不同低水解度的大米蛋白溶解性與結(jié)構變化的關系

崔沙沙,鐘俊楨,方　沖,梁瑞紅,劉　偉,劉成梅

(南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室,江西南昌 330047)

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不同低水解度的大米蛋白溶解性與結(jié)構變化的關系

崔沙沙,鐘俊楨,方?jīng)_,梁瑞紅*,劉偉,劉成梅

(南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室,江西南昌 330047)

為了研究不同水解度的大米蛋白溶解性與其結(jié)構變化之間的關系,本文采用堿性蛋白酶處理大米蛋白,得到不同低水解度的大米蛋白(0%、1%、3%、5%),并表征了不同水解度蛋白的溶解性、二硫鍵含量、表面疏水性、微觀結(jié)構和分子量。結(jié)果表明,在pH2.0～11.0范圍內(nèi),各蛋白樣品的溶解度均呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢,且在同一pH下,溶解度隨水解度的增大而增大。尤其是在水解度為5%時,蛋白溶解度達到最高為65.93%。隨著水解度的增大,蛋白樣品的分子量、二硫鍵含量及表面疏水值發(fā)生了顯著降低(p≤0.05)。這些變化可能是因為蛋白分子內(nèi)部結(jié)構的變化,導致蛋白質(zhì)的結(jié)構發(fā)生去折疊或者解聚現(xiàn)象,促使大米蛋白內(nèi)部親水基團暴露,從而提高蛋白質(zhì)的溶解度。掃描電鏡顯示原料蛋白顆粒不均一,質(zhì)地堅硬,而酶解后的蛋白顆粒大小相對均一,表面有較多孔洞且較蓬松。隨著水解度的增大,蛋白樣品的結(jié)構和性質(zhì)發(fā)生更加顯著的變化。這些結(jié)構變化可能導致大米蛋白溶解性提高。

大米蛋白,水解度,溶解度,結(jié)構,性質(zhì)

中國在世界上100多個水稻生產(chǎn)國中有“稻米王國”的稱號[1],大米蛋白氨基酸成分齊全、配比合理,與FAO/WHO所推薦的營養(yǎng)配比模式較相近[2]。盡管大米蛋白的需求量增加,但由于其溶解性差而導致膠凝性和乳化性等功能性質(zhì)不佳,限制了其在食品領域的應用[1-2]。目前常用的蛋白質(zhì)改性方法主要包括物理法、化學法和酶法,且主要以溶解度、乳化性和起泡性等功能性質(zhì)的提升為目標[3]。例如,涂宗財[4]通過對大豆分離蛋白進行研究,發(fā)現(xiàn)隨著超高壓均質(zhì)處理的壓力提高,其溶解性、乳化性及乳化穩(wěn)定性都得到了提高。魯倩[5]等研究糖基化修飾對大米蛋白功能性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)通過糖基化改性,蛋白溶解性、乳化性、起泡性均有提高。黃正虹等[6]通過五種蛋白酶處理大米蛋白,制備出溶解性高、乳化性高的大米蛋白水解物。趙強等[7]通過幾種蛋白酶處理大米蛋白,研究酶的種類對大米蛋白功能性質(zhì)和抗氧化活性的影響,結(jié)果顯示:酶解蛋白相對于原料蛋白溶解性有大幅提升,抗氧化活性也有了提高。物理改性成本低,對蛋白營養(yǎng)價值影響小,但效果不顯著[8]?；瘜W改性有時會破壞蛋白質(zhì)的原有營養(yǎng)特性,產(chǎn)生一些副反應,同時還須考慮所用試劑的毒性及殘留[3,8]。而酶法改性專一性高、反應條件溫和,溶解性高,對環(huán)境的污染小、適合工業(yè)化生產(chǎn)、水解產(chǎn)物營養(yǎng)價值高。目前關于酶法改性大米蛋白研究主要集中在改性前后大米蛋白的功能性質(zhì)(溶解性、乳化性、起泡性、抗氧化性等)的變化上,而關于改性后大米蛋白的溶解性與蛋白結(jié)構及聚集態(tài)兩者間關系的研究相對較少。

為此,本實驗采用堿性蛋白酶處理大米蛋白,得到不同低水解度的水解蛋白,通過研究水解蛋白的溶解性,同時測定蛋白的二硫鍵含量、表面疏水性、分子量及表面微觀形態(tài)變化,分析蛋白溶解度變化及其與蛋白結(jié)構和聚集態(tài)的關系,為大米蛋白改性方面提供理論依據(jù),從而擴大大米蛋白在食品行業(yè)的應用。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

大米蛋白江西金農(nóng)生物科技有限公司,堿性蛋白酶(400 U/mg)南寧龐博生物工程有限公司,氫氧化鈉、無水碳酸鈉西隴化工股份有限公司 分析純,磷酸二氫鈉、鹽酸天津永大化學試劑有限公司 分析純,磷酸氫二鈉天津市大茂化學試劑廠 分析純等。

UV-1600PC紫外可見分光光度計上海美譜達儀器有限公司,F-4500熒光光譜儀日本日立公司,Mini Protean Tetra MP4電泳儀美國Bio-Rad伯樂公司,Quanta 200F場發(fā)射環(huán)境掃描電鏡德國FEI公司等。

1.2實驗方法

1.2.1水解度隨時間的變化曲線參考文獻[9],采用pH-state法計算水解度,得到水解度隨時間的變化關系曲線。水解度公式如下:DH(%)=B(Mb)(1/a)(1/MP)(1/htot)×100

其中:B-NaOH的體積,mL;Mb-NaOH的濃度,mol/L;1/a-在pH9.0,55℃的實驗條件下,對于大米蛋白,1/a為1.01;MP-蛋白的質(zhì)量,g;htot-每克原料蛋白質(zhì)中肽鍵的毫摩爾數(shù),對于大米蛋白,取7.40 mmol/g。

1.2.2水解蛋白樣品的制備原料蛋白為購于江西金農(nóng)生物科技公司的大米蛋白,其他低水解度蛋白樣品的制備根據(jù)1.2.1的變化曲線,將大米蛋白粉分散于蒸餾水中配成料液比為1∶10的溶液,用1.0 mol/L NaOH溶液調(diào)節(jié)蛋白樣液pH至9.0,在水浴鍋中水浴攪拌15 min,水浴鍋溫度為55℃,然后向該大米蛋白分散液中加入相同酶活性的堿性蛋白酶(水解度0%蛋白樣品為未加蛋白酶處理樣品),在連續(xù)攪拌的情況下使其反應,反應完畢后于95℃水浴條件下滅酶10 min。通過控制酶解反應的時間來得到不同低水解度的大米蛋白樣品。

1.2.3大米蛋白組分測定采用國標的方法,分別測定各個蛋白樣品基本組分。其中蛋白純度參照GB 5009.5-2010中凱氏定氮法進行測定,水分含量參照GB 5009.3-2010中直接干燥法進行測定,淀粉含量參照GB/T 5009.9-2003中酸水解法進行測定,灰分、脂肪、纖維的測定分別參照GB 5009.4-2010、GB/T 14772-2008和GB/T 5009.10-2003方法。

1.2.4溶解度的測定將不同低水解度的大米蛋白和原料蛋白溶于不同pH的緩沖液中室溫下用六聯(lián)磁力攪拌器攪拌12 h,在4800 r/min離心15 min,取上清液。上清液中蛋白質(zhì)的含量以牛血清白蛋白做標準用福林酚法[10]進行測定。

1.2.5表面微觀形態(tài)測定參考文獻[11]分別取原料蛋白和不同低水解度的蛋白樣品粉末,放在環(huán)境掃描電鏡下進行觀察,比較不同蛋白樣品的表面微觀形態(tài)的差異。

1.2.6二硫鍵含量的測定二硫鍵含量的測定采用Ellman方法[12]。精確稱取30 mg蛋白樣品溶于10 mL溶解液中(包含10 mol/L尿素的Tris-glycine 緩沖液),取0.5 mL該溶液并加入0.03 mL巰基乙醇,室溫放置1 h后加入5 mL 12% TCA溶液,室溫暗處放置1 h后,離心(4800 r/min,15 min),用12% TCA溶液清洗殘渣兩次后,加入3 mL Tris-Gly-8 mol/L Urea溶液和0.04 mL DTNB溶液,再在暗室室溫放置30 min,離心(4800 r/min,15 min),取上清液在412 nm處測定吸光度。對于巰基含量的測定,將30 mg樣品溶解在10 mL Tris-Gly-8 mol/L Urea,然后加入0.1 mL的DTNB,將混合液置于暗處室溫下反應1 h,離心(4800 r/min,15 min),上清液在412 nm處測定吸光度。

二硫鍵含量計算公式為:

式中:D為稀釋倍數(shù)6.08;C為蛋白濃度(mg/mL);A412為吸光值。

1.2.7表面疏水性測定根據(jù)文獻[13],分別取4mL樣品溶液,加入20μL的1-苯胺基-8-萘(1-anilino-8-naphthalene sulfonic acid,ANS)溶液(8 mmol/L ANS溶于0.01 mol/L磷酸鹽緩沖液),避光靜置10 min,搖勻,在F-4500熒光分光光度計中于390 nm波長激發(fā),檢測發(fā)射熒光光譜,以最大發(fā)射波長處的熒光強度對蛋白質(zhì)濃度作圖,進行線性回歸,初始段的斜率即為蛋白質(zhì)分子的表面疏水性指數(shù)H0。

1.2.8分子量的測定參考文獻[14]采用的Laemmli電泳系統(tǒng)。將蛋白樣液與含有β-巰基乙醇的還原性上樣緩沖液按比例為3∶1進行混合,離心30 s,然后95℃加熱10 min,再離心30 s。電泳結(jié)束后,用含R-250考馬斯亮藍染色液染色,然后用脫色液進行脫色到電泳條帶清晰。

1.2.9統(tǒng)計分析所有實驗重復三次,應用SPSS 19.0和Origin 8.0對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和作圖,數(shù)據(jù)用平均值±標準偏差表示,差異顯著性分析限定為p≤0.05。

2　結(jié)果與討論

2.1水解曲線

圖1為在pH9.0、料液比1∶10、溫度為55℃、加酶量為2.5 U/mg的情況下,改變反應時間而得到的水解度曲線。在水解前40 min,酶促反應速率大,水解度增加較快,隨著酶解時間的增加,反應速率降低,水解度的增長趨勢趨于平緩,這種典型的水解曲線在酶解黃色條紋鯵魚蛋白[15],胃蛋白酶酶解鼬肌肉蛋白[16],酶解格陵蘭海豹肌肉蛋白[17],鯡蛋白水解物[18],不同堿性蛋白酶酶解鮭魚肌肉蛋白[19],不同蛋白酶酶解小沙丁魚[20]這些文獻中均有報道。

圖1　大米蛋白水解度隨時間的變化趨勢圖Fig.1　The change tendency of rice protein hydrolysis with time

2.2基本組成對比

分別測定原料大米蛋白和不同低水解度蛋白樣品的蛋白純度、脂肪、淀粉、灰分、水分、粗纖維指標,測得結(jié)果如表1。

表1　蛋白組分

注:所有數(shù)值均表示為:平均值±標準偏差SD,不同的字母表示在p≤0.05水平上有顯著性差異,圖4、圖6同。

表1為原料大米蛋白和不同低水解度蛋白樣品的基本組分,從表中可以看出水解前后蛋白含量基本不變(p>0.05),蛋白樣品的灰分含量卻隨著水解度的增大而增加,這可能是因為在樣品制備過程中加入了NaOH及HCl溶液從而增加了鹽含量。水解前后,粗脂肪含量降低,可能是由于堿溶液中的氫氧化鈉在加熱條件下和原料中的脂質(zhì)發(fā)生反應,生成可溶于水的脂肪酸鹽,從而降低了脂肪含量[21]。水解前后,樣品中的淀粉含量發(fā)生變化,可能是因為堿和酶的共同作用[22]。粗纖維和水分也發(fā)生了無規(guī)律的變化。

2.3溶解度

從圖2可以看出,隨著pH的增加,各個蛋白樣品的溶解度都呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢,在pH5.0,即谷蛋白等電點pH4.6[23]附近時,原料中蛋白溶解度最低,為1.28%左右。大米蛋白的溶解度很低,這可能與大米蛋白本身的大分子結(jié)構有關,大米蛋白分子包含很多分子間和分子內(nèi)二硫鍵,并且疏水相互作用也比較強[24]。隨著水解度的增加,在pH2.0～11.0之間,大米蛋白的溶解度有了大幅提高,尤其是水解度為5%時,蛋白溶解度最高達到65.93%。Zheng等[12]研究了復合蛋白酶水解玉米谷蛋白,發(fā)現(xiàn)在pH7.0時,谷蛋白的溶解度極低(1.99%),然而在酶解到150 min,即水解度達到6.31%時,溶解度上升到94.65%。Kong等[9]用幾種蛋白酶水解小麥谷蛋白,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過不同的蛋白酶酶解(水解度最高為15.8%)后,在pH2.0～12.0之間小麥谷蛋白的溶解度均提高至60%以上。酶解將蛋白質(zhì)水解成短肽,可能使得肽鏈展開,更多的親水基團暴露[7]。

圖2　不同低水解度大米蛋白在不同pH下溶解度變化Fig.2　Solubility changes of rice protein with different hydrolysis degrees under different pH

2.4微觀結(jié)構

圖3A～圖3E分別是各個蛋白樣品在環(huán)境掃描電鏡下觀察的結(jié)果。由上圖可以看出,原料大米蛋白顆粒大小不均一,質(zhì)地堅硬,表面呈現(xiàn)大小不規(guī)則的塊狀或顆粒堆積且較緊實。而酶解后的蛋白顆粒大小相對均一,表面多孔洞且較蓬松。蛋白的聚集形式和表面微觀形態(tài),可能對蛋白的溶解度等性質(zhì)具有一定的影響。酶解后的蛋白表面蓬松并有較多孔洞,且隨著水解度的增大,蛋白表面越蓬松,孔洞越多,相對于原料蛋白表面緊實,顆粒不均一及比較堅硬的質(zhì)地結(jié)構,更有利于蛋白在溶液中的溶解和分散,從而提高了蛋白的溶解度。

圖3　不同低水解度蛋白的微觀結(jié)構Fig.3　Microstructure of different hydrolysis degrees proteins注:A:原料B:0% C:1% D:3% E:5%，圖8同。

2.5二硫鍵含量

二硫鍵在蛋白相對剛性結(jié)構的形成中有重要作用,且對蛋白的功能性質(zhì)有顯著影響[25]。從圖中可以看出,水解后,蛋白樣品的二硫鍵含量與原料大米蛋白相比顯著降低(p≤0.05),且隨著水解度的增大,二硫鍵含量逐漸下降(p≤0.05)。谷蛋白富含二硫鍵,促進蛋白質(zhì)的聚集[12]。0%水解蛋白和原料蛋白相比,二硫鍵含量有所降低,說明加熱會導致二硫鍵含量降低,而隨著酶解程度的加大,二硫鍵含量持續(xù)降低,結(jié)果表明,加熱和酶解會使蛋白質(zhì)的結(jié)構發(fā)生去折疊或者解聚現(xiàn)象,可能促使大米蛋白內(nèi)部親水基團暴露,從而提高蛋白質(zhì)的溶解度。隨著水解度的增加,蛋白樣品中二硫鍵含量顯著降低,而溶解度卻反之。如圖5所示,在本實驗中,蛋白樣品二硫鍵含量與溶解度有負相關的關系(p≤0.05)。

圖4　不同低水解度大米蛋白中二硫鍵含量Fig.4　Disulphide bond(SS)contents in rice protein with different degrees of hydrolysis

圖5　二硫鍵含量與溶解度的相關性Fig.5　Correlation relationship between disulphide bond(SS)contents and solubility注：pH8。

2.6表面疏水性

如圖6所示,隨著水解度的增加,蛋白質(zhì)的表面疏水性逐次降低。經(jīng)過水解,蛋白樣品的表面疏水性與原料大米蛋白相比顯著降低(p≤0.05),且隨著水解度的增大,表面疏水性逐漸下降(p≤0.05)。Avramenko等[26]在限制性酶解對小扁豆蛋白理化性質(zhì)及乳化性的影響研究中發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的表面疏水值隨著水解度的增加而降低,這和本實驗的研究現(xiàn)象是一致的。一般來說,表面疏水值表示在水環(huán)境中蛋白質(zhì)表面疏水基團的數(shù)量。蛋白被水解成小的肽鏈后,折疊在原來完整的蛋白質(zhì)分子中以及由小肽形成的肽鏈中的疏水基團的暴露可能會引起表面疏水性的增大或者減小,進而會影響蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)[27]。一部分研究報道顯示蛋白質(zhì)的表面疏水性隨著酶解程度的增大而降低。例如,堿性蛋白酶和酯酶處理擠壓與非擠壓大豆?jié)饪s蛋白[28]、限制性酶解對小扁豆蛋白理化性質(zhì)及乳化性的影響[26]。Jung等[29]認為蛋白表面疏水性的降低可能與蛋白質(zhì)疏水基團的暴露有關,疏水相互作用使蛋白聚集,從而在分子內(nèi)部重新形成分子聚集結(jié)構。Surowka等[28]認為蛋白構象的展開和多肽的釋放可能會引起疏水基團重新折疊形成新的結(jié)構。本實驗酶解蛋白表面疏水值的降低可能是由于蛋白分子內(nèi)部結(jié)構的變化,導致蛋白質(zhì)的結(jié)構發(fā)生去折疊或者解聚現(xiàn)象,促使大米蛋白內(nèi)部親水基團暴露,從而提高蛋白質(zhì)的溶解度。隨著水解度的增加,蛋白樣品表面疏水性顯著降低,而溶解度卻反之。如圖7所示,在本實驗中,蛋白樣品表面疏水性與溶解度有負相關的關系(p≤0.05)。

圖6　不同低水解度大米蛋白表面疏水性的變化Fig.6　Changes of surface hydrophobicity of rice protein with different degrees of hydrolysis

圖7　表面疏水性與溶解度的相關性Fig.7　Correlation relationship between surface hydrophobicity and solubility注：pH7。

2.7電泳

蛋白水解物分子量的分布是其最重要的性質(zhì)之一,將影響到它作為功能性食品材料的應用[30]。圖8顯示了原料大米蛋白以及不同水解度蛋白的分子量分布。0水解蛋白與原料蛋白相比無明顯變化,隨著水解時間增加,18.4～35 ku范圍內(nèi)的亞基條帶變淺,而14.4 ku以下的亞基條帶變深,說明蛋白由大分子變成了小分子肽,這種結(jié)果與風味蛋白酶水解玉米谷蛋白中蛋白分子量變化是一致的[30]。目前關于肽的研究表明大分子蛋白水解成小分子肽會提高蛋白的功能性質(zhì)(溶解性、還原性、熱穩(wěn)定性等)[31]。趙強[31]等人對酶解米渣蛋白的分子量進行了測定,發(fā)現(xiàn)所有的酶解物幾乎都由低分子量(<10 ku)肽鏈所組成,而米渣蛋白分子量大部分是大于10 ku,同時,其溶解性得到大幅提高。由此可以看出,酶解將大米蛋白由大分子變成了小分子肽,從而提高了蛋白溶解性。

圖8　不同低水解度大米蛋白的電泳圖譜Fig.8　The SDS-PAGE profiles of the rice protein with different degrees of hydrolysis

3　結(jié)論

采用pH-stat法通過控制堿性蛋白酶水解大米蛋白的時間可實現(xiàn)大米蛋白的有限水解。同原料蛋白相比,未加酶組蛋白溶解度提高,經(jīng)過有限酶解的大米蛋白在pH2.0～11.0范圍內(nèi),蛋白溶解度有了顯著提高。水解度為5%時,蛋白溶解度最高可達到65.93%。結(jié)果顯示,未加酶組二硫鍵含量和表面疏水性降低,而酶解使蛋白分子量降低且減少了二硫鍵含量,隨著酶解程度的加大,蛋白表面疏水性顯著降低,酶解后蛋白表面結(jié)構較疏松。這些變化表明,隨著加熱和酶解度的增高,大米蛋白可能發(fā)生解聚現(xiàn)象,由大分子變成小分子,這可能與其溶解性增大存在一定的關系。

[1]吳英華,任鳳蓮.大米蛋白提取工藝的研究及產(chǎn)品開發(fā)[J].糧油加工,2010(11):71-75.

[2]鄧霄,鐘鳴,王菊,等.大米蛋白及其提取、改性的研究進展[J].糧食與飼料工業(yè),2007(9):13-16.

[3]文敏,曾慶孝.蛋白質(zhì)改性研究進展[J].食品科學,2000,21(6):6-10.

[4]涂宗財,汪菁琴,阮榕生,等.超高壓均質(zhì)對大豆分離蛋白功能特性的影響[J].食品工業(yè)科技,2006,27(1):66-67.

[5]魯倩,林親錄,梁盈.糖基化修飾對大米蛋白功能性質(zhì)影響[J].糧食與油脂,2013(4):11-14.

[6]黃正虹,鐘芳,李玥,等.酶法改性大米蛋白的研究[J].食品與機械,2009,25(1):28-31.

[7]Zhao Q,Xiong H,Selomulya C,et al.Enzymatic hydrolysis of rice dreg protein:Effects of enzyme type on the functional properties and antioxidant activities of recovered proteins[J].Food Chemistry,2012,134(3):1360-1367.

[8]銀波,李亦蔚,汪霞麗,等.大米蛋白改性技術的研究進展[J].食品與機械,2011(3):147-151.

[9]Kong X Z,Zhou H M,Qian H F.Enzymatic hydrolysis of wheat gluten by proteases and properties of the resulting hydrolysates[J].Food Chemistry,2007,102(3):759-763.

[10]黃百芬,張雙鳳,鐵曉威.福林-酚試劑法測定冰茶栓中微量蛋白質(zhì)含量[J].浙江預防醫(yī)學,2004,16(4):77-78.

[11]Chen J,Liang R H,Liu W,et al.Degradation of high-methoxyl pectin by dynamic high pressure microfluidization and its mechanism[J].Food Hydrocolloids,2012,28(1):121-129.

[12]Zheng X Q,Wang J T,Liu X L,et al.Effect of hydrolysis time on the physicochemical and functional properties of corn glutelin by Protamex hydrolysis[J].Food Chemistry,2015,172(1):407-415.

[13]Liu Y L,Li X H,Chen Z J,et al.Characterization of structural and functional properties of fish protein hydrolysates from surimi processing by-products[J].Food Chemistry,2014,151(1):459-465.

[14]Anderson A,Hettiarachchy N,Ju Z Y.Physicochemical properties of pronase-treated rice glutelin[J].Journal of the American Oil Chemists’ Society,2001,78(1):1-6.

[15]Klompong V,Benjakul S,Kantachote D,et al.Antioxidative activity and functional properties of protein hydrolysate of yellow stripe trevally(Selaroides leptolepis)as influenced by the degree of hydrolysis and enzyme type[J].Food Chemistry,2007,102(4):1317-1327.

[16]Bougatef A,Hajji M,Balti R,et al.Antioxidant and free radical-scavenging activities of smooth hound(Mustelus mustelus)muscle protein hydrolysates obtained by gastrointestinal proteases[J].Food Chemistry,2009,114(4):1198-1205.

[17]Shahidi F,Synowiecki J,Balejko J.Proteolytic hydrolysis of muscle proteins of harp seal(Phoca groenlandica)[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1994,42(11):2634-2638.

[18]Liceaga-Gesualdo A M,Li-Chan E C Y.Functional properties of fish protein hydrolysate from herring(Clupea harengus)[J].Journal of Food Science,1999,64(6):1000-1004.

[19]Kristinsson H G,Rasco B A.Biochemical and functional properties of Atlantic salmon(Salmo salar)muscle proteins hydrolyzed with various alkaline proteases[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2000,48(3):657-666.

[20]Bougatef A,Nedjar-Arroume N,Ravallec-Plé R,et al.Angiotensin I-converting enzyme(ACE)inhibitory activities of sardinelle(Sardinella aurita)by-products protein hydrolysates obtained by treatment with microbial and visceral fish serine proteases[J].Food Chemistry,2008,111(2):350-356.

[21]郭榮榮,潘思軼,王可興.堿法與酶法提取大米蛋白工藝及功能特性比較研究[J].食品科學,2005,26(3):173-177.

[22]盛志佳,林親祿,肖華西.大米淀粉的提取及純化方法研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學:上半月,2011(7):80-84.

[23]王艷玲.米糠中四種蛋白的提取工藝及特性研究[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學,2013.

[24]Paraman I,Hettiarachchy N S,Schaefer C,et al.Physicochemical properties of rice endosperm proteins extracted by chemical and enzymatic methods[J].Cereal Chemistry,2006,83(6):663-667.

[25]Shimada K,Cheftel J C.Determination of sulfhydryl groups and disulfide bonds in heat-induced gels of soy protein isolate[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1988,36(1):147-153.

[26]Avramenko N A,Low N H,Nickerson M T.The effects of limited enzymatic hydrolysis on the physicochemical and emulsifying properties of a lentil protein isolate[J].Food Research International,2013,51(1):162-169.

[27]Barca A M,Ruiz-Salazar R A,Jara-Marini M E.Enzymatic hydrolysis and synthesis of soy protein to improve its amino acid composition and functional properties[J].Journal of Food Science,2000,65(2):246-253.

[28]Surowka K,Zmudzinski D,Surowka J.Enzymic modification of extruded soy protein concentrates as a method of obtaining new functional food components[J].Trends in Food Science & Technology,2004,15(3):153-160.

[29]Jung S,Murphy P A,Johnson L A.Physicochemical and functional properties of soy protein substrates modified by low levels of protease hydrolysis[J].Journal of Food Science,2005,70(2):C180-C187.

[30]Zheng X Q,Li L T,Liu X L,et al.Production of hydrolysate with antioxidative activity by enzymatic hydrolysis of extruded corn gluten[J].Applied Microbiology and Biotechnology,2006,73(4):763-770.

[31]趙強.熱變性米渣蛋白功能改性與結(jié)構關系研究[D].南昌:南昌大學,2012.

Relationship between solubility and structural properties of different low degree of hydrolysis of rice protein

CUI Sha-sha,ZHONG Jun-zhen,FANG Chong,LIANG Rui-hong*,LIU Wei,LIU Cheng-mei

(State Key Laboratory of Food Science and Technology,Nanchang University,Nanchang 330047,China)

In order to study the relationship of different degree of hydrolysis of rice protein solubility and the structure change,rice protein was enzymatically modified with alkaline protease to get desired degree of hydrolysis(DH)(0%,1%,3%,5%).And the solubility and disulfide bond content,surface hydrophobicity,surface microscopic structure and molecular weight of different degree of hydrolysis protein were characterized.In the range of pH2.0～11.0,the solubility of protein samples was decreased firstly,and then increased.At the same pH,solubility was increased with the increase of hydrolysis degree.When the degree of hydrolysis was 5%,maximum protein solubility was 65.93%.It showed that with the increase of the degree of hydrolysis,rice protein’s molecular weight,disulphide bond content and surface hydrophobicity were decreased significantly(p≤0.05).These changes may be because of the change of protein molecule structure,which led to the structure of the protein unfold or depolymerization,prompting rice protein internal hydrophilic group exposure,so as to improve the solubility of protein.From the scanning microscopy analysis:the grain size of rice protein was uneven and the material quality was hard.The size of rice protein hydrolysates was relatively uniform and the surface had more holes and they were fluffier.With the increase of the degree of hydrolysis,the structure and properties of protein samples were significantly changed.The conformational changes may lead to rice protein solubility increase.

rice protein;degree of hydrolysis;solubility;structure;properties

2015-09-07

崔沙沙(1990-)，女，碩士，研究方向：食物(含生物質(zhì))資源開發(fā)與利用，E-mail:767769711@qq.com。

梁瑞紅(1966-)，女，博士，研究員，研究方向：天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，E-mail:liangruihong@ncu.edu.cn。

食品科學與技術國家重點實驗室目標導向資助項目(SKLF-ZZA-201304)。

TS201.1

A

1002-0306(2016)07-0086-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.07.009