结合高压处理的热变性米蛋白的酶解规律研究

热变性米蛋白是粮油加工的主要副产品，因其经受过热处理而溶解性很差，难以满足食品加工的需要，用常规方法酶解时仍有约50%米蛋白组分无法溶解，具有抗酶解特性，其原因尚不清楚。我国每年近百万吨的米蛋白只能用于动物饲料，消化率低，资源浪费严重。大量研究表明，高压可以改变蛋白质的分子结构及其酶解模式。高压处理与酶解方法的结合有望解决米蛋白的溶解性问题。本课题拟在本人多年对热变性米蛋白分子组成和结构特点研究的基础上，采用高压处理与酶解相结合的方法，系统研究不同高压-酶解模式和条件下产生的米蛋白结构变化、酶解产物的分子特征和酶解物的溶解性、乳化性等，阐述高压处理条件下米蛋白的酶解规律，从分子水平上揭示热变性米蛋白抗酶解的原因，建立以溶解性为指标的米蛋白高压-酶解动力学方程，为高压-酶解控制方法提供科学的理论依据。这些研究与文献中的米蛋白酶解改性、其它蛋白质的高压-酶解研究相比，在内容和方法上均有新突破。

该项目研究高压处理和酶解对大米蛋白溶解性、分子结构特征的影响及酶解物的功能性质。首先研究了不同压力条件的影响，高压处理可以提高大米蛋白的溶解性；SDS-PAGE分析显示，常压下可溶部分68.35%是小分子组分(5KDa以下)，而100MPa处理后溶解物中包括20KDa-1KDa组分，500MPa处理者10KDa和 1KDa，即500MPa 使部分蛋白质分子变得更小而溶解。高压处理者游离-SH含量略有增加，表面结构和聚集状态变得疏松（扫描电镜观察），。其次研究了100MPa、500MPa高压预处理大米蛋白后再酶解和高压同时处理大米蛋白-酶制剂混合物等方式的影响。结果表明，第二种方式反而不利于大米蛋白酶解。第一种方式中，碱性蛋白酶Alcalase的酶解效果最好，可使大米蛋白的溶解性由对照组的58.9%提高到75.33%，水解度(DH)由18.1%提高到20.9%；SE-HPLC分析显示高压处理可使57-105KDa的蛋白质大分子溶出, 随着酶解时间延长，该组分消失，4.4KDa和2KDa组分含量增加；而对照组没有大分子溶解；而13kDa和10kDa的亚基仍然具有抗酶解特征。高压处理后酶解物中Ser、Ile、Tyr、His等氨基酸含量高于对照组；样品中β-折叠和转角结构占主导地位（FT-IR）。高压处理和酶解使致密的大米蛋白体结构变得疏松。可能蛋白质某些位点的暴露，有利于酶解。GFC和FT-IR分析均表明，高压处理和未处理的大米蛋白酶解物可溶性组分是糖蛋白，但高压处理的酶解物中蛋白/糖比例低于对照组。β-消去反应证明了蛋白和糖的连接方式为N-糖肽键结合。常压和高压处理后酶解的残余物中13KDa是糖蛋白（SDS-PAGE 和PAS-Schiff染色分析）。然后,以蛋白溶解性为指标，探讨了酶解大米蛋白的动力学。100MPa预处理者酶解反应米氏常数Km为0.682，Vmax=0.785(mg/min)； 常压下酶解的Km=0.827，Vmax=0.657(mg/min)。表明高压预处理有利于蛋白酶水解。最后,高压预处理大米蛋白有利于酶解产生更高抗氧化活性的大米蛋白肽。500Mpa和100MPa处理后的大米肽主要是小于1KDa的分子 (分别55.1%，44.2%)，高于对照组(26.5%)。高压处理者可溶性酶解物中His、Tyr含量高于对照组。大米蛋白酶解物有利于动物吸收和利用。