專利名稱：一種用米渣制備高純度大米蛋白的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)副產(chǎn)品深加工的方法，特別涉及米渣蛋白的改性方法，具體地說是一種用米渣制備高純度大米蛋白的方法。
背景技術(shù)：
大米蛋白是一種優(yōu)質(zhì)谷物蛋白，其氨基酸組成平衡合理，與WH0/FA0推薦的營養(yǎng)模式非常接近；人體利用率高，生物價(BV)可高達77，蛋白質(zhì)利用率(PER)為 1. 36-2. 56%，在各種糧食中均居第一位。更重要的是，大米蛋白具有低過敏性和高營養(yǎng)性， 非常適合作為嬰兒或是特殊人群的蛋白補充劑。然而，大米中的蛋白質(zhì)含量較低，僅為8% 左右，而且大米胚乳細胞內(nèi)的淀粉顆粒和蛋白質(zhì)結(jié)合緊密，因此從大米中提取大米蛋白的技術(shù)難度較大，成本較高，前人對其研究較少。米渣是利用早秈稻或碎米為原料生產(chǎn)淀粉糖的副產(chǎn)品，其中大米蛋白含量高達 50%以上，是提取大米蛋白的優(yōu)良原料。然而，由于米渣中的大米蛋白經(jīng)歷了長時間的高溫液化和淀粉酶水解，分子之間產(chǎn)生交聯(lián)，蛋白質(zhì)變性嚴重，美拉德反應(yīng)(Maillard)使蛋白質(zhì)與還原糖以N-糖肽鍵發(fā)生結(jié)合，生成的深暗色色素使米渣在外觀上呈暗黃色，淀粉部分降解，以極限糊精的形式包裹大米蛋白，因此，米渣中大米蛋白已不再是天然的大米蛋白， 溶解度大大降低并失去與之相關(guān)的某些功能性質(zhì)，限制了其在食品中的應(yīng)用。目前，對米渣蛋白的改性提取方法主要是酶法，酶法提取反應(yīng)條件溫和，營養(yǎng)物質(zhì)基本不遭破壞，是目前解決米渣綜合利用問題的有效途徑。但由于米渣成分復雜，蛋白的提取難度較大，存在產(chǎn)品的得率較低，純度不高，色澤較深等問題。經(jīng)檢索CN201110090550. 3公開了一種高純度大米蛋白的制備方法，包括調(diào)漿和磨漿、脫脂、糖化酶酶解、分離洗滌和滅酶滅菌等步驟。CN201110081635. 5公開了一種大米渣蛋白的提取方法，采用堿提酸沉的方法對米渣進行處理。CN200910043181. 5公開了一種復合酶制備米渣蛋白的方法，其中使用纖維素酶和淀粉酶對米渣原料進行處理。CN200810163917. 8公開了一種利用米渣蛋白制取米蛋白多肽的方法，堿浸泡和堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶聯(lián)合水解的方式對米渣原料進行處理。通過以上現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)檢索，目前已有米渣蛋白的提取方法主要以堿法浸提， 非蛋白酶除雜或多酶水解為主。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在自米渣中提取得到高純度大米蛋白，所要解決的技術(shù)問題是將米渣中已經(jīng)變性且溶解度低的大米蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘碾谋惶崛?。本發(fā)明采用單一蛋白酶水解法解決米渣中大米蛋白的變性問題，并遴選使用商業(yè)用的胰酶作為水解酶。本發(fā)明技術(shù)方案以米渣為原料，包括預處理、酶解、脫色、分離和干燥各單元過程， 與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別是所述的預處理是以米渣質(zhì)量計，加入5-10倍量、濃度0. 1-0.3% (質(zhì)量百分濃度，下同)的稀堿液于50-80°C洗滌至少兩次，每次不少于1小時，所述的堿選自小蘇打(NaHCO3)或純堿(Na2CO3),預處理的作用是水洗脫糖和皂化脫脂；分離后對經(jīng)預處理的米渣進行酶解，所述的酶解是以預處理后的米渣質(zhì)量計，加入5-10倍量水、濃度1. 5-2. 5% (質(zhì)量百分濃度)的胰酶溶液于50-70°C、pH值7-9條件下酶解2_5小時，酶解結(jié)束后90°C 滅酶得到酶解液，酶解液用活性炭脫色后分離、干燥得到大米蛋白。本發(fā)明所得到的大米蛋白產(chǎn)品，蛋白含量大于80%，脂肪含量小于1%，總糖含量低于6%，灰分小于3%。本發(fā)明采用蛋白酶水解結(jié)合在前預處理和其后的精制工藝，對高度變性的米渣蛋白進行降解和修飾作用，使大部分變性蛋白變成可溶性的肽被提取出來，以擴大其應(yīng)用范圍。本發(fā)明采用水洗脫糖、皂化脫脂、酶法水解、活性炭脫色相結(jié)合的方式提取米渣中的大米蛋白。生產(chǎn)方式對環(huán)境無污染。本發(fā)明采用熱水洗滌法除去米渣中的小分子糖。米渣中的低聚糖來自淀粉液化工序的殘留物，具有很大的吸濕性和溶解性，會隨著水解反應(yīng)的發(fā)生不斷溶入水解液中，如不除去，不僅影響產(chǎn)品的純度，也會造成產(chǎn)品結(jié)塊，不利于貯存。水洗脫糖操作簡便，成本較小。而且適當?shù)臒崽幚頃鹪现写竺椎鞍椎姆肿咏Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使那些原來在分子內(nèi)部包藏而不易與酶發(fā)生作用的部位，由于分子結(jié)構(gòu)松散暴露出來，從而使酶的作用位點大大增加，提高酶解速度和程度。本發(fā)明采用堿鹽皂化法脫脂。目前，去除脂肪的方法主要為有機溶劑抽提。有機溶劑抽提技術(shù)使用的乙醚(沸點為34. 8°C )、正己烷(沸點為68. 7°C )等有機溶劑在生產(chǎn)過程中易發(fā)生爆炸等安全事故。采用堿鹽皂化法脫脂不僅避免了有機溶劑脫脂的安全隱患， 而且工藝簡單，成本較小，采用的堿鹽小蘇打是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫氖称诽砑觿?，不會造成產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題。本發(fā)明采用市售的酶活為3000_4000U/g的胰酶為水解用酶，胰酶是從動物胰臟提取的粗制復合酶制劑，是人體需要的蛋白酶，沒有毒副作用。米渣中除蛋白外，其余的成分主要是碳水化合物，它是因淀粉液化和過濾不徹底的糊精等殘留物，淀粉和蛋白質(zhì)的膠凝化作用使得它們的分離更加困難。并且一部分蛋白質(zhì)具有親油親脂性，油脂和蛋白緊密結(jié)合在一起。而胰酶中的胰淀粉酶和胰脂肪酶則可以降解淀粉和脂肪，使得被緊密包裹的蛋白質(zhì)分子暴露出更多的酶切位點，提高酶解效率。且胰酶是商業(yè)用酶，價格較低，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明采用活性炭脫色。米渣酶解液一般呈明亮的橙黃色，如不進行脫色處理，所得的產(chǎn)品呈蛋黃色，感官質(zhì)量差，影響其進一步加工與使用。經(jīng)活性炭吸附脫色與噴霧干燥后，能得到乳白色的產(chǎn)品。而且脫色過程中，還能脫除一些苦味和一些小分子雜質(zhì)。另外， 活性炭價格便宜，脫色工藝簡單，處理量大，而且易再生，非常適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明所得產(chǎn)品，蛋白質(zhì)回收率大于60%，蛋白含量大于80%，脂肪含量小于 1 %，總糖含量低于6%，灰分小于3%，大大提高了米渣的綜合利用價值。四

圖1是米渣原料的SEM圖。圖2是米渣蛋白產(chǎn)品的SEM圖。圖3是米渣原料和米渣蛋白產(chǎn)品的紅外光譜圖。
五具體實施例方式1、具體操作步驟1)預處理向反應(yīng)罐中注入50L水，加入100. Og碳酸氫鈉，待充分溶解后，投入 5. Okg原料米渣，60°C下攪拌反應(yīng)1. 0h，使原料中的可溶性糖和脂充分溶出，料渣重復水洗三次。反應(yīng)結(jié)束后，通過板框壓濾去除水洗液。2)酶解水洗結(jié)束后，按原料損失10%計算，向反應(yīng)罐中加入36L水和67. 5g胰酶待反應(yīng)體系溫度達到55°C后，參照實驗經(jīng)驗值，一次性加入20. OgNaOH，攪拌均勻后，55°C 反應(yīng)3.0h，反應(yīng)結(jié)束后，立即升溫至90°C，滅酶lOmin。水解液的水解度為11 13%。3)脫色待反應(yīng)罐中溫度降至60°C時，加入1. 5kg活性炭，攪拌脫色30min，脫色結(jié)束后，立即通過板框壓濾除去活性炭，得到微黃透明的水解液。4)干燥使用噴霧干燥法對水解液進行干燥，最后即得米渣蛋白成品。其中，噴霧干燥的工藝條件為進料濃度5 10% 進料溫度40 60°C進風溫度200 220°C
出風溫度85 95 °C 3、產(chǎn)品的性質(zhì)分析(1)產(chǎn)品得率和純度的分析本發(fā)明中產(chǎn)品的蛋白質(zhì)回收率和蛋白質(zhì)純度，按下式計算
權(quán)利要求
1. 一種用米渣制備高純度大米蛋白的方法，以米渣為原料，包括預處理、酶解、脫色、 分離和干燥各單元過程，其特征在于所述的預處理是以米渣質(zhì)量計，加入5-10倍量、濃度 0. 1-0. 3%的稀堿液于50-80°C洗滌至少兩次，每次不少于1小時，所述的堿選自小蘇打或純堿；所述的酶解是以預處理后的米渣質(zhì)量計，加入5-10倍量、濃度1. 5-2. 5%的胰酶溶液于50-70°C、pH值7-9條件下酶解2_5小時，酶解結(jié)束后90°C滅酶、活性炭脫色，最后分離、 干燥得到大米蛋白。
全文摘要
一種用米渣制備高純度大米蛋白的方法，以米渣為原料，包括預處理、酶解、脫色、分離和干燥各單元過程，所述的預處理是以米渣質(zhì)量計，加入5-10倍量、濃度0.1-0.3％的稀堿液于50-80℃洗滌至少兩次，每次不少于1小時，所述的堿選自小蘇打或純堿；所述的酶解是以預處理后的米渣質(zhì)量計，加入5-10倍量、濃度1.5-2.5％的胰酶溶液于50-70℃、pH值7-9條件下酶解2-5小時，酶解結(jié)束后90℃滅酶、活性炭脫色，最后分離、干燥得到大米蛋白。本方法蛋白質(zhì)回收率大于60％，蛋白含量大于80％，脂肪含量小于1％，總糖含量低于6％，灰分小于3％，大大提高了米渣的綜合利用價值。
文檔編號A23J3/34GK102524515SQ20121003900
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月21日
發(fā)明者徐敏, 杜先鋒 申請人:安徽農(nóng)業(yè)大學