CN104004812A

CN104004812A - 一种米渣蛋白的糖基化改性方法

Info

Publication number: CN104004812A
Application number: CN201410266430.8A
Authority: CN
Inventors: 梁盈; 林亲录; 鲁倩; 刘颖; 吴伟; 杨涛; 吴跃
Original assignee: Central South University of Forestry and Technology
Current assignee: Changsha Feichuang Biotechnology Co ltd
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2014-08-27
Anticipated expiration: 2034-06-16
Also published as: CN104004812B

Abstract

本发明公开了一种米渣蛋白的糖基化改性方法。本发明以美拉德反应为理论基础，对以稻谷深加工的副产品---米渣为原料提取的可溶性米渣蛋白，采用不同的多糖进行糖基化湿法修饰，不仅使蛋白的溶解性、起泡性、乳化性有所改善，而且使改性后的米渣蛋白具有优良的抗氧化活性，并具有调节免疫、降血糖、抗肿瘤及延缓衰老等作用，为进一步探索食源性蛋白质的功能提供科学依据和科研基础，有望为稻谷蛋白等疏水性植物蛋白质的进一步开发利用提供新的途径，具有重要的理论价值和应用前景。

Description

一种米渣蛋白的糖基化改性方法

技术领域

本发明属疏水性植物蛋白的改性研究领域，具体涉及一种米渣蛋白的糖基化改性方法。

背景技术

稻谷是我国第一大作物粮食，总产量长居世界第一。长期以来，稻谷生产及其副产物的深加工一直备受食品科学研究者的高度关注。目前，米渣主要是用来作为动物饲料，而从米渣中提取的米渣蛋白在食品工业中应用逐渐广泛。米渣蛋白的开发和利用研究正是基于丰富稻米加工产品和合理利用稻米加工副产品的研究和综合利用。米渣蛋白中75%-80%是谷蛋白，其氨基酸组成与大米蛋白基本一致。谷蛋白^[5]的氨基酸组成平衡合理，其中赖氨酸含量高于其他谷类，精氨酸含量也较高，是其他植物蛋白甚至很多动物蛋白所无法比拟的。米渣蛋白是高疏水性植物蛋白的代表，由于其溶解性较差，不能在水中与其他物料形成均匀的体系，影响了米渣蛋白在溶液体系中的应用，另外其较差的溶解性也会导致其稳定性、乳化性、发泡性等性能不佳，目前其应用基本限于饲料。因此如何降低以谷蛋白为主的米渣蛋白的疏水性已成为拓展其应用价值的研究热点。

多糖是指由一个以上单糖通过糖苷键连接的聚合物，除作为植物的贮藏养料和骨架成分外，有些植物体内的多糖类化合物还具有抗肿瘤、抗心血管疾病、抗衰老等生理活性。多糖是重要的高分子化合物，但因其单糖的组成种类和连接位置复杂，异头碳的构型不同，加大了研究难度，发展比蛋白质和核酸晚。近年由于多糖类化合物的特殊生理活性，糖复合物和多糖类化合物的研究有了快速发展。

从目前所报道的文献来看，蛋白质与还原糖通过美拉德反应进行接枝改性的方法主要有干法和湿法两种。目前国外已被研究过的糖基化改性蛋白质多为乳清蛋白、β-乳球蛋白、牛血清蛋白、酪蛋白、溶菌酶，也有小麦面筋蛋白和大豆分离蛋白，并发现其共聚物具有优良的乳化特性。国内在这方面的工作起步较晚，对于改善疏水性植物蛋白功能领域的研究大多集中在大豆蛋白，对于增溶和功能特性改善需求更为迫切的谷物蛋白质，尤其是米渣蛋白来说，其研究则较少。江南大学研究则是用单糖对大米蛋白进行糖基化改性，且改性后其功能性质的改变也仅仅体现在溶解性、乳化性、起泡性等方面。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种米渣蛋白的糖基化改性方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述米渣蛋白的糖基化改性的方法包括如下步骤：

（1）用80～90℃水洗米渣，按115～125 U/g的量向米渣中加入耐高温α-淀粉酶，在pH4～5 、80～90℃条件下酶解0.5～1.5h，降解残留淀粉；灭酶后，按1100～1300 U/g的量向米渣中加入碱性蛋白酶，在pH 7.5～8.5、40～50℃条件下预酶解1.5～2.5h，再用质量百分比浓度为1%的 NaOH调节pH 为11～12后于40～50℃碱提1.5～2.5 h，碱提时的液固比为8～12:1，得米渣蛋白质，米渣蛋白质提取率可达到60.71%，纯度达90.46%；

（2）将1g步骤（1）所得的米渣蛋白质溶于100mL蒸馏水，调节pH值为10～11，优选11，搅拌后冷却至室温备用；

（3）将多糖加入步骤（2）制备的米渣蛋白质溶液中，多糖与米渣蛋白质的质量比为3.5～5.5:1，优选5:1；调节pH为10～11，优选11，搅拌后干燥，优选冷冻真空干燥，即得具有优良抗氧化活性的糖基化改性后的米渣蛋白。

优选的，步骤（1）是用90℃水洗米渣，按120 U/g的量向米渣中加入耐高温α-淀粉酶，在pH4.5 、90℃条件下酶解1h，降解残留淀粉；灭酶后，按1200 U/g的量向米渣中加入碱性蛋白酶，在pH 8，45℃条件下预酶解2h，再用质量百分比浓度为1%的 NaOH调节pH 为12后于45℃碱提2 h，碱提时的液固比为10:1，得米渣蛋白质。

其中，所述多糖为具有调节免疫、抗肿瘤、抗心血管疾病、抗氧化等生理活性功能的多糖，如葡聚糖、南瓜多糖或香菇多糖。

本发明以具有丰富资源的米渣为原料制备得到的低敏性、高生物价、高营养价值的米渣蛋白为基础，采用具有调节免疫、抗肿瘤、抗心血管疾病、抗衰老等生理活性的多糖为糖基供体，以美拉德反应原理为理论基础，进行米渣蛋白-多糖的复合反应。

本发明使我国含量丰富的米渣充分利用，采用不同的具有高效生物活性的植物多糖为糖基供体，使修饰后的米渣蛋白的溶解性、乳化性、乳化稳定性、起泡性、抗氧化活性等功能性质均优于未修饰前的米渣蛋白。并采用冷冻真空干燥法的真空环境大大降低了需要驱除的水的沸点，避免米渣蛋白受热，使蛋白质变性，进而影响其营养价值。有望开发出一种具有优良抗氧化活性的米渣蛋白质保健品，为进一步探索食源性蛋白质功能性质提供科学依据和科研思路，为稻谷蛋白等疏水性植物蛋白质的进一步开发利用提供新的途径。

总之，本发明以米渣蛋白为研究对象，采用植物多糖对米渣蛋白进行糖基化改性，在湿热条件下，利用美拉德反应原理制备米渣蛋白糖基化复合产物，选择出最优复合物，实现米渣蛋白溶解性、乳化性、起泡性、抗氧化性活性等各项功能性质的有效改善和充分利用，使米渣蛋白低敏性和高营养特性得到充分体现和发挥，改性后的米渣蛋白有较好的抗氧化活性，以及降血脂降血压的生理功能，本发明有效拓展了其应用领域，特别是为蛋白质－多糖的共价复合物研究和开发新型食品添加剂提供了一条新的途径。

具体实施方式

实施例1

以90℃高温水洗2次的米渣，按120 U/g向米渣中加入耐高温α-淀粉酶，在pH4.5、90℃条件下酶解1h，降解残留淀粉；灭酶后，按1200 U/g加入碱性蛋白酶，在pH 8.0，45℃条件下，预酶解2h，再用稀碱（质量百分比浓度为1%的 NaOH）调节反应体系pH 12，再于45℃，液固比10:1条件下，碱提2 h，得米渣蛋白质。将1g米渣蛋白质溶于100mL蒸馏水，配成pH值到11(用1mol/L NaOH和1mol/L HCL)的溶液，在55℃水浴中采用磁力搅拌器搅拌4h，冷却至室温备用；将葡聚糖加入制备的米渣蛋白质溶液中，多糖与米渣蛋白质的质量比为5:1，调节pH至11，在80℃水浴下磁力搅拌4h，采用冷冻干燥机对复合物进行冷冻干燥，得到具有优良抗氧化活性的糖基化改性后的米渣蛋白，在0.24mg/mL得到其DPPH^-清除率为：69.5%，·OH清除率为80.2%，其溶解度也由3.3%提高到55.4%。

实施例2

以90℃高温水洗2次的米渣，按120 U/g向米渣中加入耐高温α-淀粉酶，在pH4.5、90℃条件下酶解1h，降解残留淀粉；灭酶后，按1200 U/g加入碱性蛋白酶，在pH 8.0，45℃条件下，预酶解2h，再用稀碱（质量百分比浓度为1%的 NaOH）调节反应体系pH 12，再于45℃，液固比10:1条件下，碱提2 h，得米渣蛋白质。将1g米渣蛋白质溶于100mL蒸馏水，配成pH值到11(用1mol/L NaOH和1mol/L HCL)的溶液，在55℃水浴中采用磁力搅拌器搅拌4h，冷却至室温备用；将南瓜多糖加入制备的米渣蛋白质溶液中，多糖与米渣蛋白质的质量比为5:1，调节pH至11，在80℃水浴下磁力搅拌4h，采用冷冻干燥机对复合物进行冷冻干燥，得到具有优良抗氧化活性的糖基化改性后的米渣蛋白，在0.24mg/mL得到其DPPH^-清除率为：80.9%，·OH清除率为86.6%，其溶解度也由3.3%提高到29.6%。

实施例3

以90℃高温水洗2次的米渣原料，按120 U/g加入耐高温α-淀粉酶，在pH4.5、90℃条件下酶解1h，降解残留淀粉；灭酶后，按1200 U/g加入碱性蛋白酶，在pH 8.0，45℃条件下，预酶解2h，再用稀碱（质量百分比浓度为1%的 NaOH）调节反应体系pH 12，于45℃，液固比10:1条件下，碱提2 h，得米渣蛋白质。将1g米渣蛋白质溶于100 mL蒸馏水，配成pH值到11(用1mol/L NaOH和1mol/L HCL)的溶液，在55℃水浴中采用磁力搅拌器搅拌4h，冷却至室温备用；将香菇多糖加入制备的米渣蛋白质溶液中，多糖与米渣蛋白质的质量比为5:1，调节pH至11，在80℃水浴下磁力搅拌4h，采用冷冻干燥机对复合物进行冷冻干燥，得到具有优良抗氧化活性的糖基化改性后的米渣蛋白，在0.24mg/mL得到其DPPH^-清除率为：75.3%，·OH清除率为79.4%，其溶解度也由3.3%提高到17.55%。

Claims

1.一种米渣蛋白的糖基化改性方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）用80～90℃水洗米渣，按115～125 U/g的量向米渣中加入耐高温α-淀粉酶，在pH4～5 、80～90℃条件下酶解0.5～1.5h，降解残留淀粉；灭酶后，按1100～1300 U/g的量向米渣中加入碱性蛋白酶，在pH 7.5～8.5、40～50℃条件下预酶解1.5～2.5h，再用质量百分比浓度为1%的 NaOH调节pH 为11～12后于40～50℃碱提1.5～2.5 h，碱提时的液固比为8～12:1，得米渣蛋白质；

（2）将1g步骤（1）所得的米渣蛋白质溶于100mL蒸馏水，调节pH值为10～11，搅拌后冷却至室温备用；

（3）将多糖加入步骤（2）制备的米渣蛋白质溶液中，多糖与米渣蛋白质的质量比为3.5～5.5:1；调节pH为10～11，搅拌后干燥，即得糖基化改性后的米渣蛋白。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）是用90℃水洗米渣，按120 U/g的量向米渣中加入耐高温α-淀粉酶，在pH4.5 、90℃条件下酶解1h，降解残留淀粉；灭酶后，按1200 U/g的量向米渣中加入碱性蛋白酶，在pH 8、45℃条件下预酶解2h，再用质量百分比浓度为1%的 NaOH调节pH 为12后于45℃碱提2 h，碱提时的液固比10:1，得米渣蛋白质。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述多糖与米渣蛋白质的质量比为5:1。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述的干燥为冷冻真空干燥。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多糖为葡聚糖、南瓜多糖或香菇多糖。