一種米渣蛋白的糖基化改性方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種米渣蛋白的糖基化改性方法。本發(fā)明以美拉德反應(yīng)為理論基礎(chǔ)，對以稻谷深加工的副產(chǎn)品---米渣為原料提取的可溶性米渣蛋白，采用不同的多糖進(jìn)行糖基化濕法修飾，不僅使蛋白的溶解性、起泡性、乳化性有所改善，而且使改性后的米渣蛋白具有優(yōu)良的抗氧化活性，并具有調(diào)節(jié)免疫、降血糖、抗腫瘤及延緩衰老等作用，為進(jìn)一步探索食源性蛋白質(zhì)的功能提供科學(xué)依據(jù)和科研基礎(chǔ)，有望為稻谷蛋白等疏水性植物蛋白質(zhì)的進(jìn)一步開發(fā)利用提供新的途徑，具有重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。
【專利說明】一種米渣蛋白的糖基化改性方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬疏水性植物蛋白的改性研究領(lǐng)域，具體涉及一種米渣蛋白的糖基化改性方法。
【背景技術(shù)】
[0002]稻谷是我國第一大作物糧食，總產(chǎn)量長居世界第一。長期以來，稻谷生產(chǎn)及其副產(chǎn)物的深加工一直備受食品科學(xué)研究者的高度關(guān)注。目前，米渣主要是用來作為動(dòng)物飼料，而從米渣中提取的米渣蛋白在食品工業(yè)中應(yīng)用逐漸廣泛。米渣蛋白的開發(fā)和利用研究正是基于豐富稻米加工產(chǎn)品和合理利用稻米加工副產(chǎn)品的研究和綜合利用。米渣蛋白中75%-80%是谷蛋白，其氨基酸組成與大米蛋白基本一致。谷蛋白[5]的氨基酸組成平衡合理，其中賴氨酸含量高于其他谷類，精氨酸含量也較高，是其他植物蛋白甚至很多動(dòng)物蛋白所無法比擬的。米渣蛋白是高疏水性植物蛋白的代表，由于其溶解性較差，不能在水中與其他物料形成均勻的體系，影響了米渣蛋白在溶液體系中的應(yīng)用，另外其較差的溶解性也會(huì)導(dǎo)致其穩(wěn)定性、乳化性、發(fā)泡性等性能不佳，目前其應(yīng)用基本限于飼料。因此如何降低以谷蛋白為主的米渣蛋白的疏水性已成為拓展其應(yīng)用價(jià)值的研究熱點(diǎn)。
[0003]多糖是指由一個(gè)以上單糖通過糖苷鍵連接的聚合物，除作為植物的貯藏養(yǎng)料和骨架成分外，有些植物體內(nèi)的多糖類化合物還具有抗腫瘤、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，但因其單糖的組成種類和連接位置復(fù)雜，異頭碳的構(gòu)型不同，加大了研究難度，發(fā)展比蛋白質(zhì)和核酸晚。近年由于多糖類化合物的特殊生理活性，糖復(fù)合物和多糖類化合物的研究有了快速發(fā)展。
[0004]從目前所報(bào)道的文獻(xiàn)來看，蛋白質(zhì)與還原糖通過美拉德反應(yīng)進(jìn)行接枝改性的方法主要有干法和濕法兩種。目前國外已被研究過的糖基化改性蛋白質(zhì)多為乳清蛋白、β_乳球蛋白、牛血清蛋白、酪蛋白、溶菌酶，也有小麥面筋蛋白和大豆分離蛋白，并發(fā)現(xiàn)其共聚物具有優(yōu)良的乳化特性。國內(nèi)在這方面的工作起步較晚，對于改善疏水性植物蛋白功能領(lǐng)域的研究大多集中在大豆蛋白，對于增溶和功能特性改善需求更為迫切的谷物蛋白質(zhì)，尤其是米渣蛋白來說，其研究則較少。江南大學(xué)研究則是用單糖對大米蛋白進(jìn)行糖基化改性，且改性后其功能性質(zhì)的改變也僅僅體現(xiàn)在溶解性、乳化性、起泡性等方面。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種米渣蛋白的糖基化改性方法。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
所述米渣蛋白的糖基化改性的方法包括如下步驟:
(I)用80~90°C水洗米渣，按115~125 U/g的量向米渣中加入耐高溫α -淀粉酶，在ρΗ4~5、80~90°C條件下酶解0.5~1.5h，降解殘留淀粉；滅酶后，按1100~1300 U/g的量向米渣中加入堿性蛋白酶，在pH 7.5~8.5,40~50°C條件下預(yù)酶解1.5~2.5h，再用質(zhì)量百分比濃度為1%的NaOH調(diào)節(jié)pH為11~12后于40~50°C堿提1.5~2.5 h，堿提時(shí)的液固比為8~12:1，得米渣蛋白質(zhì)，米渣蛋白質(zhì)提取率可達(dá)到60.71%，純度達(dá)90.46% ；
(2)將Ig步驟(1)所得的米渣蛋白質(zhì)溶于IOOmL蒸餾水，調(diào)節(jié)pH值為10~11，優(yōu)選11，攪拌后冷卻至室溫備用；
(3)將多糖加入步驟(2)制備的米渣蛋白質(zhì)溶液中，多糖與米渣蛋白質(zhì)的質(zhì)量比為
3.5~5.5:1，優(yōu)選5:1 ;調(diào)節(jié)pH為10~11，優(yōu)選11，攪拌后干燥，優(yōu)選冷凍真空干燥，即得具有優(yōu)良抗氧化活性的糖基化改性后的米渣蛋白。
[0008]優(yōu)選的，步驟(1)是用90°C水洗米渣，按120 U/g的量向米渣中加入耐高溫α -淀粉酶，在ΡΗ4.5、90°C條件下酶解lh，降解殘留淀粉；滅酶后，按1200 U/g的量向米渣中加入堿性蛋白酶，在pH 8，45°C條件下預(yù)酶解2h，再用質(zhì)量百分比濃度為1%的NaOH調(diào)節(jié)pH為12后于45°C堿提2 h，堿提時(shí)的液固比為10:1，得米渣蛋白質(zhì)。
[0009]其中，所述多糖為具有調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、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。
[0010]本發(fā)明以具有豐富資源的米渣為原料制備得到的低敏性、高生物價(jià)、高營養(yǎng)價(jià)值的米渣蛋白為基礎(chǔ)，采用具有調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗心血管疾病、抗衰老等生理活性的多糖為糖基供體，以美拉德 反應(yīng)原理為理論基礎(chǔ)，進(jìn)行米渣蛋白-多糖的復(fù)合反應(yīng)。
[0011]本發(fā)明使我國含量豐富的米渣充分利用，采用不同的具有高效生物活性的植物多糖為糖基供體，使修飾后的米渣蛋白的溶解性、乳化性、乳化穩(wěn)定性、起泡性、抗氧化活性等功能性質(zhì)均優(yōu)于未修飾前的米渣蛋白。并采用冷凍真空干燥法的真空環(huán)境大大降低了需要驅(qū)除的水的沸點(diǎn)，避免米渣蛋白受熱，使蛋白質(zhì)變性，進(jìn)而影響其營養(yǎng)價(jià)值。有望開發(fā)出一種具有優(yōu)良抗氧化活性的米渣蛋白質(zhì)保健品，為進(jìn)一步探索食源性蛋白質(zhì)功能性質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)和科研思路，為稻谷蛋白等疏水性植物蛋白質(zhì)的進(jìn)一步開發(fā)利用提供新的途徑。
[0012]總之，本發(fā)明以米渣蛋白為研究對象，采用植物多糖對米渣蛋白進(jìn)行糖基化改性，在濕熱條件下，利用美拉德反應(yīng)原理制備米渣蛋白糖基化復(fù)合產(chǎn)物，選擇出最優(yōu)復(fù)合物，實(shí)現(xiàn)米渣蛋白溶解性、乳化性、起泡性、抗氧化性活性等各項(xiàng)功能性質(zhì)的有效改善和充分利用，使米渣蛋白低敏性和高營養(yǎng)特性得到充分體現(xiàn)和發(fā)揮，改性后的米渣蛋白有較好的抗氧化活性，以及降血脂降血壓的生理功能，本發(fā)明有效拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域，特別是為蛋白質(zhì)一多糖的共價(jià)復(fù)合物研究和開發(fā)新型食品添加劑提供了一條新的途徑。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
以90°C高溫水洗2次的米渣，按120 U/g向米渣中加入耐高溫α-淀粉酶，在PH4.5、90°C條件下酶解lh，降解殘留淀粉；滅酶后，按1200 U/g加入堿性蛋白酶，在pH 8.0，45°C條件下，預(yù)酶解2h，再用稀堿(質(zhì)量百分比濃度為1%的NaOH)調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH 12，再于45°C，液固比10:1條件下,堿提2 h,得米洛蛋白質(zhì)。將Ig米洛蛋白質(zhì)溶于IOOmL蒸懼水,配成pH值到11 (用Imol/LNaOH和ImoI/L HCL)的溶液，在55°C水浴中采用磁力攪拌器攪拌4h，冷卻至室溫備用；將葡聚糖加入制備的米渣蛋白質(zhì)溶液中，多糖與米渣蛋白質(zhì)的質(zhì)量比為5:1，調(diào)節(jié)pH至11，在80°C水浴下磁力攪拌4h，采用冷凍干燥機(jī)對復(fù)合物進(jìn)行冷凍干燥，得到具有優(yōu)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_清除率為:69.5%，.0H清除率為80.2%，其溶解度也由3.3%提高到55.4%。
[0014]實(shí)施例2
以90°C高溫水洗2次的米渣，按120 U/g向米渣中加入耐高溫α-淀粉酶，在PH4.5、90°C條件下酶解lh，降解殘留淀粉；滅酶后，按1200 U/g加入堿性蛋白酶，在pH 8.0，45°C條件下，預(yù)酶解2h，再用稀堿(質(zhì)量百分比濃度為1%的NaOH)調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH 12，再于45°C，液固比10:1條件下,堿提2 h,得米洛蛋白質(zhì)。將Ig米洛蛋白質(zhì)溶于IOOmL蒸懼水,配成pH值到11 (用Imol/LNaOH和Imo I/L HCL)的溶液，在55°C水浴中采用磁力攪拌器攪拌4h，冷卻至室溫備用；將南瓜多糖加入制備的米渣蛋白質(zhì)溶液中，多糖與米渣蛋白質(zhì)的質(zhì)量比為5:1，調(diào)節(jié)pH至11，在80°C水浴下磁力攪拌4h，采用冷凍干燥機(jī)對復(fù)合物進(jìn)行冷凍干燥，得到具有優(yōu)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_清除率為:80.9%，.0H清除率為86.6%，其溶解度也由3.3%提高到29.6%。
[0015]實(shí)施例3
以90°C高溫水洗2次的米渣原料，按120 U/g加入耐高溫α -淀粉酶，在pH4.5、90°C條件下酶解lh，降解殘留淀粉；滅酶后，按1200 U/g加入堿性蛋白酶，在pH 8.0，45°C條件下，預(yù)酶解2h，再用稀堿(質(zhì)量百分比濃度為1%的NaOH)調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH 12，于45°C，液固比10:1條件下,堿提2 h,得米洛蛋白質(zhì)。將Ig米洛蛋白質(zhì)溶于100 mL蒸懼水,配成pH值到 11 (用lmol/L NaOH和lmol/L HCL)的溶液，在55°C水浴中采用磁力攪拌器攪拌4h，冷卻至室溫備用；將香菇多糖加入制備的米渣蛋白質(zhì)溶液中，多糖與米渣蛋白質(zhì)的質(zhì)量比為5:1，調(diào)節(jié)pH至11，在80°C水浴下磁力攪拌4h，采用冷凍干燥機(jī)對復(fù)合物進(jìn)行冷凍干燥，得到具有優(yōu)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_清除率為:75.3%，.0H清除率為79.4%， 其溶解度也由3.3%提高到17.55%。
【權(quán)利要求】
1.一種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驟: (1)用80~90°C水洗米渣，按115~125U/g的量向米渣中加入耐高溫α -淀粉酶，在ρΗ4~5、80~90°C條件下酶解0.5~1.5h，降解殘留淀粉；滅酶后，按1100~1300 U/g的量向米渣中加入堿性蛋白酶，在pH 7.5~8.5,40~50°C條件下預(yù)酶解1.5~2.5h，再用質(zhì)量百分比濃度為1%的NaOH調(diào)節(jié)pH為11~12后于40~50°C堿提1.5~2.5 h，堿提時(shí)的液固比為8~12:1，得米渣蛋白質(zhì)； (2)將Ig步驟(1)所得的米渣蛋白質(zhì)溶于IOOmL蒸餾水，調(diào)節(jié)pH值為10~11，攪拌后冷卻至室溫備用； (3)將多糖加入步驟(2)制備的米渣蛋白質(zhì)溶液中，多糖與米渣蛋白質(zhì)的質(zhì)量比為3.5~5.5:1 ;調(diào)節(jié)pH為10~11，攪拌后干燥，即得糖基化改性后的米渣蛋白。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)是用90°C水洗米渣，按120U/g的量向米渣中加入耐高溫α-淀粉酶，在PH4.5、90°C條件下酶解lh，降解殘留淀粉；滅酶后，按1200 U/g的量向米渣中加入堿性蛋白酶，在pH 8、45 °C條件下預(yù)酶解2h，再用質(zhì)量百分比濃度為1%的NaOH調(diào)節(jié)pH為12后于45°C堿提2 h，堿提時(shí)的液固比10:1，得米渣蛋白質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述多糖與米渣蛋白質(zhì)的質(zhì)量比為5:1。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述的干燥為冷凍真空干燥。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述多糖為葡聚糖、南瓜多糖或香菇多糖。
【文檔編號(hào)】C07K1/107GK104004812SQ201410266430
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】梁盈, 林親錄, 魯倩, 劉穎, 吳偉, 楊濤, 吳躍 申請人:中南林業(yè)科技大學(xué)