麦胚蛋白的研究进展

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朱科学 [10 ]等将提出麦胚清蛋白后的沉淀用 0. 5 mol/L 的 NaCl浸提 2次 ,上清液透析后离心 ,冷冻干燥沉淀得到麦 胚球蛋白 ,其蛋白质含量为 87. 3% ,在脱脂麦胚蛋白粉中的 构成比例为 15. 6%。除蛋氨酸略低于 FAO /WHO 的推荐值 外 ,其它 7种必需氨基酸都高于或接近 FAO /WHO 的推荐 值 。 SDS2聚丙烯酰胺凝胶电泳表明 ,麦胚球蛋白主要有 6条 谱带 , 其 分 子 量 依 次 为 57. 8, 41. 8, 38. 7, 24. 1, 16. 5, 14. 3 kDa。DSC分析表明麦胚球蛋白干粉和稀溶液的变性温 度分别为 98. 2 ℃和 83. 8 ℃。
105
专论与综述
2006年第 2期
白质强化剂 [5 ] 。由表 2可知 ,麦胚蛋白质中必需氨基酸的相 互比值与 FAO /WHO 颁布的模式值及大豆 、牛肉 、鸡蛋的氨 基酸构成比例基本接近 ,明显优于大米 、面粉等谷物蛋白质 中必需氨基酸的构成比例 。
表 2 麦胚蛋白与其它食物蛋白必需氨基酸构成比例的比较 [5]
第 22卷第 2期 2 0 0 6年 3月
FOOD & MACH INERY 食品与机械
Vol. 22, No. 2 M ar. , 2 0 0 6
麦胚蛋白的研究进展
Adva nce s in s tud ie s o n w he a t ge rm p ro te in
程云辉 1, 2
王 璋 1 许时婴 1
表 1 麦胚的主要化学成分 [3 ]
成分
含量
成分
含量
水分 蛋白质
9. 5% ~12. 5% 26. 0% ~31. 5%
碳水化合物 粗纤维
42. 0% ~47. 0% 2. 0% ~4. 3%
脂肪
9. 5% ~13. 5%
灰分
4. 3% ~4. 9%
1 植物蛋白营养源
小麦是我国主要粮食作物之一 ,年产量在 1 亿 t以上 。 麦胚是小麦加工的副产品 ,富含色素物质 、不饱和脂肪酸及 强活性的脂肪水解酶和脂肪氧化酶 ,若混入面粉中 ,不仅影 响面粉色泽 ,且不利于面粉的长期贮藏 ,并进而影响面粉的 烘焙特性 [1 ] 。而约占小麦籽粒重量 1. 4% ~3. 8%的麦胚是 小麦籽粒的生命源泉 ,不仅含有生命活动所必需的丰富而优 质的蛋白质 、脂肪及多种维生素 、矿物质等营养素 ,而且还蕴 藏着谷胱甘肽 、黄酮类物质 、麦胚凝集素 、二十八烷醇 、甾醇 及脂多糠等生理活性物质 ,被营养学家们誉为“人类天然的 营养宝库 ”[2 ] 。相对于胚乳 ,麦胚具有更高的营养价值和经 济价值 ,提取麦胚不仅为人类提供了优质的营养素 ,提升了
2 麦胚清蛋白和球蛋白的制备
按 O sborne蛋白质溶解度分类法测定 ,麦胚中清蛋白 、球 蛋白 、麦醇溶蛋白 、麦谷蛋白的含量分别为 30. 2%、18. 9%、 14. 0%、0. 3% ~0. 4% ,水不溶性蛋白 30. 2% ,非蛋白态氮 11. 3% ~15. 3% [6 ] 。
麦胚中可溶性蛋白主要包括水溶性蛋白 (清蛋白 )和盐 溶性蛋白 (球蛋白 ) ,其制备通常采用 O sborne 分级法和碱提 酸沉法 。周惠明 [7 ] 、朱科学 [8 ]等从麦胚水溶性提取物中分离 出一种分子量为 40 kDa并具有免疫活性的均一糖蛋白 。此 水溶性糖蛋白中糖含量高达 43. 6% ,甘露糖的含量占中性糖 总量的 94% ;糖与蛋白的肽链之间的连接点类型是 O 2糖肽 键 ;聚糖以 α糖苷键相连 ,寡糖链的糖苷键构型为 α型吡喃 糖 ;寡糖链的 α2D 2甘露糖吡喃糖残基上的 C22、C23 位或 C24 位羟基没有发生取代 ;样品中存在己糖醛酸和 62位脱氧糖的 甲基 。
辛志宏 [14 ]等在碱提酸沉法的基础上 ,利用 α2淀粉酶水 解麦胚蛋白提取液中的淀粉 ,降低蛋白提取液的粘度 ,使蛋 白质更易溶出 ,脱脂麦胚蛋白含量和得率均较碱溶酸沉淀法 明显提高 ,分别达到 94. 5%和 81. 36%。经 SDS2PAGE电泳 测定 ,采用 α2淀粉酶法生产的脱脂麦胚蛋白主要有 35 KDa 和 55 KDa 2条电泳带 ,同时也说明其纯度远高于碱提酸沉法 生产的脱脂麦胚蛋白 。
袁道强 [15 ]等则选用木瓜蛋白酶制备脱脂麦胚蛋白 ,在 60 ℃、[ E / S ]3 000 U / g、pH 6 的条件下酶解 60 m in,麦胚蛋 白质的提取率可达 92. 43%。用木瓜蛋白酶制备的脱脂麦胚 蛋白等电点 4. 0,其氨基酸含量为 28. 55 g/100 g,且种类齐 全。
麦胚的蛋白质含量高达 30%左右 ,仅次于大豆 ,是大豆 蛋白质含量的 83% ;与谷物类食品相比 ,分别是大米 、面粉的 4. 9倍和 3. 2倍 ;与蛋白质含量较高的动物食品相比 ,分别是 瘦牛肉 、瘦猪肉及鸡蛋的 1. 5倍 、1. 8倍和 2. 1倍 [4 ] 。
麦胚蛋白是一种完全蛋白 ,含有人体必需的 8 种氨基 酸 ,必需氨基酸占总氨基酸的 34. 7% ,现已广泛用于增补食 品中的蛋白质及强化食品中的氨基酸 ,是一种天然的优质蛋
因此 ,在麦胚清蛋白和球蛋白生物活性功能及机理的探 讨 、麦胚清蛋白和球蛋白提取分离的工业化技术等方面还需 深入而系统的进行研究 。
3 脱脂 麦 胚 蛋 白 的 制 备 及 其 理 化 性 质 和 功 能性质
N. S. Hettiarachchy[12 ]等首次利用碱提酸沉法用 pH9. 5 提取 、pH4. 0等电沉降分离制取了一种分子量 55 ~35 KDa 的麦胚蛋白 。 Ge Yi2qiang[13 ]等利用与 N. S. Hettiarachchy 相 似的条件制取了一种考马斯亮蓝 R250染色法和改良银染法 分离出 7条蛋白区带 、55 KDa 和 36 KDa 处有明显宽带及 < 21 KDa有许多多肽谱带的脱脂麦胚蛋白 。其氨基酸含量为 26. 79 g /100 g, 8种必需氨基酸含量均较高 ,等电点 4. 0。
周显青 [9 ]等依次用 3%的 NaCl溶液 、体积比为 2 ∶1 的 NaHCO3 (0. 1 mol/L ) 2Na2 CO3 ( 0. 02 mol/L )溶液洗涤提出麦 胚清蛋白后的沉淀物 ,调 pH至 4. 0沉淀球蛋白 ,并用 SDS2聚 丙烯酰胺凝胶电泳对麦胚球蛋白的亚基含量和纯度进行了 初步分析与探讨 。
缬氨酸
5. 0
5. 7 4. 2 6. 9 5. 5 5. 4 4. 2
动物实验表明 ,麦胚蛋白的蛋白质功效比值 PER、净蛋 白质比值 NPR、蛋白质真消化率 TD、生物价 BV、净蛋白质利 用率 NPU及相对净蛋白质比值皆与高定额的动物蛋白质相 当 ,相对营养价为 80% ,比牛乳酪蛋白的相对营养价 74%还 高 。因此 ,麦胚是重要的优质全价植物蛋白质营养源 ,作为 一种天然的优质蛋白质 ,麦胚蛋白可广泛用作蛋白质和氨基 酸强化剂 。
作者简介 :程云辉 (1964 - ) ,女 ,长沙理工大学生物与食品工程系副 教授 、江南大学在读博士 。 E2mail: xinhuawen@ sina. com
收稿日期 : 2006 - 01 - 25
随麸皮作为廉价饲料出售的麦胚的经济价值 ;而且满足了食 品行业对等级粉 、专用粉日渐迫切的需求 。引进国外先进的 制粉技术与设备 ,或经过改造采用了中路出粉法及使用光辊 制粉的全国大中型面粉企业都具备了提胚能力 ,提取率可达 入磨小麦重量的 0. 2% ~0. 3% ,因此 ,我国麦胚年蕴藏量达 200 万 t以上 ,实际提胚能力也有 20 万 t以上 。麦胚的营养 成分因小麦品种不同而有所差异 ,其主要化学成分见表 1。 近年来 ,随着国内外对小麦胚芽油及 VE 研究的兴起 ,人们开 始关注脱脂麦胚的利用 。麦胚蛋白质含量高达 30%左右 ,是 脱脂麦胚中最重要的营养成分 ,但目前对麦胚蛋白还缺乏系 统的研究 。因此 ,本文从麦胚蛋白作为植物蛋白营养源的特 点 ,麦胚清蛋白 、麦胚球蛋白 、脱脂麦胚蛋白的制备及其理化 性质 、功能性质 ,利用脱脂麦胚蛋白作功能性配料及制备麦 胚蛋白饮料 、氨基酸营养液 、生物活性肽等方面对麦胚蛋白 国内外研究的最新进展进行了系统的综述 ,以期为麦胚蛋白 的进一步研究应用提供借鉴意见 。
CHEN G Yun2hu i1, 2 WAN G Z hang1 XU S h i2y ing1
( 1. 江南大学食品学院 ,江苏 无锡 214036; 2. 长沙理工大学生物与食品工程系 ,湖南 长沙 410000)
( 1. S chool of Food S cience and Technology, S ou thern Yang tze U n iversity, W ux i, J iangsu 214036, Ch ina; 2. D epa rtm en t of
孙震 [11 ]等研究发现麦胚的水溶性提取物 (蛋白质含量 5. 9 g/100 mL )和盐溶性提取物 (蛋白质含量 1. 8 g/100 mL ) 能显著地增加小鼠脾脏的重量 ,对小鼠巨噬细胞吞噬功能有 显著的增强作用 ,能显著增强脾脏中 B淋巴细胞的活性 。但 到底是麦胚水溶性和盐溶性提取物中的何种成分增加了动 物的免疫功能 ,尚需作进一步的深入研究 。
B iology and Food Eng ineering, Changsha U n iversity of S cience and Technology, Changsha, Hunan 410015, Ch ina)
摘要 :麦胚是重要的优质全价植物蛋白质营养源 ,其蛋白质 含量达 30%左右 。本文从麦胚蛋白作为植物蛋白营养源的 特点 ,麦胚清蛋白 、麦胚球蛋白 、脱脂麦胚蛋白的制备及其理 化性质 、功能性质 ,利用脱脂麦胚蛋白作功能性配料及制备 麦胚蛋白饮料 、氨基酸营养液 、生物活性肽等方面对麦胚蛋 白国内外研究的最新进展进行了系统的综述 ,并探讨了进一 步研究与开发麦胚蛋白的新途径 。 关键词 :麦胚 ;蛋白质 ;开发利用 Abstract:W heat germ is an important nutritional resource of p lant p ro2
tein. The latest research advances at home and abroad was reviewed from the aspects of the p reparation and p roperty of album in and globulin in wheat germ , the app lication of defatted wheat germ p rotein as the food functionality ingredient and the p reparation of wheat germ p rotein bever2 age, am ino acid nutritional beverage and active pep tide. The new app lica2 tion for further study and development of wheat germ p rotein was pointed out as well. Keywords:W heat germ; Protein; App lication
胱氨酸
-
1. 0 1. 9 2. 9 1. 0 -
-
苯丙氨酸
6. 0
3. 4 5. 7 5. 7 3. 5 4. 8 4. 5
Fra Baidu bibliotek
酪氨酸
-
2. 9 4. 1 - 3. 6 -
-
亮氨酸
7. 0
6. 7 6. 6 9. 3 7. 3 8. 4 7. 1
异亮氨酸
4. 0
3. 5 4. 7 5. 0 3. 9 3. 5 3. 6
氨基酸
FAO /WHO 麦胚 大豆 鸡蛋 牛肉 大米 面粉
赖氨酸
5. 5
5. 6 5. 8 5. 7 7. 2 3. 5 2. 4
苏氨酸
4. 0
4. 4 4. 0 5. 1 4. 7 3. 9 3. 1
色氨酸
1. 0
1. 3 1. 2 1. 7 1. 1 1. 7 1. 1
蛋氨酸
3. 5
1. 9 2. 0 3. 4 2. 6 1. 7 1. 4
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