米のタンパク質粉末の用途は何ですか?

イネタンパク質(rice protein, rp)は、イネ由来のタンパク質の総称である一般的には米の加工副産物に含まれています。米のたんぱく質は、小麦やトウモロコシのたんぱく質に比べ、低刺激性で消化しやすい。高品質の食物タンパク質として認識されており、乳幼児食品や高級食品への応用が期待されています[1]。加工方法が違うと、成分も機能性も違う。本稿では、イネタンパク質の主な供給源、機能特性、現在の加工と利用状況を紹介し、今後の開発と利用の参考とする。

1. 米タンパク質粉末の源

の玄米のタンパク質含有量は約8%である主に卵白(2 ~ 5%)、グロブリン(2 ~ 10%)、グルテニン(66% ~ 78%)、アルコール可溶性タンパク質(1 ~ 5%)からなる。その中で、水に溶けないグルテニンとアルコールに溶けやすいタンパク質が80%以上を占めている[2]。このため、加工方法によって生ずるコメタンパク質の含有量と品質には大きな差がある。イネタンパク質は、すべての穀物の中で最も生物学的価値が高い(77)[3]。また、コメタンパク質は低刺激性の植物性タンパク質である。幼児の消化率は88.8%、生物学的価値は90%、純タンパク質使用率は79.9%であり、乳幼児、幼児、高齢者の食品への使用に適しています[4]。

1.1米澱粉処理の副産物

米の主成分はデンプン(80%)、次いでタンパク質(8%)である[5]。デンプンは典型的な小さなデンプン粒子(2μm 8μm)と共に制服に粒子ですゼラチン化された米のデンプンは、水をすばやく吸収し、非常に滑らかな食感で、バターのようで、口当たりがふわりとしており、広がりやすい。したがって、食品中の脂肪アナログとして使用することができます[6]。また、米澱粉は、良好な凍結融解安定性を有しており、食品の凍結過程での脱水や収縮を防ぐことができる[7]。目下のところ,国内のこめの片栗粉の年間生産量は約4万グラム・トンで,主に食品と薬品工業の中で増粘剤、充てん剤、成型剤と机能性因子として使用されています[8]。

米のタンパク質が主な副産物である米の澱粉処理の。米澱粉加工の主な方法は、アルカリ溶液法、酵素法、机械法である。アルカリ溶液法では、アルカリ溶液を用いてタンパク質と一部の脂質を除去し、洗浄と遠心分離機でデンプンを得る。アルカリ溶液中のタンパク質は酸沈殿によって回収される[9-10]。

この方法は多くの環境汚染を引き起こし、現在ではほとんど使用されていません。酵素法は、より環境に優しく効率的な方法です。プロテアーゼは加水分解に用いられる米の中の不溶性たんぱく質が可溶性たんぱく質になりますそして遠心分離や濾過によって、米のデンプンやタンパク質が得られます。この酵素法の欠点は、得られたデンプンが比較的高い残留タンパク質および脂質含有量を有することである[11]。機械的方法は、米澱粉とタンパク質を分離する比較的新しい方法です。特殊な高圧ホモゲナイザーを用いて、米中に凝集したデンプン粒子とタンパク質を分解し、分離する方法です。デンプンとタンパク質の物理的な分離は、両者の密度の違いを利用して行われる。この方法は、米澱粉とタンパク質の本来の品質を保持し、製品の品質が優れています[12]。

1.2水飴処理の副生成物

米水飴は、一般的に米の加工過程で発生する残渣である壊れた米を使用して製造され、残渣の15 ~ 20%を占めます[13]。残渣は豊富である米のタンパク質(50%から70%)脂質(3 ~ 8%)および灰(2 ~ 3%)であり、米タンパク質の主な供給源である[14]。壊れた米の品質とシロップの加工技術は、残留物のタンパク質と脂質の含有量に直接影響します。高い脂質含有量を持つ米残渣は、乾燥後も脂質酸化や変色の影響を非常に受けやすく、タンパク質の機能特性に直接的な影響を与える臭みや変色を引き起こします。不純物除去、乾燥、脱脂の後、残留物は80%以上のタンパク質を含むことができ、食品添加物やさらなる加工に直接使用することができます。

現在、米のタンパク質の主な供給源は、米のデンプンの副産物であるそして水飴加工。しかし、得られたコメタンパク質は水に不溶であり、これまで飼料として利用されてきました。近年、市場のコメたん白質の需要が増加しているため、コメの残渣は食用のコメたん白質を生産する主な原料となっています。

2. イネタンパク質の修飾

イネタンパク質(rice protein)は、球状の構造タンパク質である。サブユニットは分子内および分子間のジスルフィド結合および疎水性相互作用により高密度の分子集合体を形成し、その溶解度が低いため食品産業への応用が制限されている[15]。そのため、物理的、化学的、酵素的な方法でイネタンパク質を修飾し、その空間構造や物理化学的性質を変化させ、機能性を向上させることが現在の研究のホットスポットとなっている。

物理的2.1改良

物理修飾とは、タンパク質の機能特性を改善するために、熱、電磁場、機械的力、高圧、マイクロ波放射などの方法を使用することを指します。物理的に改造された製品は毒性の副作用が少なく、コストが低いが、改造効果はあまり大きくなく、関連する研究報告も比較的少ない。研究によると、イネタンパク質を0 ~ 120 mpaの圧力で均一化すると、圧力が高くなるとタンパク質の溶解度が大幅に上昇する(p <また、乳化活性も有意に改善した[16]。また、それは文献で報告されている米タンパク質の溶解度アルカリ溶解、凍結、粉砕、遠心分離を繰り返して98%以上まで高めることができ、乳化・発泡性も大幅に向上している[17]。

2.2耐薬品性の改质

化学修飾とは、ポリペプチドの側鎖上にヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基などの基を修飾したり、他の官能基を導入してタンパク質の分子構造を変化させ、その機能性を向上させる化学的手法を用いることである。現時点では、主な化学物質イネタンパク質の修飾脱アミド化、アシル化、グリコシル化、リン酸化、アルキル化です。

タンパク質の脱アミドには様々な方法がありますが、その中でも酸法が広く用いられています。jiang tianyanら[18]は、米タンパク質の溶解度が脱アミドの程度に正比例することを発見した。脱アミド度が64.5%の場合、溶解度は96.6%、発泡性は27%となる。米タンパク質の乳化性は脱アミド度19.6% ~ 35.7%で良好である。また、イネタンパク質の溶解度はアシル化によっても改善することができます[19]。また、溶解度、乳化特性と米タンパク質の発泡性が大幅に向上しました糖鎖修飾後[20]。以上の研究から、化学修飾がコメタンパク質の機能性向上に大きな影響を与えることが明らかになったが、栄養と安全性を考慮すると、方法の選択、条件および環境の制御にはさらなる検討が必要である。

2.3酵素修正

酵素修飾とは、主に酵素を用いてタンパク質分子のペプチド結合や側鎖に作用し、その構造や機能を変化させることである。これには、酵素による加水分解、プロテイノイド反応、脱アミド化、リン酸化など多くの異なる方法があり、最も一般的なものはプロテアーゼによる加水分解である。現在、食物タンパク質の酵素的修飾に使用されるプロテアーゼは、微生物、植物、動物などのさまざまな由来のものを含む、数多く存在する。プロテアーゼは異なる酵素部位を持つため、生成する分子構造が異なり、物理化学的機能も異なります。

強さのせいで米タンパク質の疎水性また、処理中に変性しているため、酵素修飾中の単一酵素加水分解よりも複合酵素加水分解の方が効果が高いことが多い。いくつかの研究によると、アルカリプロテアーゼは、中性条件下で加水分解すると、米タンパク質の窒素溶解度指数(nsi)を95%に、乳化力を55%に、泡立ち力を70%に高めることができます[21]。liu hongfuら[22]は、アルカラゼ酵素とフラバウザイム酵素を用いて米タンパク質を10.26%まで加水分解した。

機能的な性質や米タンパク質の栄養価また、タンパク質様反応を用いて元のアミノ酸配列を再結合することによって改善することができる。yang qianら[23]は、米タンパク質を加水分解したアルカリプロテアーゼを原料とし、ペプシンを用いてタンパク質様反応を触媒した。得られたイネタンパク質はthr, ile, phe, lysなどの必須アミノ酸含有量が有意に増加した。また、酵素による脱アミド化を行うことで、コメタンパク質の機能性を大幅に向上させることもできます。グルタミン合成酵素で処理した後、米のタンパク質の溶解度は96.99%に達し、保水能力は1.75 ~ 2.03倍、油の保水能力は1.58 ~ 1.94倍になるという研究結果がある[24]。

化学修飾法と比較して、よりマイグレーションで、より具体的で、安全で、環境に優しい修飾法であり、現在最も研究・応用されている修飾法である。

2.4合成修正

さらにの効率を向上させるために米癌細胞また、コストを削減するために、2つ以上の改質方法を組み合わせたり、超音波や照射などの他の技術と組み合わせたりすることが可能です。pan zhengら[25]は、超音波補助アルカリ処理により、米残渣中の米タンパク質の溶解度(19.99 mg/ ml)が向上することを示した。

いくつかの研究では、電子線照射(ebi)技術によるアルカリプロテアーゼの加水分解が増加することが示されている米タンパク質の加水分解の程度最大19.02%のポリペプチド収率は13.50%に達する[26]。ebi処理は、プロテアーゼの作用を促進するコメタンパク質の分子構造の伸張に有益である。

要するに、いくつかの新技術の出現と応用により、従来のタンパク質修飾法と組み合わせて、修飾効果を得ることが有益である。この分野では、超高圧技術[27]、押出技術[28]、パルス電界(pef)技術[29]など多くの研究の余地がある。

3 .イネタンパク質の開発と利用

として食物タンパク質、米タンパク質その高い生物学的価値と低刺激性のためにベビーフードにますます使用されています。また、コメタンパク質は、食品添加物や機能性食品としても注目されています。

3.1食品添加物

米のタンパク質自体はあまり溶解しないまた、それに伴う乳化、発泡、ゲル化、保水、保油などの機能性も理想的ではありません。しかし、適度な加水分解を行うと、溶解度が向上し、機能性も大幅に向上します。wu yujing[30]は、食品グレードの米残渣を原料とし、脱糖化、中性プロテアーゼ改質、脱色、乾燥などの工程を経て、臭気がなく、タンパク質含有量が高く、発泡性に優れたタンパク質発泡粉末を得た。このタンパク質発泡パウダーは、液体食品を安定させて厚くしたり、焼き菓子を泡立てたりするために使用できます[31]。

3.2食用米タンパク質

米澱粉や水飴の製造工程の副産物である米ぬかを使用することができる加工食用米タンパク質粉末。水飴を加工して作られる米ぬかには、一般的にタンパク質40 ~ 60%、脂肪6 ~ 12%、ミネラル3 ~ 5%、総炭水化物15 ~ 25%が含まれています[32]。米ぬかの品質は、生米(または破断米)の品質と水飴の加工技術に大きく左右されます[33-34]。脂肪は糠の安定性を左右する主な要因である。脱脂、不純物除去、乾燥、粉砕後、米ぬかのタンパク質含有量は80%以上に達することができ、食用のコメのタンパク質粉末として使用することができます。

研究によると、米タンパク質は栄養価が高く、血液中の脂質やコレステロールの代謝を調節するのに大きな効果があるとされています[35-36]。

現時点では、国際市場の需要高品質の米タンパク質粉末が急速に成長している市場には大きなギャップがあります高級食用米タンパク質粉末の市場の需要は、米のタンパク質含有量80%以上、脂質含有率1%未満、重金属含有量10mg/kg未満、および270以上の農薬の検出可能な残留物のないことです[37]。

そのため、シロップを加工する際には、改善する必要があります米の残渣タンパク質の質原料、シロップ加工、脱脂、重金属除去などの多面的な工程改善が必要です。例えば、有機分解米と低公害分解米を原料として選定する必要がある。壊れた米の不純物処理技術:石、金属くず、米ぬか、籾殻を除去する。脂肪分の多い米ぬかに対しては、脱脂処理をしなければならず、保存中の米ぬかの臭気の発生や変色を効果的に抑えることができる[38]。また、過剰な重金属を含むコメ残渣については、カドミウムや鉛などの重金属イオンを除去する方法も必要である[39-40]。

3.3インスタントタンパク質粉末

の米タンパク質の水溶性が悪い特に米ぬかタンパク質は、飲料や栄養タンパク質粉末への応用が制限されている。イネタンパク質の溶解度を向上させるためには、可溶化修飾が必要である。米タンパク質の可溶化修飾は、限られた加水分解下での米タンパク質の溶解度の増加である。ライスペプチドとの主な違いは、加水分解度が低く、タンパク質が過剰に加水分解されないことである。

現在、一般的に用いられている可溶化修飾法は、グリコシル化法と酵素法である。lu qianらは[41]、カボチャの多糖類とデキストランを用いて糖鎖とした米修正タンパク質それぞれ、米タンパク質の溶解度を32.27%、41.75%向上させた。wang zhang cunら[42]は、アルカロゼを用いてコメタンパク質を加水分解し、得られた酵素生成物の溶解度50.2%、発泡性50 ml /g、乳化性73.6 ml /gであった。しかし、米タンパク質の加水分解の程度は論文には記載されていない。

cui shashaら[43]治療アルカリプロテアーゼを含むコメタンパク質そして、1 ~ 5%の加水分解度を持つイネタンパク質の物理化学的機能特性を解析し比較した。その結果、加水分解度5%の米タンパク質の溶解度は65.93%と最も高かった。以上の研究により、酵素による加水分解を限定的に行うことで、コメタンパク質の溶解度を大幅に向上させることが明らかになりました。比較的低い加水分解度を維持する条件の下で、米タンパク質は、乳化、発泡、水吸収、油吸収などの高分子の良好な機能特性を有している[44]。これは、イネタンパク質の可溶化のための酵素的修飾と、イネペプチドの酵素的調製との本質的な違いである。

3.4米ペプチド

イネのペプチドは、低分子ペプチドである酸、アルカリ、プロテアーゼなどの方法を用いて、米タンパク質分子を加水分解して製造されます。現在では、環境汚染や安全性の問題から酸・アルカリ法は使用されておらず、酵素法が最も一般的な方法である。

ペプチドの酵素処理に使用される酵素製剤は、植物、動物、微生物などに由来するpapain、ブロメラン、figプロテアーゼ、ペプシン、トリプシン、中性プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、酸プロテアーゼ、フレーバープロテアーゼ。現在、コメのペプチドを作る主な原料は、コメタンパク質、コメのふすまタンパク質、コメの残渣タンパク質の3つだ。異なる原料は異なるアミノ酸組成と配列を持ち、異なるプロテアーゼは異なる酵素切断部位を持ち、異なる分子構造と活性を持つイネペプチドを生成する[45]。

米ペプチド抗酸化作用、アンチエイジング作用、血圧低下作用、血中脂肪低下作用、免疫調節作用、フレーバーペプチド作用など、さまざまな生理的健康効果がある[46-49]。イネタンパク質のアルカリプロテアーゼ加水分解によって得られ、膜ろ過によって精製されたイネペプチドは、ヒドロキシルラジカル、スーパーオキシドアニオンラジカル、dpphラジカルに対して非常に良好なスカベンジ活性を有する。化粧品に添加すると、顕著な抗皮膚老化効果があります[46]。

の加水分解度を高めるために米タンパク質タンパク質分解酵素の組み合わせは良い選択です。cai junらは、アルカリプロテアーゼ、中性プロテアーゼ、トリプシンを相次いで使用して米タンパク質を加水分解し、米タンパク質の加水分解度は最大15.9%に達した。得られた米ペプチドは、in vitroで良好な抗酸化活性を示した。王申ら。[47]窒息地子稲を原材料として、酵素に一段方法に関するアルカリプロテアーゼを得んとtrypsinし米ペプチド保元3年(1158年)の549年の絶対分子量と35.61%の不可欠アミノ酸コンテンツ疎水性のアミノ酸45.2%の内容、や、グルタミン酸、最高内容16.1%。このペプチドは強力な抗酸化活性を持ち、ic50は0.057 mg/ mlと高いace阻害活性を示す。

また、rice-derivedペプチドまたタイプii糖尿病の治療の効果があります。人間はα-glucosidaseとdipeptidyl peptidase IV (EC 3.4.14.5、DPP-IV)の発展に重要な役割二種糖尿病[49]廃止。dpp- ivは、腸細胞から分泌されたホルモン(glp-1)を分解する細胞内酵素で、glp-1の主な機能は、インスリンの刺激による血糖値の低下、グルカゴンの抑制、胃排出の抑制、膵島細胞の再生などです。dpp-ivの活性を阻害または不活性化すると、glp-1の分解が減少し、血糖値が低下する。

近年、dpp-iv阻害剤は糖尿病治療の柱の一つとなっています。畑中ら[50]は、酒粕、米、糠を原料としていることを発見した米タンパク質hydrolysatesジペプチジルペプチダーゼiv (ec 3.4.14.5、dpp-iv)に対する阻害活性を有する(ic50 =1.45±0.13 mg/ ml)。dpp-ivの活性を阻害するペプチドは、それぞれile-pro、met-pro、val-pro、leu-proの4種類のジペプチドである。米これらのdipeptidesデンプン質がhydrolysatesの濃度は、μg / mg 1.22人0 .23μg / mg、159μg / mg未満μg / mg、。pooja kら[51]は、コンピュータシミュレーションを用いて、米ぬかに由来するいくつかのdpp-iv活性阻害性ペプチドの分子構造、感覚および毒性学的特性を予測した。その結果、米ぬかプロテアーゼ加水分解物は、dpp-iv活性阻害ペプチドのより良い供給源の一つであることが示されました。

5結論 

米のタンパク質は、バランスのとれたアミノ酸組成の特徴を持っています消化吸収されやすく、低刺激性などだ。高品質のタンパク質である。しかし、米タンパク質は水溶性が低く、食品への応用が直接制限されている。したがって、現在のイネタンパク質の研究と利用は、主にその可溶化と修飾に焦点を当てており、酵素的な可溶化と修飾が主な方法である。また、コメのタンパク質からのコメのペプチドの酵素調製、特に高純度の活性ペプチドの調製は、コメのタンパク質の深い加工の主な方向です。

研究によるとrice-derivedペプチド活躍ii型糖尿病治療、抗酸化、アンチエイジング、血圧低下、血中脂質低下、免疫調節など様々な機能を持っている。しかし、現在のイネペプチドの研究では、特に高純度のイネ活性ペプチドの工業処理装置において、活性ペプチドの分離・精製・乾燥・安定化技術のさらなる研究・向上が求められている。

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