【摘 要】
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大米蛋白（Rice proteins,RPs）和豌豆蛋白（Pea proteins,PPs）是优质植物蛋白质。尽管RPs和PPs越来越受到人们重视,但是由于RPs的水溶性极低（<2%）以及PPs的低消化性,还不能完全满足生产、消费和市场的需求。目前有很多针对蛋白质改性的方法,但是对蛋白的结构、营养完整性和功能特性破坏较大。本研究针对以上问题,采用pH循环法利用RPs和PPs制备大米蛋白/豌豆蛋白亲
【基金项目】
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十三五国家重点研发计划项目（2017YFE0122600）；
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大米蛋白（Rice proteins,RPs）和豌豆蛋白（Pea proteins,PPs）是优质植物蛋白质。尽管RPs和PPs越来越受到人们重视,但是由于RPs的水溶性极低（<2%）以及PPs的低消化性,还不能完全满足生产、消费和市场的需求。目前有很多针对蛋白质改性的方法,但是对蛋白的结构、营养完整性和功能特性破坏较大。本研究针对以上问题,采用pH循环法利用RPs和PPs制备大米蛋白/豌豆蛋白亲水复合物（Rice protein-Pea proteins,RP-PPs）,并探究蛋白的相互作用的机理;对RP-PPs蛋白复合物的营养特性进行表征并对其起泡性进行研究;最后,利用淀粉纳米晶（Starch nanocrystallines,SNCs）提高RP-PPs亲水复合物的起泡稳定性,并对SNCs和RP-PPs的作用机理和表面及流变特性进行探究。具体研究内容与结果如下:首先,探究了RPs与PPs的相互作用的机理。将RPs与PPs以不同质量比（RPs/PPs=1:0.01～1:1）在pH 12.0的条件下混合搅拌,然后缓慢中和,得到RP-PPs亲水复合物。与RPs相比,复合蛋白中RPs的溶解度提高到94.4%。SDS-PAGE结果表明RP-PPs复合蛋白完整保留了RPs和PPs的一级结构。TEM和AFM实验表明,RP-PPs复合蛋白经过pH循环后获得相对展开的结构。光散射结果表明,随着PPs含量的提高其展开程度增加。利用光谱学技术研究了复合蛋白在酸化过程中的折叠动力学。在pH12.0时,RPs和PPs开始相互作用,使复合结构具有一定的结构强度,抵抗酸诱导的构象折叠。且PPs比例越高,其抗折叠能力越强。zeta-电位和疏水性数据表明,RP-PPs在中和过程仍具有表面斥力,维持体系的胶体稳定性,从而提高了蛋白的溶解度。其次,表征了RP-PPs复合蛋白营养特性和起泡性质。氨基酸结果分析表明,RP-PPs复合蛋白具有更加平衡的氨基酸组成,解决了RPs赖氨酸缺乏和PPs含硫氨基酸缺乏的问题;氨基酸含量均达到了FAO/WHO的推荐标准。体外消化实验和SDS-PAGE结果表明,复合蛋白的-消化速率高于RPs和PPs,说明复合蛋白消化性相比单一蛋白得到提高。这是由于构象展开,复合蛋白暴露出更多的反应位点以促进胃蛋白酶水解作用。此外,研究了不同RPs/PPs比例和不同pH对蛋白起泡性质的影响,复合蛋白的起泡性相比单一蛋白的起泡性得到显著提高;且RPs/PPs=1:1（w/w）时的起泡性最好,达320%。复合蛋白的起泡性在pH 7.0时最高,但是泡沫稳定性较弱。最后,利用SNCs提高RP-PPs泡沫稳定性并研究其作用机理。SNCs显著提高了复合蛋白的起泡稳定性;当RP-PPs/SNCs=1:1（w/w）时,蛋白的泡沫稳定性在12 h后还可以达到81.7%。SNCs与RP-PPs通过氢键发生相互作用。随着SNCs比例的增加,油水表面张力提高、表观粘度增大,这说明蛋白在界面上吸附并形成机械性能较高黏膜,从而提高气泡的稳定性。以上结果表明,经过蛋白与蛋白的相互作用得到的复合蛋白具有良好的溶解度、营养特性和功能特性。同时SNCs较强的机械性能提高了复合蛋白的泡沫稳定性。本研究为制备新型蛋白材料提供研究思路,将有助于进一步扩展大米蛋白和豌豆蛋白等植物蛋白在食品工业中的应用。
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