米糠谷蛋白與β-環狀糊精熱聚集對乳化性質和結構特性的影響

時家峰 李 航 王振國 蘇 爽 霍金杰 高育哲 肖志剛

（沈陽師范大學糧食學院，遼寧 沈陽 110034）

米糠是生產大米所得的廉價副產物，富含蛋白質、油脂、膳食纖維和其他微量植物化學成分，具有較高的營養價值［1］。米糠中的蛋白質含量達10%～16%。米糠蛋白作為一種優質谷類蛋白，因其獨特的低過敏性和抗癌活性而具有廣泛的應用前景。米糠蛋白主要由清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白以及谷蛋白組成，其質量比為37∶36∶5∶22，其中谷蛋白為主要的不溶性成分［2］，這一性質限制了其功能性質的發揮。因此，對米糠谷蛋白進行復合熱聚集是提高其功能性質的有效途徑。

自上世紀80年代報道糖與蛋白之間有共價結合作用以來，有學者就利用這一結合特性在體外展開了蛋白質糖基化改性方面的研究［3］。越來越多的數據表明，蛋白質與糖類復合可以改善蛋白質的功能性質，這是一種具有巨大潛力的改性方法［4］。糖基化改性手段是基于Maillard反應，將碳水化合物以共價鍵形式結合到蛋白質分子鏈上的一種加工工藝，僅加熱就能夠自發反應，屬于“綠色加工工藝”［5］。β-環狀糊精（β- cyclodextrin，β-CD）是由7個D-吡喃葡萄糖通過α-1、4糖苷鍵首尾相連而成的環狀低聚糖，具有高度選擇性、無毒、可食用、不吸濕性、化學穩定性佳及易于分離等優點，其空腔內部呈疏水性，而外表面為親水性，疏水性空腔通過非極性作用可與其他疏水性分子或其他分子的疏水性側鏈基團形成穩定包接復合物［6］。在食品加工中，β-環狀糊精常被作為穩定劑、乳化劑、發泡劑等加工助劑添加在食品中。目前，蛋白質糖基化相互作用對其復合物功能性質影響的研究已有一些報道。如張波等［7］研究多糖黃原膠與β-伴大豆球蛋白濕熱改性，發現糖基化β-伴大豆球蛋白的乳化活性與乳化穩定性分別為改性蛋白的2.15倍和2.26倍，同時還發現加熱溫度過高會使蛋白質分子結構遭到破壞，分子內部疏水基團暴露，乳化性降低；曾茂茂等［8］研究葡萄糖與麥芽糖對花生分離蛋白改性作用，發現糖與蛋白通過共價交聯的方式結合，糖的親水性使得復合物表面活性增加，乳化性提高；劉璘等［9］研究發現，酪蛋白通過與β-環狀糊精形成包接復合物明顯改善了其發泡性能。而對于米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集行為的研究鮮有報道，因此本研究以米糠為原料提取米糠谷蛋白，利用米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合進行熱聚集，研究熱處理對米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物乳化性質及結構特性的影響，以期為米糠谷蛋白復合熱聚集的應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

米糠品種為龍粳31號大米米糠，遼寧盛寶天隆米業有限公司；β-環狀糊精，遼寧金達源生物科技有限公司；5，5-二硫代-2-硝基苯甲酸［5，5-dithiobis-（2-nitrobenzoic acid）， DTNB］、乙 二 胺 四 乙 酸（ethylenediaminetetraacetic acid， EDTA）、三羥甲基胺基甲烷［Tris（hydroxymethyl）aminomethane， Tris］，上海源葉科技有限公司；甘氨酸、十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate， SDS）、8-苯氨基-1-萘磺酸（8-Anilino-1-naphthalenesulfonic acid， ANS），上海麥克林生化科技股份有限公司；尿素，湖北省三寧化工股份有限公司；巰基乙醇，上海吉至生化科技有限公司；大豆油，購自沈陽大潤發超市。

1.2 儀器與設備

DWF-100電動粉碎機，河北省科研儀器廠；GL-21M高速冷凍離心機，上海市離心機械研究所；Nicolet5DXC紅外光譜儀，美國尼高力儀器公司；DELTA320 pH計，上海市梅特勒-托利多儀器有限公司；1645050伯樂電泳儀，美國伯樂公司；HH-6A恒溫磁力水浴鍋，廣州喬躍電子有限公司；Master sizer 3000激光粒度儀，上海思百吉儀器系統有限公司；F96熒光分光光度計，上海奧析科學儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 米糠谷蛋白的提取 米糠谷蛋白的分離提取參考段慶松等［2］的方法。新鮮米糠過50目篩，脫脂，按料液比1∶5加入正己烷磁力攪拌3 h，在浸提過程中更換正己烷3～4次，混合料液于4 000 r·min-1下離心15 min，沉淀攤勻于通風櫥中揮發剩余溶劑，上清液通過旋轉蒸發回收正己烷。將脫脂米糠以料液比1∶6溶于5%的NaCl鹽溶液中，經700 W破壁處理30 s，在40 ℃下水浴攪拌1 h，4 000 r·min-1離心15 min，將沉淀繼續以料液比1∶6溶于5%的NaCl鹽溶液中，在40 ℃下水浴攪拌1 h，4 000 r·min-1離心15 min，沉淀以料液比1∶6溶于0.1% NaOH堿溶液中，在40 ℃下水浴攪拌1 h，4 000 r·min-1離心15 min，水洗沉淀3次，蛋白沉淀分散于去離子水中，并用1 mol·L-1NaOH調pH值至7.0，攪拌30 min，于4 ℃、8 000 r·min-1條件下離心10 min，除去少量雜質。冷凍干燥即得米糠谷蛋白。

1.3.2 米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集體的制備 稱取一定量的米糠谷蛋白分散于水中，調pH值為9，使米糠谷蛋白溶于水，配置成質量濃度為1 g·mL-1的米糠谷蛋白溶液，按照10∶1的比例混入β-環狀糊精，充分混合，室溫下攪拌2 h，密封于帶塞錐形瓶中，置于水浴鍋進行加熱處理（溫度60、70、80、90、99 ℃，時間40、80、120、160、200 min）。熱處理后的樣品迅速冰浴冷卻，凍干備用。

1.3.3 濁度測定 取米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集物溶液稀釋至米糠谷蛋白質量濃度為1 mg·mL-1，以去離子水為空白對照，通過紫外-可見分光光度計在600 nm波長處測定吸光度［10］，以吸光度來反映濁度。每次測定進行3次，取3次結果的平均值。

1.3.4 十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳 參考Hayta等［11］的方法，分析天然米糠谷蛋白和米糠谷蛋白與β-環狀糊精在60、80、99 ℃條件下復合200 min后得到的熱聚集體的蛋白質分子量條帶分布。分別使用濃度為5%和12%的聚丙烯酰胺濃縮膠和分離膠進行十二烷基磺酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠（SDS-polyacrylamide gel electrophoresis， SDS-PAGE）電泳，凝膠電泳的蛋白上樣量為10 μL， 濃縮膠的電壓和時間設置為80 V、35 min，分離膠的電壓設置為120 V，藍色條帶距底部1 cm時，停止電泳。待條帶跑完，先用固定液固定30 min，再用染色液染色30 min，最后用脫色液脫色3～4次，每次30 min，直到蛋白條帶清晰，將處理后的凝膠置于凝膠成像系統中進行成像。

1.3.5 粒度測定 米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集物的粒度分布采用Master sizer 3000激光粒度儀進行測定，分散介質為水，微粒的折射率設置為1.59，試驗結果取3次平行平均值［12］。

1.3.6 接枝度測定 采用鄰苯二甲醛（o-phthalaldehyae， OPA）試劑法測定［13］。稱取40 mg的鄰苯二甲醛（OPA）溶于1 mL甲醇中，分別加入20%（w∕v）SDS溶液2.5 mL，0.1 mol·L-1硼砂溶液25 mL，β-巰基乙醇100 μL，混合均勻后，用蒸餾水定容至50 mL，得到OPA試劑，即用即配。測定時，取4 mL于試管中，加入200 μL復合聚集物樣品液（5 mg·mL-1）混合均勻，于35 ℃水浴2 min，在340 nm處測定溶液吸光度值A340，以不加200 μL復合聚集物樣品液為空白對照。按照以下公式計算接枝度（grafting degree，GD）：

式中，A0為原復合聚集物溶液吸光度值；A1為反應后復合聚集物溶液吸光度值。

1.3.7 表面疏水性測定 利用ANS熒光探針法［14］測定表面疏水性。利用pH值7.0的0.01 mol·L-1的磷酸緩沖液將復合物樣品稀釋成濃度梯度為0.1、0.05、0.025、0.0125 mg·mL-1的溶液，取稀釋后溶液6 mL，加入50 μL 8 mmol·L-1的ANS熒光探針，漩渦震蕩混合均勻，在避光處儲藏15 min（室溫），使用F96熒光分光光度計測定熒光強度（激發波長為390 nm，發射波長為470 nm，狹縫均為5 nm），以系列稀釋樣品溶液的熒光強度-蛋白質量濃度圖的初始斜率表征溶液的表面疏水性指數。

1.3.8 游離巰基含量測定 米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集物溶液游離巰基含量參考Xiao等［15］的方法測定。取復合物樣品溶于pH值8.0的Tris-Gly緩沖溶液，配置成10 mL質量濃度為1 mg·mL-1的混合液，混合均勻，室溫下靜置30 min，經冷凍離心機9 000 ×g離心10 min后，取上清液1 mL于10 mL離心管中，加入含有8 mol·L-1尿素、0.5%（w∕v）十二烷基磺酸鈉的pH值8.0的Tris-Gly緩沖溶液5 mL，再加入4 mg·mL-1DTNB試劑50 μL，室溫下混合均勻，靜置30 min后于412 nm下測定吸光度值，空白對照用緩沖液代替蛋白溶液。按以下公式計算巰基含量：

式中，F為巰基含量，μmol·L-1；D為稀釋倍數；c為復合物樣品蛋白濃度，mg·mL-1。

1.3.9 傅里葉變換紅外光譜（fourier transform infrared spectroscopy, FTIR）測定 通過Nicolet5DXC紅外光譜儀掃描米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物樣品［16］，光譜掃描范圍為400～4 000 cm-1，分辨率為4 cm-1，使用PeakFitv4.12軟件對1 700～1 600 cm-1酰胺I帶圖譜依次進行平滑、基線校正、Gaussian去卷曲、二階導擬合等數據處理。

1.3.10 乳化性測定 采用Sui等［17］的方法，取10 mL 6 mg·mL-1米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集物樣品溶液調pH值為8，與5 mL大豆油混合于50 mL燒杯中，用均質機10 000 r·min-1均質1 min，迅速從底部吸取50 μL乳液，加入5 mL 0.1%（w∕v）的十二烷基硫酸鈉稀釋，振蕩混勻，在500 nm波長處測定吸光度值A0，靜置10 min后，再從底部取50 μL用5 mL 0.1%（w∕v）SDS溶液稀釋，測定500 nm處的吸光度值A10。按照以下公式計算乳液活性指數（emulsifying activity index， EAI）和乳液穩定性指數（emulsifying stability index， ESI）：

式中，N為稀釋倍數；φ為體系中油相所占比數；L為比色池光徑，1 cm；c為蛋白濃度，g·mL-1；?T為兩次靜置間隔時間差，10 min。

1.4 數據處理

采用PeakFit 4.12軟件進行紅外擬合，SPSS Statistics 26軟件對數據進行差異顯著性分析，P<0.05為差異顯著，Origin 2021軟件進行作圖，所有試驗均重復測定3次，所有數值均表示為平均值±標準誤差。

2 結果與分析

2.1 乳化性分析

乳液活性指數（EAI）表示稀釋乳液中油滴上的蛋白質的相對表面覆蓋度。乳液穩定性指數（ESI）表示在預定時間后乳液的相對穩定性［18］。由圖1、表1可知，在同一加熱溫度條件下，不同加熱時間米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物熱聚集乳化活性指數不同，隨著加熱時間的延長，復合聚集體乳化活性和乳化穩定性指數明顯增加；同一加熱時間不同加熱溫度下，復合聚集體的乳化活性和乳化穩定性指數也不一致，在加熱溫度為90 ℃、加熱時間為160 min時，復合聚集體的乳化活性指數達到最大，為16.92 m2·g-1，與天然米糠谷蛋白相比提高了2.39倍；而在加熱溫度為80 ℃、加熱時間為200 min時，復合聚集體乳化穩定性指數達最大，為95.61 min，與天然米糠谷蛋白相比提高了2.39倍。這可能是因為米糠谷蛋白受熱后，肽鏈結構展開，疏水基團暴露［19］，米糠谷蛋白與β-環狀糊精發生Maillard反應［20］，以共價鍵的形式形成分子間氫鍵，結合形成復合聚集體，改變了聚集體表面疏水基團和親水基團的比例，使得復合聚集體分子更好地結合到油水的界面，親水親油值達到穩定，從而使米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體的乳化活性和乳化穩定性得到明顯改善；而當溫度過高時，米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集體結構改變，大分子可溶性聚集體的出現抑制了復合物界面的展開［21］，使得乳化活性和乳化穩定性降低。

表1 不同加熱溫度和時間對米糠谷蛋白與β環狀糊精復合熱聚集體乳化穩定性指數的影響Table 1 Effects of different heating temperature and time on rice bran gluten and β cyclodextrin complex thermal aggregate on emulsifying stability index /min

圖1 不同加熱溫度和時間對米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體乳化活性指數的影響Fig.1 Effects of different heating temperature and time on the relationship between rice bran gluten and β-cyclodextrin complex thermal aggregates on emulsifying activity index

2.2 濁度分析

濁度常被用來表示蛋白質熱聚集的程度［22］。為研究米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合的熱聚集行為，分別對米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物在不同加熱溫度、不同加熱時間條件下的熱聚集行為進行分析，結果如圖2所示。加熱時間對不同加熱溫度條件下米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物熱聚集濁度的影響較為明顯。不同加熱條件下，米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集體的濁度不同，在80 ℃、80 min熱處理下的濁度最大，為1.06，同時不同溫度條件下的濁度隨加熱時間變化的趨勢一致，在加熱時間為0～80 min時，隨著時間的延長，米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物的濁度增加，當加熱80 min后，濁度趨于穩定。表明米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集體在80 ℃加熱條件下的聚集程度較高。這可能是因為復合物受熱后，米糠谷蛋白原有的緊密結構被破壞，與β-環狀糊精結合，開始形成聚集體［23］，溫度達到80 ℃時，聚集程度較好；而溫度過高使得米糠谷蛋白發生變性，結構被進一步破壞，與β-環狀糊精形成較大顆粒的可溶性聚集體，使得復合聚集體濁度降低。

圖2 不同加熱溫度和時間對米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物濁度的影響Fig.2 Effects of different heating temperature and time on rice bran gluten and β-cyclodextrin complex on turbidity

2.3 SDS-PAGE圖譜分析

SDS-PAGE電泳可以反映米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集物中蛋白亞基分子量的條帶分布。由圖3可知，與天然米糠谷蛋白相比，復合物聚集體蛋白分子量條帶向分子量高的方向移動，在分離膠和濃縮膠位置出現大分子量分子［24］。這可能是米糠谷蛋白與β-環狀糊精通過共價作用形成較大分子量的復合聚集體的結果，該結果與王金梅［23］、許彩虹等［25］的研究結果一致。

圖3 加熱200 min米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體的SDS-PAGE圖譜Fig.3 SDS-PAGE of rice bran gluten and β-cyclodextrin complex hot aggregate heated for 200 min

2.4 粒度分析

粒徑能夠較為直觀地表示出米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體的形成及顆粒大小［26］。在60、80、99 ℃條件下，米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集體粒徑變化較為明顯，因此選取以上溫度進行粒度分析。由圖4可知，在不同加熱溫度下，米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體粒徑變化較為明顯。隨著加熱溫度的升高，復合聚集體的粒徑分布范圍略有增大，且在第2個峰后，較大粒徑的復合聚集體體積分數增大，在99 ℃時，聚集體粒徑最大分布在200 μm左右。這可能是因為米糠谷蛋白受熱，與β-環狀糊精發生Maillard反應，形成大分子量的復合聚集體［27］。而溫度達到99 ℃后，米糠谷蛋白變性，結構改變，與β-環狀糊精結合形成可溶性的大顆粒復合聚集體［28］，這也解釋了溫度為80 ℃時濁度最高的結果，與濁度、SDS-PAGE圖譜分析結果均一致。

圖4 加熱200 min不同加熱溫度對米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體粒徑的影響Fig.4 Effect of different heating temperature on particle size of rice bran gluten and β-cyclodextrin complex hot aggregate after heating for 200 min

2.5 接枝度分析

接枝度可以反映米糠谷蛋白與β-環狀糊精之間的反應程度。為了更清晰地表示加熱溫度和加熱時間對復合聚集體接枝度的影響，分別固定加熱時間和加熱溫度為120 min和80 ℃，研究加熱溫度和加熱時間對接枝度的影響。結果顯示，固定加熱時間為120 min，隨著加熱溫度的升高，接枝度先增加后減小，在加熱溫度為80 ℃時，接枝度最大，為38.99%（圖5-A）。這可能是因為復合聚集體受熱后發生Maillard反應，反應初期暴露在米糠谷蛋白表面的游離氨基可以較快地與β-環狀糊精發生反應，引入糖基，增加復合聚集體的親水性質；當溫度達到90 ℃時，米糠谷蛋白中更多的內部氨基參與反應，但此時已經糖基化的米糠谷蛋白有可能再次發生聚合，從而使接枝度略有降低［29-30］。固定加熱溫度為80 ℃，在加熱40～120 min時，米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集體接枝度隨加熱時間的延長而增加（圖5-B）。當加熱120 min后，接枝度趨于穩定，說明加熱120 min內二者不斷復合形成聚集體，120 min后二者作用位點趨于飽合，接枝度不再繼續大幅提高。

圖5 不同加熱溫度（A）和時間（B）對米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物熱聚集物接枝度的影響Fig.5 Effect of different heating temperature （A） and time （B） on grafting degree of thermal aggregates of rice bran gluten and β-cyclodextrin complex

2.6 表面疏水性分析

表面疏水性可以反映米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物表面疏水性集團的數量，其數值大小決定了蛋白質與β-環狀糊精分子間相互作用的能力［31］。由表2可知，在相同的加熱時間條件下，不同加熱溫度間的米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體表面疏水性差異顯著。在80 ℃、200 min加熱條件下的表面疏水性最強，為2 305.83，這可能是因為在加熱過程中，隨著加熱溫度的升高，米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物的結構逐漸展開，分子內部的疏水基團逐漸暴露，從而導致復合熱聚集體的表面疏水性增加［32］。溫度超過80 ℃后，米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集體反應稍減緩，表面疏水性降低。溫度達到99 ℃，更高的溫度促進了復合聚集體的結構打開，暴露疏水基團，從而使表面疏水性又增加，可達到1 835.37。這與濁度分析結果一致。

表2 不同加熱溫度和時間對米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體表面疏水性的影響Table 2 Effects of different heating temperature and time on surface hydrophobicity of rice bran gluten and β-cyclodextrin complex hot aggregate

2.7 游離巰基含量分析

游離巰基和二硫鍵是穩定米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物分子結構的重要化學鍵，對其功能性質起決定性作用。固定加熱時間為120 min，在不同的加熱溫度條件下，復合聚集體溶液游離巰基含量先增加后減小，在80 ℃加熱條件下的游離巰基含量最高，為10.08 μmol·g-1（圖6-A）。這可能是因為復合聚集體受熱后，復合聚集體肽鏈斷開暴露巰基，超過80 ℃，復合物蛋白結構進一步被破壞，導致游離巰基氧化形成二硫鍵或發生巰基-二硫鍵（sulfydryl-disulfide bond，SH-SS）互換反應［33］，這與王金梅［23］的研究結果一致。固定加熱溫度為80 ℃，不同加熱時間下米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體游離巰基含量差異顯著。加熱120 min后，隨著時間的延長，游離巰基含量逐漸增加，這可能是因為米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合物相互作用解螺旋，暴露了隱藏的巰基。

圖6 不同加熱溫度（A）及時間（B）對米糠谷蛋白與β環狀糊精復合熱聚集體游離巰基含量的影響Fig.6 Effects of different heating temperature （A） and time （B） on the content of free sulfhydryl group in the complex thermal aggregates of rice bran gluten and β-cyclodextrin

2.8 紅外光譜（FTIR）分析

采用PeakFit 4.12軟件對酰胺Ⅰ帶的吸收峰進行二階導數擬合，計算出對應區間范圍內米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集體中各個二級結構的相對含量。酰胺Ⅰ（1 600～1 700 cm-1）對于蛋白質的結構分析最為重要，它與其二級結構之間存在著一定的對應關系，在酰胺I處，α-螺旋、β-折疊、β-轉角和無規則卷曲等結構的拉曼特征振動頻率分別為1 650～1 660、1 600～1 640、1 662～1 695和1 640～1 650 cm-1［34］。

由圖7可知，在3 700～3 200 cm-1范圍內出現吸收峰，可能是由游離羥基的伸縮振動引起的［32］；而在1 260～1 000 cm-1范圍內出現明顯的吸收峰，可能是由碳氧鍵的伸縮振動引起的［18］。這是因為β-環狀糊精鏈上存在多個羥基，與米糠谷蛋白復合反應后，增加了谷蛋白肽鏈中的羥基和碳氧鍵的數量，使得出現對應的吸收峰。

圖7 米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合聚集物紅外光譜圖Fig.7 Infrared spectra of rice bran gluten and β-cyclodextrin complex thermal aggregates

由圖8-A、B可知，天然米糠谷蛋白在酰胺Ⅰ帶的紅外特征峰分別為1 627.6、1 652.8、1 674.4 cm-1，加熱的米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體在酰胺Ⅰ帶的紅外特征峰分別為1 627.6、1 649.2、1 670.8 cm-1，其中1 627.6 cm-1是β-折疊的特征峰，1 652.8、1 649.2 cm-1是α-螺旋的特征峰，1 674.4、1 670.8 cm-1是β-轉角的特征峰。由表3可知，天然米糠谷蛋白β-折疊、α-螺旋、β-轉角含量分別為36.55%、44.67%、18.41%。與天然米糠谷蛋白相比，米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體β-折疊降低了4.08個百分點，α-螺旋和β-轉角分別增加了2.06和1.96個百分點，這說明部分β-折疊轉化為α-螺旋和β-轉角，使得復合熱聚集體的二級結構發生改變，失去了規則有序的二級結構，以共價鍵的形式形成了分子間氫鍵，α-螺旋與疏水作用相關，這與表面疏水性的分析結果一致。

圖8 天然米糠谷蛋白、米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體紅外光譜擬合圖Fig.8 Infrared spectrogram fitting of natural rice bran gluten， rice bran gluten and β-cyclodextrin complex thermal aggregate

表3 天然米糠谷蛋白、米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體的二級結構含量Table 3 Secondary structure contents of natural rice bran gluten， rice bran gluten and β-cyclodextrin complex thermal aggregates /%

3 討論

米糠蛋白中的谷蛋白因溶解性差而影響了其功能性質的開發，未能有效利用。本研究結果顯示，米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集處理后，復合聚集體的乳化活性指數以及乳化穩定性指數與天然米糠谷蛋白相比顯著提高。這與曾茂茂等［8］研究發現糖與蛋白通過交聯的方式結合，糖的親水性使得復合物表面活性增加、乳化性提高的結果相似。

本研究分析不同加熱溫度和時間條件下米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體乳化性差異及機理，結果發現在90 ℃加熱160 min，復合聚集體乳化活性指數最大，80 ℃加熱200 min乳化穩定性指數最高，與天然米糠蛋白相比，均提高了2.39倍。這可能是因為米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集過程中蛋白質受熱結構展開，疏水基團暴露，蛋白質內部疏水氨基酸的氨基末端與β-環狀糊精分子還原末端的羥基相互結合，形成復合聚集體。方春華［35］關于鮭魚肌球蛋白質與魔芋寡糖二者復合熱聚集的研究中也有類似報道。同時，熱聚集體形成過程中米糠谷蛋白的二級結構被破壞，部分β-折疊轉化為α-螺旋和β-轉角，與β-環狀糊精形成分子間氫鍵，也是復合聚集體乳化性質得以改善的原因。本研究結果可為米糠谷蛋白在食品及醫藥衛生領域的開發利用提供理論依據。

4 結論

熱復合溫度和時間對米糠谷蛋白與β-環狀糊精復合熱聚集體乳化性質和結構特性有明顯影響。與天然米糠谷蛋白相比，在90 ℃加熱160 min條件下，復合聚集體乳化活性指數達到最大，提高了2.39倍；在80 ℃加熱200 min條件下，復合聚集體乳化穩定性指數達到最大，提高了2.39倍。主要是由于米糠谷蛋白與β-環狀糊精熱復合后米糠谷蛋白空間結構展開，疏水基團暴露，二硫鍵斷開，游離巰基含量增加，復合聚集體分子更易于被吸附到油水界面，增加了復合聚集體的乳化活性。加熱致使復合過程中米糠谷蛋白二級結構發生改變，β-折疊向α-螺旋和β-轉角轉化，從而使復合聚集體的乳化穩定性有所提高。