CN101869173B - 酶碱法提取大米蛋白粉的方法 - Google Patents
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Abstract
一种酶碱法提取大米蛋白粉的方法，该方法是以米渣为原料，经水洗除糖、胶体磨细化，淀粉酶去残留淀粉，碱性蛋白酶预提、加碱提取，离心取上清液调至中性，灭酶杀菌后，喷雾干燥制得大米蛋白粉。使用该工艺生产的大米蛋白粉色泽淡黄色，口感细腻，溶解性好，理化功能上得到很好的保持。整个工艺简单，投资设备少，产品的得率及纯度高，溶解性好，产品质量易控制，非常适合实践推广，为大米蛋白的提取提供了新的途径。
Description
技术领域：
本发明涉及食品领域，具体地说涉及一种用于食品生产的优质植物蛋白资源的大米蛋白粉的深加工技术。
背景技术：
稻谷是重要的粮食作物，据统计，全球约有一半人口都以大米为主食，世界稻谷生产和消费的主要地区是亚洲，消费量占世界总量的91％，我国的稻谷产量占据其中的37％，居世界首位。大米加工中的副产品-碎米、米渣、米糠等含有许多极具开发价值的成分。米渣是发酵工业生产味精、乳酸、柠檬酸等及淀粉糖生产的副产物，具有良好的氨基酸组成配比，含有机体所需的必需氨基酸，具有极大的回收利用价值。由于大米蛋白具有低过敏性和高营养价值，所以食品市场前景也比较开阔。
目前对大米蛋白的研究较多，大米蛋白的应用也越来越广泛，如生产大米蛋白粉、水解大米蛋白、大米改性蛋白、高附加值肽、生物活性肽及抗性蛋白；作为多种食品的添加剂，如混合饮料、布丁、冰淇淋、婴儿食品等的添加剂。大米蛋白不仅具有独特的营养功能，还具有降低血清中胆固醇含量等的保健功能。尽管大米蛋白的用量和需求日趋增加，但它在食品行业的应用却十分有限，主要是由于它的提取方法不完善，水溶性及其功能性质也不理想。
大米蛋白提取目的是为了获取高纯度的大米蛋白产品。米粉、米渣、米糠等原料都可以用来制备大米蛋白，本发明在借鉴以往传统提取蛋白质开发成功的基础上，结合食品蛋白开发对于高得率、高纯度、功能性质好的要求，提出了一种酶碱法提取大米蛋白粉的方法。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种酶碱法提取大米蛋白粉的方法，是根据大米蛋白的特点，制得高得率、高纯度、功能性质好的大米蛋白粉的新工艺。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种酶碱法提取大米蛋白粉的方法，该方法包括下述顺序的步骤：
a、备料：以米渣为原料，将米渣粉碎后，过100目筛备用；该原料米渣可为生产主产品淀粉糖、味精、乳酸或柠檬酸的副产物中的一种。
b、水洗去糖，细化：因为米渣中夹杂着一定含量的可溶性糖分，利用高温水洗可部分去除，按1g米渣粉加8～10ml水的比例于米渣中加入水于80～90℃水洗1～2次，以去除原料中部分可溶性糖，水洗时间为1.0～1.5h；将去糖后的米渣粉进行细化30-60秒，离心，取沉淀物，主要是由于在主产品的制备过程中，大米蛋白在高温条件下发生变性，形成了一些糖蛋白大颗粒物质以及蛋白质被糊精包裹，所以利用物理方法将这种包裹打开，有利于下一步的蛋白提取；
上述提及的细化是指胶体磨细化、或超声波细化中的一种；提及的离心的转速为4000～5000r/min，时间为10～15min。
c、去残留淀粉：按1g沉淀物加8～10ml水的比例于上述沉淀物中加入水，再按1克沉淀物加120～150u酶活力的比例加入耐高温α淀粉酶于90～95℃酶解60～90min，酶解pH值为4.5～4.6，然后离心，离心转速为4000～5000r/min，离心时间为10～15min，取沉淀物；
d、加酶预提，加碱提取：按1g沉淀物加6～8ml水的比例于c步骤得到的沉淀物中先加入水，再按1克沉淀物加1000～1200u酶活力的比例加入碱性蛋白酶于45～50℃下酶解120～150min，酶解pH值为7.5～8.0；然后用0.5～1.5mol/L NaOH溶液调节pH值为12进行碱提，提取温度50～55℃，提取时间120～150min；离心，离心的转速为4000～5000r/min，时间为10～15min，取上清液；本发明选用碱法继续提取大米蛋白，目的是进一步提高大米蛋白的提取率，提高原料和设备的利用率。
e、灭酶杀菌，干燥：用4-5mol/L HCl溶液调节上述上清液pH值为7.0，再于80℃～100℃灭酶杀菌5～10min，干燥，即得大米蛋白粉。
上述e步骤中的干燥为喷雾干燥、或浓缩后冷冻干燥中的一种，优选喷雾干燥。
本发明在控制产品提取率方面，提出了先用排杂法去掉原料中较高含量的糖分及制糖过程中残留的部分淀粉与糊精，然后选用碱性蛋白酶进行预提，再将体系的PH调节至12，利用大米蛋白的碱溶性进一步提取。本发明提供了一种大米蛋白提取的新的途径，整个工艺简单，投资设备少，产品的得率及纯度高，溶解性好，产品质量易控制，非常适合实践推广。
由本发明的方法生产所得产品与现有技术方法(碱法和蛋白酶法提取)生产所得产品相比，结果见下表：
| 本发明产品 | 碱法提取产品 | 蛋白酶法提取产品 | |
| 色泽 | 色泽淡黄且均匀 | 色泽暗黄 | 色泽暗黄 |
| 口感 | 口感细腻 | 口感粗糙 | 口感粗糙 |
| 气味 | 无怪味，有大米蛋白特有的气味 | 无异味 | 无异味 |
| 形态组织 | 粉末状且均匀 | 粉末状，粗粒较多 | 粉末状，粗细不均 |
| 蛋白质含量 | 90-95％ | 70-75％ | 65-70％ |
| 蛋白质提取率 | ＞60％ | 10-20％ | 20-30％ |
由上表可知，本发明产品呈粉末状，色泽淡黄且均匀，口感细腻，无怪味，有大米蛋白特有的气味，且大米蛋白粉提取率在60％以上，蛋白质含量为90-95％。且本发明产品的脂肪含量在2％以下，水分4-5％，微生物及其它卫生指标均符合药品标准。
本发明的有益效果是，采用排杂方法对原料进行纯化。首先，能去除可溶性糖分，能提高最后产品的纯度，另外，酶碱提取时，能充分增加酶、碱液与大米蛋白分子的接触机会，从而能提高蛋白提取率。使用胶体磨细化米渣，是利用物理的方法打开一些糖蛋白大颗粒物质以及糊精对大米蛋白的包裹；先用碱性蛋白酶预提，然后利用碱溶原理来提取的方法，可极大提高蛋白的提取率；干燥方法选用喷雾干燥，这种方法样品受热时间短，能很好的保持大米蛋白的功能性质，防止进一步的不良变性。
具体实施方式：
实施例1：
取粉碎过100目筛后的米渣粉100g，按1g米渣粉加水8ml的比例加水，调节温度至80℃，保温1.5h，水洗1次后，倒入胶体磨中细化30s后，于5000r/min，10min条件下离心取沉淀；再按1g沉淀物加水8ml的比例加水配比，调节pH至4.5，并按1g沉淀物加150u酶活力的耐高温α淀粉酶的比例加入耐高温α淀粉酶，升温至90℃，保温90min，再于5000r/min，10min条件下离心取沉淀；然后按1g沉淀物加水6ml的比例加水配比，调节pH值为7.5，在45℃下，按1g沉淀物加1200u酶活力的碱性蛋白酶的比例加入碱性蛋白酶，提取时间150min，酶解完成后，用1mol/L NaOH溶液将体系pH调节至12进行碱提，提取温度50℃，提取时间150min，于5000r/min，10min条件下离心取上清液，用5mol/L HCl溶液调节上清液pH至7.0，升温至80℃，保持10min灭酶杀菌，最后将上清液进行喷雾干燥，即得大米蛋白粉43.85g。大米蛋白提取率为66.55％，蛋白质含量为94.10％，脂肪含量1.2％，水分含量5％。
实施例2：
取粉碎过100目筛后的米渣粉100g，按1g米渣粉加水10ml的比例加水，调节温度至90℃，保温1h，水洗2次后，利用超声波细化60s后，于4000r/min，15min条件下离心取沉淀；再按1g沉淀物加水10ml的比例加水配比，调节pH至4.6，并按1g沉淀物加120u酶活力的耐高温α淀粉酶的比例加入耐高温α淀粉酶，升温至95℃，保温60min，再于4000r/min，15min条件下离心取沉淀；然后按1g沉淀物加水8ml的比例加水配比，调节pH值为8.0，在50℃下，按1g沉淀物加1000u酶活力的碱性蛋白酶的比例加入碱性蛋白酶，提取时间120min，酶解完成后，用0.5mol/L NaOH溶液将体系pH调节至12进行碱提，提取温度55℃，提取时间120min，于4000r/min，15min条件下离心取上清液，用4mol/L HCl溶液调节上清液pH至7.0，升温至100℃，保持5min灭酶杀菌，最后将上清液进行喷雾干燥，即得大米蛋白粉44.85g。大米蛋白提取率为68.36％，蛋白质含量为94.50％，脂肪含量1.0％，水分含量4.5％。
实施例3：
取粉碎过100目筛后的米渣粉100g，按1g米渣粉加水9ml的比例加水，调节温度至85℃，保温1.2h，水洗1次后，倒入胶体磨中细化45s后，于4500r/min，12min条件下离心取沉淀；再按1g沉淀物加水9ml的比例加水配比，调节pH至4.5，并按1g沉淀物加140u酶活力的耐高温α淀粉酶的比例加入耐高温α淀粉酶，升温至92℃，保温75min，再于4500r/min，12min条件下离心取沉淀；然后按1g沉淀物加水7ml的比例加水配比，调节pH值为7.8，在48℃下，按1g沉淀物加1100u酶活力的碱性蛋白酶的比例加入碱性蛋白酶，提取时间135min，酶解完成后，用1.5mol/L NaOH溶液将体系pH调节至12进行碱提，提取温度52℃，提取时间135min，于4500r/min，12min条件下离心取上清液，用4.5mol/L HCl溶液调节上清液pH至7.0，升温至90℃，保持8min灭酶杀菌，最后将上清液浓缩后冷冻干燥，即得大米蛋白粉44.6g。大米蛋白提取率为61.47％，蛋白质含量为94.26％，脂肪含量1.1％，水分含量5％。
Claims (3)
1.一种酶碱法提取大米蛋白粉的方法，其特征在于：该方法包括下述顺序的步骤：
a、备料：以米渣为原料，将米渣粉碎后，过100目筛备用；
b、水洗去糖，细化：按1g米渣粉加8～10ml水的比例于米渣中加入水于80～90℃水洗1～2次，以去除原料中部分可溶性糖，水洗时间为1.0～1.5h；将去糖后的米渣粉进行细化30-60秒，离心，取沉淀物；
c、去残留淀粉：按1g沉淀物加8～10ml水的比例于上述沉淀物中加入水，再按1克沉淀物加120～150u酶活力的比例加入耐高温α淀粉酶于90～95℃酶解60～90min，酶解pH值为4.5～4.6，然后离心，取沉淀物；
d、加酶预提，加碱提取：按1g沉淀物加6～8ml水的比例于c步骤得到的沉淀物中先加入水，再按1克沉淀物加1000～1200u酶活力的比例加入碱性蛋白酶于45～50℃下酶解120～150min，酶解pH值为7.5～8.0；然后用0.5～1.5mol/L NaOH溶液调节pH值为12进行碱提，提取温度50～55℃，提取时间120～150min；离心，取上清液；
e、灭酶杀菌，干燥：用4-5mol/L HCl溶液调节上述上清液pH值为7.0，再于80℃～100℃灭酶杀菌5～10min，干燥，即得大米蛋白粉。
2.根据权利要求1所述的酶碱法提取大米蛋白粉的方法，其特征在于：所述a步骤中选用的原料米渣为生产淀粉糖、味精、乳酸或柠檬酸的副产物。
3.根据权利要求1所述的酶碱法提取大米蛋白粉的方法，其特征在于：所述b步骤中的细化是指胶体磨细化、或超声波细化。
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