酶法及美拉德反應(yīng)改進(jìn)大米蛋白功能性質(zhì)的研究.pdf

1、大米蛋白具有獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)特性。但由于其80％以上為堿溶性谷蛋白，溶解性較差，產(chǎn)量相對(duì)較低，因此限制了關(guān)于大米蛋白的研究和應(yīng)用。本研究以大米蛋白為原料，利用酶法和美拉德反應(yīng)合成大米蛋白-糖復(fù)合產(chǎn)物，旨在探討通過(guò)大米蛋白及其水解產(chǎn)物與糖之間的接枝反應(yīng)改善大米蛋白的功能性質(zhì)，為植物蛋白的改性提供理論參考。
　　 首先，采用酶法對(duì)大米蛋白進(jìn)行改性，探討蛋白酶催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性及大米蛋白改性后功能性質(zhì)，確立酶法改善大米蛋白功能特性的技術(shù)參數(shù)

2、。以水解產(chǎn)物的乳化性和溶解性為指標(biāo)，確定水解大米蛋白的最佳蛋白酶，得到酶法改性大米蛋白的最佳工藝條件：采用堿性蛋白酶Protease N，控制E/S為0.0120，水解溫度50℃，控制水解度為5％。此時(shí)水解產(chǎn)物的乳化性及溶解性最佳，其溶解性在pH8.0提高了3.44倍，其乳化活性分別為相同條件下蛋白對(duì)照樣的2.22倍，同時(shí)起泡性和持水性也分別提高了2.88、4.76倍。
　　 在酶法改性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步嘗試采用蛋白-糖濕法接枝改

3、性來(lái)改善大米蛋白的功能性質(zhì)。主要以產(chǎn)物的溶解性、乳化性及乳化穩(wěn)定性作為指標(biāo)，同時(shí)結(jié)合產(chǎn)物接枝程度、褐變程度及體系pH變化，研究有限水解的大米蛋白與不同相對(duì)分子量的多糖發(fā)生美拉德反應(yīng)后功能特性的變化。同時(shí)研究了不同反應(yīng)溫度、質(zhì)比、pH及離子強(qiáng)度對(duì)復(fù)合產(chǎn)物功能性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)速度也越快；質(zhì)比對(duì)復(fù)合產(chǎn)物的性質(zhì)影響不大，蛋白與葡聚糖1:1時(shí)為最優(yōu)；大米蛋白經(jīng)改性后，在不同pH及離子強(qiáng)度下功能性質(zhì)均得到改善，溶解性、乳化性

4、及乳化穩(wěn)定性變化趨勢(shì)與原料大米蛋白相似。通過(guò)對(duì)復(fù)合產(chǎn)物功能性質(zhì)的研究，確定了以葡聚糖做為與大米蛋白發(fā)生美拉德反應(yīng)的糖基供體，最佳工藝條件為：水解度為5％，pH值為11，反應(yīng)溫度100℃，反應(yīng)時(shí)間20min。在最佳反應(yīng)條件下制備得到的復(fù)合產(chǎn)物，其功能性質(zhì)均有了不同程度的改善。復(fù)產(chǎn)合物溶解性、乳化活性、乳化穩(wěn)定性分別為蛋白對(duì)照的3.83倍、5.28倍、6.57倍。
　　 對(duì)復(fù)合物的理化性質(zhì)及產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。由熒光分析結(jié)果可知，復(fù)

5、合物在激發(fā)波長(zhǎng)347nm，發(fā)射波長(zhǎng)422nm處有最大熒光強(qiáng)度，符合美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的熒光特征，從而確定美拉德反應(yīng)的發(fā)生。采用HPLC分析可知，隨反應(yīng)的進(jìn)行，分子聚集體不斷發(fā)生解聚，分子量減小，同時(shí)產(chǎn)生分子量相對(duì)較小的峰，這可能是在美拉德反應(yīng)過(guò)程中形成的一些次級(jí)產(chǎn)物，隨著反應(yīng)進(jìn)入到后期，生成的中間產(chǎn)物進(jìn)一步經(jīng)歷不同途徑的反應(yīng)，降解生成更小分子量物質(zhì)。由氨基酸成分分析結(jié)果表明，賴氨酸、脯氨酸均與葡聚糖發(fā)生了接枝反應(yīng)。另外，隨著接枝反應(yīng)的進(jìn)行，

6、復(fù)合物表面疏水性呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)。傅立葉紅外(FTIR)證明了復(fù)合產(chǎn)物以共價(jià)鍵的結(jié)合形式接入了糖分子。掃描電鏡(SEM)研究發(fā)現(xiàn)大米蛋白改性前后有明顯不同，后者為薄且分散的聚集體。粒徑實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合產(chǎn)物所形成的乳狀液與原蛋白相比粒徑更小且更加穩(wěn)定。
　　 將最佳工藝條件下制備的大米蛋白-葡聚糖復(fù)合產(chǎn)物應(yīng)用于焙烤食品中，并與空白組及商用乳化劑(單甘酯，蔗糖酯)相比較。結(jié)果表明，隨著復(fù)合產(chǎn)物添加量增大，蛋糕面糊的彈性模量和粘性模量