¿Qué es el polvo de proteína de arroz integral?

Brown rice Proteínas proteínascontains high-quality lysine and is hypoallergenic, making it very suitable for developing infant foods [1]. The aminoácidosacid compositieldebrown Arroz arroz arrozprotein is superior to that of casein and soy protein isolate, and can meet the amino acid needs of children aged 2 to 5 [2]. In addition, brown Arroz arroz arrozprotein can be processed into soy sauce, high-protein powder, protein drinks, peptone and protein foaming powder. If it is degraded into short peptides or amino acids, it can be made into amino acid nutrient solutions with extremely high nutritional value, which can be used in health drinks, condiments, food additives, etc.

La demanda mundial de proteínas ha ido en aumento, especialmente de proteínas que pueden añadir valor a los alimentos. El salvado de arroz es un subproducto importante del procesamiento del arroz. Después de extraer el aceite de salvado de arroz, el salvado de arroz desgrascontiene hasta un 15,4% de proteína [3]. La proteína que se extrae de ella puede utilizarse como ingrediente alimenticio nutritivo o convertirse en alimentos de alto valor añadido. Sin embargo, en China, el salvado de arroz se utiliza actualmente principalmente como pienso, y el valor añadido que proporciona no se utiliza plenamente. Por lo tanto, es significativo desarrollar proteína de arroz. Este artículo revisa la estructura, propiedades, funciones nutricionales y de salud, estado de desarrollo y utilización, y métodos de investigación de la proteína de arroz integral.

1 composición y estructura de la proteína de arroz integral

1.1 composición de la proteína de arroz integral

Brown rice protein is mainly composed of four types of protein: albumin, globulin, alcohol-soluble protein and glutenin, of which glutenin and globulin are the main components, accounting for 80% and 12% respectively, and alcohol-soluble protein accounting for 3%. Globulin and albumin are physiologically active proteins in rice endosperm, and there are many types, with relative molecular masses of 10–200 KDa and 16–130 KDa. Alcohol-soluble protein and glutenin are storage proteins in rice. The content of alcohol-soluble protein is not high, but it is closely related to the morphology of endosperm protein bodies. Rice bran is mainly composed of endosperm proteins, which are composed of albumin (4% to 9%), salt-soluble globulin (10% to 11%), alcohol-soluble glutenin (3%), and alkali-soluble glutenin (66% to 78%).

1.2 estructura de la proteína de arroz integral

La proteína de arroz integral existe principalmente en la forma de dos cuerpos proteicos (PB), a saber, PB-I y PB-II. La microscopía electrónica muestra que los cuerpos de proteínas PB-I tienen una estructura lamelar, con partículas densas que miden 0,5-2 μm de diámetro. Las proteínas soluen alcohol se encuentran en el PB-I. PB-II es elipsoidal, no estratificada, y de textura uniforme, con partículas que miden alrededor de 4 μm de diámetro. Su membrana externa no es obvia, y glutenina y globulina se encuentran en PB-II. Los dos tipos de cuerpos proteicos a menudo existen juntos [4-5]. La tabla 1 muestra una comparación del contenido de proteína de arroz en diferentes materias primas.

2 propiedades de la proteína de arroz integral

Las propiedades debrown rice proteinIncluyen propiedades nutricionales y propiedades funcionales. Sus propiedades funcionales incluyen solubilidad, propiedades emulsionantes, propiedades espum, retención de agua, retención de aceite, propiedades gelificantes y propiedades de Unión al sabor. Entre estas propiedades, la solubilidad a menudo afecta a otras propiedades funcionales como espesamiento, espum, emulsificación y gelificación. Wang Zhangcun[6] encontró que las medidas para aumentar la solubilidad de la proteína de arroz son beneficipara mejorar las propiedades emulsionantes de la proteína de arroz. Las propiedades emulsificantes de la proteína de arroz integral se ven muy afectadas por el pH. A pH = 5, la actividad emulsificante de la proteína de arroz es la más baja, y luego aumenta con el aumento del pH, lo que es consistente con la tendencia de cambios en su solubilidad. Estudios relacionados han encontrado que aunque la proteína de arroz integral extrade la harina de arroz tiene propiedades espumantes más pobres que la caseína, tiene mejores propiedades emulsionantes y mantiene propiedades emulsionantes estables en presencia de altas concentraciones de sal y azúcar[7].

El reticuly la agregación entre las moléculas de la proteína de arroz integral pueden formar fácilmente depósitos y desnaturalizar la proteína. Las proteínas pueden ser modificadas usando ácidos, álcalis o enzimas. Estudios han encontrado que modificar la proteína de arroz integral con la proteasa alcalina alcalasa puede mejorar significativamente su solubilidad, emulsificación y propiedades espum[8]. Se realizó un estudio sobre la modificación de la deamidación de la proteína de arroz integral utilizando ácido clorhídrico de diferentes concentraciones. Se encontró que dentro del rango de 0-66.2% de desamidación, la solubilidad de la proteína de arroz aumentó linealmente con el grado de desamidación, y se mejoró tanto la retención de agua como la retención de aceite. Las propiedades emulsificantes de la proteína de arroz integral son mejores en el rango de 25,1% a 33,4%; Las propiedades de espumson ideales en el 59,5%; Y se mejora el valor nutricional y la digestibilidad de la proteína de arroz modificada [9].

3 funciones nutricionales y promotoras de la salud de la proteína del arroz integral

Valor nutritivo

La proteína del arroz integral es rica en los aminoácidos que el cuerpo necesita, incluyendo metionina, arginy lisina, que son más altos en contenido que en otros cereales. Tiene una alta biodisponibilidad, es hipoalergénico, tiene una composición equilibrada de aminoácidos y está muy cerca del modelo ideal recomendado por la OMS /FAO.

3.2 anti-hipertensión y colesterol

El efecto del aislado de proteína de arroz integral en la expresión de cyp4a y cyp2c en los riñones de ratas jóvenes puede mejorar el metabolismo del ácido araquidónico y puede usarse como un ingrediente anti-hipertensión. Los estudios han encontrado que el aislado de proteína de arroz (RPI) puede aumentar la cantidad de ácido ribonucleico mensajero (ARNm), que son responsables de la síntesis de dos proteínas importantes en el riñón, CYP2C11 y CYP2C23. Estas dos proteínas juegan un papel importante en el metabolismo de los ácidos grasos, el ácido araquidónico y el 20-HETE (ácido 20-hidroxicosatetraenoico), que es importante en la regulación de la presión arterial [10]. Los estudios clínicos han encontrado que el aislado de proteína de arroz puede reducir el colesterol. El arroz contiene muchas sustancias químicas relacionadas con su composición proteica, incluyendo derivados de la vitamina E, tocotrienoles y orizanol, que tienen un cierto efecto en la reducción del colesterol [11].

3.3 prevención de enfermedades crónicas

Una dieta nutritiva razonable puede prevenir algunas enfermedades crónicas, como las enfermedades cardíacas y el cáncer. Los asiáticos tienen un riesgo menor de enfermedades cardíacas que los europeos, lo que puede estar relacionado con el hecho de que los asiáticos consumen arroz principalmente. Los estudios han encontrado que la proteína aislada de arroz integral tiene un cierto efecto inhibitorio sobre la aterosclerosis en un modelo de ratón con colesterol alto heredi. Puede reducir el efecto perjudicial de la aterosclerosis en las arterias. El mecanismo de acción aún no está claro, y los experimentos también han demostrado que el arroz dietpuede reducir la incidencia de enfermedades del corazón [12].

3.4 lucha contra el cáncer

Molita et al. showed that feeding brown rice protein aislar(RPI) to dimethylbenzanthrene (DMBA)-induced female mice resulted in lower tumor weights than feeding casein to mice, and that RPI had an anti-cancer effect against DMBA-induced carcinogenesis [13]. In addition, brown rice protein isolate has a preventive effect on chemically induced breast cancer in rats.

4 desarrollo y utilización de la proteína de arroz integral

4.1 péptidos bioactivos de proteína de arroz integral

Takahashi et al. aisly puriun péptido activo llamado oryzatensina del hidrolizado tríptico de la albúmina de arroz. Su secuencia de aminoácidos es Gly-Tyr-Rro-Met-Tyr-Pro-Leu-Pro-Arg, que puede causar contracción del íleo de cobaya, resistir la morfina y tener actividad inmunomoduladora [14]. La proteína del arroz integral contiene una gran cantidad de aminoácidos hidrofóbicos. La hidrólienzimen sitios específicos por una proteasa adecuada produce fragmentos de péptidos con un aminoácido hidrofóbico C-terminal, es decir, el fragmento de péptido activo ACE (enzima convertide angiotensina). Los inhibidores ACE son una clase importante de medicamentos usados para tratar la hipertensión. El hidrolisado de la proteína de arroz integral es un péptido seguro y no tóxico que puede ser utilizado para desarrollar péptidos inhibidores de ECA.

4.2 suplementos nutricionales

La proteína de arroz es ampliamente utilizada en el desarrollo de cereales de fórmula de arroz infantil hipoalergéricos en proteínas debido a su baja antigenicidad y alto valor nutricional. La proteína de arroz no contiene gluten y es adecuada para personas con intolerancia al trigo, alergias o enfermedad celíaca. El concentrado de proteína de arroz también puede usarse como alimento complementario para pacientes con una ingesta normal de proteínas reducida o una digestión de proteínas deficiente para mantener el equilibrio de nitrógeno. Puede usarse como terapia adyuvpara úlceras pépticas, diurosmóticos y trauma.

4.3 aditivos alimentarios

La proteína de salvado de arroz tratada con enzimas ha mejorado significativamente la solubilidad, las propiedades espum, las propiedades emulsionantes, etc. En particular, la hidrólisis y desaminación moderadas de la proteína de salvado de arroz con endopeptidasa y exopeptidasa ha obtenido un hidrolizado proteico con una longitud de cadena peptídica moderada y propiedades funcionales, lo que mejora la solubilidad de la proteína de salvado de arroz y mejora otras propiedades funcionales. Puede ser utilizado como emulsionante de alimentos, agente espumy fortinutricional.

Películas comestibles

El centro de investigación del sur en Luisiana, EE.UU., ha desarrollado una película comesticon una cierta resistencia a la tracción y resistencia al vapor de agua utilizando una combinación de concentrado de proteína de arroz y polisacárido pululano. Puede ser utilizado como portador de sustancias aromatizantes y aditivos nutricionales o como barrera para la separación, protección y conservación.

Pienso con proteína de arroz 4.5

A by-product of rice starch can be used as feed-grade rice protein powder. Su rica composición nutricional tiene una función de promover la resistencia a las enfermedades en el ganado y las aves de corral, y también puede mejorar la tasa de utilización de piensos. Es un excelente aditivo para la ganadería y la industria de piensos.

5 tecnología de extracción de proteína de arroz integral

5.1 extracción alcalina

Más del 80% de la proteína de arroz es gluten de arroz soluble en álcali. El alcalino diludilupuede aflola la estructura compacta del almidón en el arroz integral, y el alcaltiene un efecto degradsobre el gluten de arroz macromolecular, disolviendo la proteína en los gránulos de almidón de arroz y separándolo. Sun Qingjie et al.[15] estudiaron el proceso óptimo para extraer proteína de arroz usando hidróxido de sodio (NaOH). Cuando la concentración de NaOH es de 0.09 mol/L, la tasa de extracción de proteína de arroz alcanza el 90.1%. A medida que la concentración de NaOH aumenta, la tasa de extracción de proteína de arroz aumenta, pero si la concentración es demasiado alta, el almidón se gelatiniza. El método alcalino para extraer la proteína de arroz es sencillo de operar, pero el rendimiento de la proteína es generalmente bajo debido ala degradación bajo condiciones alcalinas altas, lo que puede causar reticuly reordenamiento entre moléculas, resultando en una disminución en el valor nutricional de la proteína y la posible formación de sustancias tóxicas como la lisina alanina[16]. El proceso de extracción alcalina es el siguiente: harina de arroz o salvado → añadir álcal→ separación centrífuga → solución proteica → precipitación ácida → separación centrífuga → lavado de agua → neutrácida → secado → proteína de arroz.

5.2 extracción de enzimas

La extracción enzimutiliza la degradación y modificación de la proteína de arroz integral por proteasas para hacerla soluble y extraíble como péptidos. Actualmente, las proteasas microbiusadas para extraer proteínas de arroz incluyen proteasas ácidas, proteasas alcalinas, proteasas neuy proteasas complejas. Ge Na et al. [17] encontraron que la tasa de extracción de proteína de arroz por proteasa ácida fue la más alta, seguida por proteasa alcalina, y el efecto de extracción de proteasa de sabor y proteasa neutra fue el peor. La razón puede ser que la proteasa ácida puede interactuar mejor con el gluten de arroz macromolecular en la interfaz, mientras se afloja la estructura del almidón, de modo que la proteasa puede difundirse en el interior del almidón para promover la degradación y disolución de la proteína, logrando un mejor efecto de extracción. Por lo general, el efecto de una sola enzima no es tan bueno como el de una enzima compuesta. Qian Ying et al. [18] utilizaron un nuevo tipo de compuesto de materia prima de la enzima hidrolítica para tratar el arroz a bajas temperaturas para obtener proteínas de arroz de alta pureza con un contenido de proteínas de más de 75%. La proteína extrapor método enzimtiene mejores propiedades funcionales y una mayor digestidigestiproteica, pero el tiempo de extracción es mayor y el costo es mayor. El proceso es el siguiente: harina de arroz o salvado → hidrólide de proteasa → centrifu→ solución de proteína → ultrafiltración → secado → proteína de arroz.

5.3 método de hidrólisis por pasos

The stepwise hydrolysis extraction method is a combination of alkali and enzyme extraction in steps. Wang Yalin et al. [19] first extracted some of the proteins poralkali solubilization, and then slightly hydrolyzed the residue with alkaline protease to improve the solubility of the protein and perform a secondary protein extraction, which gave better results. Chi Mingmei et al. [20] used an enzyme-alkali two-step method to extract rice protein. First, α-amylase was used to partially enzymolyze the starch to loosen the binding of the starch to the rice protein. Then, the enzymolyzed product was extracted with alkali and acid precipitation to extract the protein. The purity of the rice protein obtained was 85.1%, but the dividing point of the stepwise hydrolysis method is not easy to control and requires further research.

5.4 nuevos métodos de extracción

Foreign research has found that the combination of physical treatments such as ultrasound, freeze-thaw, high pressure and high-speed homogenization with enzymatic treatments is more effective for extracting proteins from rice bran. I Sereewatthanawut et al. [21] carried out research on the extraction of rice proteins and amino Ácidos ácidos ácidos ácidos ácidos ácidos ácidos ácidos ácidos ácidos ácidos ácidos ácidos ácidosfrom defatted rice bran using Subcrítica subcríticawater hydrolysis. The results showed that subcritical water at a temperature of 200 °C and a reaction time of 30 min was effective in extracting rice proteins and amino acids from defatted rice bran. The protein yield was higher than that obtained by the traditional alkaline hydrolysis method. At the same time, as the temperature increases, the protein extraction rate increases, which is because the solubility of the protein increases at high temperatures. However, the main reason is that as the temperature increases, the ionization constant increases. Under the conditions of the presence of hydrated ions and hydroxyl ions, peptide bonds break to form small molecule soluble proteins and amino acids.

6

La extracción de la proteína de arroz integral del salvado de arroz es actualmente la dirección de la utilización integral del arroz. Sobre esta base, existe un gran potencial para el desarrollo de polde de proteína de arroz integral de alto valor agregado y péptidos activos. China es un importante país productor de arroz con abundantes recursos de proteínas de arroz. La investigación y el desarrollo de la proteína de arroz integral no sólo es beneficiosa para la utilización integral de la elaboración profunda del arroz y para mejorar la eficiencia económica, sino que también proporciona más ingredientes proteicos y suplementos proteicos para la industria alimentaria y las personas#39;s salud nutricional, con amplias perspectivas de aplicación.

Referencia:

[1]Burks,A.W. & Helm,R.M.. Hipoalerginicidad de la proteína de arroz. En: presentado en la reunión anual de la American Association of Cereal- Chemists,Nashville,TN.1994 (en inglés).

[2]Wang,M. Hettiarachchy,N.S. Qi,M. Burks,W. Sieben — mogen,T. Preparación y propiedades funcionales del aislado proteico de salvado de arroz [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,1999,47:411-416.

[3]Hamada,J.S. Caracterización y caracterización funcional y funcional propiedades of  rice  Proteínas modificadas by  Comercial comercial Exoproteasas y Endoproteasas [J]. Journal of Food Science,2000,65(2),305-310.

[4]H Sawai,Morita Y. Estudios sobre glutelin de arroz Estructura de glutelin de endospermo de arroz [J]. AgrBiol Chem,1968,32(4):496-500.

[5]K Collier. A Study of indigestible protein fraction of Rice endosperm[J] (en inglés). Cereal Science,1998,27(1):95-101.

  [6] Wang Zhangcun, Yao Huiyuan. Estudio de las propiedades emulsionantes de la proteína de arroz [J]. Food Science, 2005, 26 (2): 43-46.

  [7] Gurpreet Kaur Chandi. Propiedades funcionales de los concentrados de proteínas de salvado de arroz [J]. Journal of Food Engineering,2007,79:592-597.

 [8] Wang Zhangcun, Yao Huiyuan. Hidrólienzimde la proteína de arroz y sus propiedades [J]. Diario chino de cereales, aceites y alimentos, 2003, 18 (5): 5-8.

 [9] Yi Cuiping, Yao Huiyuan. Study on the deamidation of Rice protein concentrarse (II): the effect of acid deamidation Modification on the functional Properties and nutritional Properties of Rice protein (II): the effect of acid deamidation Modification on the functional Properties and nutritional Properties of Rice protein [J]. Food Science, 2005, 26 (3): 79-83.

[10]Ronis,M.J. Dahl,C.,Badger,T.M. (en inglés) Efectos de una dieta de aislado de proteína de arroz sobre la expresión de cyp4a y cyp2c en ratas El riñón riñón (riñón) riñón Al destete puede alterar el metabolismo del ácido aradidónico a favor de productos antihiperten[J]. The FASEB Journal,2004,18(4):581-582.

[11]M A Ronis,M A Reeves,H A Hardy et al rice  protein  isolate  on  Crecimiento,plasma IgF1,cyp2c11and cyp4A1in rat liver[J]. Chemicke Listy,2003.97:109.

[12]Nagarajan,S. Stewart B.W. Los aislados de proteína de arroz (RPI) inhiel inicio de la aterogénesis en un modelo de ratón hipercolesterolémico genéticamente predispuesto [J]. The FASEB Journal,2006,20(4):A1000.

[13]Morit T. El aislado de proteína de arroz altera 7,12-dimetibenantraceno en un tumor mamproducido en ratas hembras [J].J.Nutr.Sci. Vitami- nol,1996,42(4):325-337.

[14]Takahashi M,Moriguchi s,Yoshikawa M,et al.aislar y caracterización de oryzatensina: un nuevo péptido bioactivo con contracción del íleo Y las acticidades inmunomoduladoras derivadas de la albúmina de arroz [J]. Biochem Mol Biol Int,1994,33:1151-1158.

  [15] Sun Qingjie, Tian Zhengwen. Estudio de las condiciones de proceso para la extracción y concentración de proteína de arroz por el método alcalino [J]. Ciencia y tecnología de la industria alimentaria, 2003, 24 (9): 40-42.

  [16] Degroot A P,Slumps P. Efecto del tratamiento alcalino severo de la proteína on  Composición de aminoácidos y valor nutritivo [J]. Journal of Nutrition, 1969,98:45-48.

 [17] Ge Na, Yi Cuiping, Yao Huiyuan. Estudio sobre la extracción de proteína hidrolizada de arroz por proteasa ácida [J]. Food and Machinery, 2006, 22 (1): 53-56.

 [18] Qian Ying, Duan Gang. Preparación de proteína de arroz activa de alta pureza [J]. Food and fermentación Industry 2006, 32 (4): 61-63.

 [19] Wang Yalin, Tao Xingwu, Zhong Fangxu. Estudio sobre el proceso de enzima alcalalcalmétodo de dos pasos para la extracción de proteínas a partir de residuos de arroz [J]. China Oil and Fat, 2002, 27(3): 53-54.

 [20] Chi Mingmei, Ma Ying. Estudio sobre la extracción de proteína de arroz por el método de dos pasos de la enzima álcali [J]. Procesamiento de grano, 2004, 3: 43-45.

[21]I Sereewatthanawut,S Prapintip,K Watchiraruji et Al.extracción de proteínas y amino  acids  De salvado de arroz desaceitado por  subcritical  Hidrólidel agua [J]. Bioresource Technology,2008,99(3):555-561.