CN103211163A - 一种脱蛋白大米的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种脱蛋白大米的加工方法，包括如下步骤：(1)清洗、除杂；(2)酶解和发酵：在反应罐中，按比例加入处理后的大米、净化水、蛋白水解酶和乳酸菌，其中大米与净化水的质量比例为1∶5～20，反应温度为10～60℃，反应时间为3～20小时，反应液的初始pH在4.5～9.5之间，蛋白水解酶的用量是大米总重量0。1％～5％，投入乳酸菌数量按每吨反应液加入109～1014的菌数加入到反应液中；(3)酶解和发酵结束后，进行沥干、清洗、干燥即得所述脱蛋白大米。本发明工艺简单、成本低，采用该技术加工的脱蛋白大米，产品外观、色泽、风味和口感与普通大米一致，蛋白质脱除率最高可在95％以上。
Description
技术领域
本发明涉及生物工程领域，具体是一种脱蛋白大米的加工方法。
背景技术
据我国科学家估计，我国慢性肾脏病人数有可能超过1个亿，城市中每10人中就有1例。医学研究表明，对于肾脏病患者，限制蛋白质的摄入，尤其降低生物利用率低的植物蛋白的摄入，适度提高优质蛋白，如蛋清蛋白、瘦肉类蛋白、鱼蛋白的摄入，能使蛋白尿程度降低和肾小球滤过功能的下降速度减慢，延缓慢性肾脏疾病的进展，推迟尿毒症出现的时机并缓解其临床症状，降低终末期肾脏病的相对危险度。我国有近60％的人口以大米为主食，采用生物技术生产低蛋白大米，可以满足需控制非优质蛋白质摄取量的人群的特殊需求。
目前，生产低蛋白质大米的方法包括：CN102499059A公开了一种低蛋白米的制备方法，其通过将野生稻与栽培稻杂交，并连续与栽培稻回交后多代自交，通过分子标记辅助选择技术等，经过筛选得到适于大面积生产并获得较高产量同时蛋白质含量低的品系；CN102599506A公开了一种低蛋白质构米的制备方法，以大米淀粉为原料，加入一定量的水，调节物料水分含量在10-80%，将物料加入挤压机中，利用改良挤压技术，分别经过一区混合预热、二区挤压输送、三区预糊化、四区糊化剪切及五区高压熔融过程，然后旋转切割成型，干燥至含水量为12-15%；《低蛋白大米生产工艺参数的优选》（粮食与饲料工业，2004年10期）报道了将粳米置于一定浓度、温度的盐酸溶液中浸泡数小时，使米中蛋白质部分溶出，以酸浸时间、酸浸温度、酸浓度为影响因素设计正交试验。研究结果表明：酸浓度为1.5mol/L、酸浸温度为30℃、酸浸时间为36h的作用效果最佳，在这一条件下，大米的蛋白质含量减少了32.40%，同时米粒的整米率、白度也达到很好的水平。上述方法中，采用基因工程方法存在成本昂贵的问题，采用挤压法会缺乏天然大米口感，而采用酸法浸泡的方式存在脱蛋白不彻底的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种脱蛋白大米的加工方法，其工艺简单、成本低，采用该技术加工的脱蛋白大米，产品外观、色泽、风味和口感与普通大米一致，蛋白质脱除率最高可在95%以上。
本发明采用如下技术方案实现：
一种脱蛋白大米的加工方法，包括如下步骤：
（1）清洗、除杂：将大米用饮用水或pH值在2-6之间的水溶液进行清洗，并除去杂质、沥干，所述pH值在2-6之间的水溶液为添加了柠檬酸、或乳酸、或盐酸的水溶液，柠檬酸、或乳酸、或盐酸在水溶液中的质量百分比浓度在0.1%～2.0%之间；
（2）酶解和发酵：在反应罐中，按比例加入处理后的大米、净化水、蛋白水解酶和乳酸菌，其中大米与净化水的质量比例为1:5～20，反应温度为10～60℃，反应时间为3～20小时，反应液的初始pH在4.5～9.5之间，蛋白水解酶的用量是大米总重量0.1%～5%，投入乳酸菌数量按每吨反应液加入109～1014的菌数加入到反应液中；所述蛋白水解酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、风味蛋白酶中的任意一种或任意两种混合而成的混合酶;当采用两种混合酶时，其中二者质量比例控制在1～3:3～0.5之间；当采用三种混合酶时，其中三者质量比例控制在1～3:3～0.5:3～0.5之间；
（3）酶解和发酵结束后，进行沥干、清洗、脱水/或干燥即得所述脱蛋白大米。
如上所述的脱蛋白大米的加工方法，所使用的乳酸菌为保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌、短乳杆菌、发酵乳杆菌、德氏乳酸杆菌、乳酸链球菌、丁二酮乳酸链球菌、乳酪链球菌、嗜热乳链球菌、植物乳杆菌的任意一种或任意两种混合而成的混合乳酸菌；当采用混合乳酸菌时，其中二者菌数或质量比例控制在1～3:3～1之间。
如上所述的脱蛋白大米的加工方法，当所使用的乳酸菌为混合乳酸菌时，保加利亚乳杆菌与嗜热乳酸链球菌，或德氏乳酸杆菌与嗜热乳酸链球菌，或德氏乳酸杆菌与保加利亚乳杆菌组合为优选。
如上所述的脱蛋白大米的加工方法，在步骤（2）之后，进行沥干、清洗后返回步骤（2）进行第二次酶解和发酵。
如上所述的脱蛋白大米的加工方法，在进行第二次酶解和发酵处理后，经过沥干、清洗后再返回步骤（2）进行第三次酶解和发酵。
可以理解的是，也可继续进行第四次或以上次数的酶解和发酵，具体处理次数以大米中蛋白质含量达到产品要求为止。
如上所述的脱蛋白大米的加工方法，所述步骤（3）具体为：将沥干、清洗后的大米在温度70～115℃条件下进行烘干或自然晾干，控制产品水分含量在10%以内。
如上所述的脱蛋白大米的加工方法，所述步骤（3）具体为：将沥干、清洗后的大米烘干或自然晾干到水分含量在30-70%时，低温保存或经过包装、杀菌、冷却成为一种脱蛋白大米的方便米饭产品。
如上所述的脱蛋白大米的加工方法，所述的低温保存是指在-30℃到-40℃速冻后，在-18℃冷库中保存；所述包装使用耐高温杀菌的塑料薄膜蒸煮袋或金属罐；所述杀菌温度在80-130℃，时间在10-60min。
如上所述的脱蛋白大米的加工方法，当发酵过程中使用植物乳杆菌时，还可以通入少量空气，通气量为每分钟每吨反应液通入0.2-2立方空气。
一种脱蛋白大米的加工方法，包括如下步骤：
（1）清洗、除杂：将大米用饮用水或pH值在2-6之间的水溶液进行清洗，并除去杂质、沥干，所述pH值在2-6之间的水溶液为添加了柠檬酸、或乳酸、或盐酸的水溶液，柠檬酸、或乳酸、或盐酸在水溶液中的质量百分比浓度在0.1%～2.0%之间；
（2）酶解：在反应罐中，按比例加入处理后的大米、净化水、蛋白水解酶，其中大米与净化水的质量比例为1:5～20，反应温度为10～60℃，反应时间为3～20小时，反应液的初始pH在4.5～9.5之间，蛋白水解酶的用量是大米总重量0.1%～5%；所述蛋白水解酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、风味蛋白酶中的任意一种或任意两种或任意三种混合而成的混合酶;当采用两种混合酶时，其中二者质量比例控制在1～3:3～0.5之间；当采用三种混合酶时，其中三者质量比例控制在1～3:3～0.5:3～0.5之间；
（3）酶解结束后，进行沥干、清洗、脱水/或干燥即得所述脱蛋白大米。
本发明采用蛋白酶可以有效脱除大米中的蛋白质，蛋白酶与乳酸菌联合发酵可进一步加强脱蛋白效果；同时，乳酸菌发酵可以有效改善大米的风味，提高大米中蛋白的溶出和脱除效果；此外，乳酸菌还能产生乳酸和细菌素，可以起到抑制杂菌生产，提高产品品质的作用。采用该技术加工的脱蛋白大米，产品外观、色泽、风味和口感与普通大米一致，大米中蛋白质含量低，蛋白质脱除率最高可在95%以上，大米在制作成米饭或稀饭后，口感风味良好，米粒的弹性、硬度、黏附性、胶着性和咀嚼性等均与未脱蛋白的大米基本一致。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
天然优质大米用饮用水清洗，沥干，然后进行第一次酶解和发酵：在反应罐中，按比例加入大米、净化水、碱性蛋白酶、德氏乳酸杆菌（L．delbrueckii），大米与净化水的质量比例为1:10，反应温度为45℃，反应时间为20小时，初始pH7.0。碱性蛋白酶的添加量为原料大米重量的1%，德氏乳酸杆菌（L．delbrueckii）按每吨反应液中加入1012的菌数加入到反应液中。
第一次酶解和发酵结束后，沥干，清洗，在95℃真空干燥至水分在9%，脱蛋白后的大米中蛋白质含量可由7.5%降低到1.9%，大米中蛋白质脱除率为75%。
实施例2
天然优质大米用饮用水清洗，沥干，然后进行第一次酶解和发酵：在反应罐中，按比例加入大米、净化水、中性蛋白酶、保加利亚乳杆菌，大米与净化水的质量比例为1:15，反应温度为41℃，反应时间为10小时，初始pH7.0。中性蛋白酶的添加量为原料大米重量的1.5%；保加利亚乳杆菌按每吨反应液加入3×1012的菌数加入到反应液中。
第一次酶解和发酵结束后，沥干，清洗，然后进行第二次酶解和发酵：在第二个反应罐中按比例加入大米、净化水、木瓜蛋白酶、嗜热乳酸链球菌(S.thermophilus)进行第二次处理，大米与净化水的质量比例为1:12，反应温度为45℃，反应时间为16小时，初始pH在6.5，木瓜蛋白酶的加量为原料大米重量的1.5%，嗜热乳酸链球菌(S.thermophilus)按每吨反应液加入2×1012的菌数加入到反应液中，处理8小时，第二次处理完成后，大米与液体分离，沥干，清洗，在90℃真空干燥至水分在8%，脱蛋白后的大米中蛋白质含量可由7.5%降低到0.75%，大米中蛋白质脱除率为90%。
实施例3
天然优质大米用质量百分比浓度为0.5%柠檬酸水清洗，沥干，然后进行第一次酶解和发酵：在反应罐中，按比例加入大米、净化水、木瓜蛋白酶、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum），大米与净化水的质量比例为1:8，反应温度为30℃，反应时间为18小时，初始pH6.0。木瓜蛋白酶的添加量为原料大米重量的2.5%，植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）按每吨反应液加入4×1012的菌数加入到反应液中，在发酵过程中可以间断性通气，通气量每分钟每吨反应液0.5立方空气，植物乳杆菌为兼性好氧菌，适当通气可以有利于生长，提高兼性好氧乳酸菌细胞增殖和发酵的效果。
第一次酶解和发酵结束后，沥干，清洗，然后进行第二次酶解和发酵：在第二个反应罐中按比例加入大米、净化水、风味蛋白酶、丁二酮乳酸链球菌(S.diacetilactis)进行第二次处理，大米与净化水的质量比例为1:10，反应温度为40℃，反应时间为9小时，初始pH在6.5。风味蛋白酶的添加量为原料大米重量的2.5%，丁二酮乳酸链球菌(S.diacetilactis)按每吨反应液加入2×1012的菌数加入到反应液中，处理18小时，第二次处理完成后，大米与液体分离，沥干，清洗，在110℃真空干燥至水分在50%，脱蛋白后的含50%水分大米中蛋白质含量由4.0%降低到0.35%，蛋白质脱除率达到91.2%。将大米用耐高温杀菌的PP塑料盒包装、封盖，121℃，杀菌45min，冷却到常温，即为低蛋白方便米饭，产品的口感风味良好，米粒的弹性、硬度、黏附性、胶着性和咀嚼性等与未脱蛋白的大米基本一致。
实施例4
天然优质大米用质量百分比浓度为1.0%柠檬酸水清洗，沥干，然后进行第一次酶解和发酵：在反应罐中，按比例加入大米、净化水、碱性蛋白酶与胃蛋白酶、德氏乳酸杆菌（L．delbrueckii）与嗜热乳酸链球菌(S.thermophilus)，大米与净化水的质量比例为1:15，反应温度为40℃，反应时间为18小时，初始pH6.0。碱性蛋白酶与胃蛋白酶混合而成的混合酶的添加量为原料大米重量的3.0%，碱性蛋白酶与胃蛋白酶的质量比为1:1，德氏乳酸杆菌（L．delbrueckii）与嗜热乳酸链球菌(S.thermophilus)混合而成的混合乳酸菌按每吨反应液加入1013的总菌数加入到反应液中，德氏乳酸杆菌（L．delbrueckii）与嗜热乳酸链球菌(S.thermophilus)的质量比例为1:1；
第一次酶解和发酵结束后，沥干，清洗，然后进行第二次酶解和发酵：在第二个反应罐中按比例加入大米、净化水、木瓜蛋白酶与胃蛋白酶、德氏乳酸杆菌（L．Delbrueckii）与保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus）进行第二次处理，大米与净化水的质量比例为1:16，反应温度为50℃，反应时间为16小时，初始pH在6.5。木瓜蛋白酶与胃蛋白酶混合而成的混合酶的添加总量为原料大米重量的2.0%，其中木瓜蛋白酶与胃蛋白酶的质量比例为1:2；德氏乳酸杆菌（L．Delbru-eckii）与保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus）混合而成的混合乳酸菌按每吨反应液加入3×1012的总菌数加入到反应液中，其中德氏乳酸杆菌（L．Delbru-eckii）与保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus）的质量比例为2:1，处理20小时，第二次处理完成后，大米与液体分离，沥干，清洗，在105℃真空干燥至水分在10%，脱蛋白后的大米中蛋白质含量由7.5%降低到0.30%，大米中蛋白质脱除率为96%，产品的口感风味良好，制作成米饭或稀饭后，米粒的弹性、硬度、黏附性、胶着性和咀嚼性等与未脱蛋白的大米基本一致。
实施例5
天然优质大米用质量百分比浓度为2.0%柠檬酸水清洗，沥干，然后进行第一次酶解和发酵：在反应罐中，按比例加入大米、净化水、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶、德氏乳酸杆菌（L．delbrueckii）与嗜热乳酸链球菌(S.thermophilus)，大米与净化水的质量比例为1:15，反应温度为40℃，反应时间为18小时，初始pH6.0。碱性蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶混合而成的混合酶的添加量为原料大米重量的3.0%，碱性蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶的质量比为1:1:1，德氏乳酸杆菌（L．delbrueckii）与嗜热乳酸链球菌(S.thermophilus)混合而成的混合乳酸菌按每吨反应液加入1013的总菌数加入到反应液中，德氏乳酸杆菌（L．delbrueckii）与嗜热乳酸链球菌(S.thermophilus)的质量比例为1:1；
第一次酶解和发酵结束后，沥干，清洗，然后进行第二次酶解和发酵：在第二个反应罐中按比例加入大米、净化水、木瓜蛋白酶与胃蛋白酶、德氏乳酸杆菌（L．Delbrueckii）与保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus）进行第二次处理，大米与净化水的质量比例为1:16，反应温度为50℃，反应时间为16小时，初始pH在6.5。木瓜蛋白酶与胃蛋白酶混合而成的混合酶的添加总量为原料大米重量的2.0%，其中木瓜蛋白酶与胃蛋白酶的质量比例为1:2；德氏乳酸杆菌（L．Delbru-eckii）与保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus）混合而成的混合乳酸菌按每吨反应液加入3×1012的总菌数加入到反应液中，其中德氏乳酸杆菌（L．Delbru-eckii）与保加利亚乳杆菌（L.bulgaricus）的质量比例为2:1，处理20小时，第二次处理完成后，大米与液体分离，沥干，清洗，在105℃真空干燥至水分在10%，脱蛋白后的大米中蛋白质含量由7.5%降低到0.20%，大米中蛋白质脱除率为97%，产品的口感风味良好，制作成米饭或稀饭后，米粒的弹性、硬度、黏附性、胶着性和咀嚼性等与未脱蛋白的大米基本一致。
实施例6
天然优质大米用质量百分比浓度为1.5%柠檬酸水清洗，沥干，然后进行第一次酶解：在反应罐中，按比例加入大米、净化水、碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶，大米与净化水的质量比例为1:15，反应温度为40℃，反应时间为18小时，初始pH6.0。碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶混合而成的混合酶的添加量为原料大米重量的5.0%，碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶的质量比为1:1:1；
第一次酶解结束后，沥干，清洗，然后进行第二次酶解：在第二个反应罐中按比例加入大米、净化水、木瓜蛋白酶与胃蛋白酶进行第二次酶解处理，大米与净化水的质量比例为1:16，反应温度为50℃，反应时间为16小时，初始pH在6.5。木瓜蛋白酶与胃蛋白酶混合而成的混合酶的添加总量为原料大米重量的2.0%，其中木瓜蛋白酶与胃蛋白酶的质量比例为1:2，处理20小时，第二次酶解理完成后，大米与液体分离，沥干，清洗，在105℃真空干燥至水分在10%，脱蛋白后的大米中蛋白质含量由7.5%降低到0.50%，大米中蛋白质脱除率为93%，产品的口感风味良好，制作成米饭或稀饭后，米粒的弹性、硬度、黏附性、胶着性和咀嚼性等与未脱蛋白的大米基本一致。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种脱蛋白大米的加工方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）清洗、除杂：将大米用饮用水或pH值在2-6之间的水溶液进行清洗，并除去杂质、沥干，所述pH值在2-6之间的水溶液为添加了柠檬酸、或乳酸、或盐酸的水溶液，柠檬酸、或乳酸、或盐酸在水溶液中的质量百分比浓度在0.1%～2.0%之间；
（2）酶解和发酵：在反应罐中，按比例加入处理后的大米、净化水、蛋白水解酶和乳酸菌，其中大米与净化水的质量比例为1:5～20，反应温度为10～60℃，反应时间为3～20小时，反应液的初始pH在4.5～9.5之间，蛋白水解酶的用量是大米总重量0.1%～5%，投入乳酸菌数量按每吨反应液加入109～1014的菌数加入到反应液中；所述蛋白水解酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、风味蛋白酶中的任意一种或任意两种或任意三种混合而成的混合酶;当采用两种混合酶时，其中二者质量比例控制在1～3:3～0.5之间；当采用三种混合酶时，其中三者质量比例控制在1～3:3～0.5:3～0.5之间。
（3）酶解和发酵结束后，进行沥干、清洗、脱水/或干燥即得所述脱蛋白大米。
2.如权利要求1所述的脱蛋白大米的加工方法，其特征在于：所使用的乳酸菌为保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、瑞士乳杆菌、短乳杆菌、发酵乳杆菌、德氏乳酸杆菌、乳酸链球菌、丁二酮乳酸链球菌、乳酪链球菌、嗜热乳链球菌、植物乳杆菌的任意一种或任意两种混合而成的混合乳酸菌；当采用混合乳酸菌时，其中二者菌数或质量比例控制在1～3:3～1之间。
3.如权利要求2所述的脱蛋白大米的加工方法，其特征在于：当所使用的乳酸菌为混合乳酸菌时，保加利亚乳杆菌与嗜热乳酸链球菌，或德氏乳酸杆菌与嗜热乳酸链球菌，或德氏乳酸杆菌与保加利亚乳杆菌组合为优选。
4.如权利要求1-3任一权利要求所述的脱蛋白大米的加工方法，其特征在于：在步骤（2）之后，进行沥干、清洗后返回步骤（2）进行第二次酶解和发酵。
5.如权利要求4所述的脱蛋白大米的加工方法，其特征在于：在进行第二次酶解和发酵处理后，经过沥干、清洗后再返回步骤（2）进行第三次酶解和发酵。
6.如权利要求1所述的脱蛋白大米的加工方法，其特征在于：所述步骤（3）具体为：将沥干、清洗后的大米在温度70～115℃条件下进行烘干或自然晾干，控制产品水分含量在10%以内。
7.如权利要求1所述的脱蛋白大米的加工方法，其特征在于：所述步骤（3）具体为：将沥干、清洗后的大米烘干或自然晾干到水分含量在30-70%时，低温保存或经过包装、杀菌、冷却成为一种脱蛋白大米的方便米饭产品。
8.如权利要求7所述的脱蛋白大米的加工方法，其特征在于：所述的低温保存是指在-30℃到-40℃速冻后，在-18℃冷库中保存；所述包装使用耐高温杀菌的塑料薄膜蒸煮袋或金属罐；所述杀菌温度在80-130℃，时间在10-60min。
9.如权利要求2所述的脱蛋白大米的加工方法，其特征在于：当发酵过程中使用植物乳杆菌时，还可以通入少量空气，通气量为每分钟每吨反应液通入0.2-2立方空气。
10.一种脱蛋白大米的加工方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）清洗、除杂：将大米用饮用水或pH值在2-6之间的水溶液进行清洗，并除去杂质、沥干，所述pH值在2-6之间的水溶液为添加了柠檬酸、或乳酸、或盐酸的水溶液，柠檬酸、或乳酸、或盐酸在水溶液中的质量百分比浓度在0.1%～2.0%之间；
（2）酶解：在反应罐中，按比例加入处理后的大米、净化水、蛋白水解酶，其中大米与净化水的质量比例为1:5～20，反应温度为10～60℃，反应时间为3～20小时，反应液的初始pH在4.5～9.5之间，蛋白水解酶的用量是大米总重量0.1%～5%；所述蛋白水解酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、风味蛋白酶中的任意一种或任意两种或任意三种混合而成的混合酶;当采用两种混合酶时，其中二者质量比例控制在1～3:3～0.5之间；当采用三种混合酶时，其中三者质量比例控制在1～3:3～0.5:3～0.5之间；
（3）酶解结束后，进行沥干、清洗、脱水/或干燥即得所述脱蛋白大米；
或在步骤（2）进行第一次酶解处理后，进行沥干、清洗再返回步骤（2）进行第二次酶解处理。
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