1. 研究目的与意义
长期以来,国内外对小麦胚的研究很多。起初,人们把研究重点放在制油上,但是对于制油的剩余物———脱脂麦胚的开发利用尚未引起人们足够的重视。近年来,伴随小麦胚油的发展,人们开始关注其脱脂麦胚的利用问题[1]。
中国作为世界上最大的生产小麦的国家。小麦胚芽作为小麦加工生产的隶属产物,具有极大的潜在价值。但我国麦胚蛋白的开发利用程度较低,大部分的小麦胚芽被粗放地归于麸皮用作饲料;麦胚蛋白的提取工艺落后及对脱脂麦胚中残留油脂诱导蛋白质氧化,都是小麦胚芽利用率低下的重要原因[2-4]。小麦胚芽是小麦加工过程中的副产物,其中蛋白质含量高达 30 % 以上[5],主要包含 18.9 % 的球蛋白,0.3 %~0.37 % 的麦谷蛋白,30 % 可溶解的清蛋白,14.0 % 麦醇溶性蛋白[6],是一种潜在的植物蛋白资源[7]。麦胚蛋白富含精氨酸、谷氨酸、甘氨酸和亮氨酸,含有人体所需的 8 种必需氨基酸和2 种半必需氨基酸,占麦胚中总氨基酸含量的 34.7 %左右;它具有良好的必需氨基酸平衡性,是一种完全蛋白[8]。麦胚蛋白应用十分广泛,可作为天然的优质食品蛋白质强化剂,用于增补食品中的蛋白质、强化食品中的氨基酸[9];且可用做食品中的功能性配料,改善食品中某些特定的功能性质[10]。麦胚蛋白含有许多活性氨基酸序列,在蛋白酶的作用下,某些特定的肽键被水解,形成丰富的多肽类化合物,多肽类化合物的形成可使其某些功能性质得到改善,并且具有一定的生物活性[11,12];小麦胚芽自身也含有丰富的天然多肽类化合物,如谷胱甘肽(GSH),其含量高达 0.465 %[13]。GSH 是一种具有重要生理功能的活性三肽,具有抗氧化、清除自由基、解毒、增强免疫力等功能,在食品工业、医药工业中应用非常广泛[14]。
在酶促和非酶促条件下不饱和脂肪酸容易发生氧化,脂质过氧化反应产生自由基以及过氧化物,可与食品中蛋白质发生反应,引起蛋白质的氧化。麦胚中富含脂肪氧合酶( EC1. 13. 11. 12, Lipoxygenase, LOX) ,可直接作用于含1,4-顺,顺-戊二烯结构的多不饱和脂肪酸; 亚油酸(顺, 顺-9, 12-十八(碳)二烯酸) 是麦胚中主要的多不饱和脂肪酸之一。亚油酸在脂肪氧合酶的催化下可产生大量活性氧自由基和具活性的次生氧化产物,从而引起麦胚蛋白氧化[1]。食品工业中麦胚脱脂后仍然会有脂质残留,且脂肪氧合酶未完全失活,脂肪氧合酶可造成残留脂质氧化,从而对麦胚蛋白相关产品的质量品质产生不利影响。
2. 研究内容和预期目标
(一)研究内容
本实验采用碱提酸沉的方法从脱脂麦胚粉中提取麦胚分离蛋白。以亚油酸、脂肪氧合酶和麦胚分离蛋白建立氧化体系,用不同浓度的亚油酸诱导氧化麦胚分离蛋白,并对氧化后麦胚分离蛋白结构进行分析,并对不同氧化程度的麦胚分离蛋白进行体外模拟消化,探究油脂氧化对麦胚分离蛋白结构及功能特性的影响。
3. 国内外研究现状
伴随小麦胚油的发展,人们开始关注其脱脂麦胚的利用问题。现有研究已表明麦胚蛋白具有很好的溶解性、乳化性和起泡性,其加工副产品如淀粉和膳食纤维等功能性成分也可以进一步综合利用[15-17]。对于麦胚蛋白的分离制备,国内外常采用碱溶酸沉法进行研究[18-22],但提取得率通常较低。1996年 N.S.Hettiarachchy 等[23]最先采用传统的碱溶酸沉法从脱脂麦胚中提取麦胚蛋白,其得率约为 28% 。
目前,国内外对于大豆分离蛋白(ISP)的研究较为丰富,研究表明亚油酸氧化引起大豆分离蛋白氧化,进而引起蛋白结构改变,随着氧化程度加深,蛋白质表面疏水性呈现先增大后减小趋势,内源荧光发生先发生小幅红移,后发生蓝移现象,蛋白粒径先减小后增大,且大豆分离蛋白氧化过程中形成了以非二硫键形式的共价键键合的蛋白聚集体。近年来,国内外对于麦胚蛋白、板栗蛋白、莲子蛋白等的研究也在不断丰富[24]。
纵观国内外关于麦胚分离蛋白氧化特性的研究报道,虽然麦胚分离蛋白的提取工艺不断完善,其抗氧化活性研究也取得一定进展,但还存在诸多问题。亚油酸是麦胚中主要的不饱和脂肪酸,脂肪氧合酶催化氧化亚油酸可产生相对复杂的活性氧自由基体系。在食品体系中油脂和蛋白质常常是同时存在的。现有研究表明,油脂氧化与蛋白质氧化息息相关,因此油脂和蛋白质氧化之间的机理值得进一步探究。
4. 计划与进度安排
2021年1月1日-2021年1月5日:形成论文全部工作的计划表。查找相关资料,了解国内外研究进展状况、课题的可行性以及意义等必要地准备工作,并形成论述部分的初稿。
2021年1月5日-2021年1月20日:研究脱脂麦胚蛋白胶的提取与制备
2021年3月4日-2021年3月15日:研究亚油酸氧化诱导麦胚蛋白氧化对其结构特性的影响
5. 参考文献
[1]陈曦. 脂肪氧合酶诱导氧化对大豆分离蛋白结构和消化性的影响研究[D].华南理工大学,2017.
[2]王瑞元. 中国粮油工业的基本情况及今后的发展趋势[J].粮食与食品工业, 2007, 32(4): 5-7.
[3]舒友琴,扶庆权. 小麦胚芽中油、蛋白质及淀粉的分离制备[J].食品科学, 2005, 26(12): 147-151.
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