紫米蛋白_多酚复合物的结构组成及分子形貌_梁征

※基础研究
食品科学
2016, Vol.37, No.21 85
紫米蛋白-多酚复合物的结构组成及分子形貌
梁 征，熊思慧，郭 莹，刘 刚，黄庆荣，何静仁*
（武汉轻工大学食品科学与工程学院，湖北 武汉 430023）
摘 要：为研究紫米中蛋白-多酚复合物的分离纯化及其结构组成与分子形貌，采取Osborne分级提取从紫米中得到 紫米蛋白-多酚复合物，采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析其分子质量，邻苯二甲醛柱后衍生法分析比 较紫米蛋白-多酚复合物以及大米蛋白的氨基酸组成，高效液相色谱-二极管阵列检测器-质谱联用技术分析鉴定紫 米蛋白-多酚复合物中花色苷聚合物的基本单体组成，并利用原子力显微镜观察紫米蛋白-多酚复合物的表面形貌特 征。结果表明，紫米蛋白-多酚复合物的蛋白质质量分数为（94.3±2.7）%，多酚含量为（10.1±4.0） mg/g；紫米 蛋白-多酚复合物与大米蛋白在37 ku以上分子质量处亚基组成存在明显差异；复合物的氨基酸组成更加丰富，有更 优的必需氨基酸组成；复合物中花色苷单体组成为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和芍药素-3-O-葡萄糖苷；紫米蛋白-多酚 复合物以不规则球形结构为主，其结合单元的粒径大约为4.7 nm左右。本实验对后续探索有色谷物多酚复合物的功 能特性、多酚-蛋白质相互作用与生物活性等提供了科学依据。 关键词：紫米；蛋白-多酚复合物；结构组成；分子形貌；原子力显微镜
LTQ XL HPLC-DAD-MS联用仪（配有DAD、ESI离子源 及Xcalibur数据处理系统） 美国Thermo Fisher公司； 原子力显微镜 美国Veeco Instruments公司。 1.3 方法 1.3.1 紫米蛋白-多酚复合物的提取 1.3.1.1 紫米的预处理及脱脂
参考李亦蔚[2]的方法，将墨江紫米经粉碎机磨成粉之 后，过100 目筛。将紫米粉用石油醚超声脱脂3 次，每次 超声30 min，直至石油醚呈无色透明为止。将脱脂后的 紫米粉末置于通风处放置12 h以除去残余的石油醚。 1.3.1.2 Osborne分级法提取紫米蛋白-多酚复合物
and the content of polyphenol was (10.1 ± 4.0) mg/g. Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis results
indicated that purple rice protein-polyphenol complexes were significantly different from rice glutenin in terposition and Molecular Morphology of Purple Rice Protein-Polyphenol Complexes
LIANG Zheng, XIONG Sihui, GUO Ying, LIU Gang, HUANG Qingrong, HE Jingren*
3-O-glucoside and paeonidin-3-O-glucoside. Atomic force microscope showed that the surface topography of purple rice
protein-polyphenol complexes was irregularly spherical with particle size of 4.7 nm. This study can provide the scientific
well as their structural composition and molecular morphology. Purple rice protein-polyphenol complexes were separated
from purple rice by Osborne sequential extraction. It was found that the purity of purple rice protein was (94.3 ± 2.7)%,
收稿日期：2016-01-04 基金项目：湖北省自然科学基金项目（2014CFB891）；湖北省科技支撑计划项目（2015BHE015；2015BBA167）；
武汉市青年科技晨光计划项目（2014072704011258） 作者简介：梁征（1991—），男，硕士研究生，研究方向为农产品加工化学与食品营养。E-mail：m13419524142@ *通信作者：何静仁（1974—），男，教授，博士，研究方向为膳食功效物质基础与分子营养。E-mail：jingren.he@
1 材料与方法
1.1 材料与试剂 墨江紫米（Oryza sativa L.） 云南墨江紫归牌；
大米 市售（湖北产）；石油醚、乙醇（均为分析纯） 天津 科密欧公司；氯化钠、盐酸、氢氧化钠（均为分析纯） 上海国药化学试剂公司；甲酸、乙腈（均为色谱级） 美国Tedia公司。 1.2 仪器与设备
AL204型电子分析天平 瑞士Mettler Toledo公司； STARER3100型电子pH计 美国Ohaus公司；YB-1000A 型高速多功能粉碎机 永康市速锋工贸科技有限公司； TGL205型冷冻离心机 长沙平凡仪器仪表有限公司； ALPHA 2-4型冷冻干燥机 美国Christ公司；UDK 159型 全自动微量凯氏定氮仪 意大利Velp Scientifica公司； 垂直电泳仪、电泳成像设备 美国Bio-Rad公司；Accela
amino acid composition according to the FAO/WHO model. The monomeric anthocyanins in purple rice protein-polyphenol
complexes, identified by high performance liquid chromatography with diode array detector-mass spectrum, was cynidin-
with molecular weight over 37 ku. The amino acid composition of protein-polyphenol complexes was richer than that of
rice glutenin as analyzed by post-column derivatization with ortho phthalaldehyde, with superiority observed in essential
polyphenol complexes[J]. Food Science, 2016, 37(21): 85-90. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-
6630-201621015.
86 2016, Vol.37, No.21
食品科学
※基础研究
紫米，又称紫糯米，是一种天然“营养型”、“功 能型”、“效益型”珍稀谷类[1-4]，是中国消费量最大的 功能稻米。紫米有滋阴补肾、健脾暖肝、明目活血、抗 癌和预防心脏病等作用[5-6]，在中国传统医学中被用于 增强肾功能、防治贫血、促进血液循环、消除瘀血、防 治糖尿病和改善视力。紫米防治慢性病功效显著，主要 归结于紫米种皮中富含花色苷、总黄酮、咖啡酸和阿魏 酸等多酚类成分以及膳食纤维、维生素和甾醇类功能成 分，使得紫米越来越受到人们的青睐。
DOI:10.7506/spkx1002-6630-201621015
中图分类号：Q946.1
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2016）21-0085-06
引文格式：
梁征, 熊思慧, 郭莹, 等. 紫米蛋白-多酚复合物的结构组成及分子形貌[J]. 食品科学, 2016, 37(21): 85-90. DOI:10.7506/
(College of Food Science and Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China)
Abstract: The present study investigated the separation and purification of purple rice protein-polyphenol complexes as
取50 g脱脂紫米粉，加入500 mL蒸馏水，于室温 条件下搅拌提取2 h后，以4 000 r/min的转速室温离心 30 h。向离心所得到的沉淀物质里加入500 mL 5% NaCl 溶液，于室温下搅拌提取2 h后，以4 000 r/min的转速 室温离心30 min。然后向离心所得到的沉淀物质里加 入500 mL 70%乙醇，于室温条件下搅拌提取2 h后，以 4 000 r/min的转速室温离心30 min。对上述步骤离心所得 到的沉淀物质进行水洗，直至没有乙醇残留后，向其加 入500 mL 0.05 mol/L NaOH溶液，于室温条件下搅拌提 取2 h后，以4 000 r/min的转速室温离心30 min，合并离 心所得的上清液，向上清液中加入0.05 mol/L盐酸溶液， 调节pH值至4.4。将上清液于室温条件下4 000 r/min离心 30 min，收集紫米蛋白多酚复合物沉淀。用蒸馏水冲洗 紫米蛋白多酚复合物沉淀，然后将其置于透析袋（截留 分子质量3 500 u）中透析1 d。收集得到的紫米蛋白-多酚 复合物，置于－20 ℃冰箱内冷冻，冷冻干燥成粉末，待 后续检测。以上每次提取步骤重复2 次，并对大米进行相 同的处理得到大米蛋白[8-9]。 1.3.2 紫米蛋白-多酚复合物的SDS-PAGE
紫米富含蛋白质及花色苷类多酚物质，目前关于紫 米蛋白及其理化性质研究的报道较少，特别是对其氨基 酸组成、亚基组分及表面形貌的研究甚少。此外，有关 紫米多酚类物质的研究主要集中在紫米中花色苷类成分 的提取[7]及其提取物的抗癌、消炎、抗糖尿病、降血脂 等生物活性方面，对蛋白质结合花色苷复合物的情况研 究较少。紫米蛋白-多酚复合物作为一种天然的多酚与 蛋白质的聚合物，在蛋白-多酚复合物的分离纯化中， 多酚或花色苷聚合物与谷蛋白可能以共价键或非共价键 的形式结合，因此本研究采取Osborne分级法提取紫米 蛋白-花色苷类多酚复合物并通过十二烷基硫酸钠-聚丙 烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）、邻苯二甲醛（ortho phthalaldehyde，OPA）柱后衍生法分析、高效液相色 谱-二极管阵列检测器-质谱（high performance liquid chromatography-diode array detector-mass spectrum， HPLC-DAD-MS）联用技术及原子力显微镜等研究紫米 蛋白-多酚复合物的结构组成以及分子形貌，为探索有色 谷物蛋白多酚复合物的功能特性、多酚-蛋白相互作用及 其对生物活性的影响提供参考。