喷雾干燥和冷冻干燥对米渣分离蛋白的性质的影响

1、喷雾干燥和冷冻干燥对米渣分离蛋白性质的影响摘要：本课题是为了研究不同的干燥方法对制备大米分离蛋白的效果，希望研究的成果可以为食品工业中植物蛋白的应用提供有用的信息。大米分离蛋白来自米渣蛋白，米渣蛋白是米渣制备淀粉糖浆的副产物，用碱溶液进行大米蛋白的等电点沉淀，随后再用冷冻干燥或喷雾干燥即可得到大米分离蛋白。干燥蛋白必须要仔细研究蛋白的生物化学、物理等和其本身结构的特点。在pH=511时，喷雾干燥的分离蛋白与冷冻干燥的分离蛋白相比有着更高的溶解性和乳化性（喷雾干燥的蛋白起泡能力为127.08 ± 2.25 %，而冷冻干燥的为118.83 ± 2.71 %）。但是冷冻干燥的分离

2、蛋白比喷雾干燥的蛋白有着更高的持水、持油性，更好的热稳定性以及更大的直径（冷冻干燥蛋白直径为2,114.2 ± 79.6 nm ，喷雾干燥蛋白为490.4 ±44.8 nm ）。另外，冷冻干燥的蛋白质含有更多的-转角蛋白质（冷冻干燥有43.04 % ，喷雾干燥有25.81 %），但却含有更少的-折叠和无规卷曲蛋白，这表明冷冻干燥蛋白有着更加紧密有序的构想，这也许和它的物理化学及功能性质有关。干燥方法的选择将很大程度上影响分离蛋白的物理化学性质和构想，更进一步将决定其特定的功能性质。对不同干燥方法对蛋白性质的影响研究有助于在食品工业中选择出最合适的干燥方法，使得分离蛋白的利用

3、可以达到最优化。关键词：米渣蛋白 大米分离蛋白 功能性质 物理化学性质 喷雾干燥 冷冻干燥引言和其他谷物和豆类相比，大米蛋白有着更高的价值，因为大米蛋白营养价值高，并且有低过敏性质，因此大米蛋白是婴儿奶粉配方中最合适的蛋白质替代物。虽然大米中的蛋白质是所有主要谷物中含量最低的（7%-9%），但大米分离蛋白可以从一些较低价值的物质中提取，如碎米，白垩粒大米，制备大米淀粉的副产物，制备淀粉糖浆的副产物米渣（蛋白含量>50 %）。这些物质中提取的大米蛋白有着良好的营养和功能性，因此当作为食品配料使用时，可以最大限度的减少资源的浪费和与之相关的环境污染问题。在食品工业中为了利用大米蛋白，就必须要

4、研究功能性质，探索其是否适合一些食品的使用以及工业化的生产工艺。之前对碱提法的研究是把pH调节到蛋白质的等电点来获得蛋白质沉淀，此法获得的蛋白质和大米胚乳及米糠中的功能性质无异，这是之前文献报道的（Chandi and Sogi 2007; Paramanet al. 2008; Wang et al. 1999）。然而，对于不同的工艺方法生产出来的蛋白质功能性质的报道却又有一些矛盾。Wang et al(1990)利用酶法（木聚糖酶、植酸酶、碱混合物）和等电点沉淀的方法从米糠中提取出蛋白质，提取出的蛋白质表现出良好的发泡性和较差的乳化性。然而，在另外一个研究中指出，利用碱法等电点沉淀提取的大

5、米浓缩蛋白却有着良好的持水、持油性和乳化性，但发泡性较差（Chandi and Sogi 2007）。在这两个研究中，干燥蛋白的方法都是冷冻干燥。另外，Paraman et al. (2008) 指出通过超滤、喷雾干燥得到的大米浓缩蛋白与等电点沉淀、冷冻干燥得到的蛋白质相比有更高的溶解性和乳化性。因此，可以说是这些不同的提取、干燥方法形成了蛋白质功能性质的不同。其他因素，如碳水化合物和脂肪也会影响蛋白质的功能性质(Adebiyi et al.2007; Boatright and Hettiarachchy 1995)。之前已经证明，干燥方法会影响不同生物材料的性质，如：亚麻籽胶(Wang e

6、t al. 2010)、膳食浓缩纤维(Borchani et al. 2011)、大豆壳果胶(Monsoor 2005)、亚流感疫苗(Saluja et al.2010)、可食壳聚糖膜(Mayachiew and Devahastin2008)、甘薯粉(Falade and Onyeoziri 2012)、鼠尾草油(Sellami et al. 2011)、蛋白质水解液(Chen et al.2011)、蛋白质(Joshi et al. 2011; Tang et al. 2003)。然而，不同的干燥方法对大米分离蛋白功能性质的影响却从没有被报道过。通常，干燥蛋白质会通过改变蛋白质结构而使其变

7、性从而减弱蛋白质的压力承受力 。在实验研究和蛋白质制药工业中冷冻干燥是最常用的干燥分离蛋白质的方法，而喷雾干燥是在食品工业中制备各种蛋白质粉末时有着很大的重要性，如大豆蛋白，酪蛋白，谷蛋白。因此，本研究的主要课题是系统的比较两种干燥方法对大米分离蛋白的物化、功能、构象等性质的影响，以此来为蛋白质的工业应用提供有用的信息。材料和方法材料米渣（干重60%的蛋白质） 江西恒天实业有限公司（中国江西）Termamyl(一种耐热淀粉酶)120L （120KNU-T/g）丹麦诺和诺德公司（丹麦）Viscozyme（复合多糖酶） 湖南尤特尔生化公司（中国湖南）1,8ANS、5，5DTNB、BSA 西格玛奥德

8、里奇公司蛋白质分子量标记仪 Fermentas公司（德国）其他化学溶液都是分析纯级别脱脂米渣的制备米渣过100目的筛后的米渣粉，用5倍的石油醚进行脱脂两次、4h，常温下空气干燥。在实验之前，脱脂的米渣粉储存在4 °C 温度下。大米分离蛋白的制备提取根据Shih 和Daigle研究的方法（他们用不同的碳水化合物水解酶去除蛋白质中的碳水化合物，以此来提高蛋白质的含量），我们用酶处理米渣粉（100g）。用0.1 g 的 Viscozyme (50 °C,p H 6.0, 1 h) 和 0.1 g Termamyl 120 L (95 °C, p H 6.0, 1 h)水

9、解大米中的淀粉和纤维。然后，把水解后的米渣用去离子水 (1:10, w/v)溶解，用1M的NaOH调节溶液的pH为11.得到的溶液在40 °C 下轻轻搅拌4h，再用离心机5000rpm，离心15min.可以用此步骤重复提取残渣中的蛋白质。提取物的上清液中的蛋白质会在pH=4等电点沉淀（1M HCl,4°C，1h）。离心机在5000rpm，离心15min下得到沉淀物，然后再用去离子水即得蛋白。冷冻干燥冷冻干燥制备大米分离蛋白首先要用蒸馏水以1:1的比例溶解提取出的蛋白质。调节pH到7，在常温下震荡使其均匀。此蛋白溶液在-83°C下预冷，然后再根据仪器Free Zon

10、e 12-Plus干燥器（LabconcoCorp., Kansas City, MO, USA）的操作程序在-53°C下冷冻干燥36h.随后干燥的产物即被取出，在4°C下储存以备使用。喷雾干燥要想得到喷雾干燥的大米分离蛋白，要把离心分离得到的蛋白沉淀用去离子水洗涤，然后再1：4的比例下用去离子水溶解。此比例是蛋白质的重量和水的体积之比。然后调节溶液的pH为7，使其均匀，再用旋转喷雾机（MDR.P-5, Modern AtomizingDry Equipment Co., Ltd., Wuxi, China)在进口温度为185°C、出口温度为90°C的条

11、件下对大米蛋白进行喷雾干燥。得到的蛋白粉在4°C下储存以备使用。制备的蛋白和喷雾干燥蛋白混合物（829.8、35.6 g/kg,湿基）及冷冻干燥蛋白混合物（795.2、77.8 g/kg, 湿基）都必须符合AOAC（1990）标准，再利用氮对蛋白质的转换因子5.95来确定蛋白质含量。生化性质十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳用十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）方法分析喷雾干燥大米分离蛋白和冷冻干燥大米蛋白是由Laemmli (1970) 提出，该法是在Bio-Rad Mini PROTEAN® 3 体系 (Bio-RadLaboratories, Hercu

12、les, CA, USA)中，用5%的聚集凝胶和12.5%分离凝胶形成一种连续的缓冲系统。蛋白质电泳带被Coomassie Brilliant Blue R-250染色，同时Pre-stained蛋白分子量标记仪也会作用于相同的凝胶并且用来染色凝胶中蛋白电泳带中的蛋白分子量。对硫基和二硫键的分析根据Beveridge et al. (1974)的方法知，喷雾干燥大米分离蛋白和冷冻干燥大米蛋白中的硫基水平由使用的Ellmans试剂决定（此试剂会使蛋白质有一些变性）。简言之，把蛋白质样品放在10ml的磷酸-甘氨酸缓冲溶液（0.086 M的磷酸, 0.09 M 甘氨酸, 4 m M EDTA, p

13、H 8.0）中，此溶液含有8M的尿素（全部的硫基）或不含8M的尿素（去除硫基），然后在加入0.1mL的4mg/mL的DTNB.然后再室温下避光搅拌1h，在离心（5000rpm）5分钟。用空白试剂校准零刻度，然后在412nm下测上清液的吸光值。硫基含量可以用下面方程计算得到：mol SH/g =73.53×A412×D/C （1）方程中的D是稀释倍数（1.01），C是蛋白样品的浓度，A412是蛋白在412nm波长下的吸光值。为了确定S-S基团的含量，把蛋白样品加入到10mL的磷酸-甘氨酸、尿素（10mol/l）缓冲溶液,然后取0.5ml的混合溶液与0.03ml的硫基乙醇混合。

14、在室温条件下反应一个小时，再加入5ml12%的三氯乙酰酸反应1h，然后离心（5000rpm）10min.此洗涤过程要重复两次。向得到的物质中加入3ml的磷酸-甘氨酸、尿素（8ml/l）、0.04ml的DTNB溶液，在室温下避光搅拌反应30min，然后离心（5000rpm）10min，在412nm波长下测上清液的吸光值，S-S基团的含量可以由下面方程计算得到：mol S-S/g =73.53 ×A412×D/C -SHTotal （2）其中D是稀释倍数（6.08），C(mg/ml)是蛋白浓度，A412是是蛋白在412nm波长下的吸光值，SHTotal是方程（1）的结果。物理性

15、质差点扫描量热仪是通过利用 Perkin Elmer Pyris Diamond DSC(Perkin Elmer, USA)来工作的，根据AOAC的研究，大米分离蛋白（49%）的水分含量由干燥蛋白质（105%）至恒重这一过程所确定。样品的重量测定方法为：把样品（5-8mg）放在一个密封的铝锅中，在30-160°C的温度范围内以每分钟10°C的上升速率升温观察其质量的变化，同时用一个空的铝锅作为对照。为了保证结果的重现性，每组实验做三次。粒径喷雾干燥大米分离蛋白和冷冻干燥大米蛋白的粒径由 NICOMP 380/ZLS (PSS Nicomp, SantaBarbara, C

16、A, USA)测得，然后再用仪器上带有的软件ZPW388分析。制备浓度1%的蛋白用10倍的去离子水稀释，在室温下测量。色散的角度为90°，所得的粒径是平均粒径。表面疏水性喷雾干燥大米分离蛋白和冷冻干燥大米蛋白的表面疏水性的测定要依照Kato 和Nakai(1980)两人的方法。Paraman等人在2008年用ANS作为疏水的荧光探针来修饰蛋白。荧光的密度用F-4500荧光测定仪（Hitachi Co., Tokyo, Japan）在波长为390nm（激发）和470nm(散发) 下测量。通过线性回归分析得出的荧光密度对蛋白密度的斜率就可以作为表面疏水性的指数。表面张力喷雾干燥大米分离蛋

17、白和冷冻干燥大米蛋白的表面张力是由一台自动表面张力测定仪（JYW-200, Chengde,China)测定。此仪器利用du Noüy环技术，将一铂金环缓慢的从溶液表面提升，测量铂金环脱离溶液表面所需要的力，此时所测得力和表面张力相关。把蛋白溶液（1 %, w/v）加入到10mmolpH=7的磷酸缓冲溶液中，然后稀释到20倍制的0.5mg/ml的蛋白溶液，该溶液就是用来测量的溶液。整个实验是在25°C温度下完成。扫描式电子显微镜喷雾干燥大米分离蛋白和冷冻干燥大米蛋白的形态观察要使用仪器 Quanta 200F SEM (FEI, USA)。把蛋白质样品放在SEM碳涂层棒上，

18、然后用薄层金棒成像，整个成像的过程要20Kv电压来促进。功能性质大米蛋白的功能性质由之前报道的方法确定，如Bera 和Mukherjee 1989报道的蛋白溶解性，Pearce 和 Kinsella 1978研究的乳化性及其稳定性，Miller 和Groninger 1976报道的起泡性及其稳定性，Chandi 和Sogi 2007研究的持水、持油能力。二级结构特点喷雾干燥大米分离蛋白和冷冻干燥大米蛋白的二级结构由傅里叶红外光谱测定仪表征。将蛋白样品和KBr混合、研磨，然后压片。在使用示波器5700傅里叶红外分光度仪（Thermo Nicolet Corporation, USA)时，扫描频率

19、为400-4000cm-1 在4cm-132个扫面位点的分辨率下，傅里叶红外光谱测定仪可吸收波长400-4000nm.然后用 Omnic 8.0 软件（Thermo Fisher Scientific Inc., Madison, ）和Peakfit4.12软件(Systat Software, San Jose, CA)分析。数据分析用O r i g i n P r o 8 . 0数据程序（O r i g i n L a bCorporation, Northampton, MA, USA)对实验所得的数据进行方差分析（p0.05）结果与讨论生化特点SDS-PAGE 分析（十二烷基硫酸钠聚丙

20、烯酰胺凝胶电泳分析）十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳是测量不同干燥方法的蛋白样品中亚基的变化，如Fig.1三条亚基带可以被明显的观察到：35kDa、16-23kDa、12-13kDa.然而,在全部的电泳带上蛋白质的成分模式都几乎一样，这表明喷雾或者冷冻干燥方法不能使大米蛋白的二级结构分解。虽然干燥的方法可以使大米分离蛋白的性质有所改变（稍后会讨论），但却无法使其分解形成更小的多肽片段，这和Tang (2007)研究的结果一致（Tang观察到干燥无法对荞麦蛋白质的二级结构造成影响)。总硫基、游离硫基及二硫键的含量喷雾干燥大米分离蛋白和冷冻干燥大米蛋白的总硫基、游离硫基及二硫键的含量呈现在Fig.

21、 2a（图2a），对于冷冻干燥大米蛋白，总硫基、游离硫基及二硫键的含量分别是4.69 ± 0.47, 4.19 ± 0.14, 61.93 ± 0.54 mol/g.图2a表明冷冻干燥大米蛋白中几乎所有的硫基都是游离的，并且二硫键的含量远大于硫基的含量（p0.05）。同样的结果也出现在喷雾干燥大米蛋白中，虽然雾干燥蛋白中总硫基、游离硫基的含量都比冷冻干燥蛋白中的低，但其二硫键的含量却比冷冻干燥蛋白的高（p0.05).两种大米蛋白的硫基含量与二硫键相比都很低，原因是由于游离的硫基基团首先会被包埋在蛋白分子的内部从而形成了二硫键（Tang and Ma 2009b)。

22、同时喷雾干燥蛋白中更高的二硫键表明更多的硫基转化成了二硫键，这个结论和Linarès（2001）报道的一致,Linarès在2001年研究表明和冷冻干燥相比，喷雾干燥可以更加的减少蛋白粉的变性。物理性质DSC（差点扫描量热仪）图像2b(Fig2b)是通过DSC做出的不同干燥方法处理蛋白质的图像。通常大米蛋白可以被分为四个种类：清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白（Wang et al. 1999）。由DSC测得的温度曲线可以看出喷雾干燥大米蛋白吸热的峰值为46.54°C和86.33°C，冷冻干燥的大米蛋白吸热峰值为47.38°C和97.23

23、6;C，这可能分别是由球蛋白和谷蛋白热变性造成的（Adebiyi et al. 2007; Ellepola and Ma2006）。另外一个原因可能是因为大米蛋白中淀粉和蛋白形成了淀粉-蛋白复合物或者蛋白质二级结构的糖基化，以此来减少糖的含量(i.e., rice maltodextrin)。因为从米渣中提取的分离蛋白含有蛋白质约80%和少量的糖(Meng and Ma 2001)。变性的峰值温度可以描述蛋白质的吸热能力，同时其焓值和未变性蛋白质所占比例有关或者和蛋白质结构的有序程度有关。冷冻干燥分离蛋白的温度峰值为97.23°C，高于喷雾干燥蛋白峰值的86.33°C，同

24、时相对应的焓变值冷冻干燥蛋白（34.82±0.86 J/g）也高于喷雾干燥蛋白（28.48 ± 0.35 J/g）.这很清楚的表明了由冷冻干燥制得的大米蛋白的结构更加有序。另外，喷雾干燥蛋白的含水量通常会比冷冻干燥蛋白质含水量高（喷雾蛋白77.8 g/kg ，冷冻干燥蛋白35.6 g/kg），这将对喷雾蛋白的储藏稳定性产生不好的影响。大米蛋白的粒径用动态光散射测定粒径方法（当粒径在哪3-5000nm范围内时）测定两种蛋白质时，得到两种蛋白粒径都有较宽的尺寸分布。冷冻干燥蛋白的粒径是2114.2 ± 79.6 nm，喷雾蛋白的粒径是490.4 ± 44.8

25、 nm .(p0.05)(Table 1).粒径是粉状物质的最重要的性质，结果显示两种干燥方法对大米分离蛋白粒径都有重要的影响。表面疏水性高输水性表明高溶解性、较小的聚合度，以及原本包埋在球状蛋白中的疏水域由于变性有更大暴露出来的可能性（Mohamed et al. 2007），所以用疏水性可以评价大米蛋白的变性程度（Ju et al.2001）。蛋白质更高的变性程度会增大疏水区域，此时疏水基可能会被ANS荧光染料所标记从而形成一个未折叠的蛋白质分子（Tang and Ma 2009a)。在中性pH时，喷雾干燥蛋白和冷冻干燥蛋白的疏水性可以由ANS发出的荧光光谱看出（Table 1）。两种干燥

26、得到的蛋白的疏水性没有显著性差异(p > 0.05)。在DSC(差点扫描仪)章节，我们可以看出一种特别的干燥方法会改变蛋白分子的结构和蛋白质的变性。然而，结果却表明不管是喷雾干燥还是冷冻干燥都没有对疏水性造成任何改变，可能是因为干燥后疏水区域的暴露量是一样的。表面张力界面张力是表示蛋白质表面活性的性质参数(Keshavarz and Nakai1979)。由表1，数据显示加入两种干燥蛋白的磷酸盐缓冲溶液的表面张力平衡性减弱，这表明两种蛋白质都有较好的表面性质。冷冻干燥蛋白磷酸缓冲溶液表面张力(45.03 ± 0.93) 要比喷雾干燥蛋白的(43.83 ± 0.93;

27、p > 0.05)高，这表明喷雾干燥蛋白可以更有效地降低磷酸缓冲溶液的表面张力，也更有效地影响蛋白的功能性质，包括溶解性、乳化性、起泡性(Kinsella and Melachouris 1976)。因为蛋白溶液表面张力的平衡性很大程度上依赖于其结构和浓度，所以表面张力的不同两种干燥方法生产的蛋白结构不同。SEM（扫描式电子显微镜）扫描式电子显微镜的图像表明两种蛋白质形态的差异（表3 Fig. 3），冷冻干燥蛋白是有角度的、面包碎屑的颗粒状，而喷雾干燥蛋白是更多的是圆形颗粒状。甚至用肉眼看，也可以观察出两种蛋白在尺寸纹路和颜色的明显差异。冷冻干燥蛋白和喷雾干燥蛋白相比有更低的含水量和更大

28、的颗粒尺寸，应该是喷雾干燥蛋白的粘附力较小，而细小的粉末会更易于聚合从而降低其流动性(Teunou and Fitzpatrick 2000)。功能性质溶解性溶解性是蛋白质最重要的功能性质，决定着蛋白质的乳化性和发泡性(Ragab et al. 2004; Tang et al. 2003)。表4a（Fig. 4a）反映的是pH在3-11时两种蛋白质的溶解性。随着pH的上升两种蛋白质的溶解性表现出相似的增大趋势，并且pH决定蛋白质的溶解性，而且在pH=5时，蛋白质几乎是不溶解（等电点大约是pH=4.5）。相同的溶解性质在米糠蛋白中也发现过(Bera andMukherjee 1989)，这是由

29、于pH在等电点之上或之下时，随着pH的改变蛋白质所带的负电或正点也会增加，这使得蛋白聚合体分离，从而增大了蛋白质的溶解性(Tang 2007)。当pH在5.0以上时，喷雾干燥蛋白的溶解性要高于冷冻干燥蛋白。由于质子化作用，蛋白质的结构在改变时会产生相应的残基，而蛋白质溶解性的不同正是和这种残基的暴露和形成有关。另外，在中性pH时，降低表面张力的效率越高，则喷雾干燥蛋白的溶解性会越大于冷冻干燥蛋白的溶解性。而且喷雾或冷冻干燥方法对蛋白溶解性影响的根本机制可能是两种蛋白质粒径尺寸分布的不同。基于溶解性来看，在食品工业中，喷雾干燥蛋白更有潜力发展功能性应用。乳化活性和乳化稳定性乳化活性指数是衡量蛋白

30、质每单位质量界面的稳定程度（m2/g）,是根据稀释的乳化剂的浊度估计而来；乳化稳定指数是衡量稀释的乳化剂在一定的时间内的稳定能力 (Pearce and Kinsella 1978)。表4b（Fig. 4b）喷雾干燥蛋白和冷冻干燥蛋白在不同pH下的乳化活性值。两种样品的乳化活性值对pH有着相似的依赖，最小的乳化活性值都是在pH=5是。乳化活性值是由分子中亲水-亲油基团的平衡所决定，而亲水-亲油基团的平衡又会受到pH的影响 (Ragab et al. 2004)。当pH大于5时（在等电点附近），乳化活性值会有明显的升高。这些现象基本上和表4a中反映的溶解性随pH的变化趋势相一致，这表明两种大米蛋

31、白的溶解性和乳化活性值之间有关联(Bera and Mukherjee 1989;Ragab et al. 2004)。相比较而言，碱性pH比酸性pH更容易提高大米蛋白的乳化活性值，所以大米蛋白在pH为9或11时有更好的乳化性。另外，在pH=7时喷雾干燥蛋白的乳化活性值要高于冷冻干燥蛋白质，这和表面张力的资料相一致。总之，喷雾干燥蛋白的乳化活性要高于冷冻干燥蛋白，尤其是在pH为9和10的时候，这和Paraman (2008)等人和Cepeda 等人（1998）研究的一致。这种差异的原因可能是喷雾干燥蛋白更小的颗粒尺寸。表4（Figure 4c ）反映的是在pH=3-11范围内放置10分钟后计算

32、得到的两种蛋白质的乳化稳定性值。两种蛋白质的乳化稳定性对pH表现出出相似的稳定性。然而，变化的趋势却和在先前研究发现的乳化稳定性与溶解性通常的相互关系不一致(Ragab et al.2004)。两种蛋白质溶液的乳化稳定性随着pH的升高而下降，喷雾干燥蛋白的乳化稳定性会在pH接近等电点5时达到最大。蛋白质的乳化性质不仅和溶解性有关还和亲水基-亲油基的平衡有关，亲水基-亲油基的平衡会受到pH的影响(Bera and Mukherjee 1989)。蛋白乳化剂样品的油脂可能会影响蛋白质亲水基-亲油基的平衡使其达到更好的水平，这样蛋白质就会在较低pH的水平下显示出较高的乳化稳定性。另外，像pH，微粒尺

33、寸，界面张力，黏度和结构都会影响蛋白质的乳化稳定性(Ragab et al.2004)。和天然蛋白质不一样，大米分离蛋白也会表现出不同的乳化稳定性，因为本次研究中的大米分离蛋白来自变形蛋白的副产物。pH=5时喷雾蛋白质的乳化稳定性达到最大， Mu 等人 (2009)在研究土豆蛋白质时也观察到了相似的趋势。然而，这其中的原因还是不清晰的，目前更深层次的研究已经展开来说明这种现象。发泡能力和发泡稳定性表1表示的是喷雾干燥蛋白和冷冻干燥蛋白的发泡能力和发泡稳定性。喷雾干燥大米蛋白的发泡能力值明显高于冷冻干燥蛋白(p<0.05)，这表明当空气-水界面的表面张力减小时，喷雾干燥蛋白的构象会发生迅速

34、的改变(Tang and Ma2009b)。喷雾干燥大米蛋白的颗粒更小，在搅拌或起泡时会更容易被吸收，所以会有更好的发泡能力。这结果和蛋白质在pH为7时的溶解性相一致，因为形成泡沫的先决条件是蛋白质首先要溶解在水相中，然后迅速的展开、起泡，在空气液滴周围形成有粘合性的蛋白质膜(Tang et al.2003)。这两种蛋白质的发泡能力(127.1 % and 118.8 %) 要远大于之前报道的(105110 %)相应的大米分离蛋白的发泡能力(Agboola etal. 2005; Chandi and Sogi 2007)。因此，这种现象表明在本研究中大米蛋白的副产物大米分离蛋白有着非常高的发

35、泡能力。然而，两种蛋白质的发泡稳定性却没有很大差别，这表明发泡稳定性仅仅受到干燥方法的影响。持水/持油能力从表1可以看出，在pH为7时，冷冻干燥大米分离蛋白的持水性要明显高于喷雾干燥蛋白(3.02 vs. 2.25 g/g).因为喷雾干燥蛋白在pH为7时的溶解性要大于冷冻干燥蛋白(p<0.05; Fig. 4a)，所以蛋白质的持水性和其溶解性没有直接的关联，这一现象也被Tang (2007)发现过。由不同干燥方法获得的大米蛋白的持水性不同是因为它们结构的不同和亲水基团含量的差异(Adebowale and Lawal 2004)。其他的学者报道称蛋白样品中的天然纤维可能对分离蛋白的持水性

36、也会有很大的影响(Ragab et al. 2004)。更重要的是，两种蛋白质的持水性值都在推荐的粘性食品持水范围内(1.49 to4.72 g/g; Aletor et al. 2002)，这表明大米分离蛋白可以用来生产持水性要求很高的产品。最近的研究表明，在pH为7时冷冻干燥蛋白的持油性要比喷雾干燥蛋白大的多(2.38 vs. 1.16 g/g)。在研究荞麦蛋白时发现不同的干燥法方法对其持油性有着相似的影响，虽然这不是大米蛋白样品，但也有着实际的意义。由不同干燥方法得到的大米分离蛋白持油性的不同是因为它们不同的构象特点和它们含有的不同的非极性侧链，在大米分离蛋白中非极性侧链可以和油脂中羟基结合(Adebowaleand Lawal 2004; Ragab et al. 2004)。虽然大米分离蛋白的持油性要比米糠浓缩蛋白低，但分离蛋白粉在食品结构的交互作用方面具有很大潜力，结构交互可以维持食品的风味，改善食品适口性，延长货架寿命。傅里叶红外光谱分析冷冻干燥蛋白、喷雾干燥蛋白和米渣的二级结构都由傅里叶红外光谱仪测得。傅里叶红外光谱会给出关于二级结构的有用信息，特别是对一些不溶性的蛋白质非常有用。氨基酸的I光谱带 (1,7001,600 cm1)主要由延长的振动C=O组成，这种结构代表了反映了蛋白质的二级