王長遠，郝天舒，張 敏

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.北京工商大學(xué)食品學(xué)院，北京 100037）

?

干熱處理對米糠蛋白結(jié)構(gòu)與功能特性的影響

王長遠1，郝天舒1，張 敏2

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.北京工商大學(xué)食品學(xué)院，北京 100037）

摘 要：對干熱處理后米糠蛋白的結(jié)構(gòu)及功能特性變化進行探討，結(jié)果表明：90 ℃干熱處理下米糠蛋白組分發(fā)生明顯的熱變性，米糠蛋白的β-折疊結(jié)構(gòu)含量有較大程度降低，并主要轉(zhuǎn)變?yōu)闊o規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)。隨著干熱處理溫度的升高，α-螺旋結(jié)構(gòu)含量逐漸增大，無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)含量并未表現(xiàn)出明顯的線性變化趨勢。干熱處理條件下無序結(jié)構(gòu)的增多促進了米糠蛋白的水合作用，使米糠蛋白溶解性增加，而隨著干熱處理溫度升高至100 ℃，米糠蛋白的溶解度有所降低；無序結(jié)構(gòu)增多使米糠蛋白整體柔性增強，隨著干熱處理溫度的升高，米糠蛋白的乳化性呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢，在100 ℃干熱處理下米糠蛋白乳化性達到最大值45.56 m2/g，而米糠蛋白的乳化穩(wěn)定性亦有所增加；米糠蛋白起泡性隨干熱處理溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，干熱處理溫度80 ℃時米糠蛋白起泡性達到最大值為87.36%，米糠蛋白的泡沫穩(wěn)定性隨干熱處理溫度升高逐漸降低。

關(guān)鍵詞：干熱處理；米糠蛋白；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)；功能特性

米糠蛋白作為一種高營養(yǎng)價值的植物源蛋白質(zhì)，其必需氨基酸組成齊全，氨基酸組成接近聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）/世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）的推薦模式，且生物效價接近于牛乳中的酪蛋白，消化率較高。另外，由于米糠蛋白具有低過敏性的優(yōu)點，可將其較好地應(yīng)用于嬰幼兒食品中[1-3]。盡管米糠蛋白的營養(yǎng)價值較高，但米糠蛋白的有效提取及功能性質(zhì)發(fā)揮相對受到限制，因而現(xiàn)今的研究多圍繞增進米糠蛋白提取率及合理的蛋白改性展開[4-8]。其中干熱處理是米糠蛋白較常用的處理方法，但目前對此處理方法的研究多集中在以提高蛋白得率為目標的提取工藝上，對于干熱處理下米糠蛋白結(jié)構(gòu)特征及功能特性變化的研究尚未見報道。

本實驗擬采用紅外光譜研究干熱處理對米糠蛋白結(jié)構(gòu)的影響，并探究干熱處理對米糠蛋白功能特性的影響，以期為米糠蛋白的功能特性改良提供指導(dǎo)。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

米糠蛋白由實驗室制備（蛋白質(zhì)含量為89.21%）；實驗所用化學(xué)試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2儀器與設(shè)備

DHG-9240A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科技有限公司；PE Spectrum Two紅外光譜儀 美國PE公司；Pyris6 DSC差示掃描量熱儀 美國Perkin Elmer公司；TD5A-WS臺式低速離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；pHS-3D pH計 上海雷磁儀器廠；Xo-400SD多頻超聲細胞破碎儀 南京先歐儀器制造有限公司。

1.3方法

1.3.1 米糠蛋白的粗提取

將新鮮粗米糠（蛋白質(zhì)含量約為14.0%）過60 目篩除雜質(zhì)，向過篩米糠中以1∶6（m/V）的比例加入正己烷，室溫下攪拌2 h，然后停止攪拌，靜置5 min將上清液倒入回收瓶待回收，再以料液比1∶4（m/V）加入正己烷繼續(xù)攪拌2 h，4 000 r/min離心5 min，沉淀在通風(fēng)櫥中室溫風(fēng)干，制得脫脂米糠備用。

脫脂米糠100 g，按料液比 1∶10（m/V）加入1 000 mL水，用NaOH溶液調(diào)pH值至9，45 ℃條件下恒溫水浴攪拌2 h，4 000 r/min離心20 min，收集上清液，調(diào)節(jié)pH值至4.5，靜置沉淀后4 000 r/min離心15 min，傾去上清液，沉淀于4 ℃條件下對蒸餾水透析48 h，將沉淀真空冷凍干燥，即得到米糠蛋白粉粗品，于－20 ℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 米糠蛋白的干熱處理

將米糠蛋白粉溶解在pH 7.4、10 mmol/L的磷酸鹽緩沖液（標準緩沖液）中，配制成質(zhì)量分數(shù)為3%的米糠蛋白溶液，磁力攪拌2 h使米糠蛋白充分溶解。4 000×g離心10 min除去不溶物，以用作儲備液。將儲備液用標準緩沖液稀釋分裝在三角瓶中，用軟膠塞塞住瓶口避免水分蒸發(fā)。儲備液經(jīng)－40 ℃冰箱冷凍48 h，在－55 ℃條件下凍干處理成米糠蛋白粉樣品備用。

將米糠蛋白粉分別于60、70、80、90、100 ℃的恒溫箱中干熱處理30 min，然后取出一部分冷凍干燥成為干粉，于－20 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?，另外一部分? ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。對?yīng)于干熱處理溫度60、70、80、90、100℃，將干熱處理米糠蛋白樣品分別記為G-1、G-2、G-3、G-4、G-5；未經(jīng)干熱處理的米糠蛋白作為對照樣品，記為RBP。

1.3.3 差示掃描量熱法（differential scanning calorimetry，DSC）分析

稱取5 mg樣品放入鋁盒中，再向其中加入10 μL 0.01 mol/L的磷酸鹽緩沖溶液（pH 7.0），壓盤密封，室溫條件下放置6 h；將平衡好的樣品鋁盒放入到DSC操作臺左側(cè)，空白鋁盒放置在右側(cè)。溫度掃描范圍：30～150 ℃；升溫速率：10 ℃/min；在150 ℃保持1 min；隨后從150 ℃降溫至30 ℃，降溫速率：30 ℃/min。記錄此過程中米糠蛋白的變性溫度（Td）和熱焓變（ΔH）。

1.3.4 紅外光譜掃描

準確稱量2 mg米糠蛋白樣品，加入一定量的KBr至200 mg，用研缽研磨成均勻粉末，壓制成薄片，再用紅外光譜儀做全波段掃描（4 000～400 cm?1），掃描次數(shù)32。

1.3.5 溶解度測定

蛋白質(zhì)的溶解度以氮溶指數(shù)表示。精確稱取2.00 g米糠蛋白樣品，溶解于45 mL蒸餾水中，調(diào)節(jié)pH值至7.0，室溫條件下攪拌1 h后，4 000 r/min離心20 min除去沉淀，測定上清液中的氮含量。按照公式（1）計算米糠蛋白的溶解度。

1.3.6 乳化活性指數(shù)及乳化穩(wěn)定性測定

準確稱取1.00 g米糠蛋白樣品，加入到0.05 mol/L pH 7.0的磷酸鹽緩沖液中，使之充分溶解，配制成質(zhì)量分數(shù)為1%的蛋白溶液100 mL。取75 mL蛋白溶液與25 mL大豆油充分混合，在高速剪切乳化機下10 000 r/min乳化2 min，然后立刻在燒杯底部吸取20 μL乳狀液（此時計為0 min），加入到5 mL 0.1%的十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）溶液中混合均勻，使之稀釋250 倍。以質(zhì)量分數(shù)為0.1%的SDS溶液為空白樣品，測定500 nm波長處的吸光度。按照公式（2）計算米糠蛋白的乳化活性指數(shù)（emulsifying activity index，EAI）。

式中：T為經(jīng)驗常數(shù)，2.303；N為稀釋倍數(shù)，250；C為乳化液未形成前蛋白質(zhì)溶液的質(zhì)量濃度（g/mL）；Φ為乳化液中的油相體積分數(shù)，0.25；A0為0 min時的吸光度；10 000是比色皿光徑的換算數(shù)，單位為m。

米糠蛋白的乳化穩(wěn)定性：待上述乳化液放置10 min后，再從燒杯底部吸取乳狀液（確保與0 min取樣點的高度相同），按如上方法測定吸光度。按照公式（3）計算米糠蛋白的乳化穩(wěn)定性（emulsion stability，ES）。

式中：A0為0 min時的吸光度；A10為10 min時的吸光度；t為間隔時間，10 min。

1.3.7 起泡性及泡沫穩(wěn)定性測定

取一定量米糠蛋白樣品加入到0.01 mol/L pH 7.0磷酸鹽緩沖液中，配制成質(zhì)量分數(shù)為5%的蛋白溶液，取200 mL在高速均質(zhì)機下10 000 r/min攪打2 min，快速移至500 mL量筒中（此時計為0 min），記錄0、15 min時泡沫的高度，以此表示蛋白起泡能力的大小，并進行3 次重復(fù)實驗。分別按照公式（4）、（5）計算米糠蛋白的泡沫膨脹率和泡沫穩(wěn)定性。

式中：H為未攪打時蛋白溶液的高度/cm；H0為攪打停止時泡沫的高度/cm。

式中：H15為攪打停止靜置15 min時泡沫的高度/cm。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析，其他數(shù)據(jù)擬合處理采用Origin 8.5軟件。

2　結(jié)果與分析

2.1米糠蛋白的DSC圖譜分析

圖1　不同干熱處理下米糠蛋白的DSC圖譜Fig.1 DSC analysis of untreated and heat-treated rice bran protein

應(yīng)用差示掃描量熱儀測定熱處理過程中米糠蛋白的變性程度主要表現(xiàn)為兩個指標，即變性溫度（Td）和熱焓變（ΔH），其中Td可用于推測蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性，而ΔH是疏水作用與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密性的重要指標。

由圖1a可知，未經(jīng)熱處理的米糠蛋白變性溫度為73.59 ℃，熱焓變值為1.478 J/g。由圖1b和圖1c可知，80 ℃和90 ℃干熱處理下米糠蛋白的熱變性溫度高于天然米糠蛋白，但80 ℃干熱處理下的米糠蛋白尚未發(fā)生變性，不過熱焓變值（0.638 1 J/g）有所降低，表明此處理條件下米糠蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生局部展開，非極性基團更多地暴露于溶劑中，部分蛋白質(zhì)分子內(nèi)的氫鍵斷裂，致使其熱焓變值小于天然米糠蛋白。而由圖1c可知，米糠蛋白在90 ℃干熱處理后已發(fā)生明顯的變性，米糠蛋白的熱變性峰消失。

2.2米糠蛋白的紅外光譜分析

圖2　不同干熱處理下的米糠蛋白FT-IR光譜Fig.2 FT-IR spectra of rice bran protein subjected to different dry heat-treatments

選取紅外光譜的酰胺Ⅰ帶來分析米糠蛋白的二級結(jié)構(gòu)組成[9]，采用Peakfit軟件對蛋白質(zhì)酰胺Ⅰ帶進行解析，首先對所得紅外光譜的酰胺Ⅰ帶進行傅里葉去卷積處理[10]，控制半峰寬為5 cm－1，增強因子為1.0。結(jié)合原始圖譜和去卷積譜得到的子峰峰位，進行相應(yīng)二級結(jié)構(gòu)構(gòu)象指認。各峰位的歸屬指認依據(jù)：β-折疊結(jié)構(gòu)，1 637、1 615、1 695 cm－1；β-折疊或β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)，1 684 cm－1；β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)，1 670 cm－1；α-螺旋結(jié)構(gòu)，1 640 cm?1；無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)，1 649 cm－1[11]。

表1　利用酰胺Ⅰ帶擬合米糠蛋白二級結(jié)構(gòu)組成比例Table 1 Secondary structure of rice bran protein fitted by amide I band %

由表1可知，天然米糠蛋白（RBP）的主要組成為β-折疊結(jié)構(gòu)，占二級結(jié)構(gòu)總量的48.61%。而干熱處理后米糠蛋白的主要二級結(jié)構(gòu)仍為β-折疊結(jié)構(gòu)，低于90 ℃干熱處理下的米糠蛋白的β-折疊結(jié)構(gòu)含量高于天然米糠蛋白，而90 ℃干熱處理下的米糠蛋白的β-折疊結(jié)構(gòu)含量有較大程度的降低，這表明米糠蛋白熱變性造成了β-折疊結(jié)構(gòu)的損失。通過比較可知，90 ℃干熱處理下的米糠蛋白β-折疊結(jié)構(gòu)主要轉(zhuǎn)變?yōu)榱藷o規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)，更多的無序結(jié)構(gòu)也是蛋白質(zhì)變性的典型體現(xiàn)。另外，蛋白質(zhì)熱變性下聚集現(xiàn)象也是β-折疊結(jié)構(gòu)含量降低的一個可能原因[12]。而在100 ℃干熱處理下的米糠蛋白β-折疊結(jié)構(gòu)含量增加可能是由于β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變而成。

隨著干熱處理溫度的升高，米糠蛋白α-螺旋結(jié)構(gòu)含量逐漸增高，無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)含量并沒有表現(xiàn)出明顯的線性變化趨勢，但在干熱處理溫度高于90 ℃時，米糠蛋白因熱變性而體現(xiàn)出這兩種結(jié)構(gòu)的含量明顯高于天然米糠蛋白。

2.3米糠蛋白的溶解性

蛋白質(zhì)的溶解性是蛋白質(zhì)最主要的功能特性，溶解性的強弱在很大程度上影響著其他功能性質(zhì)，另外，蛋白質(zhì)的溶解性也會較為顯著地影響蛋白質(zhì)的商用及營養(yǎng)價值。

圖3　干熱處理對米糠蛋白溶解性的影響Fig.3 Effect of dry heat treatment on the solubility of rice bran protein

由圖3可知，天然米糠蛋白（RBP）的溶解性較差，約為47.5%，而干熱處理后，米糠蛋白的溶解性部分增大，主要是在90 ℃干熱處理下的米糠蛋白溶解性提升了近5%。這可能是由于米糠蛋白熱變性后結(jié)構(gòu)遭到破壞，促進了蛋白質(zhì)的水合作用，從而使米糠蛋白的溶解性有所增加。干熱處理下米糠蛋白之所以溶解性增加并不明顯可能與此條件易于促進米糠蛋白的分子聚集有關(guān)[13]。而隨著干熱處理溫度升高到100 ℃，蛋白質(zhì)空間構(gòu)象中的某些弱鍵斷裂，破壞了肽鍵的特定結(jié)構(gòu)，使原來埋藏在分子內(nèi)部的一些非極性基團暴露在分子表面，因而降低了蛋白質(zhì)的溶解度，促使蛋白質(zhì)分子之間相互結(jié)合而凝結(jié)沉淀[14]。

2.4米糠蛋白的乳化性及乳化穩(wěn)定性

乳化性是指互不相溶的液體在機械攪拌后形成乳狀液的能力。乳化性是蛋白質(zhì)較為重要的表面性質(zhì)之一，這主要是由于蛋白質(zhì)分子鏈內(nèi)分布有較多的親水性或疏水性基團，決定了蛋白質(zhì)的表面活性特點。米糠蛋白的乳化性在食品加工過程中起到了重要作用，因此現(xiàn)今的許多研究都圍繞此功能性質(zhì)開展。

圖4　干熱處理對米糠蛋白乳化性的影響Fig.4 Effect of dry heat treatment on the emulsifying activity of rice bran protein

由圖4可知，天然米糠蛋白（RBP）的乳化性較好（35.1 m2/g），而經(jīng)干熱處理后米糠蛋白的乳化性進一步提升，并且隨著干熱處理溫度的增加，米糠蛋白的乳化性呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢。90 ℃干熱處理下的米糠蛋白溶解性增加（圖3）主要是由于米糠蛋白分子發(fā)生了熱變性，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)逐漸展開，有序的β-折疊結(jié)構(gòu)被破壞，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o規(guī)卷曲及β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)，故蛋白質(zhì)整體柔順性增強，并暴露出更多的疏水性位點，使米糠蛋白更易于分散于乳化界面中，從而提高了米糠蛋白的乳化性[15]。

當干熱處理溫度低于90 ℃時，米糠蛋白的乳化性隨著處理溫度的升高而降低，其可能的原因是此時的處理溫度低于米糠蛋白的熱變性溫度，米糠蛋白結(jié)構(gòu)解折疊程度較低，二級結(jié)構(gòu)組成中有序結(jié)構(gòu)單元的含量變化相對較小，無規(guī)則結(jié)構(gòu)的含量并未呈現(xiàn)較大幅度增加，更多的疏水基團并未能完全暴露出來，而干熱處理下米糠蛋白的熱聚集效應(yīng)隨著溫度的增加而逐漸增強，降低了蛋白質(zhì)與油脂之間的結(jié)合，因而米糠蛋白的乳化性會出現(xiàn)隨著干熱處理溫度增高而降低的變化趨勢。

圖5　干熱處理對米糠蛋白乳化穩(wěn)定性的影響Fig.5 Effect of dry heat treatment on the emulsion stability of rice bran protein

如圖5所示，干熱處理下米糠蛋白的乳化穩(wěn)定性部分有提高，即僅在超過米糠蛋白熱變性溫度時乳化穩(wěn)定性有所增加，此條件下米糠蛋白的乳化性也有所升高，這主要是由于更多疏水性基團的暴露對于乳化液起到了穩(wěn)定作用。

2.5米糠蛋白的起泡性

為了測定米糠蛋白的起泡性，實驗采用泡沫膨脹率為指標進行分析。干熱處理對米糠蛋白起泡性的影響如圖6所示，未經(jīng)干熱處理的米糠蛋白（RBP）起泡性較差，這主要是由于天然米糠蛋白的結(jié)構(gòu)相對致密，內(nèi)部富含二硫鍵，增進了結(jié)構(gòu)的緊實性，因此難以分散形成泡沫[16-17]。

圖6　干熱處理對米糠蛋白起泡性的影響Fig.6 Effect of dry heat treatment on the foaming capacity of rice bran protein

由圖6可知，干熱處理后米糠蛋白的起泡性呈現(xiàn)先增大后降低的變化趨勢，在低于90 ℃時米糠蛋白的起泡性隨著處理溫度的升高而增大，這主要是由于干熱處理下米糠蛋白結(jié)構(gòu)逐漸展開，形成更多的無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)，展開的蛋白質(zhì)分子間彼此作用構(gòu)成更加穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及界面膜，使米糠蛋白的起泡性得以增強[18-20]。當干熱處理溫度高于90 ℃時，隨著干熱處理溫度的進一步升高，米糠蛋白產(chǎn)生明顯的熱變性，蛋白質(zhì)分子展開程度增大，內(nèi)部的疏水基團和巰基暴露程度增加，米糠蛋白分子之間通過非共價鍵重新連接形成更大的分子聚集體，水-空氣界面膜的穩(wěn)定性降低，使米糠蛋白在高干熱處理溫度下起泡性下降[21-23]。

圖7　微波處理對米糠蛋白起泡穩(wěn)定性的影響Fig.7 Effect of dry heat-treatment on the foaming stability of rice bran protein

由圖7可知，干熱處理后米糠蛋白的泡沫穩(wěn)定性逐漸降低，這主要是由于干熱處理下蛋白質(zhì)的疏水作用降低，米糠蛋白黏性降低，彈性也受到一定影響，使其所形成泡沫容易因空氣膨脹而發(fā)生泡沫崩潰[10,24-25]。

3　結(jié) 論

本研究通過對干熱處理后米糠蛋白的結(jié)構(gòu)及功能特性變化規(guī)律進行研究，發(fā)現(xiàn)米糠蛋白的主要組成為β-折疊結(jié)構(gòu)，低于90 ℃的干熱處理下米糠蛋白的β-折疊結(jié)構(gòu)含量高于天然米糠蛋白，90 ℃干熱處理下米糠蛋白因其蛋白質(zhì)組分發(fā)生明顯的熱變性，β-折疊結(jié)構(gòu)含量有較大幅度降低，并主要轉(zhuǎn)變?yōu)闊o規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)。隨著干熱溫度的升高，α-螺旋結(jié)構(gòu)含量逐漸增高，無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)含量并未表現(xiàn)出明顯的線性變化趨勢。

干熱處理下米糠蛋白的溶解性有部分增大，主要是在90 ℃干熱處理下米糠蛋白的溶解性提升較為顯著。米糠蛋白熱變性后結(jié)構(gòu)的破壞以及無序結(jié)構(gòu)的增加促進了米糠蛋白的水合作用，使米糠蛋白溶解性有所增加。而隨著溫度繼續(xù)升高至100 ℃，米糠蛋白的溶解度又有所降低。

未經(jīng)干熱處理的米糠蛋白乳化性較好，為35.1 m2/g，隨著干熱處理溫度的升高，米糠蛋白的乳化性呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢。米糠蛋白乳化性的增加與有序的β-折疊結(jié)構(gòu)被破壞，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊o規(guī)卷曲及β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)整體柔順性增強，并暴露出更多的疏水性位點有關(guān)。干熱處理下米糠蛋白的乳化穩(wěn)定性僅在干熱處理溫度超過米糠蛋白熱變性溫度時有所增加。

米糠蛋白起泡性隨干熱處理溫度的升高呈現(xiàn)先增大后降低的變化趨勢，起泡性的增加與米糠蛋白中更多無規(guī)則結(jié)構(gòu)的形成有關(guān)。干熱處理后米糠蛋白的泡沫穩(wěn)定性逐漸降低，在100 ℃時較天然米糠蛋白降低近5%。

參考文獻：

[1]PRAKASH J, RAMASWAMY H S. Rice bran proteins: properties and food uses[J]. Critical Reviews in Food Science & Nutrition, 1996, 36(6): 537-552.

[2]王騰宇, 周鳳超, 李紅玲, 等. 米糠蛋白的提取及其功能性質(zhì)研究[J].糧油加工, 2010(11): 45-48.

[3]劉穎, 田文娟. 復(fù)合米糠蛋白粉的研制與營養(yǎng)價值評價[J]. 食品科學(xué), 2012, 33(4): 292-295.

[4]SHIH F F, DAIGLE K. Use of enzymes for the separation of protein from rice fl our[J]. Cereal Chemistry, 1997, 74(4): 437-441.

[5]GNANASAMBANDAM R, HELTIARACHCHY N S. Protein concentrates from unstabilized and stabilized rice bran: preparation and properties[J]. Journal of Food Science, 1995, 60(5): 1066-1069.

[6]WANG M, HETTIARACHCHY N S, QI M, et al. Preparation and functional properties of rice bran protein isolate[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1999, 47(2): 411-416.

[7]FANG Y, CATRON B, ZHANG Y, et al. Distribution and in vitro availability of selenium in selenium-containing storage protein from selenium-enriched rice utilizing optimized extraction[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(17): 9731-9738.

[8]陳季旺, 姚惠源, 張小勇, 等. 米糠可溶性蛋白的提取工藝和特性研究[J]. 中國油脂, 2003, 28(2): 46-50.

[9]孫秀發(fā), 周才瓊, 肖安紅. 食品營養(yǎng)學(xué)[M]. 鄭州: 鄭州大學(xué)出版社, 2011: 151.

[10]ICONOMIDOU V A, CHRYSSIKOS D G, GIONIS V, et al. Secondary structure of chorion proteins of the teleostean fi sh Dentex dentex by ATR FT-IR and FT-Raman spectroscopy[J]. Journal of Structural Biology, 2000, 132(2): 112-122.

[11]VENYAMINOV S Y, KALNIN N N. Quantitative IR spectrophotometry of peptide compounds in water (H2O) solutions. Ⅱ. Amide absorption bands of polypeptides and fi brous proteins in α-, β-, and random coil conformations[J]. Biopolymers, 1990, 30(13/14): 1259-1271.

[12]STATHOPULOS P B, SCHOLZ G A, HWANG Y M, et al. Sonication of proteins causes formation of aggregates that resemble amyloid[J]. Protein Science, 2004, 13(11): 3017-3027.

[13]朱磊, 汪學(xué)德, 于新國. 米糠蛋白的綜合研究進展[J]. 中國油脂, 2013, 38(2): 81-83.

[14]王艷玲. 米糠中四種蛋白的提取工藝及特性研究[D]. 哈爾濱: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué), 2013.

[15]鄭煜焱, 曾潔, 李晶, 等. 米糠蛋白的組成及功能性[J]. 食品科學(xué), 2012, 33(23): 143-149.

[16]王喜波, 遲玉杰, 胥偉. 超聲輔助琥珀酰化改性大豆蛋白研究[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2011, 42(5): 6-14.

[17]尤夢圓, 何東平, 鄒翀, 等. 從米糠高溫粕中提取米糠蛋白及其功能特性的研究[J]. 食品工業(yè), 2014, 35(4): 125-128.

[18]VIJITPUNYARUK T, THEERAKULKAIT C. Preparation of alcalase hydrolysed rice bran protein concentrate and its inhibitory effect on soybean lipoxygenase activity[J]. International Journal of Food Science & Technology, 2014, 49(2): 501-507.

[19]管驍, 金周筠, 金晶, 等. 米糠蛋白提取中的關(guān)鍵影響因素及其優(yōu)化[J].食品科學(xué), 2012, 33(10): 24-28.

[20]HAMADA J S. Characterization and functional properties of rice bran proteins modifi ed by commercial exoproteases and endoproteases[J]. Journal of Food Science, 2000, 65(2): 305-310.

[21]袁德保. 大豆蛋白熱聚集行為及其機理研究[D]. 廣州: 華南理工大學(xué), 2010.

[22]EISSA A S. Newtonian viscosity behavior of dilute solutions of polymerized whey proteins. Would viscosity measurements reveal more detailed molecular properties?[J]. Food Hydrocolloids, 2013, 30(1): 200-205.

[23]PURWANTI N, van der GOOT A J, BOOM R, et al. New directions towards structure formation and stability of protein-rich foods from globular proteins[J]. Trends in Food Science & Technology, 2010, 21(2): 85-94.

[24]ZHOU Peng, LIU Xiaoming, LABUZA T P. Effects of moistureinduced whey protein aggregation on protein conformation, the state of water molecules, and the microstructure and texture of high-proteincontaining matrix[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, 56(12): 4534-4540.

[25]TANG Chuanhe, WANG Changsheng. Formation and characterization of amyloid-like fi brils from soy β-conglycinin and glycinin[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(20): 11058-11066.

Effect of Dry Heat Treatment on Structural and Functional Properties of Rice Bran Protein

WANG Changyuan1, HAO Tianshu1, ZHANG Min2
(1. College of Food Science, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, China; 2. School of Food and Chemical Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100037, China)

Abstract:The changes in structure and functional properties of rice bran protein caused by dry heat treatment were studied in this research. Results showed that dry heat treatment at 90 ℃ caused obvious denaturation of rice bran protein, which was manifested by a considerable decrease in β-sheet content and consequently an increase in random coil and β-turn contents. The α-helix content increased gradually with an increase in heating temperature, while random coil structure and β-sheet structure did not exhibit an obvious linear trend. The dry heat treatment resulted in the formation of more disordered structures and promoted the hydration of rice bran protein, in turn improving its solubility. However, rice bran protein became less soluble after undergoing dry heat treatment at 100 ℃. The overall fl exibility of rice bran protein was enhanced due to the formation of more disordered structures, and the emulsifying activity tended to decrease and then increase with increasing temperature. Maximum emulsifying activity index (EAI) of 45.56 m2/g was obtained by dry heat treatment at 100 ℃, accompanied with an increase in emulsion stability. The foaming capacity of rice bran protein displayed an upward and then downward trend with increasing temperature. Heat treatment at 80 ℃ gave maximum foam overrun of 87.36%, and the foam stability was decreased by increasing temperature.

Key words:dry heat treatment; rice bran protein; protein structure; functional properties

doi:10.7506/spkx1002-6630-201507003

中圖分類號：TS201.1

文獻標志碼：A

文章編號：1002-6630（2015）07-0013-06

作者簡介：王長遠（1976—），男，副教授，博士，研究方向為食品科學(xué)、糧油及植物蛋白。E-mail：byndwcy@163.com

基金項目：國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目（31101387）；國家自然科學(xué)基金面上項目（31371830）；黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項目（12531446）

收稿日期：2014-06-18