论文部分内容阅读
本论文以淀粉糖生产中的副产品米渣为原料,对米渣蛋白的制备方法、结构特征、酶法改性和酶水解机理等进行了系统研究,旨在探讨制备高纯度米渣蛋白技术,改善蛋白的物化功能,为开发利用米渣蛋白资源提供技术基础。分析表明,与大米相比,米渣中的清、球、醇溶和谷蛋白含量明显降低,碱溶液只能溶出米渣中48%的蛋白质(称为米渣谷蛋白,RDG)。米渣中胱氨酸、蛋氨酸含量分别比大米粉谷蛋白(RFG)中相应氨基酸提高83%和81%,RDG中胱氨酸、蛋氨酸分别比米渣降低23%和37.8%,表明-S-S-是影响米渣蛋白质溶解的内在因素,高温加热是大米蛋白严重变性的重要原因。基于米渣蛋白的特点,提出了用纯化工艺制备高纯度米渣蛋白的思路,本文系统地研究了制备高纯度米渣蛋白的纯化工艺和条件。结果表明,α-淀粉酶水解法所得到的蛋白含量高达86%(称作米渣分离蛋白,RPI),其中17种氨基酸的含量为79.13%,蛋白质回收率达93%,而且通过酶水解过程中低聚糖组分变化和蛋白质形态观察研究了纯化过程中糖与蛋白质的分离机制。研究了所制备的RPI分子大小、亚基组成、蛋白与糖的结合性质等结构特征。HPLC和Sepharose CL-4B凝胶色谱分析表明,RFG中主要是93KDa以下的蛋白质组分,而RPI中主要是115KDa-211KDa的大分子;两种蛋白的亚基组分具有相近的结构和性质,说明RPI通过二硫键的连接形成了高聚体,并进而影响了它的溶解性能。凝胶色谱和IR光谱分析表明,RPI和RFG是糖蛋白,且RPI中的糖含量较高,表明高温加热促进了RPI中蛋白质与糖的结合。GC分析表明糖的成分是葡萄糖和阿拉伯糖,二者含量之比约为4.3:1;β-消去反应证明蛋白与糖以N-糖肽键方式连接;赖氨酸分析表明RPI中发生了Maillard反应。所以糖类物质的存在是米渣蛋白不溶的又一重要原因。SDS-PAGE分析显示RPI中有7条谱带(其中13KDa和38KDa含量较高), RFG中有8条谱带, RPI亚基有很强的重新聚合成大分子的能力,再次说明,-S-S-的存在是米渣蛋白质不溶的重要原因。CD分析显示RPI中α-螺旋、β-转角和自由回转结构分别占5.6%、42%和42%,而RFG中分别为17.75、0和82.3%,表明高温变性的RPI二级结构与未变性的RFG有显著差异。研究了蛋白酶法水解对RPI溶解、乳化和发泡性质的影响。单一的碱性蛋白酶对米渣蛋白的水解不如碱性蛋白酶和复合蛋白酶共同作用时的水解效果好;通过数学软件分析了不同酶水解条件与蛋白质物化性能间的关系,当复合蛋白酶0.02%、碱性蛋白酶0.08%和反应时间2.5h,蛋白质溶解度可达56.62%,乳化活性(OD值)为0.493,发泡性为175ml。蛋白质组分的相对分子质量及其含量分析表明,适当大小的酶水解物分子有利于表现乳化和发泡性能。