大米水解蛋白的物化性质研究.pdfVIP

第2 2卷第 5 期 2 0 0 6年 9月 0 0 D & M A C H 姗 R Y V o 1 2 2 N o 5 S e p ， 200 6 大米水解蛋 白的物化性质研 P h y s iC O c h e mi c a I p r o p e r t i e s o f h y d r o ly z e d r ic e 王章存 刘卫东 王 雷 p r o t e in WANG Zh a n g C U rt L I U We i d o n g WANG L e i ( 1 郑州轻工业学院食品与生物工程学院， 河南 郑州4 5 0 0 0 2 ； 2 郑州牧业工程高等专科学校， 河南 郑州4 5 0 0 0 8 ； 3 河南省禹州市质量技术监督 局 ， 河南 禹州4 6 1 6 7 0 ) 1 S c h o o l o f F o o d a n d B i o e n g i n e e r i n g Z h e n g z h o u I n s t i t u t e o f L i g h t I n d u s t r y ， Z h e n g z h o u ， H e n a n 4 5 0 0 0 2 ， C h i n a ； 2 Z h e n g z h o u C o l l e g e o f A n i m a l H u s b a ndr y E n g i nee r i n g， Z h e n g z h o u ， H e n a n 4 5 0 0 0 8 ， C h i na ； 3 Y u z h o u B u r e a u of Q u a l i t y a nd T e c h n i c a l S u p e r v i s i o n ，Y u z h o u ， H e nan 4 6 1 6 7 0 ， C h i na) ) 摘 要： 研究 了大米水解蛋白( H R P ) 在不 同浓度 、 p H值 和糖类 物质存在时的乳化、 发泡等应用性能。结果表明： 随着p H值 的增加， 其溶解度、 发泡能力和乳化活性等均有明显增加， 但 其泡沫稳 定性 和 乳化 稳 定性 却 未呈现 规 律 性 变化 。提 高 H R P的 浓度或在 HR P溶 液 中添加 可溶性 淀粉 可显 著改 善 H R P的乳化 活性 ， 但 可溶性淀粉 的添加 量 高于 HR P时 ， 其 乳 化稳 定性呈 下降趋 势。 葡萄糖和蔗糖 对 H R P溶 液乳化性 能 也有一 定影响 。 关键词 ： 大米蛋白； 水解物 ； 乳化性 ； 发泡性 Ab s t r a c t ： Th e e f f e c t o f p r o t e i n c o n te n t ，p H a n d c a r b o h y d r a t e s o n p h y s i c o - c h e m i c al p r o p e r t i e s o f h y d r o l y z e d r i c e p r o t e i n( H R P )w e r e s t u d i e d T h e r e s u l t s s h o w e d th a t h i g h c o n c e n t r a t e o f HRP o r h i g h p H v a l u e c o u l d i m p r o v e f o a mi n g a b i l i t y a n d e mu l s i f y i n g a c t i v i t y o f HRP，b u t e mu l s i f y i n g s t a - b i l i t y a n d f o a mi n g s t a b i l i t y did n o t s h o w r e g u l a r c h a n g e Ad d i n g s o l u b l e s t a r c h t o HRP s o l u t i o n c o u l d i mp r o v e e v i d e n t l y e mu l s i f y i n g a c t i v i t y o f HRP， b u t e f f e c t s o f g l u c o s e a n d s u c r o s e we r e l e s s t h a n t h a t o f s o l u b l e s t arc h Ke y wo r d s ：Ri c e p r o t e i n；Hy d rol y s a t e；Emu l s i f y i n g p r o p e rt y；F o a mi n g p r o p e rt y 大米蛋白是优质植物蛋白， 具有合理的氨基酸组成和低 过敏性等特点， 可用于婴幼儿和老年人健康食品中 。大米 淀粉糖和有机酸发酵生产中的副产品均可用来提取大米蛋 白。但 大米蛋 白在水 中的溶解性很差 ， 严重影响 了它 的应用 范围 j 。笔者曾对大米 蛋 白的提取及 其酶 水解技 术进 行 了研究 一 ， 得到了溶解性较好的大米蛋白水解物( H R P ) 。 基金项 目： 河南省年度科技攻关项 目( 项 目编号 ： 0 4 2 4 2 9 0 0 4 2 ) 作者简介 ： 王章存( 1 9 6 3一) ， 男 ， 郑州轻工业学 院食品与生 物工程学 院教授 、 博 士。E - m a il ： d w z h c 1 6 3 c o m 收稿 日期： 2 0 0 6 0 5 2 9 l 材料与方法 1 1 材料 大米水解蛋白( HR P ) ： 由本实验室制备的大米蛋白， 蛋 白质含量为 8 5 2 ， 经过碱性蛋白酶和复合蛋白酶共同水解 ( 底物浓度 1 0 ， 加 酶量 1 0 ， 反应时 间 3 5 h ) 所得 的酶水 解物 ； 大豆油 ： 市售 ； 可溶性淀粉 ： 上海化学试剂采购供应站 。 1 2 仪器与设备 X H F 一 1高速分散器、 C S 5 0 1 型超级恒温水浴、P H S 一 3 C型 精密 p H计、 J B 3 0 0 一 D型强力电动搅拌机 、 7 2 2型光栅分 光光度计等。 1 3实验方法 1 3 1 H R P溶解性以不同 p H溶液配制 1 0 大米蛋白水 解物( H R P ) 悬浮液， 于3 0振荡保温 1 h后， 在 1 5 0 0 r m i n 转速下离心 1 0 mi n ， 倾出上清液并测量体积， 用 F o l i n酚试剂 法测定其中蛋白质浓度 。计算溶 出蛋 白占总蛋 白的百分 比。 1 3 2 发泡性及发泡稳定性参考文献 8 方法。将各试 验溶液稀释到4 后， 取 1 0 0 mL放入2 5 0 m L烧杯中， 用高速 分散器于 1 0 0 0 0 r m i n 转速下搅拌 2 m i n ， 立即记 录此 时溶 液 发泡体积 ( v 0 )和溶液体积， 静止 3 0 m i n后再次记录泡沫体 积 ( V t ) ， 则 V o 表示发泡能力 ( F A ) ， ( V o v t ) V o X 1 0 0 表 示 发泡稳定性 ( F S ) 。 1 3 3 乳化活性和乳化稳定性采用浊度法 。用磷酸盐 缓 冲液 配制 0 2 5 蛋 白质悬浮液 3 0 m L ， 调 p H 8 0后 分别加 入 1 0 mL大豆油 ， 于 1 0 0 0 0 r mi n转速 下分散 3 0 s后 ， 立 即 用微量注射器从溶液底部 吸取 4 0 乳浊液， 加到 5 mL 0 1 S D S溶 液 中， 于 5 0 0 n m 处 测 定 光 吸 收 值 A ， 静 置 】 3 维普资讯 科研开发 2 0 0 6年第5期 1 5 mi n 后重新从乳 浊液取样测 定光 吸收值 得 A t 。则乳 化 活 性指标 ( E A I ) 用 A 值表示 ， 乳化稳定性 ： E S=A n ( A () 一A t ) ， ES ： mi n； r， -_一 两次测定乳化 活性 的时 间间隔( 这里 T= 1 5 ) ： 1 3 4 糖类物 质和 N a S 0 ，对乳化性 能的影 响 配制 浓度 0 3 的 H R P溶液 ， 在 p H 7 0， 温度 3 0 q C条件 下进 行。分别 加入一定量葡萄糖 、 蔗糖 、 可溶性淀粉和 N a S 0 ， 后按 上述方 法测定乳化性 。 2 结果与讨论 2 1 p H值对 H R P溶解性的影响 溶解性是蛋白质的重要性质， 也是其表现其它物化性质 的基础 。本实验考查 了大 米水解 蛋 白 ( H R P ) 在不 同 p H时 的溶解性能 ， 实验结 果见 图 1 。从图 1可以看 出， 与大多数蛋 白质相似 ， 在不同 p H时 H R P的溶解性 变化很大 ， p H 4 6时 溶解 度最低 ， 增加 p H值 H R P的溶解度增加很快 ， 在 p H 1 2 0 时溶解 度达 7 9 8 6 ， 远远高 于未水解 的大米分离 蛋 白的溶 解度。在 p H 2 0以下时 HR P溶解度也会提高， 说明 p H 4是 H R P的等电点。 毋 盛 链 正 跚 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 p H 图 1 不 同 p H时的蛋白质溶 解度 2 2 p H值对 H R P发泡性能的影响 发泡性 能 良好 的蛋 白质用于蛋糕 、 面包等焙烤食 品生产 中， 可 以改善食品品质 。本论文测定 了不同 p H条件下 H R P 的发泡性能， 结果表明： H R P的发泡能力随着 p H的增加而 增大， 但它们的发泡稳定性变化并不显著( 图2 ) 。 1 4 2 4 6 8 1 0 1 2 p H 图 2 p H对蛋 白质发 泡性能的影响 2 3 H R P的乳化性质研 究 2 3 1 不 同样品浓度时的乳化活性乳化性能 是蛋白质的 另一 项 重要 功 能 性 质 以浊 度 法 测 定 了 大 米 水 解 蛋 白 ( H R P ) 在不 同 浓 度 时 的乳 化 活性 和乳 化 稳 定 性 ( 测 试 液 p H 7 0 ) ， 并与 0 3 浓度 的大 豆分离 蛋 白( S P I ) 溶 液进行 比 较 ， 结 果见图 3 ( a ) 和图 3 ( b ) ： O 1 O 2 O 3 o 4 o 5 S PI HRP I浓度， 几 O 1 O 2 0 3 04 0 5 S Pl HRP浓度， ( b ) 图 3 不 同浓度蛋 白质的乳化活性( a图) 和 乳 化 稳 定 性 ( b图 ) 从图 3可以看出 ， 随 着 H R P浓度 的增 加 ， 溶 液的乳化 活 性和乳化稳定 性也增 大 ， 但 与 同一浓 度 ( 0 3 ) 下 的 S P I相 比 ， H R P的乳化活性较低 ， 而 0 5 浓度 的 H R P乳化性 能超过 0 3 浓度的S P I 乳化性能， 表明 R P I 的改性效果值得肯定。 2 3 2 p H对 H R P乳化活性的影 响 不 同 p H时 H R P的乳 化性 能见图 4 。从图 4可以看出 ， 随着 p H值 的提高 ， 其乳化 活性 增加很快 ， 在 p H 4 0时最低 ， 这 与 H R P的溶解性 变化趋 势有相似之处 ， 但二者的变化幅度并不吻合。H R P的乳化稳 定性并没有随着 p H值的提高表现出规律性的变化。相同浓 度和相同 p H1 0条件下 ， H R P的乳化活性仍低于大豆分离蛋 白( S P I ) ， 而其乳化稳定性却高于 S P I 。说明不同 p H时的蛋 白质乳化活性和乳化稳定性与蛋白分子本身的特性有关。 2 3 3 糖对 H R P乳化性质的影响在食品体系中， 蛋白质 和糖是最 重要 的两类物 质 ， 近年来 ， 糖类 物质对 大豆 蛋 白物 化性质的研究受到较多重视 。研究了以葡萄糖 、 蔗糖和 可溶性 淀粉对 大米 水解蛋 白( HR P ) 乳 化活性 和乳化 稳定性 的影响 ， 结果见 图 5、 图 6 。从 图 5中可以看 出 ， 三种 糖类物 质对 H R P的乳化活性都有一定的增强作用， 但葡萄糖和蔗 糖的影响效果远 不如 可溶 性淀 粉。 当葡萄糖和 蔗糖浓 度提 6 5 4 3 2 0 0 0 0 0 0 0 堇 【 I _) ， l 如 m 如 _ U -_ 耵 -_ 耵 l耵 I 口 啪 如 如 0 维普资讯 第 2 2卷第 5期 王章存等： 大米水解蛋白的物化性质研究 高到 HR P浓度的2倍时， 乳化活性反而有下降趋势， 而可溶 性淀粉 的作用却进一步加强 。从图 6中叮以看 出， 葡萄糖 和 蔗糖对 HR P的乳 化稳 定性 影响较 小 ， 可 溶性淀 粉 与 HR P等 质量比例时可显著改善 H R P的乳化稳定性 ， 但继续提高可 溶性淀粉 的比例 HR P的乳 化稳 定性呈下 降趋势 1 2 l _ O 妊0 8 0 6 0 ,4 O 2 O l O O 图 4 p H对蛋白质乳化 活性 ( a图) 和 乳化稳 定性 ( b图) 的影响 O 7 O 6 避 暑 0 5 主 【 工 0 ， 4 O - 3 O O ， 5 1 O 1 5 2 0 糖 蛋白比值 图 5 糖类物质对 H R P乳化活性的影响 糖， 蛋 白 比值 图 6 糖类物质对 H R P乳化稳定性 的影响 3 结论 研究表明， 大米水解蛋白H R P的等电点在 p H 4附近， 随 着 p H值的增加， 其溶解度 、 发泡能力和乳化活性等均有明显 增加 ， 但其泡 沫稳 定性 和乳 化稳 定性 却 未呈 现规 律性 的 变 化 。提高 H R P的浓度或在 H R P溶液 中添加可溶性淀粉可显 著改善 HR P的乳化活 性 ， 但可溶 性淀 粉的添 加量高 于 H R P 时， 其乳化稳定性呈下降趋势。葡萄糖和蔗糖对 H R P溶液 乳化性能的影响远没有可溶性淀 粉的作用效果 明显 。 参考文献 l 王章1 字， 申瑞玲 ， 姚惠源大米蛋白研究进 展 J 中国粮油学报 ， 2 0 0 4， 1 9 ( 2) ： l l l 4 2 S h i h F F ， P r e p a r a t i o n a n d c h a r a c t e riz a t i o n o f ri c e p r o t e i n i s o l a t e s J 一J A me r Oi l C h e m S o c i ， 2 0 0 0， 7 7 ( 8 ) ： 8 8 5 8 8 9 3易翠平 ， 姚惠源 高纯 度大米蛋 白和淀粉 的分离提取 J 食品与 机械 ， 2 0 0 4， 2 0 ( 6) ： l 8 2 l 4 葛娜 易翠平 ， 姚惠源 酸性蛋 白酶提取大米水解 蛋白的研究 J ， 食品 与机械 2 0 0 6， 2 2 ( 1 ) ： 5 65 8 5 王章存 ， 姚惠源大米蛋 白提取技术研 究 J 粮 食 与饲料 工 业 2 0 0 3f 8 ： 3 7 3 9 6王章 存 ， 申瑞玲 姚惠 源大米 分离 蛋 白的酶 法提 取 及其性 质 J 中国粮油学报 ， 2 0 0 4， 1 9 ( 6 ) ： 4 7 7 乇章存 ， 姚惠源 大米蛋 白的酶法水 解及其性质研 究 J 中国粮 油学报 ， 2 0 0 3 ， l 8 ( 5 ) ： l 4 8 Ta n gS ，He t t i a r a c h c h y ， N， S Ho r a x，R Es wa r a n a n d a m S P h ) s i c o c h e mi c a l p r o p e r t i e s a n d f u n c ti o n a l it y o f r i c e b r a n p r o t e i n h v d r ,d v z a t e p r e p a r e d f r o m h e a t s t a b i l i z e d d e f a t t e d r i c e b r a n w i t h t h e a i d o f e n z y me s J J o u r n a l o f F o o d S c ie n c e ， 2 0 0 3 ， 6 8 ( 1 ) ： I 5 2 j 5 7 9 赵谋明 ， 林伟锋 ， 胡坤 多糖对大豆蛋 白