米渣發(fā)泡蛋白的理化性質(zhì)及形態(tài)結(jié)構(gòu)

劉珊珊 陳季旺，2 陳 露 高 俊

（武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，武漢 430023）（農(nóng)產(chǎn)品加工湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心2，武漢 430023）

米渣發(fā)泡蛋白的理化性質(zhì)及形態(tài)結(jié)構(gòu)

劉珊珊1陳季旺1，2陳 露1高 俊1

（武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，武漢 430023）（農(nóng)產(chǎn)品加工湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心2，武漢 430023）

比較并分析了米渣蛋白（RDP）、脫酰胺米渣蛋白（RDDP）、米渣發(fā)泡蛋白（RDFP）的理化性質(zhì)及形態(tài)結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明在pH 2～12，RDP的溶解度較低，RDDP的溶解度在pH 2～4.5減小，在pH 4.5～12則增加，RDFP的溶解度均高于90%。與RDP相比，RDDP與RDFP的起泡力在pH 8～10分別增加39%與126%以上，且在pH 9.5時(shí)分別達(dá)到最高值56%和196%。RDP的乳化性穩(wěn)定，RDDP先減小后增大，RDFP則一直增大。RDDP與RDFP的必需氨基酸總量分別比RDP減少8.29%與7.7%，疏水值分別增加9.14%與30%。RDP、RDDP、RDFP均存在糖蛋白和α－螺旋、β－折疊片等二級(jí)結(jié)構(gòu)，且數(shù)量依次減少。RDP結(jié)構(gòu)緊密，聚集呈球狀，RDDP分裂為相對(duì)較小的塊狀聚集體，RDFP為大塊片層結(jié)構(gòu)。RDFP具有良好的發(fā)泡性，可以作為一種蛋白質(zhì)發(fā)泡粉用于食品工業(yè)。

米渣蛋白 脫酰胺米渣蛋白 米渣發(fā)泡蛋白 理化性質(zhì) 形態(tài)結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)發(fā)泡粉是改善食品起泡性、持泡性的輔料［1］，除具有其他發(fā)泡粉起泡、增白、乳化的作用，它還具有人體所需的氨基酸，提升了食品感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值［2］。目前國(guó)內(nèi)對(duì)蛋白質(zhì)發(fā)泡粉的年需求量為 4 000 t，但每年可提供量?jī)H為 1 000 t［3］。蛋清蛋白和乳清蛋白等是蛋白質(zhì)發(fā)泡粉的主要生產(chǎn)原料，但動(dòng)物蛋白價(jià)格昂貴，生產(chǎn)成本高［4］，在應(yīng)用中受到了一定的限制。米渣是大米制糖、發(fā)酵工業(yè)中的副產(chǎn)物，含有大米中的大部分蛋白質(zhì)。我國(guó)每年加工大米1.3～1.4億t，其中，生產(chǎn)淀粉糖等會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品米渣3 000多萬(wàn)t。長(zhǎng)期以來(lái)米渣僅作為飼料供給養(yǎng)殖業(yè)使用，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值未能充分利用，因此將廉價(jià)的米渣開(kāi)發(fā)為一種性質(zhì)優(yōu)良的蛋白質(zhì)發(fā)泡粉具有現(xiàn)實(shí)意義。

米渣中含蛋白質(zhì)為35%～40%［5］，大米制糖過(guò)程中高溫液化引起的美拉德反應(yīng)以及蛋白質(zhì)中高含量的天冬酰胺和谷氨酰胺通過(guò)氫鍵等結(jié)合均會(huì)使蛋白質(zhì)聚集、沉淀，導(dǎo)致其溶解度較低［6］，限制了米渣蛋白（Rice dreg protein，RDP）的開(kāi)發(fā)利用。目前主要采用化學(xué)法［7－9］和生物酶法［10］對(duì) RDP脫酰胺改性以增加其溶解性，使交聯(lián)的谷氨酰胺和天冬酰胺中的酰胺基轉(zhuǎn)變成羧酸，通過(guò)羧化作用減少分子內(nèi)氫鍵，增加分子上的負(fù)電荷，增強(qiáng)靜電排斥作用，提高RDP的溶解度［6］。周小玲等［6］發(fā)現(xiàn)大米谷蛋白去酰胺度為52.29%時(shí)在中性溶液中溶解度高達(dá)96.99%。蛋白酶水解能提高RDP的起泡力和持泡力［11－12］，多種蛋白酶組合的復(fù)合酶水解能較大程度地使蛋白質(zhì)分子的疏水性氨基酸暴露，從而提高蛋白質(zhì)的發(fā)泡性［13］。Anderson等［14］用蛋白酶水解大米分離蛋白，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)溶液表觀(guān)黏度顯著下降，發(fā)泡力和持泡力則增加。吳雨靜等［12］用中性蛋白酶水解脫脂脫糖米渣，制備出發(fā)泡性能良好的蛋白質(zhì)發(fā)泡粉。潘敏堯［15］研究發(fā)現(xiàn)堿性蛋白酶水解RDP制得的蛋白質(zhì)發(fā)泡粉的泡沫特性更好。本研究采用檸檬酸法對(duì)RDP脫酰胺制備脫酰胺米渣蛋白（RDDP）及復(fù)合酶水解RDDP制備米渣發(fā)泡蛋白（RDFP）的條件進(jìn)行了優(yōu)化。研究發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)的泡沫性能與表面疏水性［16］、分子形態(tài)結(jié)構(gòu)［17］等緊密相關(guān)。

國(guó)內(nèi)外有關(guān)米渣蛋白生產(chǎn)發(fā)泡粉的研究主要集中在如何提高米渣蛋白的溶解度［7－9］、乳化性［7－9］等，周小玲等［6］研究發(fā)現(xiàn)酶法脫酰胺影響了米谷蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)，但有關(guān)米渣蛋白的理化性質(zhì)與形態(tài)結(jié)構(gòu)關(guān)系的研究，目前還鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)比較分析RDP、RDDP、RDFP的溶解性、發(fā)泡性、持泡性和乳化性等理化性質(zhì)及形態(tài)結(jié)構(gòu)，探討RDFP的理化性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，擬為利用RDP開(kāi)發(fā)蛋白質(zhì)發(fā)泡粉及RDFP在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

米渣（蛋白質(zhì) 59.04%、水分 11.88%、灰分2.64%、脂肪10.27%、糖16.17%）：合肥錦泰糖業(yè)有限公司；堿性蛋白酶（Alcalase，2.4 AU／g）、復(fù)合蛋白酶（Protamex，1.5 AU／g）：丹麥諾維信公司；高溫α－淀粉酶（α－Amylase，18 700 U／mL）：銳陽(yáng)生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)儀器

SYC智能超級(jí)恒溫水浴鍋：鞏義市英峪予華儀器廠(chǎng)；LCJ.Ⅱ型離心機(jī)：上海醫(yī)用分析儀器廠(chǎng)；TGL－16C臺(tái)式離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠(chǎng)制造；FD－1冷凍干燥機(jī)：天津儀器公司；LD5－10型離心機(jī)：北京醫(yī)用離心機(jī)廠(chǎng)；Delta320精密pH計(jì)：梅特勒－托利多儀器（上海）有限公司；L－8900型氨基酸分析儀：日本日立公司；UV－2100紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海尤尼柯儀器有限公司；SX－40掃描電子顯微鏡：日本明石公司；紅外光譜儀（Nexus）：美國(guó) Thermo Nicolet公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 制備RDP、RDDP和RDFP

米渣按料液比1∶10配成懸浮液，pH調(diào)至6.0，加入α－淀粉酶（加酶量 11.7 U／g），60℃水解2.5 h，80℃水洗3次，3 000 r／min離心，噴霧干燥制得RDP（蛋白質(zhì)71.32%，可溶性氮3.23%，水分7.58%，灰分2.45%，脂肪4.39%，糖14.07%）。

取適量RDP置于酶解罐中，按料液比6∶100加入pH 1.5的檸檬酸溶液，80℃反應(yīng)3 h，迅速冷卻反應(yīng)液，4 000 r／min離心10 min，上清液經(jīng)截留相對(duì)分子質(zhì)量為3 000的膜超濾及噴霧干燥即得RDDP（蛋白質(zhì) 80.92%，可溶性氮 29.74%，水分8.53%，灰分2.85%，脂肪2.13%，糖5.39%）；稱(chēng)取0.5 g RDDP樣品，加5 mL 2 mol／L鹽酸，抽真空封于硬質(zhì)玻璃管中，在115～125℃下水解3 h，水解完畢取出，待冷后打開(kāi)玻璃管，20 g／L的硼酸吸收氮并測(cè)定酰胺氮含量，計(jì)算脫酰胺度（脫酰胺度58.49%）。

配制10%的RDDP溶液，將pH調(diào)至8.0，取適量置于酶解罐中，邊攪拌邊加入堿性蛋白酶（加酶量24 AU／kg），40℃反應(yīng)100 min，加入同等體積的復(fù)合蛋白酶（加酶量15 AU／kg），40℃反應(yīng)80 min，在反應(yīng)過(guò)程中不斷加入酸或堿，維持pH 8.0±0.1，至反應(yīng)結(jié)束。沸水浴20 min，滅酶，4 000 r／min離心15 min，得上清液即為RDFP（蛋白質(zhì)84.15%，可溶性氮96.43%，水分7.63%，灰分2.28%，脂肪1.14%，糖4.72%）。

1.3.2 溶解度的測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)量1.000 g樣品溶于100 mL水中，在磁力攪拌器上以300 r／min的轉(zhuǎn)速攪拌，用1.0 mol／L HCl或NaOH迅速調(diào)至預(yù)定pH，攪拌30 min使樣品充分溶解。攪拌結(jié)束后4 000 r／min離心15 min，吸取上清液，采用半微量凱氏定氮法測(cè)定上清液中氮含量，計(jì)算溶出的蛋白質(zhì)含量。分別測(cè)定RDP、RDDP、RDFP的溶解度，分析溶解度的變化。

1.3.3 起泡力及持泡力的測(cè)定

配制1%質(zhì)量濃度蛋白溶液100 mL（V0），用2 000 r／min的速度攪拌10 min，停止攪拌并迅速倒入1 L量筒記錄液體和氣泡的總體積（V1），30 min后再次記錄溶液和氣泡的總體積（V2），起泡力、持泡力的計(jì)算見(jiàn)式（1）、式（2）。

1.3.4 乳化性的測(cè)定

配置5%蛋白質(zhì)溶液15 mL，加入15 mL食用油，10 000 r／min均質(zhì)1 min，移至50 mL帶刻度離心管中，于2 000 r／min的轉(zhuǎn)速下離心5min，測(cè)量離心管中液體的乳化層高度。乳化性計(jì)算見(jiàn)式（3）。

1.3.5 氨基酸組成的分析

準(zhǔn)確稱(chēng)取1.000 g樣品，移入玻璃試管中，加入15 mL 6 mol／L HCl，然后將試管抽真空充氮?dú)夥夤埽旁?08℃恒溫干燥箱內(nèi)水解22 h，待冷卻后，定容至25 mL，吸取濾液100μL于40℃真空干燥器中進(jìn)行干燥，用0.2 mol／L HCl定容至1 mL。采用氨基酸分析儀測(cè)定氨基酸含量。

1.3.6 疏水值的計(jì)算

根據(jù)各氨基酸的疏水值、RDP、RDDP、RDFP的氨基酸組成和含量，計(jì)算出RDP、RDDP、RDFP的平均疏水性值，計(jì)算公式見(jiàn)式（4）、式（5）。

式中：AAi為100 g蛋白質(zhì)中每種氨基酸的質(zhì)量／g；Mi為各種氨基酸的摩爾質(zhì)量／g／mol；∑AAi／Mi為100 g蛋白質(zhì)中氨基酸的總摩爾數(shù)／mol；Δfti為氨基酸側(cè)鏈?zhǔn)杷担痥J／mol；Q為蛋白質(zhì)的疏水值。

1.3.7 紅外光譜

用無(wú)水酒精將研缽、鑷子、壓片等用具擦試干凈，置紅外燈下照射以使酒精快速揮發(fā)干燥。在研缽中加入適量KBr粉末，按照約1∶10的比例分別加入RDP、RDDP、RDFP樣品，充分研磨混勻，壓片，壓片盡量薄而透明，以保證較高的透光率。用傅立葉變換紅外光譜儀測(cè)定紅外吸收光譜圖，以KBr粉末作為空白背景，設(shè)定分辨率4 cm－1，掃描次數(shù)為16次，全波長(zhǎng)（4 000～500 cm－1）掃描。

1.3.8 掃描電子顯微鏡

對(duì)RDP、RDDP和RDFP進(jìn)行干燥預(yù)處理，采用掃描電子顯微鏡觀(guān)察RDP、RDDP、RDFP的表面微觀(guān)形態(tài)。剪取適當(dāng)大小靜電雙面膠置于掃描電鏡載物臺(tái)，挑取少量樣品均勻?yàn)⒃陔p面膠帶上，用洗耳球吹去多余的粉末。將電鏡載物臺(tái)放入鍍金器中進(jìn)行高溫噴碳鍍金，設(shè)定電子槍加速為15 kV，掃描樣品表面結(jié)構(gòu)，選擇合適的放大倍數(shù)掃描拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 溶解性

對(duì)RDP、RDDP和RDFP在 pH 2～12范圍內(nèi)的溶解度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可以看出，在pH 2～12范圍內(nèi)，RDP的溶解度較小且隨pH變化不明顯，當(dāng)pH大于10.0時(shí)，溶解度略有增加，這是因?yàn)镽DP中的部分谷蛋白溶于堿性溶液；RDDP的溶解度隨著pH的增加先減小后增加，在pH 4.5左右達(dá)到最低值18.7%，可能是因?yàn)閜H 4.5是大米谷蛋白的等電點(diǎn)，此時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量較大的谷蛋白發(fā)生聚沉；RDFP的溶解度高于90%且隨pH變化不大，說(shuō)明RDFP具有較好溶解性，且受pH影響較小。在同一pH條件下，RDP、RDDP和RDFP的溶解度依次增加，RDDP的溶解度增加是RDP脫酰胺反應(yīng)中酰胺鍵因羧化作用減少了分子內(nèi)氫鍵，增加分子上的負(fù)電荷，增強(qiáng)了靜電排斥作用等［6］；RDFP的溶解度進(jìn)一步提高可能是復(fù)合蛋白酶將部分RDDP降解成小分子寡肽。

圖1 RDP、RDDP和RDFP的溶解度

2.2 起泡力和持泡力

不同pH條件下RDP、RDDP和RDFP的起泡力和持泡力變化分別見(jiàn)圖2和圖3。由圖2和圖3可知，在pH 8～10范圍內(nèi)，隨著pH的增大，RDP、RDDP和RDFP的起泡力逐漸增加，持泡力略有減小。與RDP相比，RDDP與RDFP的起泡力在pH 8～10范圍內(nèi)分別增加39%與126%以上，且在pH 9.5時(shí)最高分別達(dá)到56%和196%，可能是pH既影響蛋白質(zhì)的溶解度，同時(shí)又影響了蛋白質(zhì)的柔性和表面疏水性，pH越大分子所帶靜電荷越多，起泡力增大［13］；在同一pH條件下，RDP、RDDP和RDFP的起泡力和持泡力均依次增高，可能與蛋白質(zhì)的溶解度有關(guān)。蛋白質(zhì)的起泡力是指蛋白質(zhì)溶液形成氣－液界面薄膜并包容大量氣泡的能力。當(dāng)一定濃度的蛋白質(zhì)溶液受到急速攪拌時(shí)，氣泡混入形成大量的氣－液界面，吸附到界面的蛋白質(zhì)分子降低了界面張力，進(jìn)一步促進(jìn)界面的形成，同時(shí)蛋白質(zhì)肽鏈間的相互作用形成的二維網(wǎng)絡(luò)加強(qiáng)了界面膜，有利于泡沫的形成和穩(wěn)定［13］，因此在pH 8～10范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)溶解度越大起泡力和持泡力越大。

圖2 pH對(duì)RDP、RDDP、RDFP起泡力的影響

圖3 pH對(duì)RDP、RDDP、RDFP持泡力的影響

2.3 乳化性

不同pH條件下RDP、RDDP和RDFP的乳化性變化見(jiàn)圖4。由圖4可以看出，在pH 2～12范圍內(nèi)，隨著pH增加，RDP的乳化性變化不明顯且均小于20%；RDDP的乳化性先減小后增大，在pH 4附近達(dá)到最低值37%；RDFP的乳化性則一直增加，當(dāng)pH大于4時(shí)，RDFP乳化性最大。蛋白質(zhì)乳化性取決于溶解度和疏水值［18］，結(jié)合圖1分析，pH 4.5是大米谷蛋白的等電點(diǎn)，其溶解度最小，因而RDP和RDDP的乳化性均在此時(shí)達(dá)到最低值。當(dāng)pH＞4.5，蛋白質(zhì)乳化性隨著pH的增加而增大，可能是脫酰胺作用使得大量基團(tuán)（包括親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)）暴露出來(lái)從而增加了蛋白質(zhì)的溶解度和表面疏水性，使得蛋白質(zhì)的親水性－疏水性達(dá)到乳化平衡從而提高其乳化性［19］。在相同pH條件下，RDFP的乳化性最好，這是因?yàn)樵诿擋０返幕A(chǔ)上進(jìn)一步酶解蛋白，使得蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，分子鏈被水解變短，親油性隨著油水界面可利用的寡肽含量增加而增加［19］，同時(shí)，蛋白質(zhì)分子表面電荷數(shù)量增多，阻止了油滴的相互靠近，總體表現(xiàn)為乳化性提高。

圖4 pH對(duì)RDP、RDDP和RDFP乳化性的影響

2.4 氨基酸組成和疏水值

RDP、RDDP和RDFP的氨基酸組成、含量和疏水值見(jiàn)表1。由表1可以看出RDP、RDDP和RDFP的氨基酸含量略有不同。RDDP的必需氨基酸較RDP減少8.29%，RDFP較RDDP增加0.65%。與RDP相比，RDDP、RDFP的疏水性氨基酸含量分別增加0.21%和減少0.13%，疏水性氨基酸含量基本不變。RDP、RDDP和RDFP中，能夠賦予產(chǎn)品可口味道的香味氨基酸（包括天冬氨酸和谷氨酸）［20］含量均較高，其中RDFP中天冬氨酸和谷氨酸分別占11.7%和20.0%，這一特征使得RDFP更好的應(yīng)用于食品工業(yè)。

RDP經(jīng)脫酰胺、酶解，RDP、RDDP、RDFP的疏水值分別為 3.50、3.82、4.55 kJ／mol；與 RDP相比，RDDP、RDFP的疏水值分別增加9.14%與30.00%。這是因?yàn)槊擋０泛兔附馄茐牧说鞍追肿又旅艿目臻g結(jié)構(gòu)，包埋在分子內(nèi)部的疏水基團(tuán)部分暴露出來(lái)，引起蛋白質(zhì)的疏水性增加。結(jié)合2.1、2.2和2.3分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，米渣蛋白的帶電氨基酸含量、疏水性及其溶解度均增加，可能是脫酰胺和酶解增加了蛋白質(zhì)的表面電荷數(shù)量和疏水性，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)的親水性－疏水性達(dá)到乳化平衡時(shí)［21－22］，米渣蛋白發(fā)泡性能最佳。

表1 RDP、RDDP和RDFP的氨基酸組成、含量和疏水值

2.5 紅外光譜

利用傅里葉變換紅外光譜分析儀分析RDP、RDDP、RDFP的二級(jí)結(jié)構(gòu)，結(jié)果見(jiàn)圖5。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)與糖分子通過(guò)共價(jià)結(jié)合后會(huì)出現(xiàn)羥基增加的典型特征，即在紅外圖譜的3 700～3 200 cm－1范圍內(nèi)出現(xiàn)較寬的吸收峰，在1 260～1 000 cm－1范圍內(nèi)也會(huì)出現(xiàn)吸收［23］。RDP的FTIR圖譜中有波數(shù)為3 293.83 cm－1和1 655.73 cm－1的糖環(huán)特征吸收峰，分別由糖分子內(nèi)或分子間氫鍵及醛基、酰氨基團(tuán)中的C==O伸縮振動(dòng)或—NH2中的 N—H變角振動(dòng)所引起［18］。另外，圖5中波數(shù)為1 079.43 cm－1的吸收峰是糖分子中C—O—C基團(tuán)的伸縮振動(dòng)引起，也是糖環(huán)存在的特征吸收峰。RDDP和 RDFP分別在3 415.40和3 385.23 cm－1有吸收峰，且強(qiáng)度略高于 RDP，表明RDDP和RDFP均存在糖分子內(nèi)或分子間氫鍵；RDDP和RDFP分別在1 641.47和1 654.65 cm－1有吸收峰［24］，進(jìn)一步說(shuō)明糖環(huán)存在；RDDP、RDFP分別在1 048.10和1 047.26 cm－1有吸收峰，但各峰均弱于RDP，說(shuō)明RDDP、RDFP中存在糖環(huán)基團(tuán)但糖含量均低于RDP，因此脫酰胺和酶解作用在一定程度上破壞了糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合，降低了含糖量。米渣蛋白的溶解性增加伴隨著糖含量的減少，糖蛋白含量影響了米渣蛋白的溶解性。

根據(jù)表2對(duì)酰胺Ⅰ帶的譜峰進(jìn)行分析，波數(shù)在1 650～1 658 cm－1范圍處為α－螺旋，在1 610～1 640 cm－1范圍處為β－折疊片，其中峰面積代表其含量；酰胺Ⅲ帶振動(dòng)區(qū)域：1 290～1 340 cm－1為α－螺旋，1 255～1 288 cm－1范圍處為無(wú)規(guī)卷曲，1 181～1 248 cm－1范圍處為 β－折疊片［25］。圖 5中顯示RDP、RDDP和RDFP在1 650～1 658 cm－1范圍有強(qiáng)吸收峰、1 610～1 640 cm－1范圍無(wú)吸收峰、1 181～1 248 cm－1范圍有弱吸收峰，且RDP、RDDP和RDFP峰面積逐漸減小，表明檸檬酸脫酰胺和復(fù)合酶水解減少米渣蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)數(shù)量，α－螺旋、β－折疊片等二級(jí)結(jié)構(gòu)數(shù)量的變化影響了米渣蛋白的理化性質(zhì)。

表2 蛋白質(zhì)酰胺的紅外吸收特征頻率表

圖5 RDP、RDDP和RDFP的傅里葉變紅外光譜

2.6 掃描電子顯微鏡

采用掃描電子顯微鏡觀(guān)察RDP、RDDP、RDFP的形態(tài)結(jié)構(gòu)，結(jié)果見(jiàn)圖6。從圖6中可以看出，RDP結(jié)構(gòu)緊密，形成聚集球狀（圖6a）；經(jīng)過(guò)脫酰胺處理后球狀結(jié)構(gòu)開(kāi)始分裂形成相對(duì)較小的塊狀，仍部分保留有蛋白質(zhì)分子聚集狀態(tài)（RDDP，圖6b）；RDDP經(jīng)過(guò)復(fù)合酶組合酶解后聚集狀態(tài)徹底破壞，形成大塊片層結(jié)構(gòu)（RDFP，圖 6c），這與 Miwa等［26］研究脫酰胺處理脫脂牛奶后蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)變化類(lèi)似。蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)和聚集狀態(tài)的改變影響了RDP、RDDP和RDFP理化性質(zhì)。

圖6 RDP、RDDP和RDFP的掃描電子顯微鏡外觀(guān)圖

3 結(jié)論

本研究比較了RDP和脫酰胺及2種蛋白酶分步水解制備的RDDP、RDFP的理化性質(zhì)及形態(tài)結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明RDFP易溶，起泡力、持泡力高，乳化性強(qiáng)，帶電氨基酸含量及疏水性增加，可以作為一種良好的蛋白質(zhì)發(fā)泡粉開(kāi)發(fā)利用。FTIR和SEM試驗(yàn)結(jié)果表明糖蛋白含量影響米渣蛋白的溶解性，檸檬酸脫酰胺和復(fù)合酶水解減少了米渣蛋白的α－螺旋、β－折疊片等二級(jí)結(jié)構(gòu)數(shù)量，二級(jí)結(jié)構(gòu)數(shù)量及形態(tài)的變化影響了RDP、RDDP和RDFP理化性質(zhì)。

［1］李和平，李夢(mèng)琴.新型食品添加劑玉米蛋白發(fā)泡粉的研制［J］.鄭州糧食學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，19（1）：33－37

［2］吳亞梅，陳健，李維鋒.玉米蛋白粉深加工應(yīng)用的新進(jìn)展［J］.現(xiàn)代食品科技，2007，23（4）：97－100，88

［3］吳雨靜.米渣發(fā)泡蛋白制備工藝的研究［D］.合肥：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012

［4］夏劍秋，王敏.大豆蛋白發(fā)泡粉的酶法提取工藝技術(shù)［J］.中國(guó)油脂，2007，32（11）：47－48

［5］王亞林，陶興無(wú).應(yīng)用纖維素酶解和酸洗法從米渣中提取蛋白質(zhì)的研究［J］.中國(guó)釀造，2003，2：24－25

［6］周小玲，劉永樂(lè)，李向紅，等.蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶對(duì)米谷蛋白的分子結(jié)構(gòu)及功能性質(zhì)的影響［J］.中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2010，10（5）：98－105

［7］Qiu C，Sun W，Cui C，et al.Effect of citric acid deamidation on in vitro digestibility and antioxidant properties of wheat gluten［J］.Food Chemistry，2013，141（3）：2772－2778

［8］Liao L，Qiu C，Liu T，et al.Susceptibility of wheat gluten to enzymatic hydrolysis following deamidation with acetic acid and sensory characteristics of the resultant hydrolysates［J］.Journal of Cereal Science，2010，52（3）：395－403

［9］Liao L，Liu T，Zhao M，et al.Functional，nutritional and conformational changes from deamidation of wheat gluten with succinic acid and citric acid［J］.Food Chemistry，2010，123（1）：123－130

［10］李向紅，周小玲，劉永樂(lè)，等.蛋白質(zhì)谷氨酰胺酶對(duì)米谷蛋白功能性質(zhì)的影響［J］.食品科學(xué)，2010，17：192－196

［11］紀(jì)崴.酶法及美拉德反應(yīng)改進(jìn)大米蛋白功能性質(zhì)的研究［D］.無(wú)錫：江南大學(xué)，2009

［12］吳雨靜，杜先鋒.響應(yīng)面法優(yōu)化米渣發(fā)泡蛋白制備工藝的研究［J］.中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2012，27（9）：96－101

［13］王章存，姚惠源.米渣蛋白的制備及其酶法水解研究［D］.無(wú)錫：江南大學(xué)，2005

［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］潘敏堯.大米濃縮蛋白的研制及蛋白質(zhì)改性的研究［D］.杭州：浙江大學(xué)，2006

［16］Báez G D，Moro A，Ballerini G A，et al.Comparison between structural changes of heat－treated and transglutaminase cross－linked beta－lactoglobulin and their effects on foaming properties［J］.Food Hydrocolloids，2011，25（7）：1758－1765

［17］Talansier E，Loisel C，Dellavalle D，et al.Optimization of dry heat treatment of egg white in relation to foam and interfacial properties［J］.LWT－Food Science and Technology，2009，42（2）：496－503

［18］Zhao Q，Selomulya C，Xiong H，et al.Comparison of functional and structural properties of native and industrial process－modified proteins from long－grain indica rice［J］.Journal of Cereal Science，2012，56（3）：568－575

［19］Mirmoghtadaie L，Kadivar M，Shahedi M.Effects of succinylation and deamidation on functional properties of oat protein isolate［J］.Food Chemistry，2009，114（1）：127－131

［20］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

［21］高育哲，徐紅華，黃占權(quán).定位酶解與蛋白質(zhì)表面性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特性關(guān)系研究進(jìn)展［J］.糧食與油脂，2008（2）：7－9

［22］Paraman I，Hettiarachchy N S，Schaefer C，et al.Glycosylation and deamidation of rice endosperm protein for improved solubility and emulsifying properties［J］.Cereal Chemistry，2007，84（6）：593－599

［23］Makri E A，Doxastakis G I.Surface tension of phaseolus vulgaris and coccineus proteins and effect of polysaccharides on their foaming properties［J］.Food Chemistry，2007，101（1）：37－48

［24］劉斌，馬海樂(lè)，李樹(shù)君，等.超聲波處理對(duì)脫脂麥胚分離蛋白結(jié)構(gòu)的變化研究［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2011，31（8）：2220－2225

［25］閻隆飛，等.蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，1999

［26］Miwa N，Yokoyama K，Wakabayashi H，et al.Effect of deamidation by protein－glutaminase on physicochemical and functional properties of skim milk［J］.International Dairy Journal，2010，20（6）：393－399.

Physicochemical Properties and Morpological Structure of Rice Dreg Foaming Protein

Liu Shanshan1Chen Jiwang1，2Chen Lu1Gao Jun1

（College of Food Science and Engineering，Wuhan Polytechnic University1，Wuhan 430023）（Hubei Collaborative Innovation Center for Processing of Agricultural Products2，Wuhan 430023）

Physicochemical properties and morphological structure of rice dreg protein（RDP），rice dreg decarboxamidation protein（RDDP）and rice dreg foaming protein（RDFP）had been investigated.Solubility of RDP was low and stable at pH 2～12，solubility of RDDPdecreased at pH 2～4.5 then increased at pH 4.5～12 and solubility of RDFP was more than 90%.Compared to RDP，foaming force of RDDP and RDFP increased of more than 39%and 126%at pH 8～10 respectively and reached the maximum56%and 196%at pH 9.5 respectively.Emulsibility of RDP was stable and emulsibility of RDDPfirstly decreased and then increased，while that of RDFP increased.Total amount of essential amino acid of RDDP and RDFP decreased 8.29%and 7.7%respectively and the hydrophobicity increased 9.14%and 30%respectively.There was some glycoprotein and secondary structure for－h(huán)elix and－strand in RDP，RDDP，and RDFP，meanwhile the quantity decreased successively.RDP presented closely as aggregate ball，RDDPbecame much smaller clumpy aggregations，and RDFPbecame a large piece of layer structure.The results indicated that RDFP might be used as a promising protein foam powder ingredient in food industry for its excellent physicochemical properties.

rice dreg protein，rice dreg decarboxamidation protein，rice dreg foaming protein，physicochemical properties，morphological structure

TS209

A

1003－0174（2015）04－0033－06

湖北省教育廳優(yōu)秀中青年人才項(xiàng)目（Q20091808），武漢工業(yè)學(xué)院2001年研究生創(chuàng)新基金（2011CX012）

2013－12－19

劉珊珊，女，1988年出生，碩士，糧食、油脂及植物蛋白工程

陳季旺，男，1970年出生，教授，糧食、油脂及植物蛋白工程