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甘薯蛋白的营养特性研究

孙敏杰  
【摘要】:我国的甘薯收获面积、总产量均居世界首位(FAO,2008)。目前,我国甘薯加工以淀粉及淀粉类产品加工为主,在淀粉加工过程中会产生大量富含蛋白的废水。由于国内外关于甘薯蛋白营养及加工特性的研究仍处于基础阶段,导致甘薯蛋白尚未得到开发和利用,被直接排放到环境中,不仅浪费蛋白质资源,而且对环境造成污染。因此,本研究拟从甘薯淀粉加工过程中分离提取甘薯蛋白,对甘薯蛋白的营养特性及加工特性展开深入研究,旨在为有效合理利用甘薯蛋白、开发新型蛋白资源提供理论依据。 首先对天然甘薯蛋白的氨基酸组成、消化性及抗营养特性进行了研究。结果表明天然甘薯蛋白包含18种人体所需氨基酸,但是含有限制性氨基酸——赖氨酸。天然甘薯蛋白胃蛋白酶-胰酶体外消化率仅为52.9%,显著低于大豆分离蛋白(92.3%)及牛乳清分离蛋白(97.0%)。体内消化实验结果表明天然状态的Sporamin A及B不能在大鼠胃部被消化,但可以在大鼠肠部被完全消化。在大鼠胃部,Sporamin B的消化性优于Sporamin A。此外,天然甘薯蛋白具有较高的胰蛋白酶抑制活性(67.84±2.60mg胰蛋白酶/g蛋白)。 加热处理可以显著提高甘薯蛋白的体外消化性并降低其胰蛋白酶抑制活性。甘薯蛋白的体外消化率随加热温度(40-127℃)及加热时间(0-60min)的增加而显著增加。甘薯蛋白胰蛋白酶抑制活性随加热温度及加热时间的增加而显著降低。高压蒸煮(127℃,0.145MPa,20min)是最有效提高甘薯蛋白消化率及降低胰蛋白酶抑制活性的方法。而超高压处理没有使甘薯蛋白体外消化性明显提高,对胰蛋白酶抑制活性也没有显著影响。 为了探讨加热及超高压处理对甘薯蛋白消化率的影响机理,采用DSC、FT-IR、CD及SDS-PAGE对加热及超高压处理前后甘薯蛋白的结构变化进行了分析,结果发现加热和超高压处理都会使甘薯蛋白的热稳定性降低,二级结构发生变化。高压蒸煮使甘薯蛋白的α-螺旋和β-转角结构含量增加,β-折叠结构含量降低,而超高压处理使甘薯蛋白α-螺旋结构和无规则卷曲结构减少,β-折叠结构增加。甘薯蛋白结构的变化可能是影响其消化率的主要原因。 最后,为了证实体外实验结果的真实性,采用大鼠平衡试验进行验证。结果证实高压蒸煮可以有效提高甘薯蛋白的营养价值,高压蒸煮可使甘薯蛋白的真消化率从50.4%提高到95.1%,使PDCAAS值从0.36提高到0.66。天然及高压蒸煮甘薯蛋白没有对大鼠的内脏产生病理性变化。因此,高压蒸煮甘薯蛋白可以作为一种潜在的新型蛋白资源用于食品工业。


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