一種從米糠殘渣中提取米糠蛋白的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及蛋白質提取，具體公開了一種從米糠殘渣中提取米糠蛋白的方法，其是將經堿提蛋白后的米糠殘渣作為原料，利用脂肪酶進行酶解反應，后經過滅酶、冷卻、離心取上清和蒸發(fā)干燥步驟獲得乳化性更高的米糠蛋白。
【專利說明】一種從米糠殘渣中提取米糠蛋白的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及蛋白質的分離提取，具體地說，涉及一種利用脂肪酶從米糠殘渣中提取米糠蛋白的方法。
【背景技術】
[0002]米糠是糙米碾白過程中被碾下的黃色皮層，包括果皮、種皮、珠心層、糊粉層及米胚芽和小碎米屑的混合物。
[0003]我國年產米糠達1000萬噸以上，并且是一種量大、面廣的可再生資源。米糠雖然只占稻米總重的6%~8%，卻含有64%的稻米營養(yǎng)素以及90%以上的人體必需元素。米糠有“天賜營養(yǎng)源”及“天然營養(yǎng)寶庫”的美譽，米糠中的主要成分及含量為蛋白質12%~16%、脂肪12%~23%，粗纖維8%~10%和灰分7%~12%，此外還含有豐富的維生素和礦物質。
[0004]我國雖然是世界上米糠資源最為豐富的國家，但是我國的米糠主要作為飼料出售，雖然有些廠家能夠利用米糠生產米糠油，但對米糠的開發(fā)和利用還遠遠落后于美國和日本。
[0005]蛋白質的營養(yǎng)質量主要取決于其氨基酸的組成與比例，尤其是必需氨基酸的組成與比例。米糠蛋白是公認的優(yōu)質植物蛋白質，其必需氨基酸組成平衡合理。米糠蛋白中必需氨基酸齊全，賴氨酸含量較高，與大米蛋白質相比，其氨基酸組成更接近FA0/WH0推薦模式，是其它植物蛋白無法比擬的；米糠蛋白生物效價(PER)為2.0~2.5，與牛奶中酪蛋白相近(PER為2.5)，其營養(yǎng)價值可與雞蛋蛋白相媲美，消化率可達90%以上；米糠蛋白是低過敏性蛋白，不會產生過敏反應，因此，米糠蛋白非常適合作為嬰幼兒和特殊人群的營養(yǎng)食品。
`[0006]米糠蛋白可從全脂或脫脂米糠中通過化學法(堿提酸沉)分離出來，但有部分蛋白仍存在于米糠殘渣中，這部分蛋白與`脂肪結合，使得這部分蛋白在脫脂及堿提酸沉時難以溶出，然而這部分蛋白酶解后具有良好的乳化性，是一種高品質蛋白質。

【發(fā)明內容】

[0007]為了解決現有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種從米糠殘渣中提取米糠蛋白的方法。
[0008]為了實現本發(fā)明目的，本發(fā)明首先提供了一種從米糠殘渣中提取米糠蛋白的方法，其是將經堿提蛋白后的米糠殘渣作為原料，利用脂肪酶進行酶解反應，后經過滅酶、冷卻、離心取上清和蒸發(fā)干燥步驟獲得米糠蛋白。
[0009]所述方法包括如下步驟:
[0010]I)調節(jié)酶解反應溫度及pH:
[0011]取原料放入IOL不銹鋼酶聯反應器中，以1:10的比例加入蒸餾水，用定時電動攪拌器以中等速度攪拌混勻后，調節(jié)酶解反應PH為7.5-9.5，將酶聯反應器與恒溫水浴鍋連接，打開攪拌開關，使恒溫水浴鍋中的水流入酶聯反應器中，并且使水不斷循環(huán)，使酶解反應溫度為32-42°C ;所述中等速度為2000r/m ；
[0012]2)進行酶解反應:
[0013]向酶聯反應器中加入脂肪酶，所用的脂肪酶為原料的0.1%，用定時電動攪拌器以中等速度攪拌進行酶解反應l-3h ;所述中等速度為2000r/m ；
[0014]3)后處理:
[0015]反應結束時，迅速滅酶，之后冷卻反應液，離心收集上清液，上清液經旋轉蒸發(fā)后用噴霧干燥儀噴霧干燥，即得米糠蛋白。
[0016]作為優(yōu)選，步驟1)中通過NaOH調節(jié)酶解反應pH為7.5。
[0017]作為優(yōu)選，步驟1)中所述酶解反應溫度調節(jié)為37°C。
[0018]作為優(yōu)選，步驟2)中加入的脂肪酶酶活為20000u/g。
[0019]作為優(yōu)選，步驟2)中進行酶解2.5h。
[0020]進一步地，步驟3)為反應結束時，迅速將水浴鍋溫度調至85°C，滅酶10分鐘，滅酶結束后，將水浴鍋中的水放出，換成冷水繼續(xù)在水浴鍋與酶聯反應器之間循環(huán)，以冷卻反應液，冷卻后用低速臺式大容量多管離心機以3000r/min轉速離心，收集上清液，上清液經旋轉蒸發(fā)濃縮后用噴霧干燥儀噴霧干燥，進風溫度設置為150°C，壓縮空氣流量設置為360L/h，流速設置為20%。
[0021]本發(fā)明還提供了利用前述方法提取的米糠蛋白及其作為乳化劑在食品加工中的應用。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]1、本發(fā)明采用脂肪酶提取的米糠蛋白，不同于其他蛋白酶提取的米糠蛋白產物，無苦味。
[0024]2、本發(fā)明所用的脂肪酶為具有1，3-區(qū)域選擇性的，1，3-區(qū)域選擇性脂肪酶不會改變sn-2位上脂肪酸的組成，這個位置上通常含豐富的多不飽和脂肪酸。本發(fā)明利用脂肪酶提取的米糠蛋白，附帶著這些因為脂肪水解形成的單甘酯和雙甘酯，賦予了米糠蛋白良好的乳化性，是一種高品質蛋白產品，可以作為乳化劑添加到蛋白飲料中如花生奶、豆奶、杏仁奶中，以提高脂肪和蛋白質的穩(wěn)定性，防止分層和沉淀。
[0025]3、本發(fā)明米糠蛋白的提取原料為米糠經堿提蛋白后的殘渣，因此，本發(fā)明利用米糠資源進行深度開發(fā)，減少了原料中有用活性成分的浪費，提高了產品附加值，具有良好的開發(fā)意義和生產前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實施例1按照本發(fā)明所述方法提取的米糠蛋白。
[0027]圖2為本發(fā)明實施例4中酶解反應時間對米糠蛋白提取率的影響。
[0028]圖3為本發(fā)明實施例4中酶解反應pH值對米糠蛋白提取率的影響。
[0029]圖4為本發(fā)明實施例4中酶解反應溫度對米糠蛋白提取率的影響。
[0030]圖5為本發(fā)明實施例4中酶添加量對米糠蛋白提取率的影響。
【具體實施方式】
[0031]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。[0032]實施例1利用脂肪酶從米糠殘渣中提取米糠蛋白
[0033]1.實驗方法
[0034]1.1.米糠預處理(模擬米糠經堿提蛋白后產生米糠殘渣)
[0035]取2kg米糠加入4L石油醚，在室溫下用攪拌器攪拌30分鐘，進行脫脂，脫脂后，用在3000r/min的轉速下離心10分鐘,上清液倒入回收瓶,準備回收試劑,沉淀鋪在盤子中，在室溫下放置，以揮發(fā)石油醚，待石油醚揮發(fā)完全，用超微粉碎機磨粉使其過100目篩，篩好的脫脂米糠在4°C冷藏備用。取Ikg脫脂米糠于反應容器中，加入12L蒸餾水，并用NaOH調節(jié)PH為11，控制反應溫度為60°C，用攪拌器攪拌2.5h，反應結束溶液在3000r/min轉速下離心30min，殘渣水洗3次后冷凍干燥備用；
[0036]1.2.脂肪酶提取米糖蛋白
[0037]取步驟(1)殘渣500g放入IOL不銹鋼酶聯反應器中，加入5L蒸餾水，用定時電動攪拌器以中等速度攪拌混勻后，用2mol/L的NaOH調節(jié)pH為7.5，將酶聯反應器與恒溫水浴鍋連接，打開攪拌開關，使恒溫水浴鍋中的水流入酶聯反應器中，并且使水不斷循環(huán)，設置水浴鍋的溫度為37°C。向酶聯 反應器中加入0.5g豬胰脂肪酶，酶活為20000u/g，用定時電動攪拌器以中等速度攪拌2h，反應結束時，迅速將水浴鍋溫度調至85°C，滅酶10分鐘，滅酶結束將水浴鍋中的水放出，換成冷水繼續(xù)在水浴鍋與酶聯反應器之間循環(huán)，以冷卻反應液，冷卻后用低速臺式大容量多管離心機以3000r/min轉速離心，收集上清液，上清液經旋轉蒸發(fā)后用噴霧干燥儀噴霧干燥，進風溫度(INLET)設置為150°C，壓縮空氣流量(a-Flow)設置為 SeOLAr1^I(PUMP)設置為 20%。
[0038]2.實驗結果
[0039]本實施例制得米糠蛋白為黃褐色粉末，如圖1所示。
[0040]實施例2米糠蛋白的蛋白質含量及提取率測定
[0041]本實施例采用凱氏定氮法測定實施例1所得米糠蛋白的蛋白質含量，這種方法是由凱耶達爾在1883年發(fā)明的，是目前檢測食品中蛋白質含量的標準方法。
[0042](一)材料、主要儀器和試劑
[0043]1.實驗材料
[0044]噴霧干燥后的米糠蛋白樣品。
[0045]2.主要儀器
[0046]移液管、消化瓶、漏斗、玻璃珠、電爐子、微量凱氏定氮蒸餾裝置、酸式滴定管、容量瓶。
[0047]3.試劑
[0048]硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、標定的鹽酸、40% NaOH溶液、4%硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、蒸餾水。
[0049](二)操作步驟
[0050]1.消化
[0051](I)準備凱氏消化瓶，標號。取三個凱式消化瓶，每瓶中分別加入0.2g (準確至0.1mg)噴霧干燥樣品，樣品要加到燒瓶底部，勿沾在瓶口及瓶頸上。再依次加入硫酸鉀3g，硫酸銅0.2g，玻璃珠，濃硫酸10mL。同時做空白實驗，空白實驗即不加樣品，加入硫酸鉀3g，硫酸銅0.2g，玻璃珠，濃硫酸10mL。[0052](2)在加好試劑的各凱氏燒瓶口放一小漏斗，移到通風櫥中，準備兩臺電爐子，每臺放置兩個消化瓶，并使燒瓶成45度斜置于電爐子之上，先用微火加熱，此時燒瓶內物質炭化變黑，并產生大量泡沫，務必注意防止氣泡沖出管口。待泡沫消失停止產生后，加大火力，保持瓶內液體微沸，至溶液成澄明的綠色后，再繼續(xù)加熱使消化液微沸30min。消化完全后，關閉火焰，使燒瓶冷卻至室溫。
[0053](3)定容:準備四個50mL容量瓶。消化液放冷后加入少量蒸餾水，硫酸遇水放熱，放置自然冷卻。冷卻后將小漏斗放在50mL容量瓶上，凱氏燒瓶內的消化液轉移至50mL容量瓶中。凱氏燒瓶水洗3次，水洗液并入容量瓶中，待容量瓶中的消化液完全冷卻，定容至刻度線。
【權利要求】
1.一種從米糠殘渣中提取米糠蛋白的方法，其特征在于，將經堿提蛋白后的米糠殘渣作為原料，利用脂肪酶進行酶解反應，后經過滅酶、冷卻、離心取上清和蒸發(fā)干燥步驟獲得米糠蛋白。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 1)調節(jié)酶解反應溫度及PH: 取原料放入不銹鋼酶聯反應器中，以1:10的比例加入蒸餾水，中等速度攪拌混勻后調節(jié)酶解反應PH為7.5-9.5，并利用水浴鍋進行恒溫循環(huán)水浴，使酶解反應溫度為32-42°C ；所述中等速度為2000r/m ； 2)進行酶解反應: 向酶聯反應器中加入脂肪酶，所用的脂肪酶為原料的0.1%，中等速度攪拌進行酶解反應l_3h ;所述中等速度為2000r/m ； 3)后處理: 反應結束時，迅速滅酶，之后冷卻反應液，離心收集上清液，上清液經旋轉蒸發(fā)后用噴霧干燥儀噴霧干燥，即得米糠蛋白。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟I)中通過NaOH調節(jié)酶解反應pH為7.5。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟I)中所述酶解反應溫度調節(jié)為37°C。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟2)中加入的脂肪酶酶活為20000U/g°
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟2)中進行酶解2.5。
7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟3)為反應結束時，迅速將水浴鍋溫度調至85°C，滅酶10分鐘，滅酶結束后，將水浴鍋中的水放出，換成冷水繼續(xù)在水浴鍋與酶聯反應器之間循環(huán)，以冷卻反應液，冷卻后用低速臺式大容量多管離心機以3000r/min轉速離心，收集上清液，上清液經旋轉蒸發(fā)濃縮后用噴霧干燥儀噴霧干燥，進風溫度設置為150°C，壓縮空氣流量設置為360L/h，流速設置為20%。
8.利用權利要求1-7任意一項所述的方法提取的米糠蛋白。
9.權利要求8所述的米糠蛋白作為乳化劑在食品加工中的應用。
【文檔編號】A23L1/035GK103588869SQ201310589752
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權日:2013年11月20日
【發(fā)明者】程云輝 申請人:長沙理工大學