Qu’est-ce que la poudre de protéine de riz brun?

La protéine de riz brun contient de la lysine de haute qualité et est hypoallergénique, ce qui la rend très appropriée pour le développement d’aliments pour nourrissons [1]. La compositiSur leen acides aminés de la protéine de riz brun est supérieure à celle de la caséine et de l’isolat protéique de soja, et peut répondre aux besoins en acides aminés des enfants âgés de 2 à 5 ans [2]. En outre, la protéine de riz brun peut être transformée en sauce de soja, en poudre riche en protéines, en boissons protéinées, en peptone et en poudre mousseuse protéinée. Si elle est dégradée en peptides courts ou en acides aminés, elle peut être transformée en solutions nutritives d’acides aminés avec une valeur nutritive extrêmement élevée, qui peuvent être utilisées dans des boissons santé, condiments, additifs alimentaires, etc.

La demande mondiale de protéines a augmenté, en particulier pour les protéines qui peuvent ajouter de la valeur aux aliments. Le son de riz est un sous-produit majeur de la transformation du riz. Après extraction de l’huile de son de riz, le son de riz dégraissé contient jusqu’à 15,4% de protéines [3]. La protéine extraite peut être utilisée comme ingrédient alimentaire nutritionnel ou transformée en aliments à haute valeur ajoutée. Cependant, en Chine, le son de riz est actuellement principalement utilisé comme fourrage et la valeur ajoutée qu’il apporte n’est pas pleinement utilisée. Par conséquent, il est utile de développer des protéines de riz. Cet article passe en revue la structure, les propriétés, les fonctions nutritionnelles et de santé, l’état de développement et d’utilisation, et les méthodes de recherche de la protéine de riz brun.

1 Composition et structure de la protéine de riz brun

1.1 Composition des protéines de riz brun

Protéine de riz brunEst principalement composé de quatre types de protéines: l’albumine, la globuline, les protéines solubles dans l’alcool et la glutéine, dont la glutéine et la globuline sont les principaux composants, représentant respectivement 80% et 12%, et les protéines solubles dans l’alcool représentant 3%. La globuline et l’albumine sont des protéines physiologiquement actives dans l’endosperme de riz, et il en existe de nombreux types, avec des masses moléculaires relatives de 10-200 KDa et 16-130 KDa. Les protéines solubles dans l’alcool et le glutenine sont des protéines de stockage dans le riz. La teneur en protéines alcooliques n’est pas élevée, mais elle est étroitement liée à la morphologie des corps protéiques de l’endosperme. Le son de riz est principalement composé de protéines d’endosperme, qui sont composées d’albumine (4% à 9%), de globuline soluble dans le sel (10% à 11%), de glutéine soluble dans l’alcool (3%) et de glutéine soluble dans l’alcali (66% à 78%).

1.2 Structure de la protéine de riz brun

La protéine de riz brun existe principalement sous la forme de deux corps protéiques (PB), à savoir PB-I et PB-II. La microscopie électronique montre que les corps protéiques PB-I ont une structure lamellaire, avec des particules denses mesurant 0,5 à 2 μm de diamètre. Des protéines solubles dans l’alcool se trouvent dans le PB-I. PB-II est ellipsoïdale, non stratifié et de texture uniforme, avec des particules mesurant environ 4 μm de diamètre. Sa membrane externe n’est pas évidente, et la glutenine et la globuline sont présentes dans la PB-II. Les deux types de corps protéiques existent souvent ensemble [4-5]. Le tableau 1 présente une comparaison de la teneur en protéines du riz dans différentes matières premières.

2 propriétés de la protéine de riz brun

Les propriétés de la protéine de riz brun comprennent des propriétés nutritionnelles et des propriétés fonctionnelles. Ses propriétés fonctionnelles comprennent la solubilité, les propriétés émulsionnantes, les propriétés moussantes, la rétention d’eau, la rétention d’huile, les propriétés gélifiantes, et les propriétés de liaison de saveur. Parmi ces propriétés, la solubilité influe souvent sur d’autres propriétés fonctionnelles telles que l’épaississement, l’émulsification, l’émulsification et la gélification. Wang Zhangcun[6] [traduction] a constaté que les mesures visant à augmenter la solubilité de la protéine de riz sont bénéfiques pour améliorer les propriétés émulsifiantes de la protéine de riz. Les propriétés émulsifiantes de la protéine de riz brun sont grandement affectées par le pH. à pH = 5, l’activité émulsifiante de la protéine de riz est la plus faible, puis augmente avec l’augmentation du pH, ce qui est conforme à la tendance des changements dans leur solubilité. Des études connexes ont révélé que, bien que la protéine de riz brun extraite du son de riz ait des propriétés mousseuses moins bonnes que la caséine, elle possède de meilleures propriétés émulsionnantes et conserve des propriétés émulsionnantes stables en présence de fortes concentrations de sel et de sucre[7] [traduction].

La réticulation et l’agrégation entre les molécules de la protéine de riz brun peuvent facilement former des dépôts et dénaturer la protéine. Les protéines peuvent être modifiées en utilisant des acides, des alcalis ou des enzymes. Des études ont montré que la modification de la protéine de riz brun avec la protéase alcaline Alcalase peut améliorer considérablement sa solubilité, son émulsification et ses propriétés moussantes [8]. Une étude A été menée sur la modification de la déshydratation de la protéine de riz brun à l’aide d’acide chlorhydrique à différentes concentrations. Il a été constaté que dans l’intervalle de déamidation 0-66,2 %, la solubilité des protéines de riz augmentait linéairement avec le degré de déamidation, et que la rétention d’eau et la rétention d’huile étaient améliorées. Les propriétés émulsionnantes de la protéine de riz brun sont meilleures dans la gamme de 25,1 % à 33,4 %; Les propriétés moussantes sont idéales à 59,5%; Et la valeur nutritionnelle et la digestibilité des protéines de riz modifiées sont toutes deux améliorées [9].

3 fonctions nutritionnelles et de promotion de la santé de la protéine de riz brun

3.1 valeur nutritionnelle

La protéine de riz brun est riche en acides aminés dont le corps a besoin, y compris la méthionine, l’arginine et la lysine, qui ont une teneur plus élevée que dans d’autres céréales. Il a une biodisponibilité élevée, est hypoallergénique, a une composition équilibrée en acides aminés et est très proche du modèle idéal recommandé par l’oms /FAO.

3.2 Anti-hypertension et cholestérol

L’effet de l’isolat de protéine de riz brun sur l’expression du cyp4a et du cyp2c dans les reins de jeunes rats peut améliorer le métabolisme de l’acide arachidonique et peut être utilisé comme ingrédient anti-hypertension. Des études ont montré que l’isolat de protéine de riz (RPI) peut augmenter la quantité d’acide ribonucléique messager (arnm), qui sont responsables de la synthèse de deux protéines importantes dans le rein, le CYP2C11 et le CYP2C23. Ces deux protéines jouent un rôle important dans le métabolisme des acides gras, l’acide arachidonique et le 20-HETE (acide 20-hydroxyeicosatétraénoïque), qui est important dans la régulation de la pression artérielle [10]. Des études cliniques ont montré que l’isolat de protéine de riz peut réduire le cholestérol. Le riz contient de nombreux produits chimiques liés à sa composition protéique, notamment des dérivés de la vitamine E, des tocotriénols et de l’oryzanol, qui ont un certain effet sur la baisse du cholestérol [11].

3.3 prévention des maladies chroniques

Une alimentation nutritive raisonnable peut prévenir certaines maladies chroniques, comme les maladies cardiaques et le cancer. Les asiatiques ont un risque plus faible de maladies cardiaques que les européens, ce qui peut être lié au fait que les asiatiques mangent principalement du riz. Des études ont montré que l’isolat de protéine de riz brun a un certain effet inhibiteur sur l’athérosclérose dans un modèle de souris avec un cholestérol héréditaire élevé. Il peut réduire les effets néfastes de l’athérosclérose sur les artères. Le mécanisme d’action n’est pas encore clair, et des expériences ont également montré que le riz diététique peut réduire l’incidence des maladies cardiaques [12].

3.4 lutte contre le cancer

Molita et al. ont montré que l’alimentation d’isolat de protéine de riz brun (RPI) à des souris femelles induites par le diméthylbenzanthrène (DMBA) a entraîné un poids tumoral plus faible que l’alimentation de caséine à des souris, et que RPI a eu un effet anticancéreux contre la cancérogenèse induite par le DMBA [13]. En outre, l’isolat de protéine de riz brun a un effet préventif sur le cancer du sein induit chimiquement chez le rat.

4 développement et utilisation de la protéine de riz brun

4.1 protéines de riz brun peptides bioactifs

Takahashi et al. ont isolé et purifié un peptide actif appelé oryzatensine de l’hydrolysat tryptique de l’albumine de riz. Sa séquence d’acides aminés est Gly-Tyr-Rro-Met-Tyr-Pro-Leu-Pro-Arg, qui peut provoquer une contraction de l’iléon du cobaye, résister à la morphine et avoir une activité immunomodulatoire [14]. La protéine de riz brun contient une grande quantité d’acides aminés hydrophobes. L’hydrolyse enzymatique à des sites spécifiques par une protéase appropriée donne des fragments de peptides avec un acide aminé hydrophobe C-terminal, c’est-à-dire le fragment de peptide actif ACE (angiotensin-converting enzyme). Les inhibiteurs de l’eca sont une classe majeure de médicaments utilisés pour traiter l’hypertension. L’hydrolysat de protéine de riz brun est un peptide sûr et non toxique qui peut être utilisé pour développer des peptides inhibiteurs de l’ae.

4.2 compléments nutritionnels

La protéine de riz est largement utilisée dans le développement de céréales de riz pour nourrissons à haute teneur en protéines et hypoallergéniques en raison de sa faible antigénicité et de sa valeur nutritionnelle élevée. La protéine de riz est sans gluten et convient aux personnes souffrant d’intolérance au blé, d’allergies ou de maladie cœliaque. Le concentré de protéines de riz peut également être utilisé comme aliment supplémentaire pour les patients ayant un apport normal réduit de protéines ou une digestion des protéines altérée pour maintenir l’équilibre en azote. Il peut être utilisé comme traitement adjuvant pour les ulcères gastroduodénaux, les diurétiques osmotiques et les traumatismes.

4.3 additifs alimentaires

La protéine de son de riz traitée enzymatique a considérablement amélioré la solubilité, les propriétés moussantes, les propriétés émulsionnantes, etc. En particulier, l’hydrolyse et la désamination modérées de la protéine de son de riz avec l’endopeptidase et l’exopeptidase ont obtenu un hydrolysat de protéine avec une longueur de chaîne peptidique et des propriétés fonctionnelles modérées, ce qui améliore la solubilité de la protéine de son de riz et améliore d’autres propriétés fonctionnelles. Il peut être utilisé comme émulsifiant alimentaire, agent moussant, et fortifiant nutritionnel.

4.4 film comestible

Le Southern Research Center en louisiane, etats-unis, a mis au point un film comestible avec une certaine résistance à la traction et à la vapeur d’eau en utilisant une combinaison de concentré de protéines de riz et de polysaccharide pullulan. Il peut être utilisé comme support pour les substances aromatisantes et les additifs nutritionnels ou comme barrière pour la séparation, la protection et la conservation.

4.5 alimentation à base de protéines de riz

Un sous-produit de l’amidon de riz peut être utilisé comme poudre de protéine de riz de qualité fourragère. Sa composition nutritionnelle riche a pour fonction de favoriser la résistance aux maladies chez le bétail et la volaille, et peut également améliorer le taux d’utilisation des aliments. C’est un excellent additif pour les industries de l’élevage et de l’alimentation animale.

5 technologie d’extraction de la protéine de riz brun

5.1 extraction alcaline

Plus de 80% des protéines de riz sont du gluten de riz soluble dans l’alcali. L’alcali dilué peut relâcher la structure compacte de l’amidon dans le riz brun, et l’alcali a un effet dégradant sur le gluten de riz macromoléculaire, dissolvant ainsi la protéine dans les granulés d’amidon de riz et le séparant. Sun Qingjie et al.[15] [traduction] ont étudié le processus optimal d’extraction des protéines de riz à l’aide d’hydroxyde de sodium (NaOH). Lorsque la concentration de NaOH est de 0,09 mol/L, le taux d’extraction de la protéine de riz atteint 90,1%. Lorsque la concentration de NaOH augmente, le taux d’extraction des protéines de riz augmente, mais si la concentration est trop élevée, l’amidon gélatinise. La méthode alcaline d’extraction des protéines de riz est simple à utiliser, mais le rendement en protéines est généralement faible en raison de la dégradation dans des conditions alcalines élevées, ce qui peut entraîner une réarticulation et un réarrangement entre les molécules, entraînant une diminution de la valeur nutritive de la protéine et la formation possible de substances toxiques telles que la lysine alanine[16] [traduction]. Le processus d’extraction alcaline est le suivant: farine de riz ou son → ajouter de l’alcali → séparation centrifuge → solution protéique → précipitation acide → séparation centrifuge → lavage à l’eau → neutralisation acide → séchage → protéine de riz.

5.2 extraction enzymatique

L’extraction enzymatique utilise la dégradation et la modification de la protéine de riz brun par des protéases pour la rendre soluble et extractible en tant que peptides. Actuellement, les protéases microbiennes utilisées pour extraire la protéine de riz comprennent les protéases acides, les protéases alcalines, les protéases neutres et les protéases complexes. Ge Na et al. [17] ont constaté que le taux d’extraction de la protéase de riz par la protéase acide était le plus élevé, suivi par la protéase alcaline, et que l’effet d’extraction de la protéase aromatique et de la protéase neutre était le pire. La raison peut être que la protéase acide peut mieux interagir avec le gluten de riz macromoléculaire à l’interface, tout en relâchant la structure de l’amidon, de sorte que la protéase peut se diffuser à l’intérieur de l’amidon pour favoriser la dégradation et la dissolution de la protéine, obtenant un meilleur effet d’extraction. Habituellement, l’effet d’une seule enzyme n’est pas aussi bon que celui d’une enzyme composée. Qian Ying et al. [18] ont utilisé un nouveau type d’enzyme hydrolytique composé de matière première pour traiter le riz à basse température afin d’obtenir des protéines de riz de haute pureté avec une teneur en protéines de plus de 75%. La protéine extraite par la méthode enzymatique a de meilleures propriétés fonctionnelles et une plus grande digestibilité des protéines, mais le temps d’extraction est plus long et le coût est plus élevé. Le processus est le suivant: farine de riz ou son → hydrolyse de protéase → centrifugation → solution de protéine → ultrafiltration → séchage → protéine de riz.

5.3 méthode d’hydrolyse par étapes

La méthode d’extraction par hydrolyse est une combinaison d’extraction alcaline et enzymatique par étapes. Wang Yalin et al. [19] ont d’abord extrait certaines des protéines par solubilisation alcaline, puis ont légèrement hydrolysé le résidu avec de la protéase alcaline pour améliorer la solubilité de la protéine et effectuer une extraction secondaire de protéines, qui a donné de meilleurs résultats. Chi Mingmei et al. [20] ont utilisé une méthode enzyme-alcalin en deux étapes pour extraire la protéine de riz. Tout d’abord, l’α-amylase a été utilisée pour enzymolyser partiellement l’amidon pour desserrer la liaison de l’amidon à la protéine de riz. Ensuite, le produit enzymolysé a été extrait avec précipitation alcaline et acide pour extraire la protéine. La pureté de la protéine de riz obtenue était de 85,1 %, mais le point de division de la méthode d’hydrolyse par étapes n’est pas facile à contrôler et nécessite des recherches plus poussées.

5.4 nouvelles méthodes d’extraction

Des recherches étrangères ont révélé que la combinaison de traitements physiques tels que les ultrasons, le gel et le dégel, l’homogénéisation à haute pression et à haute vitesse avec des traitements enzymatiques est plus efficace pour extraire les protéines du son de riz. I Sereewatthanawut et al. [21] ont effectué des recherches sur l’extraction des protéines de riz et des acides aminés du son de riz dégraillé par hydrolyse de l’eau sous-critique. Les résultats ont montré que l’eau sous-critique à une température de 200 °C et un temps de réaction de 30 minutes était efficace pour extraire les protéines de riz et les acides aminés du son de riz délipidé. Le rendement en protéines était supérieur à celui obtenu par la méthode traditionnelle d’hydrolyse alcaline. En même temps, lorsque la température augmente, le taux d’extraction des protéines augmente, ce qui est dû au fait que la solubilité de la protéine augmente à des températures élevées. Cependant, la raison principale est que lorsque la température augmente, la constante d’ionisation augmente. En présence d’ions hydratés et d’ions hydroxyle, les liaisons peptidiques se rompent pour former de petites molécules solubles en protéines et en acides aminés.

6 Conclusion

L’extraction de la protéine de riz brun à partir du son de riz est actuellement la direction de l’utilisation globale du riz. Sur cette base, il existe un grand potentiel pour le développement de la poudre de protéine de riz brun à haute valeur ajoutée et des peptides actifs. La Chine est un grand pays producteur de riz avec d’abondantes ressources en protéines de riz. La recherche et le développement de la protéine de riz brun est non seulement bénéfique à l’utilisation complète du traitement en profondeur du riz et à l’amélioration de l’efficacité économique, mais fournit également plus d’ingrédients de protéines et de suppléments de protéines pour l’industrie alimentaire et les personnes' S santé nutritionnelle, avec de larges perspectives d’application.

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