CN104000002A - 一种珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法 - Google Patents
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Abstract
一种珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法，包括以下步骤：（1）将脱脂米糠粕粉碎，加水浸泡；（2）将所得料液研磨；（3）加入醋酸－醋酸钠缓冲液，调节pH为4.0-4.8，加入纤维素酶，水浴搅拌，再酶灭活，然后冷却；（4）加入α-淀粉酶，水浴搅拌，调节pH，沉淀米糠蛋白，弃上清，得粗米糠蛋白；（5）重悬浮，过滤，并真空喷雾干燥，收集米糠蛋白粉。采用本发明，米糠蛋白提取效率显著提高，纯度也更高，而且提取条件温和，产品性质好，提取后的米糠残渣还可以作为动物饲料使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种提取米糠蛋白的方法，尤其是涉及一种珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法。
背景技术
现今从米糠中提取米糠蛋白主要的方法有碱溶酸提法、酶解提取法等，前者提取过程中添加大量的碱液和酸液，反应剧烈，在高碱性条件下米糠中的蛋白质破坏严重，米糠蛋白品质受到影响，蛋白变性后不具有其原来的活性；而且还可能生成毒性物质，即使通过木炭吸附等方法，仍然难以清除干净，因此其产品潜在的毒性决定了其不适合应用于食品药品深加工领域。
酶解法提取米糠蛋白，提取条件温和，其产品性状明显优于碱溶酸提法，然而，酶解法仍然存在一定的问题，最主要的缺点为提取效率不高，耗时长，成本高难以大规模生产等问题。由于米糠蛋白主要存在于细胞及细胞壁中，因此，米糠的破壁成为影响提取效率的主要问题，植物细胞的细胞壁可分为初生壁和次生壁两部分。 初生壁是细胞生长期形成的。次生壁是细胞停止生长后，在初生壁内部形成的结构。目前，较流行的初生细胞壁结构是由Lampert等人提出的“经纬”模型，依据这一模型，纤维素的微纤丝以平行于细胞壁平面的方向一层一层敷着在上面，同一层次上的微纤丝平行排列，而不同层次上则排列方向不同，互成一定角度，形成独立的网路，构成了细胞壁的“经”，模型中的“纬”是结构蛋白（富含羟脯氨酸的蛋白），它由细胞质分泌，垂直于细胞壁平面排列，并由异二酪氨酸交联成结构蛋白网，径向的微纤丝网和纬向的结构蛋白网之间又相互交联，构成更复杂的网路系统。半纤维素和果胶等胶体则填充在网路之中，从而使整个细胞壁既具有刚性又具有弹性。 在次生壁中，纤维素和半纤维素含量比初生壁增加很多，纤维素的微纤丝排列得更紧密和有规则，而且存在木质素（酚类组分的聚合物）的沉积。因此次生壁的形成提高了细胞壁的坚硬性，使植物细胞具有很高的机械强度。由于每一颗米糠粉都是由米糠细胞成团构成，酶剂难以与米糠细胞壁充分接触，而且细胞壁中的蛋白结构网的作用，单纯的使用纤维素酶和植酸酶只能作用于颗粒表面的细胞壁，很难裂解所有的细胞壁，如果要提高提取效率，则需使用蛋白酶或者增加酶液的量甚至需要延长反应时间，前者会使米糠蛋白降解，而后者则会大幅增加生产成本，都不适宜用于大规模工业生产。
此外，还有一些提取方法使用高温蒸煮或者高压破碎，虽然得率增高，但是米糠蛋白变性严重，甚至被破碎成为短肽，失去其生物学功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法，该方法在温和的条件下提取米糠蛋白。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法，包括以下步骤：
（1）将脱脂米糠粕粉碎，得脱脂米糠粕粉末，过60-100目（优选75－85目）筛，按料液质量比1:5－20（优选1:8－12）加入水，浸泡5-20分钟（优选8－12分钟），得料液；
（2）将步骤（1）所得料液加入珠磨机进料口，选择0.5-1mm研磨珠，转速为1000rpm-5000rpm（优选1400－1600 rpm），时间为10-20分钟，得混悬液；
（3）往步骤（2）所得混悬液中加入醋酸－醋酸钠缓冲液，调节pH为4.0-4.8， 按照每升混悬液加入4-10g纤维素酶的量往混悬液中加入纤维素酶，然后在40-45℃水浴搅拌1-2小时，再在70-90℃酶灭活10-30分钟，然后冷却；
所述纤维素酶的酶活力优选≥10000U/g；
（4）按照每升混悬液加入2-6g α-淀粉酶的量往混悬液中加入α-淀粉酶，55-65℃水浴搅拌1-2小时，调节pH到4.1-5.0，沉淀米糠蛋白30-60分钟，弃上清，得粗米糠蛋白；
所述α-淀粉酶的酶活力优选≥5000U/g；
调节pH时优选用1M的食品级盐酸；
（5）将得到的粗米糠蛋白重新溶于pH值为6.8-7.8（优选7.0－7.2）的水溶液中重悬浮，过滤，并真空喷雾干燥，收集米糠蛋白粉。
珠磨破碎是适用于大规模破碎植物细胞的方法，植物细胞悬浮后与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂（直径小于1mm）一起快速搅拌或者研磨，研磨剂、珠子与细胞之间的互相剪切、碰撞使细胞破碎，有效的释放出内含物，操作过程中会产生热量，但是珠磨机装有冷却夹套，可以有效降低研磨过程中的温度，保证提取蛋白不被极端条件所变性。同时，研磨法破碎率一般控制在80%以下，不但降低能耗，同时还能防止米糠蛋白被破碎以及其他高破碎率方法带来的细胞小碎片不易分离为后续操作带来困难。
本发明通过研磨使细胞分散、细胞壁充分破裂，胞内米糠蛋白释放，再通过酶解处理，酶剂能充分的作用于破碎后的细胞，释放细胞壁上的结合蛋白，从而达到高效低耗提取米糠蛋白的目的。
本发明采用的原料为脱脂米糠粕，是米糠提取米糠油脂后的主要副产品，脱脂米糠粕在珠磨机的作用下，米糠粕的结构得到充分破坏，加入纤维素酶后，细胞壁结构蛋白被分离开来，纤维素被降解，在淀粉酶作用下，淀粉被降解。因此，米糠蛋白提取效率显著提高，纯度也更高，而且提取条件温和，产品性质好，提取后的米糠残渣还可以作为动物饲料使用。
本发明的米糠蛋白提取率可以达到2.76%，且杂质含量较低，其中，
米糠蛋白的提取率%=提取的米糠蛋白总量/米糠粕的原料量×100%
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例包括步骤：
（1）将脱脂米糠粕（××米业）粉碎，得脱脂米糠粕粉末，过80目筛，取60g脱脂米糠粕粉末，加入1000ml水，浸泡10分钟，得料液；
（2）将步骤（1）所得料液加入netzsch LM-20型珠磨机，选择1mm研磨珠，转速为1500rpm，研磨5分钟，得混悬液；
（3）往步骤（2）所得混悬液中加入9.8ml醋酸，18g醋酸钠，调节pH为4.5，加入5g纤维素酶（所述纤维素酶的酶活力为10000U/g），然后45℃水浴搅拌1.5小时，80℃酶灭活20分钟，冷却至室温；
（4）往经步骤（3）处理的悬浊液中加入5g α-淀粉酶（所述α-淀粉酶的酶活力为5000U/g），65℃水浴搅拌1.5小时，调节pH到4.5，沉淀米糠蛋白30分钟，弃上清，得粗米糠蛋白；
（5） 将得到的粗米糠蛋白重新溶于pH值7.2的水溶液中重悬浮，过滤，真空喷雾干燥，收集米糠蛋白粉。
本发明提取米糠蛋白的得率为2.76wt%。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
（1）将脱脂米糠粕（××米业）粉碎，得脱脂米糠粕粉末，过80目筛，取5kg脱脂米糠粕粉末，加入50L水，浸泡10分钟，得料液；
（2）将步骤（1）所得料液加入世赫SWZX-50-C型珠磨机，选择1mm研磨珠，转速为2000rpm，时间为10分钟；
（3）往步骤（2）所得混悬液中加入49ml醋酸，90g醋酸钠，调节pH为4.5，加入300g纤维素酶（所述纤维素酶的酶活力为10000U/g），45℃水浴搅拌1.5小时，80℃酶灭活15分钟，然后冷却；
（4） 加入200g α-淀粉酶（所述α-淀粉酶的酶活力为5000U/g）,65℃水浴搅拌1.5小时，调节pH到4.6，沉淀米糠蛋白30分钟，得粗米糠蛋白；
（5） 将得到的粗米糠蛋白重新溶于pH值7.2的水溶液中重悬浮，过滤，真空喷雾干燥，收集米糠蛋白粉。
本实施例提取米糠多糖的得率为2.65wt%。
Claims (7)
1. 一种珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将脱脂米糠粕粉碎，得脱脂米糠粕粉末，过60-100目筛，按料液质量比1:5－20加入水，浸泡5-20分钟，得料液；
（2）将步骤（1）所得料液加入珠磨机进料口，选择0.5-1mm研磨珠，转速为1000rpm-5000rpm，时间为10-20分钟，得混悬液；
（3）往步骤（2）所得混悬液中加入醋酸－醋酸钠缓冲液，调节pH为4.0-4.8， 按照每升混悬液加入4-10g纤维素酶的量往混悬液中加入纤维素酶，然后在40-45℃水浴搅拌1-2小时，再在70-90℃酶灭活10-30分钟，然后冷却；
（4）按照每升混悬液加入2-6g α-淀粉酶的量往混悬液中加入α-淀粉酶，55-65℃水浴搅拌1-2小时，调节pH到4.1-5.0，沉淀米糠蛋白30-60分钟，弃上清，得粗米糠蛋白；
（5）将得到的粗米糠蛋白重新溶于pH值为6.8-7.8的水溶液中重悬浮，过滤，并真空喷雾干燥，收集米糠蛋白粉。
2.根据权利要求1所述的珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法，其特征在于，步骤（1）中，将脱脂米糠粕粉末，过75－85目筛，按料液质量比1:8－12加入水，8－12分钟。
3.根据权利要求1或2所述的珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法，其特征在于，步骤（2）中，研磨时转速为1400－1600rpm。
4.根据权利要求1或2所述的珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述纤维素酶的酶活力≥10000U/g。
5.根据权利要求1或2所述的珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述α-淀粉酶的酶活力≥5000U/g。
6.根据权利要求1或2所述的珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法，其特征在于，步骤（4）中，调节pH时用1M的食品级盐酸。
7.根据权利要求1或2所述的珠磨破碎结合酶法从脱脂米糠中提取米糠蛋白的方法，其特征在于，步骤（5）中，将得到的粗米糠蛋白重新溶于pH值为7.0－7.2的水溶液中重悬浮。
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