【摘 要】
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米糠是稻米加工的副产物,虽然米糠仅占稻谷产量的约6%~8%,却富集了稻米约64%的营养成分,尤其是其中含有较多优质的蛋白质和多酚类物质,对于生理调控作用具有重要的意义,因此对米糠进行深加工和综合利用显得尤为重要。本研究以米糠为原料,测定了不同来源米糠的基本成分,提取米糠蛋白质,对米糠中主要的酚酸进行了定性与定量分析;探究了米糠中主要的蛋白质和不同酚酸之间的非共价及共价的相互作用;通过体外消化实验,
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米糠是稻米加工的副产物,虽然米糠仅占稻谷产量的约6%~8%,却富集了稻米约64%的营养成分,尤其是其中含有较多优质的蛋白质和多酚类物质,对于生理调控作用具有重要的意义,因此对米糠进行深加工和综合利用显得尤为重要。本研究以米糠为原料,测定了不同来源米糠的基本成分,提取米糠蛋白质,对米糠中主要的酚酸进行了定性与定量分析;探究了米糠中主要的蛋白质和不同酚酸之间的非共价及共价的相互作用;通过体外消化实验,进一步研究了二者不同类型的复合物的消化特性。主要的研究结果如下:1.米糠中含有12%~14%的蛋白质,其中清蛋白含量最高,约占总蛋白质量的47%,其次是谷蛋白占42%,球蛋白为10%,醇溶蛋白约1%。通过UPLC-Q-TOF/MS鉴定出米糠中5种主要的酚酸:对羟基苯甲酸、咖啡酸、芥子酸、对香豆酸、阿魏酸,其中含量较多的阿魏酸为302.55μg/g、对香豆酸为95.54μg/g。2.米糠蛋白与酚酸的非共价结合的相互作用研究,首先对米糠3种蛋白(清蛋白、球蛋白与谷蛋白)与8种酚酸(阿魏酸、对香豆酸、咖啡酸、芥子酸、没食子酸、对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸)进行非共价荧光筛选实验,筛选出结合力较大的米糠清蛋白-没食子酸、米糠清蛋白-对香豆酸、米糠清蛋白-阿魏酸3种非共价复合物进行热力学荧光、同步荧光、三维荧光和紫外表征实验。热力学荧光实验表明:没食子酸与对香豆酸对清蛋白是静态淬灭,阿魏酸对清蛋白是动态猝灭;同步荧光、三维荧光与紫外显示:3种酚酸影响了清蛋白氨基酸的微环境与构象。扫描电镜结果表明不同酚酸的添加均会使清蛋白外形变得松散,傅里叶红外光谱进一步研究清蛋白的二级结构,发现随着不同酚酸的浓度的增大,总体上α-螺旋减小约13%。3种复合物中,不同酚酸均会影响清蛋白的功能性质,其中起泡性与泡沫稳定性会随着酚酸的含量增加呈现先增大后减小的趋势;乳化性呈逐渐上升趋势,而乳化稳定性表现为先升高后下降。3.米糠蛋白与酚酸的共价结合的相互作用研究,确定碱法(p H=9并且暴露空气中磁力搅拌24 h)制备米糠清蛋白-咖啡酸共价复合物。清蛋白-咖啡酸共价反应后,清蛋白中基团含量的变化:巯基含量由7.85±0.58μmol/mg减少到0.75±0.06μmol/mg,色氨酸含量由44.98±4.31 ng/mg减少到6.8±4.96 ng/mg。SDS-PAGE表明清蛋白分子发生交联,此外电位增减皆表明了清蛋白与咖啡酸发生了共价作用。扫描电镜、傅里叶红外光谱和ANS荧光实验证明:咖啡酸与清蛋白的结合改变了蛋白质的二级结构和亲疏水性等。与未发生共价结合的清蛋白相比,随着咖啡酸浓度增大,清蛋白-咖啡酸复合物抗氧化能力增强,DPPH·清除、ABTS+·清除、铁离子还原、亚铁离子螯合实验中,ABTS+·的IC50值最小,为0.30 mg/m L。中低浓度酚酸-清蛋白复合物中清蛋白的起泡性、乳化性等功能活性得到改善:起泡性由17.78±0.55%提高到23.08±1.08%;乳化性由为5.75±0.16m~2/g提高至9.26±0.48 m~2/g。4.通过体外消化实验,研究了米糠清蛋白-没食子酸、米糠清蛋白-对香豆酸、米糠清蛋白-阿魏酸、米糠清蛋白-咖啡酸4种非共价复合物,以及米糠清蛋白-咖啡酸共价复合物在体外消化阶段清蛋白水解度的变化情况。结果显示:酚酸的加入提高了清蛋白的水解度;清蛋白-咖啡酸共价复合物中清蛋白的水解度高于清蛋白-咖啡酸非共价复合物中清蛋白的水解度。通过HPLC以及福林酚法测定了消化前后,同种制备浓度咖啡酸-清蛋白复合物中的咖啡酸的相对含量:清蛋白-咖啡酸非共价复合物在消化后咖啡酸含量减少;而清蛋白-咖啡酸共价复合物在消化后咖啡酸含量增加。
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