CN103636917B - 利用水力空化技术从米渣中提取大米蛋白的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用水力空化技术从米渣中提取大米蛋白的方法，包括以下步骤：取含水量＜10%的干米渣，加入一定量的热水得米渣浆，然后通过水力空化装置进行预处理；再分别加入一定量的诺维信α-淀粉酶及诺维信复合植物水解酶Viscozyme？L，通过水力空化装置循环处理；处理结束后升温至80~95℃过滤得大米蛋白滤饼；滤饼经热水洗涤、过滤、干燥、粉碎得到大米蛋白。本发明利用水力空化可以破碎米渣颗粒、释放出杂质，同时加快酶促反应速率，制备得到的大豆蛋白纯度可达到85%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种大米蛋白的提取方法，特别涉及一种利用水力空化技术从米渣中提取大米蛋白的方法。
背景技术
米渣是以大米为原料生产淀粉糖的副产物，米渣保留了大米中的大部分蛋白质，是制备大米蛋白的好原料。但是由于淀粉糖生产过程中的高温液化处理，使得米渣中的蛋白质发生了变性作用，并且这些蛋白质通常被外层的淀粉、糊精和寡聚糖紧密包裹，导致大米蛋白很难被有效的提取出来。
目前，提取大米蛋白的方法主要有碱溶酸沉法、蛋白酶法和淀粉酶除杂法等。其中碱溶酸沉法利用了蛋白质碱溶酸沉的原理将大米蛋白提取出来，但该工艺因使用较高浓度的碱溶液而促使蛋白质中的赖氨酸与丙氨酸、胱氨酸发生缩合反应，生成有毒的化合物，同时也会降低赖氨酸的营养价值；另外，此法蛋白质回收率比较低。蛋白酶法是通过蛋白酶将米渣中的蛋白质水解成可溶解的小分子物质，来实现大米蛋白的提取，此法得到的产品溶解性好，但是回收率也较低。淀粉酶除杂法是采用淀粉酶将米渣中残留的淀粉和糊精除去，以提高蛋白质的含量，但现有的技术生产效率较低、且产品的蛋白含量很难超过80%。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种利用水力空化技术从米渣中提取大米蛋白的方法，该方法生产效率高，蛋白质收率高，产品中蛋白质含量可达到85%以上。
解决上述技术问题的技术方案是：一种利用水力空化技术从米渣中提取大米蛋白的方法，包括以下步骤：取含水量＜10%的干米渣，加入干米渣质量3~10倍温度为50~55℃的热水得米渣浆，然后通过水力空化装置进行预处理，处理条件为：料液温度45~55℃、出口压力0.2-0.4MPa、循环2~5次；再加入干米渣质量0.5-1.0‰的诺维信α-淀粉酶，调节pH至5.8-6.2，然后将米渣浆在温度55~60℃、出口压力0.1-0.2MPa的条件下，通过水力空化装置循环处理2~5次；再加入干米渣质量0.1-0.4%的诺维信复合植物水解酶ViscozymeL，调节pH至4.8-5.2，然后将米渣浆在温度55~60℃、出口压力0.1-0.2MPa的条件下，通过水力空化装置循环处理2~5次；升温至80~95℃后过滤得大米蛋白滤饼；大米蛋白滤饼经热水洗涤、过滤、干燥、粉碎得到大米蛋白；所述的诺维信α-淀粉酶是中温480L型，活性为450-500KNU/g，所述的诺维信复合植物水解酶ViscozymeL的活性为80-120FBG/g。
所述的水力空化装置包括带有搅拌器的高位循环罐、涡流泵和换热器，所述的高位循环罐、涡流泵和换热器依次通过管道连通，所述的换热器又与高位循环罐通过管道连通，所述的出口压力是指涡流泵出口压力。
所述的高位循环罐与涡流泵之间的管道上设置有进料调节阀，所述的涡流泵与换热器之间的管道上设置有压力表和出料调节阀，所述的换热器与高位循环罐之间的管道上设置有出料三通阀。
所述的米渣浆经水力空化处理结束后，采用喷射器升温至80~95℃。
水力空化是一种强化生化过程的新技术，其原理是利用流体中的气泡在溃灭的瞬间产生局部瞬时高温和高压、强烈的冲击波和微射流等空化效应来诱导和强化生物大分子物理、化学和结构性质的变化。本发明利用水力空化技术从米渣中提取大米蛋白，主要技术原理包括：（1）利用水力空化对米渣进行预处理，使米渣颗粒变小，同时破坏米渣中的蛋白质与淀粉、糊精和寡聚糖形成的包裹体，将除蛋白质以外的杂质充分释放出来，提高后续的酶法除杂效果；（2）利用水利空化辅助酶法水解，增大酶与底物的相互作用几率，从而加快酶促反应速率。
本发明是基于现有的淀粉酶除杂工艺，引入水力空化技术使得米渣颗粒变小、破坏米渣中的蛋白质与淀粉、糊精和寡聚糖形成的包裹体，同时促进酶解反应的进行；另外还将含有阿拉伯聚糖酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶、半纤维素酶和木聚糖酶等的复合植物水解酶用在除杂过程中，以进一步除去非淀粉杂质。该技术生产效率高、蛋白质收率高、产品中蛋白质含量可达到85%以上。
下面，结合附图和实施例对本发明之利用水力空化技术从米渣中提取大米蛋白的方法的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1：本发明之水力空化装置结构示意图。
图中：1-高位循环罐、11-搅拌器、2-进料调节阀、3-涡流泵、4-压力表、5-出料调节阀、6-换热器、7-出料三通阀。
具体实施方式
实施例1：一种利用水力空化技术从米渣中提取大米蛋白的方法，包括以下步骤：
取含水量＜10%的干米渣1kg，加入干米渣质量5倍温度为50~55℃的热水得米渣浆，然后放入配备尼可尼涡流泵（功率0.4kw、流量1.0m3/h）的水力空化装置中于0.3MPa下预处理15min，使米渣颗粒变小、破坏其中蛋白质与淀粉、糊精和寡聚糖形成的包裹体。
所述的水力空化装置的具体结构为：包括带有搅拌器11的高位循环罐1、涡流泵3和板式换热器6，所述的高位循环罐、涡流泵和换热器依次通过管道连通，所述的换热器又与高位循环罐通过管道连通；所述的高位循环罐与涡流泵之间的管道上设置有进料调节阀2，涡流泵与换热器之间的管道上设置有压力表4和出料调节阀5，换热器与高位循环罐之间的管道上设置有出料三通阀7。料液（米渣浆）通过涡流泵的作用在系统中循环，温度通过板式换热器6控制。
所述的米渣浆先放入高位循环罐1中，再启动涡流泵3进行水力空化处理，然后又返回高位循环罐1中，循环处理15min（大约循环5次） ， 处理过程中，涡流泵3出口的压力控制在0.3MPa，料液温度50℃。
水力空化预处理结束后，再加入干米渣质量1.0‰（1g）的诺维信α-淀粉酶（中温480L型，活性为480KNU/g）酶解以去除淀粉、糊精，用食品级纯碱（Na2CO3）调节pH至6.0，在温度55℃、涡流泵出口压力0.1MPa下循环处理15min（大约循环5次）；再加入干米渣质量0.4%（4g）的诺维信复合植物水解酶ViscozymeL（活性为100FBG/g，）酶解以去除非淀粉的糖类，用食品级盐酸（HCl）调节pH至5.0，在温度55℃、涡流泵出口压力0.1MPa下循环处理15min（大约循环5次）；用喷射器升温至95℃后经板框过滤、洗涤、过滤、干燥、粉碎，所得大米蛋白含量为85%以上。
本实施例中板式换热器和喷射器的热源是蒸汽。
作为本实施例的一种变换，还可以采用其他结构形式的水力空化装置，只要能够使物料在其中形成涡流产生水力空化效应即可。
Claims (3)
1.一种利用水力空化技术从米渣中提取大米蛋白的方法，其特征在于：包括以下步骤：取含水量＜10%的干米渣，加入干米渣质量3~10倍温度为50~55℃的热水得米渣浆，然后通过水力空化装置进行预处理，处理条件为：料液温度45~55℃、出口压力0.2-0.4MPa、循环2~5次；再加入干米渣质量0.5-1.0‰的诺维信α-淀粉酶，调节pH至5.8-6.2，然后将米渣浆在温度55~60℃、出口压力0.1-0.2MPa的条件下，通过水力空化装置循环处理2~5次；再加入干米渣质量0.1-0.4%的诺维信复合植物水解酶ViscozymeL，调节pH至4.8-5.2，然后将米渣浆在温度55~60℃、出口压力0.1-0.2MPa的条件下，通过水力空化装置循环处理2~5次；升温至80~95℃后过滤得大米蛋白滤饼；大米蛋白滤饼经热水洗涤、过滤、干燥、粉碎得到大米蛋白；所述的诺维信α-淀粉酶是中温480L型，活性为450-500KNU/g，所述的诺维信复合植物水解酶ViscozymeL的活性为80-120FBG/g；所述的水力空化装置包括带有搅拌器（11）的高位循环罐（1）、涡流泵（3）和换热器（6），所述的高位循环罐、涡流泵和换热器依次通过管道连通，所述的换热器又与高位循环罐通过管道连通，所述的出口压力是指涡流泵出口压力。
2.根据权利要求1所述的利用水力空化技术从米渣中提取大米蛋白的方法，其特征在于：所述的高位循环罐与涡流泵之间的管道上设置有进料调节阀（2），所述的涡流泵与换热器之间的管道上设置有压力表（4）和出料调节阀（5），所述的换热器与高位循环罐之间的管道上设置有出料三通阀（7）。
3.根据权利要求1或2所述的利用水力空化技术从米渣中提取大米蛋白的方法，其特征在于：所述的米渣浆经水力空化处理结束后，采用喷射器升温至80~95℃。
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