背景[1-3]
米糠蛋白是一种优质的植物蛋白质，其必需氨基酸组成平衡合理，接近FAO/WHO推荐模式，具有低过敏性及良好的溶解性。米糠蛋白中约70%为可溶性蛋白质，与大豆蛋白相似。米糠蛋白中赖氨酸含量较高，为其它植物蛋白无法比拟，米糠蛋白生物效价很高，其营养价值可与鸡蛋、牛乳相媲美，消化率可达90%以上。
米糠是一种量大面广可再生资源，含有丰富的营养物质，如粗蛋白质、粗脂肪、维生素E等。米糠蛋白是米糠中的一种重要营养成分，具有高营养价值、低过敏性、易消化吸收等优点。在食品、饲料等领域中，米糠蛋白被广泛用作蛋白质来源。
除了作为蛋白质来源外，米糠还含有丰富的B族维生素及维生素E，但维生素A、维生素D、维生素C含量则较少。此外，米糠还含有钙磷比例不平衡的问题，磷含量较高，但属于植酸磷，锰、钾、镁、硅含量也较多。同时，米糠中含有抗胰蛋白酶抑制因子、糜蛋白抑制剂、植酸、过氧化酶和脂解酶等抗营养因子。
米糠蛋白
米糠蛋白是从米糠中提取的一种蛋白质，其中含有丰富的氨基酸和多种营养物质。米糠蛋白具有很好的生物活性和营养价值，被广泛应用于食品、医药和化妆品等领域。
在食品工业中，米糠蛋白可以作为功能性食品添加剂，用于增加食品的营养价值和改善食品的质地。在医药领域，米糠蛋白可以用于制备药物和保健品，具有促进健康、增强免疫力等作用。在化妆品领域，米糠蛋白可以用于制备面膜、洗发水等产品，具有保湿、抗氧化等功效。
应用[4-5]
米糠蛋白可以用于米糠蛋白聚集体及其成膜特性研究
研究通过改变环境pH值的方式,加热制备不同形态的米糠蛋白聚集体,采用透射电镜(TEM),流变仪,傅里叶红外光谱仪(FTIR),差示扫描量热仪(DSC)等现代分析手段全面深入的研究聚集体的性能差异,解析其性质与结构间的构效关系。而后,利用米糠蛋白聚集体制备聚集体薄膜,探讨不同形态的聚集体对薄膜物性和结构的影响,以达到改善蛋白膜性能的目的。
基于聚集体薄膜的研究结果,采用层层自组装(Layer by layer,LBL)技术制备米糠蛋白聚集体-壳聚糖LBL薄膜,考察聚集体形态和壳聚糖浓度对LBL薄膜性能的影响,探讨薄膜结构与性质变化的内在联系。最后,针对不同条件的米糠蛋白聚集体薄膜和LBL薄膜进行抗氧化、抗菌和降解特性的测定,为薄膜后续应用研究提供理论依据。
围绕上述研究内容本课题的主要研究结果如下:(1)通过对pH 2-12条件下的米糠蛋白聚集体物理性质和微观结构的研究发现:聚集体的浊度与溶解度呈负相关,且碱性条件下的聚集体溶解度最高;米糠蛋白在pH 2、pH 3条件下生成可溶性、平均粒径177.6 nm的纤维状聚集体;中性条件下生成可溶性、平均粒径98.47 nm的球形聚集体;在pH 10-12条件下形成可溶性大颗粒无定形聚集体。此外,随pH值的增加,聚集体的稳定性增加(G’>G");pH11、12条件下的无定形聚集体表现出最佳的凝胶网络结构和较高的热稳定性,其次是纤维状聚集体,而球形聚集体稳定性较弱。FTIR结果显示pH值对米糠蛋白聚集体内部酰胺II带的特征基团影响较大,其中碱性条件的强弱又会影响1210 cm-1处酰胺III带的特征基团,同时,纤维聚集体的产生伴随着α-螺旋向β-折叠结构转变的现象。
(2) 选取pH 2、pH 7、pH 11条件下生成的米糠蛋白聚集体制备聚集体薄膜,并将其与米糠蛋白膜进行比较研究。研究结果显示,不同形态结构的聚集体会显著影响薄膜的物理性能和内部结构。与蛋白膜相比,聚集体膜具有较高的透明度、耐水性、热稳定性,且无定形聚集体制备的薄膜表现出最佳的物理性能,其断裂伸长率从5.72%增至31.87%,水蒸气透过率(WVP)仅为1.25×10-13 g/m·s·Pa,对比现有研究报道发现其阻水性能优于其他蛋白类薄膜。同时,聚集体薄膜的扫描电镜(SEM)结果显示膜内部结构致密,更加光滑、均匀。此外,pH值的变化和聚集体的形成导致薄膜的二级结构的改变,聚集体薄膜显示出α-螺旋,β-转角和无规卷曲含量减少以及β-折叠含量增加的变化趋势,该趋势同pH值对聚集体二级结构的影响相一致。试验结果表明,利用蛋白聚集体制备薄膜可以提高薄膜的物理性能,改善薄膜内部结构。
(3) 利用LBL技术制备米糠蛋白聚集体-壳聚糖LBL薄膜。研究发现,壳聚糖浓度的改变对薄膜的耐水性、阻水性和热特性影响不显著,而对机械性能影响较为显著。随壳聚糖浓度的增加,薄膜抗拉强度逐渐增高,断裂伸长率在3%时达到最大(57.75%)。而不同形态的蛋白聚集体所制备的LBL薄膜其物性和结构均呈现出较大差异。利用纤维状聚集体制备的LBL薄膜结构存在一定空隙,表面沟壑清晰可见,WVP值较高(3.52×10-13g/m·s·Pa),薄膜耐水性较低,热稳定性较差。而球形蛋白聚集体LBL薄膜内部结构紧密空隙较小,具备较好的耐水性和热特性;但其机械性能弱于纤维状聚集体。
参考文献
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