CN103409491A - 一种大米蛋白寡肽的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大米蛋白寡肽的制备方法，该方法包括原料预处理、粉碎、调浆、洗涤、调浆、反应、浓缩、脱水等步骤。本发明方法提高了酶反应底物，最大程度的发挥了酶制剂的效率，从而减少了酶制剂的使用量，避免了可溶性的寡肽产品与其他可溶性的杂质的分离纯化，产品的蛋白干基含量大于90%，灰分含量小于2.7%，脂肪含量小于0.1%，蛋白提取率在70%以上，分子量在200～700的寡肽占蛋白总量达到了91.5%以上，产品全溶于水，可广泛应用于保健食品、营养食品、运动员食品等领域，大大提高稻米深加工的附加值。

Description

一种大米蛋白寡肽的制备方法

【技术领域】

本发明属于稻米深加工技术领域。更具体地，本发明涉及一种大米蛋白肽的制备方法。 

【背景技术】

大米蛋白具有优良的营养品质，其营养价值远高于玉米、小麦等植物蛋白，可与鸡蛋、牛奶等优质动物蛋白媲美。大米蛋白的氨基酸组成与WHO/FAO推荐的理想模式非常接近。大米蛋白的蛋氨酸含量高达2.2%，这是其它植物蛋白质，甚至很多动物蛋白质无法比拟的。大米蛋白质中的精氨酸含量也较高，而且大米蛋白质具有低过敏性，是目前唯一可以免于过敏性实验的谷物，用于婴幼儿食品具有独特的优势。 

大米中蛋白质的含量约为6～8%，从经济性角度看，大米中蛋白质含量偏低，直接从大米中提取蛋白质原料消耗大，不适合于大规模工业应用。而大米深加工中的副产品米渣蛋白质含量达一般达到约50～60%，且与大米蛋白有几乎相同的价值，是提取大米蛋白的理想原料。在淀粉糖生产中每消耗7吨大米将产生1吨米渣，而这些米渣多以干粉的形式廉价卖给饲料厂，就蛋白资源而言这是一种极大的浪费。因此，提取米渣蛋白既能满足人们对高品质蛋白的需求，又能发挥米渣的作用，其增值效果非常明显，利用米渣提取蛋白具有极其深远的意义。 

但是，大米蛋白中80%是分子量较大的谷蛋白，溶解性较差，在淀粉糖加工中长时间高温作用后，它几乎完全变性絮凝，溶解性更差，进而影响其乳化性、起泡性、持水性、持油性等性能，于是限制其在食品工业中的应用。 

肽是一类由氨基酸组成、生理活性强的物质。其主要作用是激活体内有关酶系，促进中间代谢膜的通透性或通过控制DNA转录或翻译而影响特异的蛋白合成，最终产生特异的生理效应或发挥其药理作用。一般由10个以下氨基酸组成的肽被称为寡肽，由10个以上氨基酸组成的肽称为蛋白肽，由50个以上氨基酸组成的蛋白肽称为蛋白质。 

大米蛋白寡肽是大米蛋白经蛋白酶作用而得到的蛋白水解产物，主要含有混合肽组分及少量游离氨基酸、糖类和无机盐等。它的氨基酸组成与大米蛋白氨基酸组成相近，必需氨基酸平衡良好。现代生物代谢试验发现，大部分呈肽形态的蛋白能被人体直接吸收，且二肽和三肽的吸收速率比同一组成的氨基酸快，因此，大米蛋白寡肽在肠道的吸收率最好，并能作为生物活性肽在组织水平上引起机体的生物学效应。大米蛋白肽分子量通常在5000以下，一些功能性低聚肽分子量较小，由2-6个氨基酸组成，其分子量分布以低于1000的为主，主要出峰位置在分子量200-700的范围内。 

因此，将不溶性的大米蛋白酶解成为大米蛋白寡肽，除了保持了大米蛋白的优良品质，而且随着溶解性的提高，其乳化性、起泡性等性能随之提高。大米蛋白寡肽除了具有一般蛋白质的营养作用外，对人体还具有非常重要的不可替代的调节作用，这种作用几乎涉及到人体的所有生理活动。因此，在以营养学为基础的食物结构调整以满足人体必需的氨基酸需要的同时，适当补充某些活性肽对促进体质提高，增强防病、抗病能力，延缓衰老都具有深远的意义。因此，大米蛋白寡肽是当今营养食品工业最优质、最具技术含量和市场前景的高档功能性蛋白添加剂，可广泛应用于保健食品、营养食品、运动员食品等领域。 

但是目前天然存在的肽是很少的，现在肽的生产主要是由蛋白水解而得到，蛋白水解的方法主要有酸法、碱法和酶法，其中酸法和碱 法都有成本高、工艺复杂、水解程度不易控制、对环境污染严重等缺点，而且在高碱或高酸的情况下，蛋白与糖和油脂等杂质发生反应，产生褐色物质，甚至产生有害物质，它们都会影响最终多肽产品的品质。酶法水解蛋白反应较温和，无不良副反应发生，但酶作用的单一性使得通过一种酶很难达到理想的水解效果，而且蛋白提取率低，所得产品分子量分布较宽、活性肽所占比例低等缺点，如CN200610010960.1提出了一种复合酶法生产米淀粉和米蛋白多肽粉的方法，其中使用了碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶和风味蛋白酶四种蛋白酶，经过水解反应得到的上清液在处理后得到米蛋白多肽粉。该方法的米蛋白多肽粉产品得率85％，该米蛋白多肽粉含有80％蛋白，可溶性肽占蛋白总量50％以上，生物活性肽占蛋白总量20％以上。CN200610086357.1公开了一种大米淀粉和大米蛋白的制备方法，以碎米、陈米、籼米、粳米或糯米为原料，经粉碎、超微粉碎、碱性蛋白酶酶解反应、离心分离，上清液加热灭酶，浓缩、喷雾干燥制得大米蛋白，其纯度65％。CN200810163917.8公开了一种以米渣蛋白为原料生产米蛋白多肽粉的方法。该发明以淀粉糖厂的副产品米渣蛋白为原料，经过洗涤、二次蛋白酶水解、脱盐、干燥等一系列工序制得食品级的米蛋白多肽粉。所制得的米蛋白多肽粉中蛋白重量百分含量为≥77％，其中分子量在1000左右的小肽占蛋白总量的67％。 

米蛋白多肽粉不但保持了米蛋白本身低过敏性，高生物价等优势，而且由于其中含有了大量的小肽，在消化吸收和保健功能方面有显著的功能。为了解决现有技术的不利之处，本发明人经过多次试验，研究完成了本发明。 

【发明内容】

[要解决的技术问题] 

本发明的目的是提供一种大米蛋白寡肽的制备方法。 

[技术方案] 

本发明是通过下述技术方案实现的。 

本发明一种大米蛋白寡肽的制备方法。 

所述方法的步骤如下： 

A、原料预处理 

将蛋白含量为以米渣总重量计50%～60%的米渣粉碎到100～120目，得到一种米渣粉； 

B、调浆 

往所述的米渣粉中加水，得到米渣蛋白浓度为以重量计18%～22%的料液，再用以重量计8%～12%NaOH水溶液将所述料液的pH值调节至7.3～7.5，然后加热至温度75～80℃，在这个温度下反应1.5～2h；接着将所述料液的温度降到50～55℃； 

C、洗涤 

将步骤B得到的料液使用旋流器在进料压力0.4～0.5MPa、底流压力0.2～0.25MPa、进料流量4.8～5t/h与洗水量4.5～4.8t/h的条件下洗涤除去其料液中的杂质，收集旋流重相； 

D、调浆 

使用饱和Ca(OH)₂水溶液将步骤C得到的旋流重相料液的pH值调节至9.0～9.2，再按照所述旋流重相料液中干物质重量的0.3%～0.4%添加碱性蛋白酶； 

E、反应 

在温度50～55℃下，往在步骤D得到的料液中滴加饱和Ca(OH)₂水溶液，将所述料液的pH值调节至9.0～9.2，并在所述pH与所述温度的条件下反应1～1.5h；然后停止滴加Ca(OH)₂水溶液，继续反应20～30min，待所述料液的pH值降低至6.8～7.0时，再按照所述料液中的干物质重量的0.3%～0.4%添加中性蛋白酶，在所述温度的条件下继续反应1.5～2h； 

F、浓缩 

让步骤E得到的反应料液进行过滤，其滤渣用水反复洗涤，直到洗脱液的固形物含量为3重量%以下，洗脱液合并，然后将合并的洗脱液浓缩至其固形物含量为以重量计60%～65%，得到一种浓缩料液； 

G、脱水 

将步骤F得到的浓缩料液在温度121～125℃的条件下灭菌4～6s，再使用喷雾干燥设备在进风温度170～180℃、出风温度80～85℃的条件下进行干燥脱水，直至其水含量为以大米蛋白寡肽重量计6%以下，得到所述的大米蛋白寡肽。 

根据本发明的一种优选实施方式，在步骤A中，所述粉碎是使用超微粉碎机进行粉碎的。 

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，使用以重量计10%NaOH水溶液将浓度以重量计20%料液的pH值调节至7.4。 

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的料液在温度76～78℃的条件下反应1.6～1.8h，接着将所述料液的温度降到52～54℃。 

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的料液是使用板式换热器进行加热或冷却的。 

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述的洗涤是在进料压力0.45MPa、底流压力0.23MPa、进料流量4.8t/h与洗水量4.6t/h的条件下进行的。 

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤E与F中，所述碱性蛋白酶的酶活是15～20万IU/g；所述中性蛋白酶的酶活是15～20万IU/g。 

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤F中，所述的反应料液使用板框压滤机进行过滤。 

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤G中，使用杀菌设 备UHT杀菌机进行灭杀菌。 

根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤G中，所述喷雾干燥设备在进风温度174～176℃，出风温度82～84℃的条件下进行进行干燥脱水。 

下面将更详细地描述本发明。 

本发明涉及一种大米蛋白寡肽的制备方法。所述制备方法的步骤如下： 

A、原料预处理 

将蛋白含量为以米渣总重量计50%～60%的米渣粉碎到100～120目，得到一种米渣粉。 

本发明方法使用的原料是用大米生产淀粉糖过程中产生的米渣蛋白，其蛋白干基含量约为50%～60%，还含有大分子糊精、脂肪和灰分等杂质。 

本发明使用的米渣蛋白是目前市场上销售的产品，例如江西恒天实业有限公司、江西中超生物科技有限公司、武汉市金德戈糖业有限公司销售的产品。 

在这个步骤中，粉碎的目的在于将米渣蛋白的凝聚包裹结构打破，使包裹在其中的大分子糊精、脂肪、灰分等杂质释放出来，以便去除其杂质。 

在本发明中，所述的粉碎是使米渣蛋白的颗粒细度达到100～120目，如果颗粒细度大于100目，则凝聚包裹结构破碎不佳导致杂质无法释放；如果颗粒细度小于120目时，则蛋白颗粒太小导致分离洗涤时随杂质一同洗出，影响蛋白质提取率，并且粉碎设备投资大、能耗大；因此，所述的米渣颗粒细度为100～120目是合适的。 

所述的粉碎设备是目前市场上销售的粉碎机，例如江阴市伟达药化机械制造有限公司、江阴市海科粉体设备制造有限公司、江阴市龙昌机械制造有限公司销售的产品。 

B、调浆 

往所述的米渣粉中加水，得到米渣蛋白浓度为以重量计18%～22%的料液，再用以重量计8%～12%NaOH水溶液将所述料液的pH值调节至7.3～7.5，然后加热至温度75～80℃，在这个温度下反应1.5～2h；接着将所述料液的温度降到50～55℃。 

在本发明中，步骤A得到的米渣粉加水调浆，以便于后续步骤输送、反应及分离洗涤。 

在本发明中，所述料液的米渣蛋白浓度为以重量计18%～22%，如果所述的米渣蛋白浓度小于18%，则反应底物浓度低导致反应效果差，且物料处理量大；如果所述的米渣蛋白浓度高于22%时，则物料粘度大，不利于输送及分离洗涤；因此，所述的米渣蛋白浓度为18%～22%是合适的。 

根据本发明，使用8%～12%NaOH溶液将所述料液的pH值调节到7.3～7.5，如果所述料液的pH值小于7.3，则会影响反应效果，不利于杂质释放；如果所述料液的pH值大于7.5，则会导致料液粘度过大，不利于分离洗涤效果，且会产生颜色反应等不良后果，因此，所述料液的pH值为7.3～7.5是合适的。 

优选地，使用以重量计10%NaOH水溶液将浓度以重量计20%料液的pH值调节至7.4。 

在本发明中，所使用的原料由于自身性质及长时间的高温作用，溶解性较差，因此可以使其他杂质转变成可溶性的，便于与蛋白分离。原料中所含的杂质中，大分子糊精和灰分都能溶于水，通过前段工艺的粉碎处理，已经从凝聚包裹结构中得到一定的释放，蛋白质在碱性及适当的温度条件下会发生吸水溶胀，使得凝聚包裹结构更加松散，有利于水溶性杂质的进一步释放及溶解；另一个主要的杂质（脂肪）不溶于水，但在碱性及适当的温度条件下会和NaOH反应，转变成亲水的脂肪酸盐，也能够随其他杂质一起溶出。 

在本发明中，已调节pH值的料液的反应温度是75～80℃，若该料液反应温度低于75℃，则杂质反应不完全，不利于去除；若该料液反应温度高于80℃，则蛋白在高温碱性条件下会有部分溶解，在分离洗涤时会随杂质一起洗脱，造成蛋白提取率下降。因此，所述的料液反应温度为75～80℃是合适的。根据本发明，该反应的时间是1.5～2h，若反应时间少于1.5h，则蛋白溶胀和脂肪成盐不彻底，不利于杂质去除；若反应时间大于2h，则会导致蛋白质的溶解反应，影响蛋白提取率，因此，所述的反应时间为1.5～2h℃是合适的。 

所述的料液在反应结束后将其温度降到50～55℃。若所述料液的温度低于50℃，则物料有微生物超标的风险；若所述料液的温度高于55℃，则会影响旋流器的正常工作。因此，所述料液的温度为50～55℃是合适的。 

在这个步骤中，所述的料液是使用板式换热器进行加热或冷却的。 

所述的板式换热器是目前市场上广泛销售的产品，例如上海南华换热器制造有限公司、天津市换热装备总厂、常州市盛格换热器有限公司销售的产品。 

优选地，在这个步骤中，所述的料液在温度76～78℃的条件下反应1.6～1.8h，接着将所述料液的温度降到52～54℃。 

C、洗涤 

将步骤B得到的料液使用旋流器在进料压力0.4～0.5MPa、底流压力0.2～0.25MPa、进料流量4.8～5t/h与洗水量4.5～4.8t/h的条件下洗涤除去其料液中的杂质，收集旋流重相； 

在本发明中，步骤B得到料液是通过旋流器分离洗涤的，使可溶性的杂质与不溶性的蛋白分离，以达到纯化蛋白的目的。 

旋流器是一种分离非均匀相混合物的分级设备。可以用来完成液体澄清、固相颗粒洗涤、液体除气与除砂、固相颗粒分级与分类以及 两种非互溶液体的分离等多种作业。所述进料压力为0.4～0.5MPa，如进料压力小于0.4MPa，则进料量较小，有利于提高蛋白的提取率，但不利于蛋白纯度的提高，若进料压力大于0.5MPa，则进料量大，有利于提高蛋白的纯度，而不利于提高蛋白的提取率；所述底流压力为0.2～0.25MPa，若底流压力小于0.2MPa，则进料量大，有利于提高蛋白提取率，但不利于提高蛋白纯度，若底流压力大于0.25MPa，则进料量小，有利于提高蛋白纯度，不利于提高蛋白提取率；所述进料流量为4.8～5t/h，所述洗水量为4.5～4.8t/h，此两者的参数联动于进料压力和底流压力，同时进料量大而洗水量小，则不利于蛋白除杂；若进料量小而洗水量大，则不利于提高蛋白的提取率。 

本发明使用的旋流器是目前市场上销售的产品，例如天长市远安机械有限公司、江苏邦力生化设备有限公司、威海市海王旋流器有限公司销售的产品。 

在这个步骤中，所述的洗涤是在进料压力0.45MPa、底流压力0.23MPa、进料流量4.8t/h与洗水量4.6t/h的条件下进行的。 

D、调浆 

使用饱和Ca(OH)₂水溶液将步骤C得到的旋流重相料液的pH值调节至9.0～9.2，再按照所述旋流重相料液中干物质重量的0.3%～0.4%添加碱性蛋白酶； 

本发明中，采用复合酶法分步对大米蛋白进行酶解，使用不同的酶时，要尽量满足各种酶的最佳反应条件，以最大程度的发挥酶的作用。 

碱性蛋白酶是经枯草杆微生物发酵、提取及精制而成的一种蛋白水解酶，其一般在40～55℃，pH9-11的碱性条件下使用。本发明由旋流器分离的旋流重相料液温度是50～55℃，在酶的作用范围内，且没有微生物超标的风险；所述的pH值范围为9.0～9.2，若pH值低于9.0，则酶活性受到抑制，若pH高于9.2，则料液粘度较大，不利于板框 过滤，且蛋白在过高的碱性条件下，会产生不良的化学反应。所述碱性蛋白酶的添加量为所述旋流重相料液中干物质重量的0.3%～0.4%，若碱性蛋白酶的添加量低于0.3%，则酶反应不彻底，酶反应时间过长，若碱性蛋白酶的添加量高于0.4%，则酶活性过剩，不能最大程度地发挥酶制剂的作用，造成浪费，因此所述的料液的pH值是9.0～9.2，碱性蛋白酶添加量为所述旋流重相料液中干物质重量的0.3%～0.4%是合适的。本发明使用碱性蛋白酶的酶活是15～20万IU/g。 

本发明使用的碱性蛋白酶是目前市场上销售的产品，例如诺维信（中国）生物技术有限公司、广西庞博生物工程有限公司、无锡市雪梅酶制剂科技有限公司销售的产品。 

E、反应 

在温度50～55℃下，往在步骤D得到的料液中滴加饱和Ca(OH)₂水溶液，将所述料液的pH值调节至9.0～9.2，并在所述pH与所述温度的条件下反应1～1.5h；然后停止滴加Ca(OH)₂水溶液，继续反应20～30min，待所述料液的pH值降低至6.8～7.0时，再按照所述料液中的干物质重量的0.3%～0.4%添加中性蛋白酶，在所述温度的条件下继续反应1.5～2h。 

在本发明中，采用酶法分步酶解大米蛋白。首先，在碱性条件下使用碱性蛋白酶进行酶解，其酶解反应速度较快，如果不及时向料液中添加饱和Ca(OH)₂溶液，所述料液的pH值在约10min内就会迅速降低到7.0～7.5，这样不利于最大限度地发挥碱性蛋白酶的作用。使用饱和Ca(OH)₂水溶液调节料液的pH值，是因为Ca(OH)₂虽然是强碱，但其溶解度较低，添加过程中，不会造成料液的局部pH值过高而引起不良反应，与NaOH水溶液相比，中和相同的酸度，所需Ca(OH)₂的量更少，即最终在产品中引入的灰分较小，而且Na离子在婴幼儿食品中是有较严格的含量限制的。所述料液的pH值调节至9.0～9.2后，在所述pH与所述温度的条件下反应1.0～1.5h；再停止添 加Ca(OH)₂溶液继续反应20～30min，若碱性条件下反应时间不足1.0h，则蛋白酶解不彻底，蛋白提取率低，若反应时间超过1.5h，则反应时间延长引起肽的收率提高的不明显，且料液pH值不易下降；停加Ca(OH)₂溶液后继续反应20～30min，若反应时间少于20min，则料液pH值无法下降到6.8～7.0范围，提供后续反应条件。 

中性蛋白酶是由枯草芽孢杆菌发酵、提取及精制而成的蛋白水解酶，一般最适反应条件为45～50℃，pH值6.8～7.0。所述料液的反应条件都合适；所述中性蛋白酶的添加量为所述料液中干物质重量的0.3%～0.4%，反应时间为1.5～2h，若中性蛋白酶的添加量小于0.3%，或反应时间少于1.5h，所得产品的分子量较大，若中性蛋白酶的添加量大于0.4%，或反应时间大于2h，则酶制剂已经不起酶解作用，造成浪费。 

因此，所述料液滴加饱和Ca(OH)₂溶液调节料液pH值维持在9.0～9.2反应1～1.5h，停止滴加Ca(OH)₂溶液，继续反应20～30min，料液pH值降到6.8～7.0，再按所述料液中干物质重量的0.3%～0.4%添加中性蛋白酶，继续保温反应1.5～2h是合适的。所述中性蛋白酶的酶活是15～20万IU/g。 

本发明使用的中性蛋白酶是目前市场上销售的产品，例如诺维信（中国）生物技术有限公司、广西庞博生物工程有限公司、无锡市雪梅酶制剂科技有限公司销售的产品。 

F、浓缩 

让步骤E得到的反应料液进行过滤，其滤渣用水反复洗涤，直到洗脱液的固形物含量为3重量%以下，所述固形物含量使用阿贝折光仪采用常规方法检测，洗脱液合并，然后将合并的洗脱液浓缩至其固形物含量为以重量计60%～65%，得到一种浓缩料液； 

本发明中，步骤E得到的反应料液使用板框压滤机进行固液分离，其滤渣用水反复洗涤，直到洗脱液的固形物含量低于3重量%， 若所述的固形物高于3%，则部分产品会残留于滤渣中，造成蛋白提取率降低；若所述的固形物过低，则后续浓缩成本增高，因此所述滤渣水洗到洗脱液固形物含量低于3%是合适的。 

本发明使用的板框压滤机是目前市场上销售的产品，例如杭州国瑞压滤机有限公司、杭州坤源过滤机械有限公司、杭州兴源过滤科技股份有限公司销售的产品。 

本发明中，使用浓缩器将所述合并洗脱液浓缩至其固形物含量为以重量计60%～65%，若其固形物浓度低于60%，则后续干燥成本较高，若其固形物浓度高于65%，由于料液有较强的起泡性，继续浓缩较困难，因此，所述料液固形物含量浓缩到60%～65%是合适的。 

本发明使用的浓缩器是目前市场上销售的产品，例如温州泰康蒸发器有限公司、杭州圣亚机械阀业有限公司、杭州惠合机械设备有限公司销售的产品。 

G、脱水 

将步骤F得到的浓缩料液在温度121～125℃的条件下灭菌4～6s，再使用喷雾干燥设备在进风温度170～180℃、出风温度80～85℃的条件下进行干燥脱水，直至其水含量为以大米蛋白寡肽重量计6%以下，得到所述的大米蛋白寡肽。 

本发明中，采用超高温瞬时灭菌方法，使用UHT杀菌机在温度121～125℃下对步骤F得到的浓缩料液灭菌4～6s。 

本发明使用的UHT是目前市场上销售的产品，例如是张家港市饮料机械有限公司、上海科劳机械设备有限公司、上海劲雷机械科技有限公司销售的产品。 

接着，使用喷雾干燥机在进风温度170～180℃、出风温度80～85℃的条件下对灭菌的浓缩料液进行干燥，使所述大米蛋白寡肽的水含量为以干燥大米蛋白寡肽重量计6%以下。 

优选地，所述喷雾干燥设备在进风温度174～176℃，出风温度 82～84℃的条件下进行进行干燥脱水。 

本发明使用的喷雾干燥机是目前市场上销售的产品，例如江苏先锋干燥工程有限公司、常州力马干燥工程有限公司、常州市第二干燥设备厂有限公司销售的产品。 

采用本发明方法得到的大米蛋白寡肽进行了如下分析： 

采用GB5009.5-2010方法测定，所述的大米蛋白寡肽的蛋白含量是以所述大米蛋白寡肽总重量计90%以上。 

采用GB5009.4-2010方法测定，所述大米蛋白寡肽的灰分是以所述大米蛋白寡肽总重量计3%以下。 

采用GB/T5009.6-2003方法测定，所述大米蛋白寡肽的脂肪含量是以所述大米蛋白寡肽总重量计0.2%以下。 

采用GB5009.5-2010和GB/T5009.124-2003方法测定，所述大米蛋白寡肽（分子量200～700）的含量是以所述大米蛋白寡肽总重量计91.5%以上。 

按照下述公式，由米渣蛋白原料量与制备大米蛋白寡肽量计算出蛋白提取率达到70%以上： 

蛋白提取率=大米蛋白寡肽质量×蛋白含量÷（米渣蛋白原料量×蛋白含量） 

本发明的方法具有下述特点： 

I、与现有技术相比，本发明以大米淀粉糖生产过程中产生的米渣为原料，首先通过超微粉碎破碎凝聚包裹结构、蛋白在碱性高温条件下吸水溶胀，以及脂肪在碱性高温条件下的成盐反应，再用旋流器分离洗涤，得到了蛋白纯度大于85%的高纯度大米蛋白，继而以此蛋白为底物进行酶解反应，这样一方面可以提高酶反应底物浓度，有利于提高酶反应效率；另一方面可以先将米渣中的可溶性杂质去除，所得可溶性的产品中相关可溶性杂质大大降低，不需要再对产品进行分离纯化； 

II、本发明通过双酶法分步对大米蛋白进行酶解，并通过酶解参数的调节，最大程度的发挥了各种酶制剂的作用，从而大大降低了酶制剂的用量，节约了生产成本，而且提高了蛋白提取率，所得产品的分子量分布较窄，生物活性较高的寡肽含量较高。 

[有益效果] 

本发明的有益效果是：本发明以大米淀粉糖生产过程中产生的米渣蛋白为原料，先对米渣进行精制，得到较高纯度的大米蛋白作为酶反应的底物，再采用复合酶法分步对大米蛋白进行酶解，并通过酶解参数的调节，最大程度地发挥了各种酶制剂的作用，从而大大降低了酶制剂的用量，节约了生产成本，所得产品的蛋白干基含量大于90%，灰分含量低于2.7%，脂肪含量低于0.1%，分子量分布于200～700的寡肽占蛋白总量达到91.5%以上，蛋白提取率达到70%以上，本发明产品完全溶于水，可广泛应用于保健食品、营养食品、运动员食品等领域，大大提高稻米深加工的附加值。 

 

【具体实施方式】

通过下述实施例将能够更好地理解本发明。 

实施例1：采用本发明方法制备大米蛋白寡肽 

该实施例的实施步骤如下： 

A、原料预处理 

使用由江阴市伟达药化机械制造有限公司销售的粉碎机，将由江西恒天实业有限公司销售的1000kg米渣（以米渣总重量计蛋白含量52.4%、水分含量4.2%）粉碎到100～120目，得到一种米渣粉； 

B、调浆 

往所述的米渣粉中加水，得到米渣蛋白浓度为以重量计18%的料液，再用以重量计10%NaOH水溶液将所述料液的pH值调节至7.3， 然后使用由上海南华换热器制造有限公司销售的板式换热器加热至温度75℃，在这个温度下反应1.5h；接着使用由上海南华换热器制造有限公司销售的板式换热器将所述料液的温度降到50℃； 

C、洗涤 

步骤C得到的料液使用由天长市远安机械有限公司销售的旋流器在进料压力0.4MPa、底流压力0.25MPa、进料流量4.8t/h与洗水量4.5t/h的条件下洗涤除去其料液中的杂质，收集旋流重相； 

D、调浆 

使用饱和Ca(OH)₂水溶液将步骤C得到的旋流重相料液的pH值调节至9.0，再按照所述旋流重相料液中干物质重量的0.3%添加由诺维信（中国）生物技术有限公司销售的碱性蛋白酶； 

E、反应 

在温度52℃下，往在步骤D得到的料液中滴加饱和Ca(OH)₂水溶液，将所述料液的pH值调节至9.0，并在所述pH与所述温度的条件下反应1.5h；然后停止滴加Ca(OH)₂水溶液，继续反应20min，待所述料液的pH值降低至7.0时，再按照所述料液中的干物质重量的0.3%添加由诺维信（中国）生物技术有限公司销售的中性蛋白酶，在所述温度的条件下继续反应1.5h； 

F、浓缩 

使用由杭州国瑞压滤机有限公司销售的板框压滤机，让步骤E得到的反应料液进行过滤，其滤渣用水反复洗涤，直到洗脱液的固形物含量为3重量%，所述固形物含量使用阿贝折光仪采用常规方法检测，洗脱液合并，然后使用由温州泰康蒸发器有限公司销售的浓缩器将合并的洗脱液浓缩至其固形物含量为以重量计60%，得到一种浓缩料液； 

G、脱水 

使用由张家港市饮料机械有限公司销售的UHT杀菌机，将步骤 F得到的浓缩料液在温度121℃的条件下灭菌6s，再使用由江苏先锋干燥工程有限公司销售的喷雾干燥设备，在进风温度170℃、出风温度80℃的条件下进行干燥脱水，直至其水含量为以大米蛋白寡肽重量计6%以下，得到所述的大米蛋白寡肽。所述大米蛋白寡肽的水含量是采用常规直接干燥法测定的。干燥的产品在控制包装湿度的条件下尽快进行包装封口。 

采用本说明书中描述的分析方法测定，本实施例制备可食用大米蛋白寡肽的蛋白含量、寡肽占蛋白总量、灰分含量、脂肪含量与蛋白提取率测定结果一并列于表1中。 

使用1000kg上述米渣原料制备得到442.4kg大米蛋白寡肽，其蛋白含量86.1%，水分含量5.3%，即蛋白干基含量90.9%。 

按照本说明书描述的公式，由上述米渣原料质量与制备得到的大米蛋白寡肽质量计算得到其提取率为72.7%。 

实施例2：采用本发明方法制备大米蛋白寡肽 

该实施例的实施步骤如下： 

A、原料预处理 

使用由江阴市海科粉体设备制造有限公司销售的粉碎机，将由江西中超生物科技有限公司销售的1500kg米渣（以米渣总重量计蛋白含量54.1%、水分含量4.7%）粉碎到100～120目，得到一种米渣粉； 

B、调浆 

往所述的米渣粉中加水，得到米渣蛋白浓度为以重量计22%的料液，再用以重量计10%NaOH水溶液将所述料液的pH值调节至7.5，然后使用由天津市换热装备总厂有限公司销售的板式换热器加热至温度80℃，在这个温度下反应2.0h；接着使用由天津市换热装备总厂有限公司销售的板式换热器将所述料液的温度降到55℃； 

C、洗涤 

步骤C得到的料液使用由江苏邦力生化设备有限公司销售的旋流器在进料压力0.5MPa、底流压力0.20MPa、进料流量5.0t/h与洗水量4.8t/h的条件下洗涤除去其料液中的杂质，收集旋流重相； 

D、调浆 

使用饱和Ca(OH)₂水溶液将步骤C得到的旋流重相料液的pH值调节至9.2，再按照所述旋流重相料液中干物质重量的0.4%添加由广西庞博生物工程有限公司销售的碱性蛋白酶； 

E、反应 

在温度55℃下，往在步骤D得到的料液中滴加饱和Ca(OH)₂水溶液，将所述料液的pH值调节至9.2，并在所述pH与所述温度的条件下反应2.0h；然后停止滴加Ca(OH)₂水溶液，继续反应30min，待所述料液的pH值降低至6.8时，再按照所述料液中的干物质重量的0.4%添加由广西庞博生物工程有限公司销售的中性蛋白酶，在所述温度的条件下继续反应2.0h； 

F、浓缩 

使用由杭州兴源过滤科技股份有限公司销售的板框压滤机，让步骤E得到的反应料液进行过滤，其滤渣用水反复洗涤，直到洗脱液的固形物含量为3重量%以下，所述固形物含量使用阿贝折光仪采用常规方法检测，洗脱液合并，然后使用由杭州圣亚机械阀业有限公司销售的浓缩器将合并的洗脱液浓缩至其固形物含量为以重量计65%，得到一种浓缩料液； 

G、脱水 

使用由上海科劳机械设备有限公司销售的UHT杀菌机，将步骤F得到的浓缩料液在温度125℃的条件下灭菌4s，再使用由常州力马干燥工程有限公司销售的喷雾干燥设备，在进风温度180℃、出风温度85℃的条件下进行干燥脱水，直至其水含量为以大米蛋白寡肽重量计6%以下，得到所述的大米蛋白寡肽。所述大米蛋白寡肽的水含 量是采用常规直接干燥法测定的。干燥的产品在控制包装湿度的条件下尽快进行包装封口。 

采用本说明书中描述的分析方法测定，本实施例制备可食用大米蛋白寡肽的蛋白含量、寡肽占蛋白总量、灰分含量、脂肪含量与蛋白提取率测定结果一并列于表1中。 

使用1500kg上述米渣原料制备得到672.2kg大米蛋白寡肽，其蛋白含量86.2%，水分含量4.7%，即蛋白干基含量90.59%。 

按照本说明书描述的公式，由上述米渣原料质量与制备得到的大米蛋白寡肽质量计算得到其提取率为71.4%。 

实施例3：采用本发明方法制备大米蛋白寡肽 

该实施例的实施步骤如下： 

A、原料预处理 

使用由江阴市龙昌机械制造有限公司销售的粉碎机，将由武汉市金德戈糖业有限公司销售的1800kg米渣（以米渣总重量计蛋白含量52.6%、水分含量4.0%）粉碎到100～120目，得到一种米渣粉； 

B、调浆 

往所述的米渣粉中加水，得到米渣蛋白浓度为以重量计18%的料液，再用以重量计10%NaOH水溶液将所述料液的pH值调节至7.3，然后使用由常州市盛格换热器有限公司销售的板式换热器加热至温度75℃，在这个温度下反应1.5h；接着使用由常州市盛格换热器有限公司销售的板式换热器将所述料液的温度降到50℃； 

C、洗涤 

步骤C得到的料液使用由威海市海王旋流器有限公司销售的旋流器在进料压力0.4MPa、底流压力0.25MPa、进料流量4.8t/h与洗水量4.5t/h的条件下洗涤除去其料液中的杂质，收集旋流重相； 

D、调浆 

使用饱和Ca(OH)₂水溶液将步骤C得到的旋流重相料液的pH值调节至9.2，再按照所述旋流重相料液中干物质重量的0.4%添加由无锡市雪梅酶制剂科技有限公司销售的碱性蛋白酶； 

E、反应 

在温度50℃下，往在步骤D得到的料液中滴加饱和Ca(OH)₂水溶液，将所述料液的pH值调节至9.0，并在所述pH与所述温度的条件下反应2.0h；然后停止滴加Ca(OH)₂水溶液，继续反应30min，待所述料液的pH值降低至6.8时，再按照所述料液中的干物质重量的0.4%添加由无锡市雪梅酶制剂科技有限公司销售的中性蛋白酶，在所述温度的条件下继续反应2.0h； 

F、浓缩 

使用由杭州坤源过滤机械有限公司销售的板框压滤机，让步骤E得到的反应料液进行过滤，其滤渣用水反复洗涤，直到洗脱液的固形物含量为3重量%，所述固形物含量使用阿贝折光仪采用常规方法检测，洗脱液合并，然后使用由杭州惠合机械设备有限公司销售的浓缩器将合并的洗脱液浓缩至其固形物含量为以重量计60%，得到一种浓缩料液； 

G、脱水 

使用由上海劲雷机械科技有限公司销售的UHT杀菌机，将步骤F得到的浓缩料液在温度125℃的条件下灭菌4s，再使用由常州市第二干燥设备厂有限公司销售的喷雾干燥设备，在进风温度170℃、出风温度80℃的条件下进行干燥脱水，直至其水含量为以大米蛋白寡肽重量计6%以下，得到所述的大米蛋白寡肽。所述大米蛋白寡肽的水含量是采用常规直接干燥法测定的。干燥的产品在控制包装湿度的条件下尽快进行包装封口。 

采用本说明书中描述的分析方法测定，本实施例制备可食用大米蛋白寡肽的蛋白含量、寡肽占蛋白总量、灰分含量、脂肪含量与蛋白 提取率测定结果一并列于表1中。 

使用1800kg上述米渣原料制备得到800.4kg大米蛋白寡肽，其蛋白含量86.0%，水分含量5.5%，即蛋白干基含量91.0%。 

按照本说明书描述的公式由米渣原料质量与制备得到的大米蛋白寡肽质量计算出其提取率是72.7%。 

实施例4：采用本发明方法制备大米蛋白寡肽 

该实施例的实施步骤如下： 

A、原料预处理 

使用由江阴市龙昌机械制造有限公司销售的粉碎机，将2000kg由江西恒天实业有限公司销售的米渣（以米渣总重量计蛋白含量55.8%、水分含量3.8%）粉碎到100～120目，得到一种米渣粉； 

B、调浆 

往所述的米渣粉中加水，得到米渣蛋白浓度为以重量计20%的料液，再用以重量计10%NaOH水溶液将所述料液的pH值调节至7.4，然后使用由上海南华换热器制造有限公司销售的板式换热器加热至温度78℃，在这个温度下反应1.5h；接着使用由上海南华换热器制造有限公司销售的板式换热器将所述料液的温度降到53℃； 

C、洗涤 

步骤C得到的料液使用由江苏邦力生化设备有限公司销售的旋流器在进料压力0.45MPa、底流压力0.22MPa、进料流量4.9t/h与洗水量4.7t/h的条件下洗涤除去其料液中的杂质，收集旋流重相； 

D、调浆 

使用饱和Ca(OH)₂水溶液将步骤C得到的旋流重相料液的pH值调节至9.1，再按照所述旋流重相料液中干物质重量的0.35%添加由诺维信（中国）生物技术有限公司销售的碱性蛋白酶； 

E、反应 

在温度50℃下，往在步骤D得到的料液中滴加饱和Ca(OH)₂水溶液，将所述料液的pH值调节至9.1，并在所述pH与所述温度的条件下反应1.5h；然后停止滴加Ca(OH)₂水溶液，继续反应25min，待所述料液的pH值降低至6.9时，再按照所述料液中的干物质重量的0.35%添加由诺维信（中国）生物技术有限公司销售的中性蛋白酶，在所述温度的条件下继续反应2.0h； 

F、浓缩 

使用由杭州兴源过滤科技股份有限公司销售的板框压滤机，让步骤E得到的反应料液进行过滤，其滤渣用水反复洗涤，直到洗脱液的固形物含量为3重量%以下，所述固形物含量使用阿贝折光仪采用常规方法检测，洗脱液合并，然后使用由温州泰康蒸发器有限公司销售的浓缩器将合并的洗脱液浓缩至其固形物含量为以重量计62%，得到一种浓缩料液； 

G、脱水 

使用由上海科劳机械设备有限公司销售的UHT杀菌机，将步骤F得到的浓缩料液在温度122℃的条件下灭菌5s，再使用由江苏先锋干燥工程有限公司销售的喷雾干燥设备，在进风温度175℃、出风温度82℃的条件下进行干燥脱水，直至其水含量为以大米蛋白寡肽重量计6%以下，得到所述的大米蛋白寡肽。所述大米蛋白寡肽的水含量是采用常规直接干燥法测定的。干燥的产品在控制包装湿度的条件下尽快进行包装封口。 

采用本说明书中描述的分析方法测定，本实施例制备可食用大米蛋白寡肽的蛋白含量、寡肽占蛋白总量、灰分含量、脂肪含量与蛋白提取率测定结果一并列于表1中。 

使用2000kg上述米渣原料制备得到934.5kg大米蛋白寡肽，其蛋白含量86.1%，水分含量5.0%，即蛋白干基含量90.6%。 

按照本说明书描述的公式，由上述米渣原料质量与制备得到的大 米蛋白寡肽质量计算得到其提取率为72.1%。 

对比实施例1：根据现有技术制备大米蛋白寡肽 

参照CN200810163917、发明名称“一种利用米渣蛋白制取米蛋白多肽粉方法”描述的方法进行制备。 

A、水洗 

按照由武汉市金德戈糖业有限公司销售的米渣与水的质量比1∶5将所述米渣与水混合，充分搅拌，保持在常温下浸泡20min； 

B、碱浸泡 

向步骤A所得料液加NaOH溶液调节pH值至11，将所述料液温度维持在温度55℃，浸泡2小时，pH值降至约10； 

C、一次酶水解：加入米渣蛋白干基质量1%的蛋白酶进行水解； 

D、二次酶水解：加入米渣蛋白干基质量0.5%的蛋白酶进行水解； 

E、料液分离：使用由杭州国瑞压滤机有限公司销售的板框压滤机将料液进行分离处理，收集上清夜，残渣返回碱浸泡工段，重新浸泡； 

F、脱盐；使用由三达膜科技（厦门）有限公司销售的膜分离系统脱盐； 

G、浓缩；使用由温州泰康蒸发器有限公司销售的浓缩器浓缩将料液浓缩到固形物含量65%； 

H、杀菌；使用由张家港市饮料机械有限公司销售的UHT杀菌机在温度121℃下杀菌6s； 

I、使用由江苏先锋干燥工程有限公司销售的的喷雾干燥设备将料液进行干燥，进风温度180℃，出风温度85℃，得到米蛋白多肽粉。 

采用本说明书中描述的分析方法测定，本对比实施例制备大米蛋白寡肽的蛋白含量、寡肽占蛋白总量、灰分含量、脂肪含量与蛋白提取率测定结果一并列于表1中。 

对比实施例2：根据现有技术制备大米蛋白肽 

参照CN1559256A、发明名称“大米蛋白肽的制备方法及其用途”描述的方法进行制备。 

在反应罐中加入3000L水和600kg大米渣，（按大米渣干重计，蛋白含量为40%，含水量不大于10%）搅拌混合，升温至55-58℃后，保温30min使原料糊化，然后分别加入0.6kg的α-淀粉酶（5万U/mg，杰能科生物工程有限公司生产）和0.6kg中性白酶（5万U/mg，杰能科生物工程有限公司生产），在pH7和温度50～55℃下，搅拌反应6h，使原料中的蛋白水解为肽、淀粉水解为麦芽糊精和低聚糖。反应结束后，反应物经过板框压滤，得到滤渣固状物用作饲料。过滤得到的液体通过喷雾干燥后，得到近似白色粉末，产品按20kg/袋真空包装。喷雾干燥条件为：进风温度180～190℃，出风温度79～85℃，产品中的主要成分为大米蛋白肽、麦芽糊精、低聚糖，其中大米蛋白肽的含量约为80%，其余成分不超过20%。 

对比实施例3：根据现有技术制备大米蛋白肽 

参照CN1896261A、发明名称“复合酶法生产米淀粉和米蛋白多肽粉的方法”描述的方法进行制备。 

称取一定量的大米，过100目筛得米粉，置入夹套烧杯，加与米粉质量1:1的水进行浸泡（使物料吸水膨胀，减小粉碎阻力），同时搅拌，搅拌转速为10～20rad/min，夹套烧杯外连接超级恒温水浴，此时控制料液温度为30℃.浸泡2h后，按与米粉质量比的1.5:1加水，调节料液温度至50～55℃，然后加NaOH调pH至10进行调浆，再按干基的0.4%0加入20万活力的复合酶，复合酶为碱性蛋白酶（2709碱性蛋白酶）、中性蛋白酶（AS1398中性蛋白酶）、酸性蛋白酶（537酸性蛋白酶）和风味蛋白酶（风味蛋白酶500MG）按6:2:1:1的比例 用量进行水解反应，整个调浆、反应过程中均需搅拌，搅拌转速为60rad/min，并保持反应温度一致（与前调解温度一致30℃），水解反应3h，结束；将料液在3000rad/min的转速下，进行离心分离10min，取出清液和上层的灰黄色部分，剩余下面的白色沉淀部分再按1:1加水，搅拌均匀后再离心分离，重复6次（酶解反应后的米浆中淀粉、蛋白质的其它成分是混合在一起的，必须逐步地将他们分离开来，以便于下一步精制），收集的上清液和灰黄色部分用旋转蒸发器进行浓缩，使其固形物浓度达到30%，浓缩时参数为：40℃，真空度0.1～0.3；再用浓缩液进行均质，均质压力为25MPa，保证均质后的料液静止不分层，再进喷雾干燥塔，进行干燥，进风温度300℃，出风温度80～100℃，所制得即为米蛋白多肽粉，含蛋白80%以上，可溶性肽占蛋白总量的50%以上，生物活性肽占蛋白总量的20%以上，蛋白得率85%以上。 

实施例1-4与对比实施例1-3的结果列于表1中。 

表1：实施例1-4与对比实施例1-3的实施结果 

注：对比实施例3中，所得蛋白质中可溶性部分约占50%，而实 施例1～3所得产品均全溶于水。 

根据表1的测定结果可以知道，本发明实施例1-4的平均蛋白干基含量比对比实施例1的蛋白干基含量高约12.7%，本发明实施例1-4的寡肽含量比对比实施例1的寡肽含量高27%，比对比实施例3的寡肽含量高得多，对比实施例1的灰分含量比本发明实施例1-4的平均灰分含量高约50%，对比实施例1的脂肪含量比本发明实施例1-4平均脂肪含量高约40倍，对比实施例2-3未关注其灰分与脂肪含量，本发明实施例1-4的蛋白提取率比对比实施例1的蛋白提取率高约80%。这些结果充分说明，与现有技术的方法相比，本发明产品完全溶于水，可广泛应用于保健食品、营养食品、运动员食品等领域，大大提高稻米深加工的附加值。 

Claims (10)

1.一种大米蛋白寡肽的制备方法，其特征在于所述方法的步骤如下：

A、原料预处理

将蛋白含量为以米渣总重量计50%～60%的米渣粉碎到100～120目，得到一种米渣粉；

B、调浆

往所述的米渣粉中加水，得到米渣蛋白浓度为以重量计18%～22%的料液，再用以重量计8%～12%NaOH水溶液将所述料液的pH值调节至7.3～7.5，然后加热至温度75～80℃，在这个温度下反应1.5～2h；接着将所述料液的温度降到50～55℃；

C、洗涤

将步骤B得到的料液使用旋流器在进料压力0.4～0.5MPa、底流压力0.20～0.25MPa、进料流量4.8～5.0t/h与洗水量4.5～4.8t/h的条件下洗涤除去其料液中的杂质，收集旋流重相；

D、调浆

使用饱和Ca(OH)₂水溶液将步骤C得到的旋流重相料液的pH值调节至9.0～9.2，再按照所述旋流重相料液中干物质重量的0.3%～0.4%添加碱性蛋白酶；

E、反应

在温度50～55℃下，往在步骤D得到的料液中滴加饱和Ca(OH)₂水溶液，将所述料液的pH值调节至9.0～9.2，并在所述pH与所述温度的条件下反应1～1.5h；然后停止滴加Ca(OH)₂水溶液，继续反应20～30min，待所述料液的pH值降低至6.8～7.0时，再按照所述料液中的干物质重量的0.3%～0.4%添加中性蛋白酶，在所述温度的条件下继续反应1.5～2h；

F、浓缩

让步骤E得到的反应料液进行过滤，其滤渣用水反复洗涤，直到洗脱液的固形物含量为3重量%以下，洗脱液合并，然后将合并的洗脱液浓缩至其固形物含量为以重量计60%～65%，得到一种浓缩料液；

G、脱水

将步骤F得到的浓缩料液在温度121～125℃的条件下灭菌4～6s，再使用喷雾干燥设备在进风温度170～180℃、出风温度80～85℃的条件下进行干燥脱水，直至其水含量为以大米蛋白寡肽重量计6%以下，得到所述的大米蛋白寡肽。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤A中，所述粉碎是使用超微粉碎机进行粉碎的。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤B中，使用以重量计10%NaOH水溶液将浓度以重量计20%料液的pH值调节至7.4。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤B中，所述的料液在温度76～78℃的条件下反应1.6～1.8h，接着将所述料液的温度降到52～54℃。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于在步骤B中，所述的料液是使用板式换热器进行加热或冷却的。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤C中，所述的洗涤是在进料压力0.45MPa、底流压力0.23MPa、进料流量4.8t/h与洗水量4.6t/h的条件下进行的。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤E与F中，所述碱性蛋白酶的酶活是15～20万IU/g；所述中性蛋白酶的酶活是15～20万IU/g。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤F中，所述的反应料液使用板框压滤机进行过滤。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤G中，使用杀菌设备UHT杀菌机进行灭杀菌。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于在步骤G中，所述喷雾干燥设备在进风温度174～176℃，出风温度82～84℃的条件下进行进行干燥脱水。