稻谷是我国主要粮食作物之一。国家统计局数据显示,2022年全国粮食总产量约6.87亿t,其中稻谷产量约2.08亿t,是我国最重要的粮食来源。当前我国粮食需求迅速增长,资源环境约束日益趋紧,粮食增面积、提产量的难度越来越大。据联合国粮农组织统计,每年全球粮食从生产到零售全环节损失约占世界粮食产量的14%,减少粮食损失浪费相当于粮食增产,是解决我国粮食问题的重要途径之一。随着《粮食节约行动方案》的出台,节粮减损已成为我国粮食全产业链的重要目标,既要加强生产源头管控,也要做好储运环节减损,更要提升加工利用水平、遏制餐饮浪费,尤其是对粮食加工环节的快速推进,如提高加工转化率、加强饲料粮减量替代、加强资源综合利用,有效利用米糠、麸皮、胚芽、油料粕、薯渣、薯液等粮油加工副产物,生产食用产品、功能物质及工业制品。加强粮食资源加工环节的减损,对粮油加工副产物的有效利用具有重要意义,米糠作为稻谷加工的主要副产物拥有巨大的开发潜力。米糠主要由外果皮、中果皮、交联层、种皮和糊粉层组成,约占稻谷质量的8%[1],见图1,年产量达到1 400万t。米糠营养丰富,含有稻谷中约64%的营养物质,包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维等成分,和γ-谷维素、生育酚、花青素葡萄糖苷、没食子酸、角鲨烯等活性物质,可以用来开发米糠油、米糠蛋白、植酸等多种高经济价值产品。但目前国内对米糠的深加工水平不高,综合利用率较低,每年只有10%～15%的米糠被用于提取米糠油或植酸钙等附加值较高的产品,其他大多数都用做动物饲料和草木灰还田,造成了资源极大的浪费[2]。
图1 稻谷结构与成分
Fig.1 Structure and composition of rice
米糠蛋白是植物蛋白的优质来源,约占米糠质量的11%～17%。由于人口增长和人民生活水平的提高,人类对于蛋白质的需求量不断上涨。2017年世界73亿人口的蛋白质需求估计为每年2.02亿t,预测到2025年人口将达到98亿,蛋白质需求将增加32%～43%[3]。目前全球有8亿多人的蛋白质摄入量不足,依赖碳水化合物来满足能量需求[4]。现有蛋白的获取高度依赖于种植业和养殖业,动物性、植物性蛋白的加工生产需要投入大量的谷物、大豆等原料,蛋白质缺乏问题日益严重,我国现在的农业种植生产模式很难满足快速增长的蛋白质原料需求[5]。目前我国正在丰富蛋白质资源获取的途径,包括新型植物蛋白、微生物蛋白、昆虫蛋白等。米糠蛋白含有多种营养物质和功能性成分,非常适合作为配料加入食品中以提高食品的营养价值。因此,高效生产和利用米糠蛋白已成为食品行业的研究热点。
本文综述了米糠蛋白的基本组成和功能特性、常用提取和改性方法的研究进展,总结了米糠蛋白作为功能性食品配料和营养补充剂在食品中的研究及应用情况,并展望了米糠蛋白的发展前景,以期为实现米糠蛋白的高效生产和利用提供参考。
1 米糠蛋白的性质
米糠蛋白不仅可以弥补膳食中蛋白质摄入的不足,其本身富含的生理活性物质也受到食品行业广泛的关注。米糠蛋白含有人体所需的8种必需氨基酸,见表1,生物效价高,与大米、小麦、玉米等常见谷物相比,其氨基酸组成更接近FAO/WHO的推荐模式,大鼠真消化率达94.8%[7]。米糠蛋白的组成包括清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白,含量分别为34.5%、33.2%、24.5%和4.8%[8]。与醇溶蛋白和谷蛋白相比,清蛋白和球蛋白中含有更多的必需氨基酸[9]。谷蛋白中赖氨酸和谷氨酸的含量较高,同时也含有大量二硫键,会降低其水溶性和消化率。醇溶蛋白是植物性食物中的主要过敏原之一[10],但在米糠蛋白中含量低。
表1 常见谷物蛋白中必需氨基酸组成及含量[16] 单位:%
Table 1 Composition of essential amino acids in common cereal proteins
成分米糠蛋白大米蛋白小麦蛋白玉米蛋白大豆蛋白鸡蛋蛋白WHO推荐模式赖氨酸5.84.02.52.02.55.65.5苏氨酸3.93.52.94.11.65.24.0色氨酸1.61.71.30.60.51.61.0缬氨酸5.55.84.25.71.96.85.0亮氨酸8.48.26.814.63.19.37.0异亮氨酸4.54.13.64.22.05.04.0蛋氨酸+半胱氨酸3.93.93.83.03.36.3>3.5苯丙氨酸+酪氨酸11.110.37.98.41.05.6>6.0
米糠蛋白的许多功能特性,如溶解性、起泡性、乳化性、持水性、持油性等,可与其他来源的蛋白质相媲美。溶解性是决定米糠蛋白功能性的重要因素,这一特性是蛋白质在食品系统中作为功能成分的重要先决条件,温度、pH值、盐浓度和溶剂的介电常数等因素会改变蛋白质的溶解性,因为这些条件的变化会导致蛋白质构象的改变,进而影响蛋白质的功能。蛋白质的起泡性和乳化性都是影响食品质量好坏的关键因素,高起泡性能使搅打奶油、冰淇淋、蛋糕、面包等泡沫型产品具有酥松的结构,乳化性则使油脂均匀分布在体系中,从而提高食品的品质和口感。在pH值为4～7时,米糠蛋白的溶解性大于白米和糙米蛋白,有利于蛋白的提取和利用[11]。与酪蛋白相比,在pH值为5～9时,米糠蛋白的起泡性较低,但泡沫稳定性高;与蛋清相比,两者的起泡性相似,但米糠蛋白的泡沫稳定性较低。米糠蛋白也具有良好的乳化性,可用作食品加工中的脂肪乳化剂。蛋白质的持水性和持油性对保持食品的口感和风味至关重要,能够影响米糠蛋白在食品中的应用价值[12]。
米糠蛋白不仅氨基酸种类齐全,还具有降胆固醇、降血压、抗氧化、抗癌、低过敏性等生理活性[13-17],可以用来生产婴幼儿食品、老年人食品、保健食品等。但是由于米糠蛋白质分子之间存在大量二硫键,相互交联产生很强的聚合力,使米糠蛋白的溶解性变差,同时米糠蛋白会与米糠中的植酸、纤维素和半纤维素等结合[18],很难被人体吸收利用,因此需要将其从米糠中提取出来。
2 米糠蛋白的提取
米糠是食品工业中一种宝贵的蛋白质来源,但米糠蛋白并未实现规模生产。这是由于米糠中蛋白质与纤维素、植酸等相互交联以及大量二硫键的存在,现有的米糠蛋白提取方法很难将其从米糠基质中高效分离,无法满足商业化生产的经济成本[19]。目前常用的米糠蛋白提取方法包括物理法、化学法和酶法,常用方法及优缺点见表2。在现有的提取方法中,使用酶和亚临界水处理的蛋白质产量较好,但由于酶的成本相对昂贵,以及亚临界水处理在相对较高温度下提取的蛋白质质量较低,导致蛋白质功能降低,从而限制了这些方法的使用。在提取蛋白质之前,用化学、酶和加热方法处理米糠会对蛋白质功能产生不利影响。因此,需要一种简单、廉价的米糠蛋白质提取预处理方法,以提高蛋白质得量和保持功能。发酵作为食品行业常用的生物加工技术之一,不仅可以消除抗营养因子的存在等限制条件带来的影响,而且可以补充蛋白的氨基酸组成,提高营养价值,可以有效提高米糠中蛋白的含量以及蛋白的得率。物理法、化学法、酶法、发酵法提取米糠蛋白各有优缺点,将多种方法结合使用不仅可以提高提取率,还能减少对米糠蛋白功能性质和风味的影响[20],因此受到了越来越多研究者的关注。相较于单一提取方法,组合法能够取长补短,保留条件温和、提取率高等优势,弥补营养流失、安全性低等缺点。
表2 不同提取方法优缺点比较
Table 2 Comparison of advantages and disadvantages of different extraction methods
提取方法提取原理常用方式样品蛋白含量/%蛋白提取率/%优点缺点物理法破碎细胞结构,蛋白溶出胶体磨[21]14.707.70超声波[22]14.5060.60亚临界水[23]23.0349.34脉冲电场[24]18.0519.87安全性高、营养损失小提取率低、设备要求高化学法增加蛋白质分子的溶解性碱提酸沉[25]43.10操作简单、成本低产生有毒物质、营养价值低酶法溶解细胞壁,使蛋白从多糖基质中游离出来[26]糖酶[27]17.8958.30蛋白酶[28]17.8956.30植酸酶[29]57.30条件温和、营养成分损失小成本高、产生苦味发酵法微生物生长代谢过程中产酶,分解基质使蛋白溶出;微生物利用基质中的非蛋白氮合成菌体蛋白[30]酵母[31]18.71霉菌[32]15.95芽孢杆菌[33]14.81乳酸菌[34]17.87蛋白含量高、生物活性高周期长组合法将物理、化学、酶、发酵法进行组合酶解联合碱法[35]16.2475.15超声波联合酶解[36]15.8235.77酶解联合发酵[37]2.9320.51提取率高、安全性高、营养价值高
3 米糠蛋白的改性
米糠蛋白的功能特性是其作为食品原料的关键指标,会影响蛋白质的提取率和营养价值。因此改善功能特性是针对米糠蛋白的研究之一。常用改性方法及改性效果见表3。无论是物理法、化学法还是酶法,其改性的基本原理均是改变蛋白质的结构从而影响其乳化性、起泡性、溶解性等功能特性,见图2。
表3 常用改性方法效果比较
Table 3 Comparison of the effect of commonly used modification methods
提取方法常用方式功能特性物理法高压[38]溶解性、乳化性提高,游离巯基提升超声波[22]乳化性、乳化稳定性、表面疏水性提升加热[39]乳化性提高6.2%、乳化稳定性提高62.7%化学法盐处理[40]乳化性、乳化稳定性提升酰化[41]起泡性提高90%、乳化稳定性提高50%磷酸化[42]溶解性提高8.7倍、乳化性提高8.1倍酶法碱性蛋白酶[43]吸水能力提高18.6%、吸油能力提高21%胰蛋白酶[44]溶解性提升组合法静高压联合酶解[45]溶解性提高57%、乳化性提高88%、起泡性提高185%超声波联合绿原酸络合[46]乳液稳定性提升超声波联合酶解[47]溶解性提高207.3%、乳化性提高54.94%
图2 米糠蛋白的改性
Fig.2 Modification of rice bran protein
3.1 物理法
米糠蛋白的物理改性是指利用热、磁、挤压、冷冻、机械处理等方式改变蛋白质的二、三、四级空间结构和分子间的聚集方式,使其理化性质改变,从而提高功能和营养特性,常用方法包括热处理、超声波、喷射蒸煮、超微粉碎、动态高压微射流、蒸汽闪爆等[48]。动态高压微射流和超微粉碎是物理改性中的新兴技术,会导致蛋白质的大分子结构发生变化,进而引起功能性质的变化。马楠[49]研究表明,超声波处理后米糠蛋白的乳化性提升最显著,提高了63.46%;动态高压微射流处理后米糠蛋白的溶解性、持油性提高了87.56%和42.86%;超微粉碎处理后米糠蛋白的持水性、起泡性、泡沫稳定性和凝胶强度分别提高了30.59%、38.62%、29.86%和91.04%,这3种方法可用于定向生产不同功能特性的米糠蛋白。蒸汽闪爆也是改性米糠蛋白的一种新技术,在处理过程中饱和蒸汽渗透到细胞组织中,使其中的水分子迅速暴沸产生大量机械能,破坏组织结构,从而影响蛋白的功能特性。那治国等[50]研究发现,蒸汽闪爆处理可以降低米糠蛋白的热稳定性和表面疏水性,显著改善米糠蛋白的溶解性,比未处理样品提高了1.65倍。刘家希等[51]利用超声波辅助碱法提取米糠蛋白,并对蛋白质功能特性进行分析,提取率为57.89%,同时提高了蛋白的吸油能力和起泡性。
3.2 化学法
化学改性是通过化学试剂与蛋白质作用,使蛋白质的氨基酸侧链断开,引入新基团,诱导蛋白质的结构变化以及功能特性的改变[52]。常用方法包括酸碱处理、盐处理、酰化处理、磷酸化处理、烷基化处理、糖基化处理等。烷基化是通过还原反应将烷基基团导入到蛋白质分子中以调控蛋白质的功能特性,WANG等[53]通过电化学技术烷基化米糠蛋白,处理后的蛋白质颗粒分散更均匀,粗糙度降低,溶解度提高了40%,持水能力、持油能力、乳化性能均得到增强。糖基化是化学改性的另一种新型途径,主要是通过美拉德反应将糖的活性羰基与蛋白质的氨基结合在一起形成复合物,从而改善米糠蛋白功能特性,于枫[52]利用葡萄糖、蔗糖、淀粉和菊粉修饰米糠蛋白,其中菊粉的修饰效果最好,菊粉-米糠蛋白产物的乳化活力达到126.5 m2/g,乳化稳定性是对照组的2.21倍,溶解度也提升了15%。
3.3 酶解法
酶水解可以将蛋白质分解成短链肽或氨基酸,并改变分子内或分子间的交联,特别是减少亚基间二硫键的形成,水解产生的小分子具有良好的溶解性、乳化性、凝胶性。谷氨酰胺转胺酶诱导的蛋白质酶促交联是一种精确的生物技术手段,可改变蛋白质的理化和营养特性,催化多肽或蛋白质中谷氨酰胺残基的γ-羧基与蛋白质中赖氨酸的ε-氨基之间的酰基转移反应[54]。WU等[55]研究了谷氨酰胺转胺酶诱导的连续酶交联对米糠蛋白起泡能力和界面性质的影响,结果表明米糠蛋白的泡沫容量和泡沫体积比分别提高到375%和79.45%,泡沫稳定性也有所提升。SINGH等[56]使用木瓜蛋白酶水解米糠蛋白浓缩物,其水解物的溶解性提高了46%以上,还原能力、自由基清除能力也随着水解度的增加而提高,但热稳定性和界面性能降低。GAO等[57]采用酶解联合弱碱萃取提取并改性糯米糠蛋白,最终蛋白质产量为90.2%,溶解性、乳化性和起泡性均得到提升,提高了72.71%、70.21%和73.31%。
4 米糠蛋白在食品加工中的应用
米糠蛋白因生理活性强、营养价值高,在作为功能性食品配料和营养补充剂方面具有很大的潜力,可以应用于饮料、焙烤食品、婴幼儿食品、食品调味剂、食品包装材料等领域,见图3。米糠蛋白水解产生的功能性多肽具有抗氧化、抗炎、抗癌等活性,可以增强人体防御功能、预防疾病,因此也可应用于医药领域。
图3 米糠蛋白在食品中的应用
Fig.3 Application of rice bran protein in food
4.1 功能性多肽
米糠蛋白经水解后可产生多种活性肽,具有多种调节机体生理代谢的功能,如抗菌、抗癌、降血压、抗衰老、抗氧化等活性[58],可进一步开发用作保健食品、药物控释的载体和治疗相关疾病的药物[16]。酸性或碱性水解方法可用于水解米糠蛋白,以生产具有潜在生物活性的肽,但强酸或强碱条件会改变甚至破坏某些必需氨基酸,产生有毒的化学残留物或不良的副反应,最终降低蛋白质的质量和应用价值。酶法水解的特异性更强,反应过程温和,对氨基酸的破坏少,且对环境无害。更重要的是,酶水解可以改善蛋白质的物理、化学、功能和免疫学特性,同时降低副产物的毒性。目前关于生物活性肽对人体的毒理学影响的报道很少,需要进一步的研究来确定每种分离出的生物活性肽的安全使用和摄入量。吴章毅等[59]使用超声波-微波辅助酶法制备米糠多肽,并对其进行体外降血脂、降血糖活性分析及结构鉴定,分子质量小于5 kDa的多肽表现出良好的降血脂、降血糖活性。ZAKY等[60]使用碱性蛋白酶、胰蛋白酶、复合蛋白酶、风味蛋白酶4种酶水解米糠蛋白,制备抗氧化活性肽,复合蛋白酶水解物水解度最高,蛋白质含量最高,但风味蛋白酶水解物表现出最高的抗氧化活性。KANNAN等[61]利用碱性蛋白酶模拟胃肠液水解米糠蛋白,分离出一种相对分子质量<5 kDa的五肽,对结肠癌、乳腺癌、肺癌和肝癌细胞有显著的抗增殖作用。
4.2 可食用薄膜
可生物降解的食用薄膜能够在运输和储存过程中保持食品的新鲜度,减少营养物质的损耗,还可以减少病菌对食品造成的污染,满足消费者对食品安全和便利性的要求,根据选择的材料不同可分为蛋白质、多糖、脂质和复合食用薄膜。蛋白质由于其独特的结构,比多糖具有更好的机械性能,对香气和油具有极佳的阻隔性能,更适宜制备可食用薄膜。常用的蛋白质基质包括玉米醇溶蛋白、大豆分离蛋白、小麦面筋蛋白以及乳清蛋白。米糠蛋白的功能特性与上述蛋白相似,氨基酸组成优于上述蛋白,也可用于可食用薄膜的制备。但与复合聚合物相比,蛋白基可食用薄膜的机械强度较差,水蒸气渗透性较大,储藏稳定性有待进一步提高。WANG等[62]研究了pH对米糠蛋白薄膜的影响,获得的可食用薄膜均匀光滑,不透明度、含水量、水溶性和水蒸气渗透性相对较低。单一米糠薄膜机械性能和阻隔性能较差,孟才云等[63]通过改性处理制备葡萄糖糖基化米糠蛋白-壳聚糖复合膜,显著提高了米糠蛋白膜的透明度、阻水性、耐水性和耐热性。SHIN等[64]将1%葡萄柚籽提取物与米糠蛋白膜复配包装草莓,减少了储藏过程中微生物的数量,延长了草莓的货架期。
4.3 生理活性物质载体
在食品中添加生理活性物质是开发功能性食品的一种有效方式,然而生理活性物质在食品加工储存以及胃肠道消化过程中容易出现不稳定的现象,将生理活性物质包封到合适的递送系统中是提高其降解稳定性和生物利用度的途径之一。米糠蛋白作为一种天然植物性蛋白质,具有良好的功能特性和生理活性,是设计和制造乳液、纳米粒子、微胶囊等生理活性物质递送系统的合适载体。WANG等[46]对米糠蛋白-绿原酸乳液进行超声波处理,减小了乳液的粒径,使液滴的分布更加均匀,改善了乳液的包封效率和负载容量。LIU等[65]将姜黄素包封到米糠蛋白纳米粒子中,包封效率高达95.94%,与游离姜黄素相比,纳米颗粒姜黄素制剂的口服生物利用度提高了10倍以上。ALMEIDA等[66]将米糠浓缩蛋白和麦芽糊精作为微胶囊包封剂,应用于葡萄汁的喷雾干燥,防止花青素被降解,当米糠浓缩蛋白与麦芽糊精的比例从0%增加到20%时,花青素的内部保留率和总保留率分别提高了2.4倍和3.2倍,粉末的黏性、结块程度和吸湿性都有所降低,抗氧化能力也有所提高。
4.4 婴幼儿食品
由于牛奶中含有酪蛋白和乳清蛋白等多种不同的蛋白质,婴幼儿对配方奶粉具有不同程度的过敏反应,这促使人们寻找低过敏性的替代品。米糠蛋白生物效价高、过敏性低、消化性好,适合用作婴幼儿食品的原料,替代配方中的牛奶蛋白,以减少与牛奶蛋白有关的过敏反应。刘颖等[67]将米糠蛋白和乳粉复配,对其蛋白质生物效价及消化吸收程度进行评价,以60∶40配比的复合蛋白乳粉互补效果最佳,蛋白质真消化率、生物价和净利用率分别为89.12%、79.34%和67.53%,为生产婴幼儿食品提供了配方依据。KHAN等[68]将米糠蛋白与红薯粉、小麦粉、米粉、玉米粉、全脂奶粉等混合制备婴儿食品,成品质地均匀,呈浅金黄色糊状,稠度好,黏度适中,营养成分符合婴儿辅食标准,热量值保持在416 kcal/100 g,体外消化率为80.90%～84.45%,能够满足婴幼儿的营养需求。
4.5 焙烤食品
米糠蛋白氨基酸种类齐全,可以作为面包、饼干等焙烤食品中燕麦、麦麸、小麦粉等蛋白质来源的替代品,提高产品的孔径、保气性和保质期,也可以作为配料以提高产品的风味和营养。米糠蛋白还具有很高的水油结合能力,有助于减少水分流失并保持柔软的口感,可作为蛋糕糊、冷冻甜点等高糖食品体系的基质。YADAV等[69]在饼干配方中分别加入质量分数5%、10%和15%的米糠蛋白,饼干中的蛋白质含量从7.3%增加到15.4%,断裂强度也显著增加,米糠蛋白质量分数为10%时饼干的可接受程度最强。郑煜焱等[70]将米糠蛋白应用于海绵蛋糕的制作,最佳工艺条件为上火180 ℃、底火160 ℃、烘烤35 min、米糠蛋白添加量0.8 g、打蛋时间37 min、白砂糖添加量35 g,在该条件下得到的海绵蛋糕结构松软、膨发体积大、有米糠特有的香味。
4.6 饮料
脱脂米糠蛋白具有良好的稳定性和乳化性,因此常用于制作蛋白饮料。米糠蛋白的添加可以改善饮料的风味和理化特性,提高其营养价值和抗氧化活性,在贮藏过程中具有稳定性和安全性。王劲松等[71]使用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵米糠、大豆混合物,得到的酸奶乳酸和蛋白质含量较高,颜色均匀,香味浓郁,质地细腻爽滑,表面无明显乳清析出,是一种良好的植物型酸奶。张薇等[72]在牛乳中添加米糠蛋白开发乳饮料,最佳配方为全脂乳粉2%、米糠蛋白0.7%、绵白糖10%、柠檬酸0.3%、复合稳定剂0.2%,得到的复合乳饮料口感细腻,香味独特,乳化性、稳定性好,营养价值丰富。
4.7 食品调味剂
米糠蛋白还可作为美拉德反应中产生风味的氨基酸来源,赋予食品独特的风味和色泽,为食品调味剂的生产提供廉价且丰富的材料来源。ARSA等[73]研究了不同干燥方式和果糖添加量对米糠蛋白感官香气特性的影响,发现与液态和冻干米糠蛋白水解物相比,喷雾干燥的米糠蛋白水解物具有更宜人的香味,如甜味、谷物、坚果、奶粉、可可等香气,添加果糖后水解物粉末中的醛类、吡嗪类和酮类等挥发性化合物显著增加。此外,米糠蛋白经水解后富含天冬酰胺和谷氨酰胺,可用于替代可能对人体有害的味精风味增强剂,改善汤汁、酱汁、肉制品的风味[74]。
5 总结与展望
面对淡水枯竭、气候变化和生物多样性的挑战,动物、植物蛋白的获取成本日益增加,传统的蛋白质来源难以满足人类未来的需求,也无法做到环境友好。米糠蛋白作为一种优质的植物蛋白,拥有广阔的发展前景。近年来,已有大量研究涉及米糠蛋白的提取和改性,但尚未有经济有效的方法改善米糠蛋白的功能特性并实现工业化生产。同时,米糠蛋白对人体的生理活性尚未得到验证,限制了其在食品中的应用。在下一步的研究中,可围绕优化米糠蛋白的提取和改性技术,进一步研究米糠蛋白的生理活性,扩大应用范围,提高消费者对米糠蛋白的接受度等几方面展开。
5.1 优化提取技术
我国现有的高质量米糠蛋白提取技术成本高,无法满足工业化生产,需要开发高效、环保、安全、低成本的提取技术,如天然低共熔溶剂提取、超临界提取、酶水解、微生物发酵等。其中微生物发酵法作为提高谷物加工副产物生物利用度的技术,能够通过菌体蛋白的合成提高原料蛋白含量,也可以通过微生物产酶分解细胞壁等结构提高蛋白质提取率,在提取米糠蛋白方面拥有很大的潜力,发酵米糠的质量与所使用的发酵微生物密切相关。因此在后续研究中可根据米糠脂肪含量高、赖氨酸含量高、溶解性差等特性筛选可用的微生物并确保其生物安全性,也可使用多种微生物共发酵,利用不同菌株的发酵特点提高蛋白质含量和提取率。在共发酵时需要注意微生物间的相互关系,避免菌株间出现拮抗、竞争等现象从而对米糠蛋白的品质和得率造成不利影响。还可以将多种提取方法相结合,如先通过发酵技术提高蛋白含量,再通过酶水解提高蛋白得率,以达到提高蛋白质纯度、降低成本的目的,促进米糠蛋白作为食品原料的利用。
5.2 开发改性方法
随着社会的进步与发展,人们对食品的要求不再是仅能解决温饱问题,还需要营养配比更科学、功能性更强的新型食品。天然米糠蛋白的功能特性不足会限制其在食品工业中的应用,因此需要优化现有的改性方法并创新改性方法来改变天然米糠蛋白的功能特性,增加附加值,扩大适用范围。大多数物理改性方法满足工业化生产中改善米糠蛋白特性的要求,但仍需考虑这些技术的能源和成本效益以及可持续发展问题。淀粉样蛋白纤维化是植物蛋白改性中最具吸引力的方法之一,通过适当加工使蛋白质自组装形成纳米纤维结构,赋予蛋白质优良的功能特性。糖基化也是较为普遍的蛋白质改性方法,以美拉德反应为基础,在无其他条件影响的情况下自发进行,但目前通过该方法改性米糠蛋白的研究较少。这些方法能耗低、环境友好,可以进行深入研究。
5.3 扩大应用范围
米糠蛋白因其来源丰富、生产成本低,在许多植物性食品配方中作为补充剂,具有巨大的潜力。通过对米糠蛋白的深入研究,证明其具有低过敏性、抗氧化活性、降胆固醇活性等功能,也有研究表明米糠蛋白可能存在抗肥胖作用、减轻肌肉减少症、促进伤口愈合等潜在的新功能,这些功能还需进一步验证。另外,关于米糠蛋白的大多数生理活性的研究均是通过体外试验验证,具有功能活性的米糠肽均是由体外酶解得到的,其活性、稳定性等有待研究,安全性仍缺乏科学依据。因此需要通过体内试验验证米糠蛋白及其水解物的营养价值和潜在功能特性,将其应用到医药领域。同时可以将优化的提取技术应用到实际生产中,得到高产量、高品质的米糠蛋白,研发以米糠蛋白主要原料的产品,或将其作为重要营养成分添加到婴幼儿食品、中老年食品、特殊人群食品中。
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