不同低水解度的大米蛋白溶解性与结构变化的关系_崔沙沙

1.0 mol / L NaOH 溶液调节蛋白样液 pH 至 9.0，在水
浴锅中水浴搅拌 15 min，水浴锅温度为 55 ℃ ，然后向
该大米蛋白分散液中加入相同酶活性的碱性蛋白酶
（ 水解度 0% 蛋白样品为未加蛋白酶处理样品） ，在连
续搅拌的情况下使其反应，反应完毕后于 95 ℃ 水浴
条件下灭酶 10 min。通过控制酶解反应的时间来得
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
大米蛋白 江西金农生物科技有限公司，碱性 蛋白酶（ 400 U / mg） 南宁庞博生物工程有限公司， 氢氧化钠、无水碳酸钠 西陇化工股份有限公司 分 析纯，磷酸二氢钠、盐酸 天津永大化学试剂有限公 司 分析纯，磷酸氢二钠 天津市大茂化学试剂厂 分 析纯等。
UV－1600PC 紫外可见分光光度计 上海美谱达 仪器有 限 公 司，F － 4500 荧 光 光 谱 仪 日 本 日 立 公 司，Mini Protean Tetra MP4 电泳仪 美国 Bio－ Ｒad 伯 乐公司，Quanta 200F 场 发 射 环 境 扫 描 电 镜 德 国 FEI 公司等。
range of pH2.0～11.0，the solubility of protein samples was decreased firstly，and then increased.At the same pH，
solubility was increased with the increase of hydrolysis degree.When the degree of hydrolysis was 5% ，maximum
changes may be because of the change of protein molecule structure，which led to the structure of the protein
unfold or depolymerization，prompting rice protein internal hydrophilic group exposure，so as to improve the
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涂宗财［4］通过对大豆分离蛋白进行研究，发现随着超 高压均质处理的压力提高，其溶解性、乳化性及乳化 稳定性都得到了提高。鲁倩［5］ 等研究糖基化修饰对 大米蛋白功能性质的影响，发现通过糖基化改性，蛋 白溶 解 性、乳 化 性、起 泡 性 均 有 提 高。 黄 正 虹 等［6］ 通 过五种蛋白酶处理大米蛋白，制备出溶解性高、乳化 性高的大米蛋白水解物。赵强等［7］ 通过几种蛋白酶 处理大米蛋 白，研 究 酶 的 种 类 对 大 米 蛋 白 功 能 性 质 和抗氧化活性的影响，结果显示： 酶解蛋白相对于原 料蛋白溶解性有大幅提升，抗氧化活性也有了提高。 物理改性成本低，对蛋白营养价值影响小，但效果不 显著［8］。化学改性有时会破坏蛋白质的原有营养特 性，产生一些副反应，同时还须考虑所用试剂的毒性 及残留［3，8］。而酶法改性专一性高、反应条件温和，溶 解性 高，对 环 境 的 污 染 小、适 合 工 业 化 生 产、水 解 产 物营养价值高。目前关于酶法改性大米蛋白研究主 要集中在改性前后大米蛋白的功能性质（ 溶解性、乳 化性、起泡性、抗氧化性等） 的变化上，而关于改性后 大米蛋白的溶解性与蛋白结构及聚集态两者间关系 的研究相对较少。
主要 包 括 物 理 法、化 学 法 和 酶 法，且 主 要 以 溶 解 度、 乳化性和起泡性等功能性质的提升为目标［3］。例如，
收稿日期： 2015－09－07 作者简介： 崔沙沙（ 1990－ ） ，女，硕士，研究方向： 食物（ 含生物质） 资源开发与利用，E－ mail： 767769711@ qq.com。 * 通讯作者： 梁瑞红（ 1966－ ） ，女，博士，研究员，研究方向： 天然产物研究与开发，E－ mail： liangruihong@ ncu.edu.cn。 基金项目： 食品科学与技术国家重点实验室目标导向资助项目（ SKLF－ ZZA－201304） 。
Abstract： In order to study the relationship of different degree of hydrolysis of rice protein solubility and the
structure change，rice protein was enzymatically modified with alkaline protease to get desired degree of hydrolysis
Key words： rice protein； degree of hydrolysis； solubility； structure； properties
中图分类号： TS201.1
文献标识码： A
文 章 编 号： 1002－0306（ 2016） 07－0086－06
doi： 10． 13386 / j． issn1002 － 0306． 2016． 07． 009
Ｒelationship between solubility and structural properties of different low degree of hydrolysis of rice protein
CUI Sha－sha，ZHONG Jun－zhen，FANG Chong，LIANG Ｒui－hong* ，LIU Wei，LIU Cheng－mei （ State Key Laboratory of Food Science and Technology，Nanchang University，Nanchang 330047，China）
1.2 实验方法
1.2.1 水解度随时间的变化曲线 参考文献［9］，采 用 pH－ state 法计算水解度，得到水解度随时间的变 化关系曲 线。水 解 度 公 式 如 下： DH （ % ） = B （ Mb ） （ 1 / a） （ 1 / MP） （ 1 / htot ） × 100
其中： B－ NaOH 的体积，mL； Mb － NaOH 的浓度， mol / L； 1 / a－在 pH9.0，55 ℃ 的实验条件下，对于大米蛋 白，1 / a 为 1.01； MP－蛋白的质量，g； h － tot 每克原料蛋白 质中肽键的毫摩尔数，对于大米蛋白，取 7.40 mmol / g。 1.2.2 水解蛋白样品的制备 原料蛋白为购于江西 金农生物科 技 公 司 的 大 米 蛋 白，其 他 低 水 解 度 蛋 白 样品的制备根据 1.2.1 的变化曲线，将大米蛋白粉分 散 于 蒸 馏 水 中 配 成 料 液 比 为 1 ∶ 10 的 溶 液，用
（ DH） （ 0% ，1% ，3% ，5% ） .And the solubility and disulfide bond content，surface hydrophobicity，surface
microscopic structure and molecular weight of different degree of hydrolysis protein were characterized. In the
protein solubility was 65.93%.It showed that with the increase of the degree of hydrolysis，rice protein’s molecular
weight，disulphide bond content and surface hydrophobicity were decreased significantly （ p ≤ 0.05 ） .These
solubility of protein. From the scanning microscopy analysis： the grain size of rice protein was uneven and the
material quality was hard. The size of rice protein hydrolysates was relatively uniform and the surface had more
为此，本实验采用碱性蛋白酶处理大米蛋白，得 到不同低水 解 度 的 水 解 蛋 白，通 过 研 究 水 解 蛋 白 的 溶解 性，同 时 测 定 蛋 白 的 二 硫 键 含 量、表 面 疏 水 性、 分子量及表 面 微 观 形 态 变 化，分 析 蛋 白 溶 解 度 变 化 及其与蛋白 结 构 和 聚 集 态 的 关 系，为 大 米 蛋 白 改 性 方面提供理 论 依 据，从 而 扩 大 大 米 蛋 白 在 食 品 行 业 的应用。
中国在世界上 100 多个水稻生产国中有“稻米 王国”的称号［1］，大米蛋白氨基酸成分齐全、配 比 合 理，与 FAO / WHO 所推荐的营养配比模式较相近［2］。
尽管大米蛋 白 的 需 求 量 增 加，但 由 于 其 溶 解 性 差 而
导致胶凝性 和 乳 化 性 等 功 能 性 质 不 佳，限 制 了 其 在 食品领域 的 应 用［1 。 －2］ 目 前 常 用 的 蛋 白 质 改 性 方 法
holes and they were fluffier. With the increase of the degree of hydrolysis，the structure and properties of protein
samples were significantly changed.The conformational changes may lead to rice protein solubility increase.
到不同低水解度的大米蛋白样品。
1.2.3 大米蛋白组分测定 采用国标的方法，分别
测定各个蛋 白 样 品 基 本 组 分。其 中 蛋 白 纯 度 参 照
GB 5009.5－2010 中凯氏定氮法进行测定，水分含量
参照 GB 5009.3 －2010 中直接干燥法进行测定，淀粉
ຫໍສະໝຸດ Baidu
含量参照 GB / T 5009.9 －2003 中酸水解法进行测定，
不同低水解度的大米蛋白溶解性 与结构变化的关系
崔沙沙，钟俊桢，方 冲，梁瑞红* ，刘 伟，刘成梅 （ 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室，江西南昌 330047）
摘 要： 为了研究不同水解度的大米蛋白溶解性与其结构变化之间的关系，本文采用碱性蛋白酶处理大米蛋白，得到 不同低水解度的大米蛋白（ 0% 、1% 、3% 、5% ） ，并表征了不同水解度蛋白的溶解性、二硫键含量、表面疏水性、微观结 构和分子量。结果表明，在 pH2.0～11.0 范围内，各蛋白样品的溶解度均呈现先降低后升高的趋势，且在同一 pH 下，溶 解度随水解度的增大而增大。尤其是在水解度为 5% 时，蛋白溶解度达到最高为 65.93% 。随着水解度的增大，蛋白样 品的分子量、二硫键含量及表面疏水值发生了显著降低（ p≤0.05） 。这些变化可能是因为蛋白分子内部结构的变化， 导致蛋白质的结构发生去折叠或者解聚现象，促使大米蛋白内部亲水基团暴露，从而提高蛋白质的溶解度。扫描电镜 显示原料蛋白颗粒不均一，质地坚硬，而酶解后的蛋白颗粒大小相对均一，表面有较多孔洞且较蓬松。随着水解度的 增大，蛋白样品的结构和性质发生更加显著的变化。这些结构变化可能导致大米蛋白溶解性提高。 关键词： 大米蛋白，水解度，溶解度，结构，性质
灰分、脂肪、纤维的测定分别参照 GB 5009.4 － 2010、
GB / T 14772－2008 和 GB / T 5009.10－2003 方法。
1.2.4 溶解度的测定 将不同低水解度的大米蛋白
和原料蛋白溶于不同 pH 的缓冲液中室温下用六联
磁力搅拌器搅拌 12 h，在 4800 r / min 离心 15 min，取