等形成的复合物中解聚后抽提出来。糖酶能降解组织细胞壁，有利于米糠中蛋白质的提取, 特别是蛋白质与植酸、半纤维素等交联形成复合物 , 采用植酸酶、木聚糖酶解除
9、交联状态后使蛋白质易于提取 8 。王慧、张业辉9-10等采用纤维素酶法制备米糠蛋白，其中米糠蛋白的提取率可达81.25%。王晓雅11采用碱性蛋白酶提取米糠蛋白，其蛋白提取率可达75.42%。刘颖12等非蛋白酶提取米糠蛋白的研究，表明以米糠为原料，利用淀粉酶、 纤维素酶和植酸酶3 种非蛋白酶分步提取米糠蛋白， 确定了最佳提取工艺条件。 通过单因素试验和正交试验确定淀粉酶最佳提取条件为： 淀粉酶添加量为20 U/g,液固比8： 1,温度62 C, pH值6.2,提取时间2.5 h,在此条件下，米糠蛋白质的提取率为 56.16%。2.3 物理法提取邹秀容13应用了超声波法提取米糠蛋白，米糠蛋白提取率
10、可达51.66%。超声波是频率高于人耳能听到频率范围的声波，频率一般在20kHz 以上，因可以在液态体系中产生空化、 剪切、 剧烈搅拌等作用而具有突出的分散效应， 可为实现将目标物质分散到液态体系的过程提供一种高效分散的物理场环境。马海乐14应用脉冲超声辅助提取米糠蛋白，提取率可达48.3%，相对而言，物理法对米糠蛋白的提取率不高，却有不易引起米糠蛋白变性的优点。2.4 复合方法提取米糠蛋白Tang 对经热稳定化的脱脂米糠中的蛋白质提取进行系统研究，认为用物理方法并结合酶水解技术提取蛋白质效果明显15 。当反复冻融、超声波、高速剪切和高压等手段单独采用时只能分别提取12%、 15%、 16%、
11、 11%米糠蛋白，而超声波处理再经淀粉酶水解后，可提取33.9%蛋白; 若采用蛋白酶处理则可提取57.8%的蛋白; 高压处理米糠蛋白后同时使用淀粉酶和蛋白酶则可提取66.6%蛋白， 应用效果高于纤维素酶， 所以首先采用物理方法解除米糠蛋白的束缚对蛋白的提取非常有利。周凤超 16等研究的，米糠蛋白的提取及应用现状中，表明，米糠蛋白是一种混合蛋白， 聚合度高， 分子间二硫键的交联使蛋白溶解性差， 米糠中植酸和纤维含量高， 它们与蛋白质结合， 使蛋白不易与其他成份分离。 对米糠蛋白的应用，改性米糠蛋白， 其溶解性可显著增加， 乳化活性及稳定性也得以提高， 利用风味蛋白酶 Flavourzyme 改性
12、则能够解决水解产品的苦味问题。张海晖 17采用亚临界水萃取米糠蛋白， 结果表明， 压力为 8. 0 MPa、 体系 pH 值9. 0、萃取温度200C、水料比15 mL/g、提取时间25 min时，米糠蛋白提 取率达 55. 9%。与碱水浸提法和超声波辅助碱水提取法相比，米糠蛋白的亚临界水萃取法在提取时间和提取率方面均具有明显的优势。张晓波18应用醇法浸提米糠蛋白，此条件下米糠蛋白产品的蛋白含量为 27.9%， 蛋白浓缩率为48.7%。3 米糠蛋白的功能性研究3.1 挤压对米糠蛋白的影响孟凡友 19等研究挤压对米糠蛋白的功能特性的影响，研究表明，挤压处理后其中的蛋白也发生了变性甚至降解， 针对
13、未挤压和挤压米糠中提取出的蛋白功能性质进行了研究，发现米糠经过挤压处理后，蛋白发生了变性，乳化性、起泡性和持水持油性等能力均有所提高，只是提取率有所降低。蒋甜燕 20 等研究挤压对米糠蛋白的功能特性的影响，研究表明，对未挤压和挤压米糠中提取出的蛋白质进行了研究， 发现米糠经过挤压处理后， 蛋白质发 生了变性，导致乳化性、起泡性和持水、持油性等能力均有所提高，只是提取率有所降低。周素梅 21等研究挤压稳定化处理对米糠蛋白性质影响的研究，研究表明，本文研究了挤压稳定化处理对米糠中蛋白质性质的影响， 结果如下： 经过本试验条件下的挤压处理，米糠中可溶性蛋白质组分由42.2%降至14.3%，残渣中不可
14、提取蛋白质由23.9%增至56.6%。在pH212范围内，挤压米糠中蛋白质的溶解性显著下降， 但在 pH4 等电点附近， 蛋白质的溶解度反而增加。 DSC 结果显示，挤压处理使得米糠中蛋白质发生了严重变性。电镜（SEM）下的超微结构照片显示， 挤压处理破坏了米糠的细胞壁结构， 因而加入非淀粉糖酶对挤压米糠的蛋白质提取率几乎没有作用。3.2 酶改性对米糠蛋白的影响乔展 22 等研究不同处理工艺对米糠稳定化的影响，通过分别采用短时微波、高温烘焙、 挤压膨化 3 种工艺对新鲜米糠进行稳定化处理， 以米糠脂肪酶活动度和酸值为指标进行工艺优化，通过比较3 种稳定化处理工艺对米糠稳定化的影响，结果显示：短
15、时微波功率720W加热90s,对脂肪酶的抑制率为85%高温烘焙温度130C、烘焙30min,对脂肪酶抑制率为72%挤压膨化的米糠含水量 19%。龚吉军 23 等研究酶法改性对米糠蛋白溶液流变性影响， 研究表明， 对米糠蛋白溶液与酶法改性米糠蛋白溶液流变性进行对比研究。 酶法改性的蛋白溶液流变 性发生改变。有利于改善米糠蛋白溶液流变学性能。刘颖 24 等研究酶改性制备米糠浓缩蛋白的研究， 研究表明， 以米糠蛋白为原料，用氮溶解指数和水解度为指标对中性蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶、木瓜蛋白酶、 风味蛋白酶进行筛选， 确定碱性蛋白酶为最佳的改性用酶， 并通过单因素和正交试验优化出碱性蛋白酶最佳改性
16、条件为：底物浓度3%，酶用量1 500U/g,温度55C, pH8.5,时间4 h。在最佳条件下，米糠蛋白的氮溶解指数从35.6 %提高到95.42%。金世合 25 等研究酶解米糠蛋白的功能性质研究， 表明， 采用复合蛋白酶对米糠蛋白进行限制水解， 研究了不同水解度的米糠蛋白水解物的功能性质。 结果表明， 随水解度的提高， 蛋白质的溶解度显著提高， 过度水解对蛋白质的乳化活性明显降低，经过适当水解能提高蛋白质的功能性质。4 米糠蛋白的应用由于米糠蛋白所具有的营养特点和功能性质（溶解性、水合性、乳化性、起泡性、 凝胶性和聚集性等） 使得米糠蛋白在食品工业上的利用价值日益升高， 其应用主要表现在以
17、下几个方面26-27 ：1) 在蛋白饮料中的应用。利用米糠分离蛋白制取的蛋白饮料，具有优良的乳化稳定性。2) 制作人造蛋白，加热挤压使蛋白质分子朝一定方向排列并凝固，产生独特口感的人造蛋白质。3) 将米糠蛋白添加到食品中制成复合高蛋白食品，将米糠蛋白添加到油料蛋白和谷物蛋白中，可起到补充和强化的作用，提高这些蛋白质制品的营养价值。4) 浓缩蛋白主要应用于饼干和糕点等的加工中，利用米糠浓缩蛋白具有有很好的结合水和油的功能特性， 把它添加到饼干和糕点等食品中， 使食品具有很好的稳定效果。 另外， 米糠蛋白也可以替代大豆粉生产酱油， 这不仅可以节约部分大豆，而且产品质量更优于大豆酱油。5) 各种氨基
18、酸的利用。各种氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸)在肌肉中起着重要作用， 担负着能量代谢的功能。 其中高含量的亮氨酸在人运动时能及时补充氨基酸，降低血中氮浓度，消除疲劳等。6) 生产婴儿配方食品。目前绝大多数婴儿食品忽略了一些敏感体质的婴儿由于摄入某种蛋白而引起过敏现象， 米糠蛋白是谷物蛋白中过敏性最低的， 目前还未见儿童对稻米有过敏反应的报道， 因此米粉是最常见的婴幼儿辅助食品。 从米糠中提取的蛋白质可作为低敏性蛋白质原料用于婴幼儿食品中。5 展望动物蛋白因含有易导致心血管疾病的饱和脂肪酸和胆固醇， 而使其摄入量受到限制。相对于动物蛋白来说，植物蛋白不仅资源丰富、廉价，还具有独特的生理功能，如
19、对肝硬化患者的营养支持作用、降低胆固醇水平、减少癌症的发生、改善肾脏病和心血管疾病的症状等，因此得到了营养学界的极大关注。目前， 西方发达国家的膳食中以动物性食物为主， 动物蛋白食用量过多， 导致“文明病” ( 如肥胖、高血压、高血脂、心脑血管病、糖尿病等) 泛滥。近年研究发现， 用植物蛋白替代动物蛋白能够降低血脂浓度， 增加低密度脂蛋白受体的表达，加速脂质的清除，减少动脉粥样硬化，降低心脑血管病的发生。增加植物性蛋白质的摄入， 可有效地降低高血压患者的血压和预防心血管疾病的发生。 米糠蛋白作为一种兼顾了环境和经济效益的植物性副产资源， 具有其他植物蛋白无法比拟的低过敏性和高蛋白质生物价特性。
20、 目前， 我国关于酶法提取米糠蛋白的研究和报道很多， 但是仍然处于实验室阶段。 因此， 对于像我国这样米糠资源丰富的国家来说，米糠蛋白的开发利用具有重要的现实意义与广阔的应用前景。参考文献1金世合，陈正行.米糠蛋白提取和功能性质研究J.粮食与油脂,2003,(6): 21 - 22.2冯光.米糠蛋白的研究现状与展望J.食品安全质量检测学报,2013, 4(3): 863 - 867.3 Renkema J M S, Gruppen H, Vliet T L. Influence of pH and ionic strength on heat-induced formation and rhe
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