全 文 ：第39卷2014年第5期
收稿日期：2014-08-01
基金项目：国家自然科学青年基金（931301404）。
作者简介：易翠平，女，博士，教授，研究方向为粮食深加工。
［摘要］籼米的糊化特性是评价籼米主食米饭及米粉等米制品品质的重要指标。研究发现，籼米中的蛋白质
对其糊化特性有较大的影响，综述了影响籼米糊化过程中蛋白质的组分和结构的研究进展，以期为进一步
研究籼米蛋白在其糊化过程中的功能行为提供依据，为米制食品的品质控制及优质专用稻谷的育种奠定
理论基础。
［关键词］籼米；蛋白质；糊化特性
籼米蛋白质影响其糊化特性的研究进展
易翠平
（长沙理工大学 化学与生物工程学院，湖南 长沙 410114）
2013年，我国稻谷总产量达 2.02亿 t，占粮食总
产量的 39%，是约 8亿人口的主食，主要作为战略
储备物质、主食米饭及米制深加工产品如米粉、米糕
等食品的原料。蛋白质是大米的第二大组成成分，是
营养和加工的承载者，但往往被人们忽略它在加工
中的重要作用，甚至认为蛋白含量高是米饭食味品质
低的主要原因。事实上，蛋白质对大米食味品质和加
工品质的影响并非仅由其含量的高低决定，而是其
不同的结构与组成通过在不同的加工过程中与淀粉
及其他组分的相互作用来实现。其中，糊化是一个关
键的基础过程。因此，探明大米蛋白在大米糊化过程
中的功能行为及结构基础，可以为食品工业中控制修
饰反应及优质专用稻谷的育种提供理论依据。
1 籼米中蛋白质对其糊化特性有影响
籼米的糊化特性是籼米蒸煮及深加工过程中的
重要性质，是将籼米乳液加热，淀粉颗粒可逆吸水膨
胀，而后加热至某一温度，颗粒突然膨胀，晶体结构
消失，变成黏稠的糊的现象。包括以峰值黏度为主，
最终黏度、热糊黏度、回生值、破碎值和糊化温度在
内的其他性质。籼米的糊化特性主要受颗粒大小、直
链淀粉含量及其他外界因素的影响。但自 1990年
Hamaker等［1］发现大米蛋白的结构亦可能影响蒸煮
米饭的黏性，之后 Martin等［2］通过分析大米粉和去
蛋白大米粉的 RVA曲线证实蛋白质对大米的黏度
有影响，见图 1。且这种影响在直链淀粉含量不同的
籼米粉之间不同，在直链淀粉相同的籼米粉之间亦
不同。暗示与品种有关的蛋白质组分和结构影响大
米的糊化特性。
图 1 大米粉与去蛋白大米粉的 RVA曲线
大米粉
蛋白大米粉
0 5 10 15
时间/min
黏
度
/c
P
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
-
-
-
-
-
-
-
-| | | |
2 籼米中蛋白质的组成和结构对糊化特性的影响
蛋白质在大米中占 4.9%~15%，不同品种间的含
量差异很大，相应的组分构成也不尽相同。Teshima
等［3］的二维凝胶电泳结果就证明了这一点，发现球
蛋白在不同品种间的含量差别甚至超过 5倍，见图 2。
图 2 2种不同来源球蛋白的肽链组成差异
大米中的蛋白质主要包括细胞内蛋白、贮藏蛋
白及淀粉粒结合蛋白（starch granule- associated pro－
teins，SGAPs）［4］。其中，贮藏蛋白包括清蛋白（Albu－
min）2.9%~9.9%、球蛋白（Globulin）6.6%~11.0%、醇
溶蛋白（Prolamin）1.9%~4.2%、谷蛋白（Glutelin/O－
ryzenin）73.6%~87.0%［5］。SGAPs是紧密结合在淀粉
粒的表面或作为组成部分存在于淀粉粒内部的蛋白
第39卷第5期
2014年10月
Vol.39，No.5
Oct.2014Grain Science and Technology and Economy
57
DOI:10.16465/j.gste.2014.05.007
第39卷2014年第5期
质［6］，它在生物学上与贮藏蛋白不同，主要由结构和
代谢蛋白、淀粉生物合成酶如结合粒淀粉合成酶
（granule-bound starch synthase，GBSS）、淀粉分支酶、
5-腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶等组成，其中，分子
质量为 60 kDa的 GBSS与直链淀粉的合成有关，约
占籼米 SGAPs的 34%［4］。
2.1 籼米蛋白的组分与其糊化特性
关于籼米蛋白对淀粉糊化特性的影响机理尚无
定论。Singh等［7］认为蛋白质在组分与含量上的显著
差异是籼米糊化特性差异的原因之一。Xie等［8］认为
是非蜡质大米中的 GBSS 具有不可忽略的作用。
Hamaker等［9］也有类似的研究结果，发现 60 kDa的
SGAPs与蒸煮大米的黏度相关，当蛋白质被去除，淀
粉粒将变得“更脆弱”，凝胶过程中溶胀性升高、糊化
黏度降低，剪切后易于断裂。此外，添加醇溶蛋白到
大米淀粉中，RVA的破损黏度显著增加（P<0.05），大
米粉凝胶的硬度和黏度显著降低，吸水加快但吸水
量减少；去除醇溶蛋白，凝胶的硬度、黏度和成胶性
则会升高［10］。但谷蛋白的添加却出现相反的现象，它
可以增加大米粉凝胶的黏度［11］。
2.2 籼米蛋白的结构与其糊化特性
Martin等［2］认为是蛋白质的结构影响其水合作
用以影响大米的糊化性质。Xie等［8］认为是蛋白质结
构尤其是二硫键影响大米的黏度、凝胶性能和糊化
特性，且影响的程度跟蛋白质、直链淀粉和 SGAPS
均有一定关系。Lin等［12］也认为直链淀粉含量、蛋白
质含量、凝胶质构及胶凝过程可以解释 79种不同基
因类型大米食用品质中 80%的变异。Likitwattanasade
等［13-14］在用共聚焦激光扫描显微技术（confocal laser
scanning microscopy，CLSM）研究蛋白质对大米的糊
化特性和微结构的影响时，发现在加热蒸煮时（相当
于糊化），蛋白质在淀粉粒外围形成连续网络状的蜂
窝结构，但这种蜂窝状的结构是如何形成的，尚无研
究报道。
二硫键是众多研究者认为影响籼米粉糊化特性
的因素之一，确定不同糊化过程中，二硫键在籼米蛋
白质中的位置及其变化情况是研究籼米蛋白影响其
糊化特性的结构基础。目前常用定位二硫键的主要
方法有 X射线衍射晶体结构解析法、多维核磁共振
波谱法、对角线法、二硫键异构及突变分析法，各具
特色，也各有局限性。其中，对角线电泳法是最经典
应用在二硫键定位的方法，它是将待检多肽部分水
解成较小的多肽，电泳分离后用甲酸蒸气处理，在成
直角的方向进行第二次电泳。不在对角线处出现的
多肽含有由于二硫键氧化而形成的半胱氨酸残基，
由此可分析多肽中二硫键位置［15］。此外，样品经硫氧
还蛋白处理后，利用荧光巯基探针标记巯基，再进行
对角线电泳，还可用于分子内二硫键和分之间二硫
键的定位［16］。质谱仪近年来在质量检测范围、分辨
率、灵敏度等方面发展很快，尤其是MALDI-TOF-MS
因具有样品用量少、快速、能耐受较高浓度缓冲液
和盐等杂质的优点，已经用于芥属甘蓝型油菜籽
（brassia napus seed）贮藏蛋白二硫键的定位［17-18］。
3 结 语
综上所述，籼米的糊化特性受其蛋白质的影响。
除蛋白质含量外，醇溶蛋白、淀粉结合粒蛋白等组分
以及二硫键和籼米凝胶的微结构可能是影响其糊化
特性的关键因素。
参 考 文 献
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易翠平：籼米蛋白质影响其糊化特性的研究进展
（下转第69页）
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由于该工艺配方具有可操作性，按该组合的工艺参
数进行 3次验证试验，产品感官评分的平均值为 88
分，制得的燕麦蜂蜜复合山羊酸奶，色泽淡黄色，具
有燕麦及山羊奶发酵特有风味，口感爽滑，酸甜适中，
因此选择 A2B3C2D1组合为最佳工艺配方。
表 5 产品配料正交实验结果
实验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
D
发酵温度/℃
1
2
3
3
1
2
2
3
1
80.000
79.333
76.000
4.000
C
酶解燕麦粉/%
1
2
3
2
3
1
3
1
2
75.000
80.667
79.667
5.667
B
蜂蜜/%
1
2
3
1
2
3
1
2
3
73.667
80.667
81.000
7.333
A
白砂糖/%
1
1
1
2
2
2
3
3
3
76.667
81.000
77.667
4.333
感官
得分
70
82
78
76
86
81
75
74
84
2.2 乳化稳定剂的复配
山羊奶、牛奶中的乳清蛋白含量基本一致，而羊
奶、牛奶二者的酪蛋白与乳清蛋白之比大致为 75∶25、
85∶15，羊奶比牛奶酪蛋白含量低［7］。山羊奶中酪蛋白
含量偏低、球蛋白含量高，造成山羊酸奶凝乳表面张
力小、乳凝块偏软，有时候还会有不成形的情况，所以
稳定剂复配方案中添加了酪朊酸钠来提高酪蛋白含
量使山羊酸奶成稳定网络结构。以产品的 21 d货架
期稳定性感官评价为参考指标进行燕麦蜂蜜复合山
羊酸奶稳定性评价，试验结果见表 6。4个因素对稳
定性感官评价影响大小依次为 A＞D＞C＞B，即酪朊酸
钠＞琼脂＞果胶＞羟丙基二淀粉磷酸酯。酪朊酸钠是
主要影响因素，对产品稳定性影响显著，琼脂是次要
影响因素。综合分析，A2B2C2D3为最佳工艺参数，即
复配稳定剂各成分添加量为：酪朊酸钠 0.4%、羟丙
基二淀粉磷酸酯 0.3%、果胶 0.075%、琼脂 0.15%。按
该稳定剂复配量进行 3次验证试验，产品的稳定性
感官评价平均值为 90分，制得的燕麦蜂蜜复合山羊
酸奶经过 21d货架期试验后，产品口感细腻爽滑，酸
甜适中，无乳清析出，因此选择 A2B2C2D3为最佳稳定
剂复配组合。
表 6 稳定剂复配正交实验结果
实验号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
R
C
果胶/%
1
2
3
2
3
1
3
1
2
78.333
82.000
77.333
4.667
感官
得分
68
75
74
91
82
84
76
83
80
D
琼脂/%
1
2
3
3
1
2
2
3
1
76.667
78.333
82.667
6.000
B 羟丙基
二淀粉磷酸酯/%
1
2
3
1
2
3
1
2
3
78.333
80.000
79.333
1.667
A
酪朊酸钠/%
1
1
1
2
2
2
3
3
3
72.333
85.667
79.667
13.334
3 结 论
通过正交实验确定燕麦蜂蜜复合山羊酸奶最佳
工艺配方为：白砂糖 7.0%、蜂蜜 1.5%、酶解燕麦粉
2.0%、发酵温度 25.0℃，该工艺条件下可获得口感
良好、酸甜适口、风味优良的燕麦蜂蜜复合山羊酸
奶。其最佳复配稳定剂成分为：酪朊酸钠 0.4%、羟丙
基二淀粉磷酸酯 0.3%、果胶 0.075%、琼脂 0.15%，该
复配稳定剂能有效控制产品货架期乳清析出，并且
提供细腻爽滑的口感。
参 考 文 献
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杨洋等：燕麦蜂蜜复合山羊酸奶的研制
（上接第58页）
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