1. 研究目的与意义
大米是全球范围内人们日常膳食中的主要粮食之一,大米蛋白是的含量约占8%。虽然含量不是很高,但其具有极高的营养价值,其过敏性低,且具有柔和以及不刺激的味道,是一种值得深入研究的优质植物蛋白。从生物价的角度考虑,大米蛋白氨基酸组成合理,含有人体所需的多种氨基酸,特别是赖氨酸的含量高于其他谷类,接近于理想模式[1]。大米蛋白的另一显著特点是低抗原性,许多植物蛋白及动物源性蛋白中含有抗营养因子,比如大豆和花生中含有的胰蛋白酶抑制因子和凝集素等会对机体造成伤害,引发一些过敏或中毒反应,尤其是新生儿免疫力不足,对此极其敏感,而大米蛋白中并不存在类似的致敏因子,具有安全等级高的特点,是唯一可以免于过敏试验的谷物蛋白质[2]。
大米蛋白在人体内的实际消化率大于88% [3],在婴儿配方食品中可添加部分大米蛋白替代牛奶或大豆蛋白[4]。近年来大量研究表明,大米蛋白具有降胆固醇、降血脂、抗氧化及抗癌[5]等生物功能。大米蛋白可分为四类:清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白,其中谷蛋白含量高达80%[6],谷蛋白是一种刚性的球状结构蛋白,亚基间通过分子内、分子间二硫键及疏水相互作用形成分子量64~500kDa的致密聚集体[7],导致其在中性溶液中溶解度极低[8],限制了其的应用领域。
与蛋白质相比,多肽易吸收且溶解性较好,在食品工业中具有潜在的应用前景。肽是由两个及两个以上氨基酸以肽键链接的化合物,其结构简单,在物质构成上,肽与蛋白质具有同质性,却具有与氨基酸和蛋白质不同的独特生理功能,能在人体内发挥重要的作用。肽的相对分子质量通常在5000 Da 以下,一些功能性低聚肽分子量较小,由3-6个氨基酸组成,其相对分子量分布低于1000 Da [9]。
2. 研究内容和预期目标
主要研究内容:
1大米谷蛋白的高效提取
2酶解时间对谷蛋白水解度的影响
3酶解时间对谷蛋白可溶性蛋白含量的影响
3. 国内外研究现状
大米蛋白是公认的优质食用蛋白,其生物效价高,属于低抗原性蛋白,不会产生过敏反应,在所有谷物中大米是唯一可免于过敏试验的谷物品种,因而大米蛋白被认为是一种具有高开发价值的植物蛋白资源,受到了全世界研究者们的关注[16]。目前,大米蛋白的提取方法主要有酶法、碱法和将两种方法相结合的方法,其中酶法提取的缺点主要为工艺复杂且提取率低,碱法提取的缺点主要为破坏了蛋白质的结构,降低了营养价值。提取方式的不同会影响蛋白质结构的变化,而结构的变化会影响蛋白的体外酶解过程,进而影响水解产物的生物活性。因此,大米蛋白提取方法的开发研究具有重要的现实意义。
大米蛋白主要由四种成分组成,其中,大米谷蛋白为寡聚蛋白,是一种贮藏蛋白,主要分布在大米淀粉质胚乳中的蛋白体(PB-Ⅱ),PB-Ⅱ为椭圆球形,该球形颗粒的直径约为4μm,质地均匀且不分层 [17]。谷蛋白的生物利用度较高,根据大米蛋白组成的物理性质的区别,将谷蛋白从大米蛋白中高效分离出来将有助于后续对谷蛋白进行深入的科学研究。
国外对蛋白肽产品的研发较活跃,其中开发的肽类产品包括米蛋白肽、大豆肽、小麦肽和玉米肽等。我国早期对蛋白质水解的研究主要是基于改善蛋白质的加工特性,且对植物蛋白的研究主要集中在大豆蛋白、核桃蛋白和花生蛋白等。随着对生物活性肽的进一步认识,国内学者也开始重视生物活性肽的开发,其重点研究对象主要是大豆蛋白、乳蛋白和大米蛋白等[18]。但国内市场上目前天然的大米蛋白多肽产品仍然很少,亟待进一步研究与开发。
4. 计划与进度安排
2020年1月5日——2022年1月15日 撰写开题报告
2022年1月16日——2022年3月25日 做实验及完成数据处理
2022年3月26日——2022年4月15日 撰写论文初稿
5. 参考文献
[1]金融,赵念,陈莎莎,等.大米蛋白的研究与利用[J].食品工业科技,2007,28(1):231-233.
[2]张慧娟夏雪芬,王静,刘英丽,李莹莹.大米蛋白及其酶解产物的功能性质[J].中国食品学报,2015,15(8):63-64.
[3]KUBOTA M,ATANABER,KABASAWAH,et al. Rice proteinameliorates the progress of diabetie nephropathy in Goto-Kakizaki rats withhigh-sucrose feeding[J].BritishJournal of Nutrition,2013,110:1211-1219.
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