雜糧蛋白改性及其應用的研究進展

印錦政，孫玉田

1．中糧米業(yè)(沈陽)有限公司 (沈陽 110000)2．無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035)

雜糧通常是指水稻、小麥、玉米、大豆和薯類五大作物以外的糧豆作物，主要包括蕎麥、高粱、燕麥、綠豆、薏米等。雜糧中的蕎麥、綠豆、薏米等也是我國傳統(tǒng)藥食兼用的食物原料[1]。進入21世紀,隨著人們生活水平的提高和膳食結(jié)構(gòu)的改善,以安全、營養(yǎng)、健康等為特征的優(yōu)質(zhì)雜糧加工制品的市場需求與日俱增,相關(guān)的研究與開發(fā)工作日益受到重視。雜糧中不僅富含多糖、維生素、礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分[2]，而且優(yōu)異蛋白的含量與氨基酸評分(AAS)更是飲食中不可或缺的營養(yǎng)來源。然而，較差的理化特性制約了雜糧蛋白的開發(fā)與應用[3]。因此，雜糧蛋白的改性是食品科學領(lǐng)域重點研究及攻關(guān)的內(nèi)容。

1 雜糧蛋白的物理改性

超聲波是一種彈性機械波，低頻高強度超聲波可用于改變食物蛋白的物理或化學屬性。有報道顯示[4]，雖然400 W功率下超聲處理對綠豆蛋白的溶解性并未發(fā)生顯著作用，但有效地增強了綠豆蛋白的表面疏水性、乳化性能、起泡性及泡沫穩(wěn)定性。擠壓協(xié)同淀粉酶法可顯著提高高粱蛋白的提取率與純度，氨基酸分析和營養(yǎng)評價顯示,該方法制備的高粱蛋白具有較高的氨基酸利用率與良好的氨基酸平衡[5]。微波與超高壓處理均能對雜糧蛋白的滅菌與結(jié)構(gòu)維持起到重要作用[6]。

2 雜糧蛋白的化學改性

雜糧蛋白的化學改性包括酸堿化、?；?、脫酰胺、磷酸化、糖基化等。酸堿法大都應用于不同種類雜糧分離蛋白的提取，最常見的是堿溶酸沉法[7]。Tarek等[8]對綠豆蛋白進行了乙?；男?研究發(fā)現(xiàn)乙酰化的綠豆蛋白的吸油和吸水性均有顯著提高，且一定程度上可以降低綠豆中抗營養(yǎng)因子含量。脫酰胺改性能夠顯著提高等雜糧蛋白的消化性，其中玉米蛋白和蕎麥蛋白的體外消化率分別從原來的78.5%和69.5%提高到89.9%和78.5%[9]。大部分雜糧蛋白質(zhì)中都含有較多酰胺基團，蛋白質(zhì)的脫酰胺改性主要是酸法脫酰胺和酶法脫酰胺[10]。因為酶法脫酰胺成本高、水解可控性差[11]，溫和的酸水解法脫酰胺被廣泛應用于實際生產(chǎn)中。除此之外，高溫濕熱有機酸脫酰胺是一種既能提高雜糧蛋白功能特性，又能降低腸胃病人對醇溶蛋白不耐受癥與乳糜瀉，是富含醇溶蛋白的雜糧蛋白脫敏的有效方法之一[12]。糖基化改性是一種理想的化學改性方式，在沒有外源化學試劑參與的常溫或者加熱條件下，蛋白質(zhì)、多肽的暴露氨基或游離氨基可與還原糖中羥基化合物發(fā)生的共價結(jié)合(美拉德反應一種)，生成蛋白-糖共價復合物[3]。有研究表明糖基化可以明顯改善燕麥蛋白的凝膠性，值得注意的是超聲輔助處理可提高裸燕麥蛋白分子結(jié)構(gòu)和溶解特性，使溶液體系中的自由氨基數(shù)量增多，更多的游離氨基與β-葡聚糖發(fā)生共價結(jié)合，從而促進糖基化產(chǎn)物的生成[13]。

3 雜糧蛋白的酶法改性

隨著生物技術(shù)的進步與發(fā)展，酶法改性以其獨特的優(yōu)勢逐漸成為蛋白質(zhì)改性的主要技術(shù)手段之一[14]。至于雜糧蛋白，眾多雜糧蛋白水解物(肽)產(chǎn)品的報道層出不窮。蛋白質(zhì)的肽鍵在生物酶的催化下被打開或重組，一定結(jié)構(gòu)與氨基酸殘基序列排序的多肽存在各種生物活性功能。Luo等[15]利用堿性蛋白酶水解苦蕎清蛋白，篩選得到了抗氧化肽Ala-Phe-Tyr-Arg-Trp。Zheng等[16]通過風味蛋白酶、胃蛋白酶與胰蛋白酶水解燕麥球蛋白，制備得到14種ACE抑制肽，可有效治療高血壓與緩解血管炎癥。

4 展望

多項改性方法的復合使用是雜糧蛋白改性研究的趨勢，雜糧蛋白的改性研究具有廣闊的發(fā)展前景，對雜糧深加工及上游種植業(yè)、下游食品消費業(yè)具有重要意義，有助于推進我國向植物蛋白研制強國轉(zhuǎn)變。