¿Qué es el polvo de proteína de arroz integral?

La proteína de arroz integral contiene lisina de alta calidad y es hipoalergénica, por lo que es muy adecuada para el desarrollo de alimentos infantiles [1]. La composición de aminoácidos de la proteína de arroz integral es superior a la de la caseína y el aislado proteico de soja, y puede satisfacer las necesidades de aminoácidos de los niños de 2 a 5 años [2]. Además, la proteína de arroz integral puede ser procesada en salsa de soja, polvo alto en proteínas, bebidas proteicas, peptona y polvo espumde proteínas. Si se degrada en péptidos cortos o aminoácidos, se puede convertir en soluciones nutritivas de aminoácidos celun valor nutricional extremadamente alto, que se pueden utilizar en bebidas saludables, condimentos, aditivos alimentarios, 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

Proteína de arroz integralSe compone principalmente de cuatro tipos de proteínas: albúmina, globulina, proteína soluble en alcohol y glutenina, de los cuales la glutenina y la globulina son los componentes principales, que representan el 80% y 12%, respectivamente, y la proteína soluble en alcohol que representa el 3%. La globulina y la albúmina son proteínas fisiológicamente activas en el endospermo de arroz, y hay muchos tipos, con masas moleculares relativas de 10-200 KDa y 16-130 KDa. La proteína soluble en alcohol y la glutenina son proteínas de almacenamiento en el arroz. El contenido de proteína soluble en alcohol no es alto, pero está estrechamente relacionado con la morfode los cuerpos proteicos del endosperma. El salvado de arroz se compone principalmente de proteínas del endospermo, que se componen de albúmina (4 a 9%), globulina soluble en sal (10 a 11%), glutenina soluble en alcohol (3%) y glutenina soluble en álcali (66 a 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 de la proteína de arroz integral incluyen 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. mostraron que la alimentación con aislado de proteína de arroz integral (RPI) a ratones hembras inducidos por dimetilbenzantreno (DMBA) resultó en pesos tumorales más bajos que la alimentación con caseína a ratones, y que el RPI tuvo un efecto anticancerígeno contra la carcinogéindupor DMBA [13]. Además, el aislado de proteína de arroz integral tiene un efecto preventivo en el cáncer de mama inducido químicamente en ratas.

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 utilizadaEn el desarrollo de cereales de arroz de fórmula infantil con alto contenido proteico e hipoalergénico 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

Un subproducto del almidón de arroz se puede utilizar como materia prima en polvo de proteína de arroz. 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

El método de extracción por hidrólisis por pasos es una combinación de extracción alcalina y enzimen pasos. Wang Yalin et al. [19] primero extrajeron algunas de las proteínas por solubilización alcaly luego hidrolizaron ligeramente el residuo con proteasa alcalpara mejorar la solubilidad de la proteína y realizar una extracción secundaria de proteínas, que dio mejores resultados. Chi Mingmei et al. [20] usaron un método de dos pasos enzima-alcalino para extraer la proteína de arroz. Primero, la − -amilasa fue usada para enzimparcialmente el almidón para aflola la Unión del almidón a la proteína de arroz. Luego, el producto enzimmofue extraído con precipitación alcalina y ácida para extraer la proteína. La pureza de la proteína de arroz obtenida fue del 85,1%, pero el punto de división del método de hidrólisis por pasos no es fácil de controlar y requiere más investigación.

5.4 nuevos métodos de extracción

Investigaciones extranjeras han encontrado que la combinación de tratamientos físicos como ultrasonido, congelación-descongelación, alta presión y homogeneia alta velocidad con tratamientos enzimes más eficaz para extraer proteínas de salvado de arroz. I Sereewatthanawut et al. [21] llevaron a cabo una investigación sobre la extracción de proteínas y aminoácidos del arroz a partir de salvado de arroz desgrasutilizando hidrólisis de agua subcrítica. Los resultados mostraron que el agua subcrítica a una temperatura de 200 °C y un tiempo de reacción de 30 min fue eficaz en la extracción de proteínas y aminoácidos de arroz a partir de salvado de arroz desgrasado. El rendimiento proteico fue superior al obtenido por el método de hidrólialcaltradicional. Al mismo tiempo, a medida que la temperatura aumenta, la tasa de extracción de proteínas aumenta, lo que se debe a que la solubilidad de la proteína aumenta a altas temperaturas. Sin embargo, la razón principal es que a medida que la temperatura aumenta, la constante de ioniaumenta. Bajo las condiciones de la presencia de iones hidrate iones hidroxilo, los enlaces peptídicos se romppara formar pequeñas moléculas solubles de proteínas y aminoácidos.

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.

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