1. 研究目的与意义
粳米,别名粳粟米等,与籼米相对应。粳米在中国作为食物至少有两千多年的历史,药用首载于《名医别录》,其功效为“主益气,止烦,止泄。”大米分为籼米、粳米和糯米三类。用粳稻谷加工而成的大米即为粳米,米粒多呈椭圆形。按收获季节不同,粳米又可分为早粳米和晚粳米。
大米蛋白质主要由清蛋白、球蛋白、醇溶性蛋白 和谷蛋白等4种蛋白质组成。大米蛋白质是人类膳食重要蛋白质来源。目前采用的化学合成类抗氧化剂如BHT、BHA、TBHA、TBHQ等, 虽然能抑制油脂氧化,却带来食品安全性的问题, 天然抗氧化剂相对来说更安全, 可以长期食用。对于预防和治疗衰老和心血管病等慢性病, 应该选择补充抗氧化食物, 尤其是天然食物及其提取物的补充。蛋白质类天然抗氧化剂物质中最有前途的当属肽类, 肽类不仅在油溶体系中有良好的增效作用, 而且在水溶体系、乳化体系及干燥体系中也有较高的抗氧化活性 [1]。大米蛋白能够促进内源性抗氧化物质—谷胱甘肽合成,激活机体内源性抗氧化反应,从而有效阻止脂质及蛋白质等氧化损伤,显著降低机体氧化应激水平。通过酶解的方式水解大米蛋白, 可以得到具有抗氧化活性的肽类, 研究表明精制中性蛋白酶的水解效果最好。酶解产物的冻干样品具有较高的DPPH自由基清除能力, 而且水解度对酶解产物的DPPH自由基清除能力影响显著。同时发现, 酶解产物表现出一定的还原能力, 能够抑制由Fe2 引发的亚油酸过氧化物体系中的抗氧化活性, 具有一定的金属离子螯合能力。一般说来, 肽类的抗氧化能力大于氨基酸, 谷胱甘肽、肌肽、鳕鱼多肽等, 充分证明了肽类的抗氧化活性。抗氧化是指抗氧化自由基的简称,其中抗氧化主要包括内源性抗氧化和外源性抗氧化 [2]。人体与外界的持续接触包括呼吸作用、辐照等因素会导致在体内不断的产生自由基。科学研究表明,人类的癌症的发生、衰老以及其他大部分疾病都与体内自由基过量积累有关联。自由基在体内过多积累会导致各类疾病的发生,如何有效的清除体内自由基,已成为当今的一个科研热点[3]。自由基是人体进行正常生理和生化过程中产生的副产物,而产生的自由基过多可能导致生物大分子(例如脂质,蛋白质,DNA)的氧化损伤,从而引发动脉粥样硬化性疾病,糖尿病,癌症,心脏和神经退行性疾病等 [4] 。近年来,抗氧化性好的食物得到营养学家的广泛关注。稻谷是我国第一大粮食品种,每年生产约2亿t,约占全国粮食总产量 42%。大米蛋白已经得到广泛重视,主要是因为其具有抗动脉粥样硬化,抗糖尿病,抗氧化等活性。2. 研究内容和预期目标
研究内容:1.模拟储藏粳米
2.提取模拟储藏过程不同的粳米中的总蛋白和谷蛋白
3.测定蛋白体外胃蛋白酶消化程度
3. 国内外研究现状
粳米蛋白是优质的植物蛋白,但目前还没有关于粳米蛋白功能性以及机理的全面系统的研究。国内,姚惠源、王章存等主要集中于对大米蛋白提取工艺的研究,其中主要包括碱法、酶法以及碱法与酶法结合等提取工艺 [6] 。杨林等研究表明大米蛋白分离提取工艺对血脂水平具有调控作用,但是关于不同的提取工艺对大米蛋白体外抗氧化性能影响的研究尚缺乏。
目前,大米蛋白提取的工艺主要有以下几种:碱法提取工艺、酶法提取工艺、酶碱两步法提取工艺、溶剂提取工艺和物理分离法等 [7]。由于大米蛋白中多数蛋白能溶于碱液,所以碱法提取大米蛋白的研究开始较早也比较广泛[8]。碱液最常用的是 NaOH 溶液,实验表明,在室温的条件下,用 0.1 mol/L 的 NaOH 以 10:1 液固比提取 1.5h,蛋白质的抽提率可以达到 98%[9]。目前,碱法提取是最普遍的植物蛋白提取方法。碱法提取具有明显的优势,即提取工艺简单成熟、蛋白质提取率高、成本低等。然而,碱法提取对氨基酸具有破坏作用,能够引起蛋白质发生部分性质变化,从而降低大米蛋白的营养价值,甚至形成有毒物质,如 Lysinoalnine 等[10]。
目前,国内外主要从植物中分离提取出具有抗氧化活性的物质进行抗氧化功能研究。植物提取物中,主要包括天然多酚类化合物、植酸类化合物以及含巯基的蛋白质及其衍生物等 [11]。多酚类化合物具有很强的清除自由基的能力以及能够发生羟基取代反应,因此具有很强的抗氧化能力。此外研究表明,柠檬酸等植酸类物质具有极强的螯合金属能力,可减少金属离子引起的氧化应激[12]。众所周知,金属离子能够在体内引起 ROS 的产生,并且导致蛋白质和脂质各种氧化损伤。因此,螯合 Cu2 和 Fe2 能力可能是抗氧化机制潜在的重要指标。此外,有些研究表明,自由基的清除机制可能与螯合 Fe2 能力有关联,因此螯合 Fe2 能够起到抗氧化,防止氧化应激损伤重要作用 [13]。随着对植物活性物质结构研究的逐渐深入以及需要量的急剧加大,天然提取工艺往往被工业化生产方式所替代,如对大量的谷物加工副产品的酶解处理一方面可以获得大量有效的植物活性物质,提高粮食副产物的利用效率,另一方面可以减少环境污染来源丰富的植物蛋白获得有效的功能组分是目前研究者关注的一个热点,目前国内外主要以植物提取物作为抗氧化物质进行抗氧化研究,其中研究的比较多的有大豆蛋白、谷物蛋白等这些植物原料,这些原料已进行了很多抗氧化研究 [14]。大米蛋白目前研究的比大豆蛋白少很多,相比于其他植物蛋白,大米蛋白具有生物价高,营养丰富等特点,可以与牛奶和鸡蛋等相媲美[15]。但是关于大米蛋白抗氧化功能的研究目前比较少,因此,对于大米蛋白的抗氧性研究,具有重要意义。4. 计划与进度安排
2022.12.25—2022.12.31熟悉课题、文献检索及文献总结;
2022.01.01—2022.01.15完成开题报告的撰写,开始英文资料翻译,前期实验准备;
2022.02.25—2022.03.30实验阶段;
5. 参考文献
[1]张君慧,张晖,王兴国,姚惠源.大米蛋白酶解产物抗氧化活性及功能性质研究[J].食品工业科技,2008(05):73-77.
[2]方允中,杨胜,伍国耀.自由基、抗氧化剂、营养素与健康的关系[J].营养学报,2003(04):337-343.
[3]赵保路.自由基、营养、天然抗氧化剂与衰老[J].生物物理学报,2010,26(01):26-36.
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