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    【创新进展】国工陈正行团队首次报道了异源共架技术制备可溶性大米蛋白

    编辑:文、图:王涛;审核:刘立明 发布日期:2018-11-21 来源:

    国工陈正行团队首次报道了异源共架技术制备可溶性大米蛋白

    稻谷(Oryza sativa L.)作为一种主粮作物,是世界一半以上人口的重要营养来源。近十年,中国水稻播种面积为2800~3200万公顷,占全国粮食播种面积的27%。稻谷年产量为1.8~2.0亿吨,占粮食总产的39%。米糠和碎米是稻谷生产加工的主要副产物,其年产量分别约为1000万吨和2000万吨。米糠中含有丰富的碳水化合物(34.1%~52.3%)、脂类(15%~22%)、纤维(7%~11.4%)及高营养蛋白质(10%~16%)。而碎米的主要成分为淀粉,其含量≈80%;其次为蛋白质,含量为8%左右。尽管碎米的营养成分与整米相似,碎米的市场价格仅为整米的40%左右。目前碎米的工业用途主要为:一是制备大米淀粉;二是经发酵、酶解生产果葡糖浆、麦芽糖醇、麦芽糊精与山梨醇等。米渣作为碎米加工副产物,蛋白质含量高达60%,主要作为饲料使用。大米蛋白是营养价值极高的植物蛋白质:必需氨基酸配比合理,符合FAO建议模式;蛋白质效价(PER)为1.6~1.9,接近酪蛋白(2.5);生物价与虾蛋白相当(77);具有降三高、抗癌等营养学功效。除此之外,大米蛋白致敏性较大豆分离蛋白、牛奶等蛋白质产品低,适合儿童及易过敏人群食用。但是,大米蛋白特殊的氨基酸序列形成反平行β-折叠为代表的保守二级结构,导致其水溶性低下(在pH中性条件下溶解度仅为1%左右),限制了大米蛋白的应用领域。如何通过科学合理的手段解决大米蛋白难溶的问题将成为其综合利用的关键点,同时也为现代文明疾病的预防和食疗提供理想原料和理论依据。

    目前有效的大米蛋白增溶手段包括酶法及脱酰胺法。这两种手段或切断蛋白质一级主链结构或去除蛋白侧链基团,因而严重降低产品的完整性,造成产品营养损失。更严重的是,酶解过程形成异味多肽(苦味、咸味、鲜味),而脱酰胺过程则造成食品安全性问题,从而大大降低产品的应用价值。

    本研究以蛋白质溶融态为出发点,基于此条件两种或多种异源蛋白质可通过氢键或其它非共价键发生联系,因而形成具有不同蛋白质来源的共二级结构,其结构强度远远高于单分子蛋白质,因而失去对酸离子的敏感性,在中和过程中保持原有的亲水构象。

    溶融态条件下,大米蛋白与大豆分离蛋白的二级结构发生重构,结构强度增加,在与离子化过程中保持原有的亲水构象,最终形成亲水性复合共架体;大米蛋白溶解度因此提高近50倍,达到90%以上。

    本文以“Alteration of the structure of rice proteins by their interaction with soy protein isolates to design novel protein composites”为题发表于“Food & Function”期刊,国工王涛为第一作者,王韧副教授为通讯作者。这一研究受到了国家自然科学基金项目(No. 31778198)支持。

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