CN101273747B - 米糠蛋白提取工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种米糠蛋白提取工艺。现有的米糠蛋白提取技术主要有碱溶酸沉法、酶法提取。其缺点是被提取的蛋白品质变差或工艺复杂。同时，其它天然产物营养成分，如γ-谷维醇(γ-oryzanol)等，也被作为杂质除去。本发明工艺以稀蛋白浆为溶剂来提取米糠中的蛋白和其它天然产物营养成分，工艺简单，成本低廉。此产品(米糠蛋白浆和米糠蛋白浆干燥产品)中含有米糠中的植物蛋白和其它天然产物营养成分，营养成分丰富，可用于食品，饮料和保健品的生产，大大提高了米糠的附加值，同时对于米糠的综合应用和保护环境有重要的意义。
Description
技术领域：
本发明涉及一种利用稀蛋白浆提取米糠蛋白和米糠中其它营养物质的工艺。稀蛋白浆包括由高蛋白含量豆类所制成的稀豆蛋白浆和其它蛋白所制成的稀蛋白浆。
背景技术：
米糠一般占稻米总重的6％～8％，但它却包含有稻米64％的重要营养成分以及90％以上的人体必需元素，其中包括大量的糖类、脂肪及蛋白质，并含有较多的灰分和维生素。是一种具有广泛开发价值的副产品资源，为现在食品饮料及保健品研究开发的热点。现有的米糠蛋白提取技术主要有碱溶酸沉法、酶法提取。碱溶酸沉法提取米糠蛋白，由于其高碱性的环境在提取过程中容易生成有毒物质和造成蛋白品质变差。酶法提取米糠蛋白虽提取率较高，但其工艺比较复杂，成本较高，现阶段还没有用于食品饮料工业化生产。同时，其它天然产物营养成分，如γ-谷维醇(γ-oryzanol)等，也被作为杂质除去。
发明内容：
本发明是针对上述方法不能实现商业化生产的问题，研究开发的一种提取工艺，此工艺是利用稀蛋白浆来提取米糠蛋白和米糠中其他营养物质。此工艺制成的混悬液营养成分丰富，能作为食品饮料行业的原料，混悬液干燥所得到的植物蛋白提取物也可作为食品与健康行业的原料。
本发明的技术方案：
(1)稀蛋白浆的配制：将蛋白混悬于水中。如稀豆类蛋白浆的配制是以豆类为原料，按1∶3-1∶5的比例加自来水浸泡12小时，去水，在以豆类质量几十倍的水，按常规方法制成稀豆浆(稀豆类蛋白浆)。
(2)原料米糠的处理：以米糠为原料，称取原料豆类质量数倍的米糠，按1∶3-1∶5的比例加冷开水浸泡1小时，去其上清液，加入步骤1的稀豆蛋白浆，再加入米糠质量几十倍的的冷开水，混合。
(3)搅拌：将混合物置于搅拌桶内，保持转速30转/分钟-60转/分钟，搅拌0.5小时。
(4)过滤：将上述搅拌后混合物，经30目、60目、100目、150目、300目组合网筛过滤，得到米糠蛋白浆产品
本发明是一种米糠蛋白的新提取工艺，其特征是以稀蛋白浆为溶剂，提取米糠蛋白和米糠中的其它天然产物营养成分，得到米糠蛋白浆产品。此产品含有米糠蛋白和米糠中其它天然产物营养成分，如米糠中的γ-谷维醇(γ-oryzanol)，提取率高。
本发明的优越性在于：
(1)提取溶剂为稀蛋白浆。提取过程中不使用碱，酸和有机溶剂，避免影响产品质量和对环境污染。
(2)用稀蛋白浆提取米糠蛋白，所得产品既含有米糠蛋白，又含有米糠中其它天然产物营养成分，营养成分含量丰富，为食品饮料行业的上好原料。
(3)本发明工艺简单、成本低廉、提取率较高。
具体实施方式：
实施实例1：利用稀黄豆浆(稀黄豆蛋白浆)提取米糠蛋白的工艺，其骤步如下：
(1)豆浆的制备：以20克黄豆为原料，按1∶5的比例加冷开水浸泡12小时，去水，用黄豆质量32倍的冷开水，按常规方法制成640mL豆浆(豆类蛋白浆)。
(2)米糠提取溶剂的制备：将640mL豆浆等量分成二份，一份为样品1(10克黄豆/320mL)，用作黄豆蛋白定量分析；另一份加640mL冷开水配制成稀黄豆蛋白浆(10克黄豆/960mL)，作为提取米糠蛋白和米糠中其它天然产物营养成分(样品2)的溶剂。
(3)米糠黄豆蛋白奶(样品2)的制备：
①以40克新鲜米糠为原料，按1∶5的比例加冷开水浸泡1小时，去水，加入步骤2制备的稀黄豆蛋白浆(10克黄豆/960mL)，混合。
②将混合物置于搅拌桶内，保持转速100转/分钟，搅拌0.5小时。
③将上述搅拌后混合物，经30目、60目、100目、150目、300目组合网筛过滤后，得到米糠黄豆蛋白奶，此米糠黄豆蛋白奶含有米糠和黄豆中的蛋白和其它天然产物营养成分，如米糠中的γ-谷维醇(γ-oryzanol)和黄豆中的异黄酮(isoflavones)。
实验结果：
本法制得的米糠黄豆蛋白奶产品为浅灰色混悬液。
米糠黄豆蛋白奶成分测定如下：
米糠黄豆蛋白奶成分测定报告
| 成份 | 含量 | 测定方法(见下段) |
| 黄豆蛋白含量 | 52.345±0.222mg/g原料(黄豆+米糠，1∶4，w/w) | 考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒 |
| 米糠蛋白含量 | 105.010±2.634mg/g原料(黄豆+米糠，1∶4，w/w) | 考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒 |
| 米糠蛋白提取率 | 131.269±3.292mg/g(米糠) | 考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒 |
| γ-谷维醇(γ-oryzanols) | 2.350±0.108mg/g原料(黄豆+米糠，1∶4，w/w) | 按照论文(余尚工，方念伯.Quantification ofVitamin E and γ-Oryzanol ComponentsinRice Germ and Bran Using LC-MS/MS.J.Agric.Food Chem.2007，55：7308-7313.)所描述的方法，来测定oryzanol含量. |
| 总异黄酮(isoflavones) | 0.156±0.009mg/g原料(黄豆+米糠，1∶4，w/w) | 按照论文(方念伯，余尚工.Comprehensivephytochemical profile of soy protein isolate.J.Agric.Food Chem.2004，52：4012-4020)所描述的方法，来测定isoflavone含量 |
一、米糠黄豆蛋白奶中蛋白质含量测定
采用“考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒”测定蛋白奶中蛋白质的含量。该法是1976年Bradford建立，试剂配制简单，操作简便快捷，反应非常灵敏，灵敏度比Lowry法还高4倍，可测定微克级蛋白质含量，测定蛋白质浓度范围为0～1000μg/mL，是一种常用的微量蛋白质快速测定方法。
(一)材料、主要仪器和试剂
1.实验材料
(1)样品1：由10克黄豆制成的320mL豆浆(31.25mg黄豆/mL)
(2)样品2：由10克黄豆和40克米糠制成的960mL米糠黄豆蛋白奶(10.42mg黄豆+41.67mg米糠/mL)
2.主要仪器
移液枪、移液管、具塞试管、试管架、烧杯、量筒、容量瓶、吸管、SK5200H超声波清洗机(上海科导超声仪器有限公司)、UV-2000型紫外可见分光光度计(尤尼柯仪器有限公司)
3.试剂
考马斯亮蓝蛋白测定试剂盒(批号：20071219 南京建成生物工程研究所第一分所)、蒸馏水
(二)操作步骤
1.溶液的配制
(1)样品溶液的配制
精密移取样品1(豆浆)18mL于250mL容量瓶中，样品2(米糠蛋白奶)17mL于另一250mL容量瓶中，用蒸馏水稀释定容，超声处理(功率150W，频率20KHz)20分钟，取出，放冷，即得。
(2)考马斯亮蓝应用液的配制
移取考马斯亮蓝贮备液用蒸馏水1∶4稀释，即得。
2.测定管
混匀，静置10分钟，于595nm波长下，用1cm光径比色杯，蒸馏水调零，测各管吸光度A值。
(三)测定结果(本实验重复三次)
测得各管A值一览表
(四)计算
样品1：由10克黄豆制成的320mL豆浆(31.25mg黄豆/mL)
样品2：由10克黄豆和40克米糠制成960mL米糠蛋白奶(10.42mg黄豆+41.67mg米糠＝52.09mg原料/mL)
1.总蛋白含量(mg蛋白/mL)：
样品总蛋白含量＝(测定管A值-空白管A值)/(标准管A值-空白管A值)×标准管浓度×稀释倍数
(1)样品1：
第1次实验：(0.509-0.370)/(0.503-0.370)×0.563×250/18＝8.172mg蛋白/mL
第2次实验：(0.509-0.370)/(0.502-0.370)×0.563×250/18＝8.234mg蛋白/mL
第3次实验：(0.509-0.371)/(0.505-0.371)×0.563×250/18＝8.053mg蛋白/mL
(2)样品2：
第1次实验：(0.503-0.370)/(0.503-0.370)×0.563×250/17＝8.279mg蛋白/mL
第2次实验：(0.502-0.370)/(0.502-0.370)×0.563×250/17＝8.279mg蛋白/mL
第3次实验：(0.501-0.371)/(0.505-0.371)×0.563×250/17＝8.032mg蛋白/mL
样品含量一览表
2.黄豆蛋白和米糠蛋白含量
(1)样品1：
第1次实验：8.172mg蛋白/mL＝8.172mg/31.25mg＝261.504mg蛋白/g黄豆
第2次实验：8.234mg蛋白/mL＝8.234mg/31.25mg＝263.488mg蛋白/g黄豆
第3次实验：8.053mg蛋白/mL＝8.172mg/31.25mg＝261.504mg蛋白/mg黄豆
平均值±SD(蛋白/黄豆)：262.165±1.145mg/g
(2)样品2：
①黄豆蛋白含量：
第1次实验：0.261mg/mg×10.42mg＝2.720mg黄豆蛋白2.720mg/52.09mg原料＝52.217mg黄豆蛋白/g原料
第2次实验：0.263mg/mg×10.42mg＝2.740mg黄豆蛋白2.740mg/52.09mg原料＝52.601mg黄豆蛋白/g原料
第3次实验：0.261mg/mg×10.42mg＝2.720mg黄豆蛋白2.720mg/52.09mg原料＝52.217mg黄豆蛋白/g原料
平均值±SD(黄豆蛋白/原料)：52.345±0.222mg/g
②米糠蛋白含量：
第1次实验：8.279mg总蛋白-2.720mg黄豆蛋白＝5.559mg米糠蛋白5.559mg/52.09mg＝106.719mg米糠蛋白/g原料
第2次实验：8.279mg总蛋白-2.740mg黄豆蛋白＝5.539mg米糠蛋白5.539mg/52.09mg＝106.335mg米糠蛋白/g原料
第3次实验：8.032mg总蛋白-2.720mg黄豆蛋白＝5.312mg米糠蛋白5.312mg/52.09mg＝101.977mg米糠蛋白/g原料
平均值±SD(米糠蛋白/原料)：105.010±2.634mg/g
3.米糠蛋白提取率(样品2)：
第1次实验：5.559mg/41.67mg＝133.405mg米糠蛋白/g米糠
第2次实验：5.539mg/41.67mg＝132.925mg米糠蛋白/g米糠
第3次实验：5.312mg/41.67mg＝127.478mg米糠蛋白/g米糠
平均值±SD(米糠蛋白/米糠)：131.269±3.292mg/g
(五)结论(样品2)
米糠黄豆蛋白奶中含黄豆蛋白：52.345±0.222mg/g
米糠黄豆蛋白奶中含米糠蛋白：105.010±2.634mg/g
以稀黄豆豆浆(稀蛋白浆)为溶剂可从1g米糠中提取131.269±3.292mg米糠蛋白。
二、米糠黄豆蛋白奶中天然产物营养成分γ-oryzanol和isoflavone含量测定
用冷冻干燥的方法将1∶4(黄豆∶米糠，w/w)制成的米糠黄豆蛋白奶干燥，
米糠黄豆蛋白奶干燥，得率为：
实验1：187.2mg干粉/g原料(18.72％)
实验2：178.5mg干粉/g原料(17.85％)
实验3：190.2mg干粉/g原料(19.02％)
(一)γ-oryzanol含量测定
按照论文(余尚工，方念伯.Quantification of Vitamin E and γ-OryzanolComponents in Rice Germ and Bran Using LC-MS/MS.J.Agric.Food Chem.2007，55：7308-7313.)所描述的方法，来测定γ-oryzanol含量.
实验方法及过程(略)
1.γ-oryzanol and isoflavone富集提取物为干粉的：
实验1：22.52％
实验2：21.94％
实验3：22.34％
2.γ-oryzanol含量
实验1：2.412mg γ-oryzanols/g原料
实验2：2.225mg γ-oryzanols/g原料
实验3：2.412mg γ-oryzanols/g原料
平均值±SD：2.350mg γ-oryzanols/g原料±0.108
(二)isoflavone含量测定
按照论文(方念伯，余尚工.Comprehensive phytochemical profile of soyprotein isolate.J.Agric.Food Chem.2004，52：4012-4020)所描述的方法，来测定isoflavone含量。
实验方法及过程(略)
1.γ-oryzanol and isoflavone富集提取物的样品同上(见γ-oryzanol含量测定)
2.isoflavone含量
实验1：0.160mg isoflavones/g原料
实验2：0.146mg isoflavones/g原料
实验3：0.162mg isoflavones/g原料
平均值±SD：0.156mg isoflavones/g原料±0.009
Claims (1)
1.米糠蛋白提取工艺，其特征在于以稀豆蛋白浆为溶剂，提取米糠中的蛋白和其它天然产物营养物质，其工艺步骤为：
(1)稀蛋白浆的配制：以豆类为原料，按1∶3-1∶5的比例加自来水浸泡12小时，去水，再以豆类质量几十倍的水，按常规方法制成稀豆浆；
(2)原料米糠的处理：以米糠为原料，称取原料豆类质量数倍的米糠，按1∶3-1∶5的比例加冷开水浸泡1小时，去其上清液，加入上述稀豆蛋白浆，再加入米糠质量几十倍的的冷开水，混合；
(3)搅拌：将上述混合物置于搅拌桶内，保持转速30转/分钟-60转/分钟，搅拌0.5小时；
(4)过滤：将上述搅拌后的混合物，经30目、60目、100目、150目、300目组合网筛过滤，得到米糠蛋白浆产品。
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