更新时间：2024-09-21 14:40
大米蛋白主要由清蛋白、球蛋白、醇溶性蛋白和谷蛋白等四种蛋白组成，大米渣中主要是胚乳蛋白，由白蛋白(4%～9%)、盐溶性球蛋白(10%～11%)、醇溶性谷蛋白(3%)和碱溶性谷蛋白(66%～78%)组成。大米蛋白的品质优于小麦蛋白和玉米蛋白，且过敏性低，同时大米蛋白的氨基酸组成模式优于酪蛋白和大豆分离蛋白，能够满足2～5岁儿童的氨基酸需求，这使其非常适合开发婴幼儿食品。
在谷物蛋白中，大米蛋白的生物价(B．V．)和蛋白价(P．V．)均比其它蛋白质高。大米蛋白的氨基酸组成平衡合理，且氨基酸含量高，是其它植物蛋白所无法比拟的。大米蛋白被公认为优质的食品蛋白，符合WHO/FAO推荐的理想模式。大米蛋白的生物价很高，其营养价值高，可与鸡蛋、牛乳、牛肉相媲美。另外，大米蛋白是低抗原形蛋白，不会产生过敏反应，对生产婴幼儿食品是十分有利的。大米蛋白不仅具有独特的营养功能，还有其它一些保健功能。近来的研究表明，大米蛋白能够降低血清胆固醇的含量。
大米、米糟、米糠等原料都可用来制备大米蛋白，围绕大米蛋白开发和利用，研究者提出各种不同制备方法，主要有：溶剂提取、酶法提取、碱法提取、酸法提取、物理提取和复合提取法。
至2007年国内提供的纯净大米蛋白一般为饲料级（一般65%含量左右及以下），食品级（一般80%含量左右）和大米蛋白肽（全溶于水，70-90%肽含量，食品级）。
大米蛋白主要以两种蛋白体(PB)形式存在，即PB-I和PB-II两种类型。电子显微镜观察表明，PB-I蛋白体呈片层结构，致密颗粒直径为0.5～2μm，醇溶蛋白即存在于PB-I中；而PB-II呈椭球形，不分层，质地均匀，颗粒直径约4μm，其外周膜不明显，谷蛋白和球蛋白存在于PB-II中。两种蛋白体常年相伴存在。
1.1营养价值
大米蛋白品质是公认谷类蛋白中佼佼者，其含有丰富必需氨基酸，第一限制性氨基酸赖氨酸含量高于其它谷类蛋白，且氨基酸组成模式与WTO/FAO推荐模式相接近，易于被人体消化吸收。与其它谷类蛋白相比，大米蛋白生物价（BV）和蛋白质利用率（PER）更高，生物价可高达77，蛋白质利用率为1.36%~2.56%，在各种粮食中均居第一位〔4〕。大米蛋白品质优于小麦蛋白和玉米蛋白，含有优质赖氨酸，且过敏性低，使大米蛋白非常适于开发婴幼儿食品。大米蛋白氨基酸组成模式优于酪蛋白和大豆分离蛋白，能满足2~5岁儿童对氨基酸需求。此外，大米蛋白可加工成酱油、高蛋白粉、蛋白饮料、蛋白胨和蛋白泡打粉等，若将其降解成短肽或氨基酸，则可制成营养价值极高氨基酸营养液，用于保健饮料、调味品、食品添加剂等〔5〕。
1.2保健功能〔6〕
1.2.1抗高血压、降胆固醇
大米分离蛋白对幼鼠肾脏cyp4a和cyp2c表达影响可改善花生四烯酸代谢，可用作抗高血压成分。研发现，大米分离蛋白能增加信使核糖核酸（mRNAs）量，RNAs负责肾脏中两种重要蛋白质cyp2c11和cyp2c23合成，这两种蛋白质对花生四稀酸和羟二十碳四烯酸代谢起到很重要作用，且羟二十碳四烯酸在调节血压方面很重要。临床研究发现，大米分离蛋白能降低胆固醇。大米含许多与其蛋白质组成相关化学物质，包括生育酚衍生物、生育三烯酚和谷维素，这些物质对降低胆固醇有一定作用。
1.2.2预防慢性疾病
合理营养膳食可预防一些疾病，如心脏病和癌症。亚洲人患心脏病几率要低于欧洲人，这可能与亚洲人以大米为主食有关。相关研究发现，大米分离蛋白对遗传性高胆固醇小鼠模型动脉粥样硬化有一定抑制作用，可降低动脉粥样硬化对动脉破坏作用，其作用机理尚不明确；实验还表明，食用大米可降低心脏病发生率。
1.2.3抗癌变
Molita等对大米分离蛋白（RPI）研究结果表明，饲喂大米分离蛋白的二甲苯并（DMBA）诱导雌性小白鼠肿瘤重量低于饲喂酪蛋白小白鼠，大米分离蛋白具有抗DMBA诱导癌变作用。此外，大米分离蛋白对大白鼠因化学诱导引起乳腺癌有日常预防作用。大米蛋白功能性蛋白质在食品加工、烹调、储藏和销售过程中发生物理和化学性质，与环境因素作用下所具有物理化学性质，总称为蛋白质功能性。这些理化特性常指蛋白质持水性、起泡性、乳化性、粘结性，而形成凝胶、纤维、成膜等性质也认为是蛋白质功能性质反映，是在受到蛋白组成中其它共存物如水、盐、糖、脂肪、风味物等影响下所具有物理化学性质〔7〕。
2.1溶解性
大米蛋白溶解性较低，主要因大米蛋白含75%~90%碱溶性谷蛋白，这些谷蛋白由许多大分子片断通过二硫键形成，彼此交联而凝聚，而溶于水的清蛋白仅占大米蛋白2%~5%。Samson Agboola等发现，在pH 4~7时，大米蛋白谷蛋白溶解性增长缓慢，而接近pH 9时，蛋白溶解性迅速增加〔8〕；同时，改性会对大米蛋白溶解性产生一定影响。郑建冰等〔9〕利用酸法脱酞氨对大米蛋白进行改性，能使其溶解性增加，溶解度最高可达96.6%。另外，王章存等对热变性大米蛋白研究发现，米蛋白经高温作用后溶解性较低，甚至凝固成为不溶性成分。
2.2乳化性〔3〕
乳化性包括乳化活性和乳化稳定性两个方面，乳化作用是蛋白质重要功能之一。每种蛋白质都有一定分子组成和特定空间结构，其乳化性能与分子表面疏水性密切相关。酸碱可改变蛋白质带电性质和电荷分布，改变分子空间构象，在提高溶解度同时有可能改善蛋白质乳化、发泡等物化功能。如经链霉蛋白酶水解后大米蛋白水解产物，其乳化性有很大提高。王章存等考察几种大米蛋白在不同条件下乳化性能及其表现特点，并与大豆蛋白乳化性能进行比较，发现增加大米蛋白溶解性措施均有利于改善大米蛋白乳化性。稀碱溶液提取谷蛋白一旦溶解，其乳化能力可与大豆蛋白媲美。Na2SO3对大米蛋白乳化行为改变，不仅与增加蛋白溶解性有关，也与蛋白质分子结构变化有关。Samson Agboola等发现，大米蛋白低溶解性和高分子量导致其乳化性能不是很好，可通过对大米蛋白分子结构改造提高其溶解、乳化等功能性质。Hamada用风味蛋白酶处理大米蛋白，在pH 7情况下，水解液乳化能力高于酪蛋白，乳化稳定性比牛血清蛋白更高。最近，Cristina Marco等通过试验研究发现，经TG作用后，样品蛋白乳化性也有明显提高，且白蛋白或乳清蛋白加入也能增强大米蛋白乳化活性，但乳化稳定性却降低；而大豆蛋白等则很难通过这样方法提高其乳化性。
2.3起泡性及起泡稳定性
玄国东等研究发现，在最佳酶解反应条件下，反应开始时，随酶解物水解度增加，酶解物起泡性升高，当水解度达10.4%时，起泡性最高（37.5%）；之后随水解度增加，起泡性迅速下降，当水解度达11.5%后，起泡性开始缓慢下降，起泡稳定性也具有类似变化趋势。李清筱等研究发现，随蛋白质浓度增加，其起泡性及起泡稳定性都有所增强。为得到最好起泡特性，要兼顾溶解性和疏水性，使亲水和疏水达到一种良好平衡。王文高等研究发现，喷雾干燥得到大米蛋白溶解性和表面疏水性都很差，所以其起泡性要低于冷冻干燥产品。有研究者认为，不溶蛋白质粒子会提高起泡稳定性，研究发现，在pH 4~7时，大米蛋白中谷蛋白溶解性和乳化性增加缓慢，而接近pH 9时，迅速增加。同时，经链霉蛋白酶水解后大米蛋白水解产物，随其氮溶解值升高，起泡性也有很大提高。李雁群等用中性蛋白酶水解大米糖糟中蛋白质，根据样品水解度与发泡性对应值，分析并确定大米蛋白水解度与发泡性能关系，指出控制水解度为9.0时，蛋白发泡性能最佳〔10〕。
2.4持水性、持油性
白质持水性与食品储藏过程中“保鲜”及“保型”有密切关系，另外，还与食品粘度有关；而吸油性则与蛋白质种类、来源、加工方法、温度及所用油脂有关。由于大米蛋白溶解性差，限制其持水性与持油性。但经脱酰胺改性后，大米蛋白持水性和持油性均有所改善，脱胺度在35.7%时，持水性最低，为2.4g/g，持油性达到最高，为3.4%；脱酰胺度为42.4%时，持水性与持油性相当，都为2.6g/g〔9〕。
3.1碱法提取〔5〕
大米蛋白质80%以上为碱溶性谷蛋白，稀碱可使大米中紧密淀粉质结构变得疏松，碱对大分子大米谷蛋白有降解作用，从而使大米淀粉颗粒中蛋白质溶出而被分离。孙庆杰等研究用氢氧化钠（NaOH）提取大米蛋白最佳工艺，NaOH浓度为0.09 mol/L时，大米蛋白提取率达到90.1%，随着NaOH浓度提高，大米蛋白提取率增加；但浓度太高，淀粉会糊化。碱法提取大米蛋白操作简单，但由于高碱条件下降解作用，蛋白质得率一般较低，并会引起分子间交叉耦合和重排，导致蛋白质营养价值下降，还可能形成有毒物质如Lysinoalnine等。碱法提取工艺为：粘米粉或米糠加碱→离心分离→蛋白液→酸沉→离心分离→水洗→酸中和→干燥→大米蛋白。
3.2酶法提取〔2〕酶法提取是利用蛋白酶对大米蛋白降解和修饰作用，使其变成可溶性的肽而被提取出。目前用于提取大米蛋白的微生物蛋白酶有酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶和复合蛋白酶。葛娜等研究发现，酸性蛋白酶对大米蛋白提取率最高，碱性蛋白酶次之，风味蛋白酶和中性蛋白酶提取效果最差，其原因可能是酸性蛋白酶能较好与大分子大米谷蛋白发生界面作用，同时使淀粉结构变得疏松，使蛋白酶能扩散进入淀粉质内部促使蛋白降解和溶解，达到较好提取效果。通常单一酶作用效果不及复合酶，钱莹等用一种新型复合水解酶低温处理大米，得到高纯度大米蛋白，蛋白质含量达75%以上。酶法提取蛋白质功能性质较好，消化率高；但提取时间较长，成本较高。其工艺为：粘米粉或米糠→蛋白酶水解→离心分离→蛋白液→超滤→干燥→大米蛋白。
3.3分步水解法提取〔6〕分步水解提取法是将碱和酶结合起来分步进行提取。王亚林等先用碱溶法提取部分蛋白质，然后采用碱性蛋白酶对残渣轻微水解，以提高蛋白质溶解性，进行蛋白质二次提取，提取效果较好。迟明梅等采用酶碱两步法提取大米蛋白，先用α淀粉酶部分酶解淀粉，使淀粉和大米蛋白结合疏松化，然后对酶解产物进行碱溶酸沉提取蛋白质，所得大米蛋白纯度达85.1%；但分步水解法分界点不易控制，尚需进一步研究。
3.4新的提取方法〔3〕国外研究发现，利用声波、冻结―融化、高压和高速度均质等物理处理与酶处理相结合提取米糠中蛋白效果较好。Issara Sereewatthanawut等开展利用亚临界水（subcriticalwater）水解法从脱脂米糠中提取大米蛋白和氨基酸研究。结果表明，在温度为200℃、反应时间为30 min亚临界水状态下，亚临界水能有效从脱脂米糠中提取大米蛋白质和氨基酸，其蛋白质得率高于传统碱法水解提取。同时，随温度升高，蛋白质提取率也提高，这是因高温状态下蛋白质溶解度增加。其主要原因是温度升高，电离常数增加，在水合离子和氢氧根存在条件下，肽键断裂形成小分子解性蛋白质和氨基酸。总之，从米糠中提取大米蛋白是目前大米综合利用方向，在此基础上开发高附加值大米蛋白粉和活性肽等产品大有可为。
4.1大米蛋白生物活性肽〔5〕
Takahashi等从大米清蛋白胰蛋白酶水解物中分离纯化出一种称之oryzatensin活性肽，其氨基酸序列为Gly–Tyr–Rro–Met–Tyr–Pro–Leu–Pro–arg，具有引起豚鼠回肠收缩，抗吗啡和免疫调节活性。大米蛋白含大量疏水性氨基酸，通过合适蛋白酶在特异性位点进行酶解就会得到含有C末端为疏水性氨基酸肽片段，即ACE（angiotensin–converting enzyme血管紧张素转化酶）活性肽片段。而ACE抑制剂是一种治疗高血压主要药物，大米蛋白水解活性肽安全性高，无副作用。
4.2营养补充剂〔6〕
针对婴儿敏感性腹泻，大米蛋白以其低抗原性和高营养性，广泛被用于开发高蛋白低过敏婴儿配方米粉。大米蛋白无面筋质，适于小麦不耐症、过敏或有腹腔疾病人群。大米浓缩蛋白还可作为正常蛋白摄入量减少或蛋白质消化机能受到损害的患者补充食物，维持氮平衡；还可作为渗压性利尿剂、消化性溃炎、外伤辅助治疗。
4.3食品添加剂〔6〕
用酶处理米糠蛋白，其溶解性、起泡性、乳化特性等均有明显改善，特别是用内切蛋白酶和外切蛋白酶对米糠蛋白适度水解和脱氨反应，获得具有适度肽链长度和功能特性蛋白水解产物，提高米糠蛋白溶解性，改善其它功能特性，可用作食品乳化剂、起泡剂、营养强化剂。
4.4可食用膜〔5〕
美国路易斯安那州南部研究中心用大米蛋白浓缩物与普鲁兰多糖结合物开发出具有一定抗拉强度和抗水蒸汽可食用膜，用作风味物质和营养添加剂载体或作为分离、保护和防腐用隔离物。
4.5大米蛋白饲料〔6〕大米淀粉副产品可作为饲料级大米蛋白粉，其丰富营养成分对畜禽有助长抗病功能，且可提高饲料利用率，是饲料业优良添加剂。