大米乳清蛋白的研究

易翠平

(長沙理工大學化學與生物工程學院，長沙 410004)

大米乳清蛋白的研究

易翠平

(長沙理工大學化學與生物工程學院，長沙 410004)

采用相應的國標法對大米乳清蛋白的基本組成成分進行測定，SDS－PAGE凝膠電泳對其分子質(zhì)量進行測定，并對其溶解性、乳化性、發(fā)泡性、持水持油性等功能性質(zhì)及氨基酸組成進行了研究。結果表明，大米乳清蛋白中蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)達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)量分數(shù)高達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) 營養(yǎng)性質(zhì)

研究表明，大米蛋白在堿法提取過程中，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，在目前的研究和應用中均作為廢棄物處理，但其可溶性特點和較高的蛋白含量對環(huán)境可能造成的有機污染，值得作為食品配料進行進一步研究。擬通過對大米乳清蛋白的分子質(zhì)量、功能性質(zhì)和氨基酸含量三個方面的研究，為大米乳清蛋白作為食品配料提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器設備

大米:市售;丙烯酰胺:上海金貿(mào)泰化工有限公司;標準蛋白:北京鼎國昌盛生物技術有限責任公司;茚三酮:上海至鑫化工有限公司。

722可見分光光度計:上海佑科儀器儀表有限公司;FD－1A小型真空冷凍干燥機: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定

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

1.2.3 SDS－PAGE電泳測定大米乳清蛋白

采用LeammLi系統(tǒng)，分離膠質(zhì)量分數(shù)為8%，濃縮膠質(zhì)量分數(shù)為5.0%，板膠厚度1.5 mm，進樣量15 μL，樣品質(zhì)量濃度約為2 mg/mL。電泳開始時，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)的測定

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

1.2.5 大米乳清蛋白氨基酸組成的測定

氨基酸的測定: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反應液進樣，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，檢測波長570 nm和440 nm(檢測Pro和Pro－OH)。

2 結果與討論

2.1 大米乳清蛋白主要成分測定結果與分析

大米乳清蛋白基本成份分析結果表明(表1)，其主要成份是蛋白質(zhì)，質(zhì)量分數(shù)高達83.09%。但灰分質(zhì)量分數(shù)也很高，達5.27%，應該是在制備過程中脫鹽不徹底導致。

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是標準分子質(zhì)量和大米乳清蛋白SDSPAGE電泳圖，結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。說明大米乳清蛋白的主要成分應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定結果與分析

表2的結果表明，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。從制備方式來看，大米乳清蛋白應該是鹽溶蛋白和水溶蛋白的混合蛋白，說明其中的水溶蛋白質(zhì)量分數(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)定性遠遠高于大豆分離蛋白。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)量分數(shù)高達14.51%，高于有關報道［6－7］，可能與測定方法和品種間差異有關。但與大米蛋白中的清蛋白和球蛋白的賴氨酸含量遠遠高于谷蛋白和醇溶蛋白中的結論是一致的。同時，表4的氨基酸含量結果與FAO/WHO對必需氨基酸的對照結果表明，大米乳清蛋白在大米蛋白中比谷蛋白和醇溶蛋白營養(yǎng)更均衡。

表3 大米乳清蛋白的氨基酸組成

3 結論

大米乳清蛋白的主要成分是蛋白質(zhì)，質(zhì)量分數(shù)達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14.51%，氨基酸含量均衡。說明大米乳清蛋白是一種功能性質(zhì)和營養(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取［J］.食品與機械，2004，20(6):18－21

［2］陳愛梅，江連洲.大豆乳清蛋白的主要成分概述［J］.食品研究與開發(fā)，2005，4，172－174

［3］Chavan V D，Mckenzie D B，Shahidi F.Functional properties of protein isolates from beach pea［J］.Food Chemistry.2001，74:177－187

［4］Bera M B，Mukherjee.Solubility，emulsifying and foaming properties of rice bran protein concentrates［J］.Journal of Food Science.1989，54(1):142－145

［5］Sosulski F W，Humbert E S.Functional properties of rapeseed flours，concentrates and isolates［J］.Journal of Food Science.1976，46:1349－1353

［6］Radomir Lásztity，D.Sc.8 Rice Protein.The Chemistry of Cereal Proteins［M］.2nd edition.Boca Raton:CRC Press，1995:249－265

［7］周世英，鐘麗玉.糧食學與糧食化學［M］.北京:中國商業(yè)出版社.1987，127－150.

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 文獻標識碼:A 文章編號:1003－0174(2010)11－0005－03

湖南省科技廳科技計劃重大專項(2007FJ1007)

2009－11－06

易翠平，女，1973年出生，副教授，糧食、油脂與植物蛋白