[发明专利]一种采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法

说明书

本发明公开了一种采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法，是以碎米为原料，采用碱提酸沉法从中提取大米谷蛋白，将大米谷蛋白与磷酸化试剂三聚磷酸钠混合，调节pH值，在一定温度下反应一段时间后，再经过离心、水洗、真空冷冻干燥等步骤，获得磷酸化的大米谷蛋白。本发明磷酸化大米谷蛋白的蛋白溶解性>90％，乳化性>20m²/g，乳化稳定性>80％，发泡性>10％，泡沫稳定性>90％。本方法具有生产工艺简单、成本低、易于实现工业化生产等特点，大大提高了大米谷蛋白的利用率和附加值，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及植物蛋白改性技术领域，具体涉及一种采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法。

背景技术

大米作为一种传统的大宗主食品，除了满足人们日常的膳食需求外，也是食品工业的重要原料，主要用于味精、淀粉糖、酿酒的生产，但这些产品的生产充分利用的是大米淀粉部分，而蛋白部分常常作为下脚料没有得到充分利用。大米中蛋白质含量7-8％，蛋白质营养价值高，具有氨基酸组成合理、生物学效价高和过敏性低等特点。但是由于大米蛋白的溶解度低，限制了其在食品工业中的应用。因此，需要对天然大米蛋白的结构进行修饰以改善其溶解性和与水的相互作用来促进其应用。目前，对大米蛋白改性的方法主要有：

1、物理方法：物理改性是指利用热、机械振荡、电磁场、射线等物理作用形式改变蛋白质的高级结构和分子间的聚集方式，一般不涉及蛋白质的一级结构。

2、化学方法：化学方法包括对氨基酸残基的酰化、去酰胺、磷酸化、糖基化(利用美拉德反应)、共价交联、水解以及氧化等，主要是对残基上的氨基、羟基、巯基以及羧基等进行的化学反应，改性的本质是通过改变蛋白质的结构和构象以及净电荷、疏水基团等诸方面，改善其功能特性，包括溶解性、表面性质、吸水性、凝胶性以及热稳定性等。

3、生物酶法：酶修饰技术主要是利用蛋白水解酶、转氨酶、氧化酶等，对蛋白质的肽链进行修饰，或减小肽链长度，或通过肽链间的交联来增加蛋白质分子大小，最终整体上达到肽链的修饰目的并改善蛋白质的某些功能性质。

现有大米谷蛋白的改性技术中，如物理方法涉及到使用价格昂贵的设备，生产成本高，很难实现连续化生产。而生物酶法改性在水解过程中蛋白质的-S-S-有部分被破坏，且酶法水解的程度不易控制。本发明使用的磷酸化改性技术所涉及的设备制造成本低，且蛋白质的天然结构可以得到保持。

发明内容

本发明旨在提供一种采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法，本方法能够改善大米谷蛋白的溶解性、乳化性、发泡性等功能特性。本发明方法新颖，安全高效，并且本发明所涉及的生产设备制造成本较低，易于实现连续化生产。

本发明通过磷酸化改性，引进磷酸根基团增加了蛋白质的电负性，提高了蛋白质分子之间的静电斥力，使之更易分散到水相中，因而提高了其溶解性、乳化性和发泡性。

本发明采用磷酸化处理改善大米谷蛋白功能特性的方法，包括如下步骤：

步骤1：以碎米为原料，研磨过100目筛后，将碎米粉与蒸馏水以1g：10mL的比例混合，室温下搅拌2小时后离心，将所得沉淀物与浓度为5wt％的NaCl溶液以1g：10mL的比例混合，室温下搅拌2小时后离心，将所得沉淀物与浓度为0.05M的NaOH溶液以1g：10mL的比例混合，室温下搅拌2小时后离心，取上清液，使用1M的HCl溶液调节上清液的pH值至5.4，离心取沉淀，水洗后冷冻干燥，得到大米谷蛋白；将获得的大米谷蛋白加入pH值7.0的磷酸盐缓冲液中，混合均匀，形成1-10％(w/v)浓度的蛋白质分散液；

步骤2：向步骤1获得的蛋白质分散液中加入磷酸化试剂，用NaOH溶液调节pH值为8-10，并在整个过程间歇添加NaOH溶液以维持分散液的pH值恒定，30-60℃下反应1-3小时；