大米蛋白资源开发利用现状（一）

大米蛋白(Riceprotein,RP)是对源于大中。与小麦和玉米蛋白相比，大米蛋白质具有低米中蛋白质的总称，一般存在于大米加工副产物过敏、易消化特点，是公认的优质膳食蛋白，在婴幼儿食品和高端食品中应用前景广阔川。不同加工过程产生的大米蛋白在组成和功能性质方面均有差异。文中介绍了大米蛋白的主要来源、功能特性及其加工利用现状，为其后续开发利用提供参考。

一、大米蛋白粉来源

完整的大米中，蛋白质含量8%左右，主要由清蛋白(2%～5%)、球蛋白(2%～10%)、谷蛋白(66%～78%)和醇溶蛋白(1%～5%)组成，其中，水不溶性的谷蛋白和醇溶蛋白占80%以上。因此，不同加工方式所产生的大米蛋白，其含量和质量差异很大。大米蛋白是所有粮食中生物效价最高的蛋白质。此外，大米蛋白是一种低过敏性植物蛋白，在幼儿体内的消化率、生物价和净蛋白质利用率分别为88.8%、90%、79.9%，因此适合在婴幼儿及中老年食品中使用。

1、大米淀粉加工副产物

淀粉是大米中的主要组分(80%)，其次是蛋白质(8%)。大米淀粉属于典型的小颗粒淀粉(2um～8μm)，且颗粒均一。糊化的大米淀粉吸水快，质构非常柔滑，类似奶油，具有脂肪的口感，且容易涂抹开，因此，可作为油脂模拟物用于食品。此外，大米淀粉具有很好的冷冻-解冻稳定性，可防止食品在冷冻过程中的脱水收缩。目前，国内大米淀粉年产量约为4万吨，主要作为增稠剂、填充剂、赋型剂和功能因子用于食品和医药工业中。

大米蛋白是大米淀粉加工中的主要副产物。大米淀粉加工方法主要有：碱溶液法、酶法以及机械法。其中，碱溶液法是利用碱液脱除其中的蛋白质和部分脂类，再经冲洗、离心，得到淀粉，碱液中的蛋白质可通过酸沉法回收该方法对环境污染很大，目前已很少使用。酶法是一种比较环保高效的方法，利用蛋白酶将大米中不溶性蛋白质水解为可溶性蛋白，再利用离心或过滤的方法，得到大米淀粉和蛋白质。酶法的不足之处在于所得大米淀粉中残留蛋白和脂类较高。机械法是--种比较新的大米淀粉和蛋白质分离方法，该方法采用一种特殊的高压均质设备，将大米中聚合的淀粉颗粒和蛋白质破碎分离，在利用两者的密度差异，实现淀粉和蛋白质的物理分离。该方法保留了大米淀粉和蛋白质的原有品质，产品质量更优。

2、大米淀粉糖浆加工副产物

大米淀粉糖浆一般是利用大米加工过程中产生的碎米，即加工过程中产生约15%～20%的残渣。残渣中富含大米蛋白质(50%～70%)、脂类(3%～8%)和灰分(2%～3%)，是大米蛋白的主要来源。碎米的质量和糖浆加工工艺直接影响残渣中蛋白质和脂类含量。较高的脂类含量，使大米残渣即使在干燥后也极易出现脂类氧化哈变，产生异味和变色现象，直接影响蛋白质的功能性质。经去杂、干燥和脱脂后的残渣中蛋白质含量可达80%以上，可直接用于食品添加或深加工。

目前，大米淀粉和大米淀粉糖浆加工副产物是大米蛋白的主要来源。但所得大米蛋白均不溶于水，以前多用作饲料，近年来因市场对大米蛋白粉需求量增大，促使米渣成为生产食用大米蛋白粉的主要原料。

二、大米蛋白改性

大米蛋白是一种刚性的球状结构蛋白，亚基间通过分子内、分子间二硫键及疏水相互作用形成了致密分子聚集体，溶解性差,限制了其在食品领域的应用。因此，通过物理、化学和酶法对其进行改性，以改变其空间结构和理化性质,改善其功能特性，是目前大米蛋白的研究热点。

1、物理改性

物理改性是指通过热、电磁、机械、高压和微波辐射等方法来改善蛋白质功能性质的方法。

物理改性产品毒副作用小，成本低，但改性效果往往不显著，相关研究报道较少。研究表明，在0～120MPa压力下均质下，随压力增加大米蛋白的溶解性显著提高(p＜0.01),乳化活性也有明显改善。此外，有文献报道，采用反复碱溶、冷冻、粉碎和离心方法，可以将大米蛋白的溶解度提高至98%以上，乳化性和起泡性也得到明显提升。

2、化学改性

化学改性是指采用化学的方法对多肽侧链上的羟基、羧基、氨基等基团进行修饰或者引入其他官能团来改变蛋白质分子结构，改善其功能性质。目前，大米蛋白化学改性主要有：脱酰胺、酰基化、糖基化、磷酸化、烷基化等。

蛋白质脱酰胺有多种方法，其中酸法应用较广泛。蒋甜燕等研究发现，大米蛋白的溶解度与脱酰胺度呈正比，脱酰胺度为64.5%时，溶解性达96.6%，起泡性为27%。脱酰胺度在19.6%～35.7%时大米蛋白乳化性较好。大米蛋白的酰化改性，也可以改善大米蛋白的溶解性。此外，大米蛋白经糖基化修饰后，其溶解性、乳化性和起泡性均有显著改善。以上研究表明，化学改性对于提高大米蛋白功能性质效果明显，但是考虑到营养和安全性，需要在方法选择、条件控制和环境方面有更多考虑。

3、酶法改性

酶法改性主要是利用酶制剂作用于蛋白质分子中的肽键、侧链基团，改变其结构和功能，主要有酶水解、类蛋白反应、脱酰胺、磷酸化等多种途径，其中最常见的是蛋白酶水解。目前，用于膳食蛋白酶法改性的蛋白酶有很多种，包括微生物、植物、动物等不同来源。因为不同蛋白质酶有不同的酶解位点，其产物分子结构不同，理化功能性质各异。

由于大米蛋白疏水性强，加之在加工中多已变性，因此酶法改性过程中，复合酶解效果往往优于单酶水解。有研究显示，碱性蛋白酶在中性条件下酶解大米蛋白，可使其氮溶解指数(NSI)提高到95%、乳化性为55%、起泡性达到70%。刘洪富等采用Alcalase和Flavourzyme酶，可使大米蛋白水解度达10.26%。

采用类蛋白反应重新组合大米蛋白原有氨基酸序列，也可提高其功能性质和营养性。杨倩等以大米蛋白碱性蛋白酶水解物为原料，采用胃蛋白酶催化进行类蛋白反应，所得大米类蛋白氨基酸组成中Thr、lle、Phe、Lys等必需氨基酸含量明显提高。此外，对大米蛋白进行酶法脱酰胺，也可以明显提高其功能性质。有研究表明，大米蛋白经谷氨酰胺酶处理后，溶解度可达到96.99%，持水性提高了1.75倍～2.03倍，持油性提高了1.58倍～1.94倍。与化学改性相比，大米蛋白酶法改性条件更加温和，且特异性较强，安全且环保，是目前研究和应用最多的改性方法。

4、复合改性

为了进一步提高大米蛋白改性效率，减少成本，有时可以将两种甚至多种改性方法结合使用，或与其他技术结合，如超声波、辐照技术。潘征等研究表明，超声波辅助碱处理可提升米渣中大米蛋白的溶解性(19.99mg/mL)。有研究表明，利用电子束辐照(EBI)技术辅助碱性蛋白酶水解，可提高大米蛋白水解度达19.02%，多肽产率达13.50%。EBI处理有利于大米蛋白分子结构伸展，利于蛋白酶的作用。

总之，随着一些新技术的产生和应用，将其与传统蛋白质改性方法结合，有利于获得改性效果，这方面的研究空间很大，如超高压技术、挤压膨化技术、脉冲电场(PulsedElectricFields，PEF)等。

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