CN104012853B - 一种用于肾病患者食用的大米的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于肾病患者食用的大米的制备方法，具体步骤：(1)用添加了柠檬酸或盐酸的水溶液浸泡大米3分钟～1小时，所述水溶液中柠檬酸或盐酸的浓度为0.05％～5％，排出酸性水溶液，清洗大米2～6次，沥干大米；(2)将水、植酸酶和磷脂酶添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:1～6，植酸酶添加量为1000‑5000U/kg大米，磷脂酶添加量为大米重量的0.1％～0.6％，反应温度为30～60℃，反应pH控制为4.0～7.0，反应时间为2～6小时，排出酶解液；(3)清洗；(4)干燥；所述方法在保证大米粒型完整的情况下，脱除了大米中大部分磷和蛋白，磷的脱除率最高可达86％。
Description
技术领域
本发明涉及一种大米的制备方法，尤其是一种用于肾病患者食用的大米的制备方法。
背景技术
近年来，我国肾病患者人数逐年增多，肾病已成为危害人类健康的主要疾病之一。肾脏是人体的排泄器官，其主要功能是将人体各种代谢产物，特别是蛋白质和矿物质的代谢废物排除体外。磷是人体内最丰富的元素之一，主要从肠道内转运到体内，大部分从肾脏排出到体外。正常情况下，人体通过肾脏排出体外的磷约占总排出量的70％，经粪便排出的磷约占30％。而慢性肾功能衰竭患者在进行透析治疗的过程中常常会并发钙磷代谢紊乱，主要表现为高血磷、高钙磷乘积和继发性甲状旁腺功能亢进等症状，钙磷代谢紊乱可导致肾性骨营养不良和血管钙化等病症。因此，控制磷的摄入量，调节钙磷代谢紊乱是肾脏病患者延缓病情的有效方法。
大米作为我们日常生活中的其中一种重要主食，含有较高含量的植物蛋白，且属于非优质蛋白，其中的磷含量与蛋白质含量呈正相关。若通过降低大米中蛋白质和磷的含量，减少肾病患者从主食中摄取的植物蛋白和磷的量，则有效减轻肾病患者的肾脏负担，降低血磷含量。这样的一种脱磷脱蛋白大米既可以满足肾病患者对低蛋白低磷的主食需求，适当补充优质蛋白，又可满足患者对主食口味上的适应性。
目前，CN103211163A公开了一种脱蛋白大米的加工方法，其通过蛋白酶和乳酸菌联合发酵脱除大米中的蛋白质，通过多次酶解和发酵技术，加强蛋白的脱除效果。CN103564306A公开了一种适合肾病病人食用的再制米及其加工方法，其通过将谷物原料浸泡、破碎，用蛋白酶水解脱除谷物中蛋白，再将谷物原料用植酸酶水解或复合酵母或乳酸菌发酵等技术进行脱磷，将分离后的谷物原料复配其他经脱磷原料经过糊化、挤压成型等技术制成再制米。上述方法中，脱蛋白大米的加工方法只单纯对蛋白进行了脱除，并未涉及对磷的全面脱除，可能不能充分满足对限磷要求高的肾病患者对主食的要求；适合肾病病人食用的再制米的加工方法，将原大米粉碎，经过多步处理脱蛋白脱磷，经多次分离等工艺较繁琐；复配的其他原料经脱磷等处理工艺也容易流失天然营养，且多种处理后原料经过复配再糊化、挤压成粒，再制米在外观及口感上不容易控制，且经该加工工艺制成的再制米，工艺复杂，也缺乏天然谷物的口感。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于肾病患者食用的大米的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种用于肾病患者食用的大米的制备方法，具体步骤如下：
(1)酸处理：用添加了柠檬酸或盐酸的水溶液浸泡普通大米或脱蛋白大米3分钟～1小时，所述水溶液中柠檬酸或盐酸的浓度为0.05％～5％，经酸处理后，排出酸性水溶液，清洗大米2～6次，沥干大米；
(2)脱磷：将水、植酸酶和磷脂酶添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:1～6，植酸酶添加量为1000-5000U/kg大米，磷脂酶添加量为大米重量的0.1％～0.6％，反应温度为30～60℃，反应pH控制为4.0～7.0，反应时间为2～6小时，反应停止后，排出酶解液；
(3)清洗：用流水反复清洗大米；
(4)干燥：洗涤后，将大米烘干，即得。
优选的，上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，所述脱蛋白大米采用如下方法制备而得：
(1)浸泡：将大米用水预先浸泡，大米和水的质量比例为1:1～6，浸泡温度为20～40℃，浸泡时间为10～24小时；
(2)预处理去除杂菌：将大米沥干后加入到加热至60～100℃的水溶液中搅拌1～6分钟，清洗除去大米表面杂菌，然后倒掉洗液，沥干米；加水冷却清洗，沥干米，重复2～6次；
(3)发酵：将大米、水、乳酸菌添加到发酵容器中，其中大米和水的质量比例为1:1～6，控制每公斤发酵液中乳酸菌菌数为107～1013，发酵温度为25～50℃，发酵时间为8～24小时，发酵终点为发酵液pH为3.7～4.8左右，停止发酵后，排出发酵液，清洗大米2～6次，沥干大米；
(4)蛋白酶解：将水和蛋白酶添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:1～6，蛋白酶添加量为大米重量的0.1％～3％，酶解温度为30～55℃，酶解pH控制为3.5～8.5，酶解时间为2～10小时，酶解停止后，排出酶解液，清洗大米2～6次，沥干大米。
优选的，上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，所述乳酸菌为乳杆菌属。
优选的，上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，所述乳酸菌为保加利亚乳杆菌、德氏乳杆菌、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的任意一种或两种。
优选的，上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，所述乳酸菌为保加利亚乳杆菌、德氏乳杆菌和嗜酸乳杆菌的任意两种混合，其中，二者菌数控制在1～2:2～1之间。
优选的，上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，所述乳酸菌为植物乳杆菌，可提供好氧条件，可通入无菌空气，即1公斤大米和发酵液的混合物通气量为0.5～2L/min。
优选的，上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，所述蛋白酶为来自动物的胰蛋白酶、胃蛋白酶，来自植物的木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶，以及来自微生物发酵的酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶中的任意两种或任意三种；当采用两种混合酶时，其中二者质量比例控制在1～5:5～1之间；当采用三种混合酶时，其中三者的质量比例控制在1～5:5～1:5～1，且所采用的混合酶为分两步加入，并在初始反应及反应过程中根据所加蛋白酶的种类，每隔10～30min调节至适宜该蛋白酶反应的pH。
优选的，上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，所述植酸酶为植物植酸酶或微生物植酸酶。
优选的，上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，所述磷脂酶为磷脂酶A1(PLA1)、磷脂酶A2(PLA2)、磷脂酶C(PLC)和磷脂酶D(PLD)中的任意一种或任意两种；当采用两种混合酶时，其中二者质量比例控制在1～3:3～1之间。
优选的，上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，所述脱蛋白大米制备步骤(3)将大米、水、乳酸菌添加到发酵容器中，添加乳酸，所述乳酸添加量为每公斤发酵液中加50％～80％乳酸50～500μL，发酵后排出发酵液。
优选的，上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，所述步骤(2)所采用的植酸酶和磷脂酶采用先后顺序分步加入，且在初始反应及反应过程中根据所加酶的种类，每隔10～30min调节至适宜该酶反应的pH。
优选的，上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，所述步骤(4)大米烘干的方式为将清洗后的大米在60～105℃条件下进行烘干，所述烘干方式为恒温干燥、真空干燥、蒸汽烘干或微波干燥的任意一种或任意两种，控制产品水分含量在14％以内。
本发明的有益效果是：
上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，工艺简单，在保证大米粒型完整的情况下，脱除了大米中大部分磷和蛋白，磷的脱除率最高可达86％，采用该技术制备的脱磷脱蛋白大米，与市售普通大米在外观和口感上很接近，适用于肾病或其他需要低蛋白限磷饮食的患者食用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1
普通大米，用1％盐酸水溶液浸泡大米30分钟，排出盐酸水溶液，清洗大米4次，沥干大米。然后，将水、植酸酶和磷脂酶A2(PLA2)添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:3，植酸酶添加量为1000U/kg原料，磷脂酶A2(PLA2)添加量为0.1％，反应温度为40℃，反应pH控制为5.5，反应时间为3小时，反应停止后，排出酶解液。用流水反复清洗大米，将洗净后的大米于70℃烘箱内干燥至水分含量为12％。实验后大米中磷的脱除率为32.5％。
实施例2
普通大米，在室温下用水浸泡，大米和水的质量比例为1:3，浸泡时间为20小时。将大米沥干后加入到加热至70℃的水溶液中搅拌2分钟，清洗除去大米表面杂菌，然后倒掉洗液，沥干米。然后将大米、水和嗜酸乳杆菌添加到发酵容器中，其中大米和水的质量比例为1:6，控制每公斤发酵液中嗜酸乳杆菌菌数为4×108，反应温度为37℃，反应时间为12小时。发酵结束后，排出发酵液，清洗大米3次，沥干大米。将水和蛋白酶添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:6，碱性蛋白酶添加量为大米重量的1.5％，酶解温度为45℃，酶解pH控制为8.0，酶解时间为4小时，酶解停止后，再投入木瓜蛋白酶，添加量为大米重量的1.5％，酶解温度为40℃，酶解pH控制为6.5，酶解时间为4小时，酶解停止后，排出酶解液，清洗大米3次，沥干大米。用1％柠檬酸水溶液浸泡大米10分钟，排出柠檬酸水溶液，清洗大米3次，沥干大米。然后，将水、植酸酶和磷脂酶A1(PLA1)添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:6，植酸酶添加量为2000U/kg原料，磷脂酶A1(PLA1)添加量为0.3％，反应温度为40℃，反应pH控制为5.5，反应时间为4小时，反应停止后，排出酶解液。用流水反复清洗大米，将洗净后的大米于60℃烘箱内干燥至水分含量为12％。实验后大米中磷的脱除率为60.2％。
实施例3
普通大米，在室温下用水浸泡，大米和水的质量比例为1:3，浸泡时间为20小时。将大米沥干后加入到加热至80℃的水溶液中搅拌3分钟，清洗除去大米表面杂菌，然后倒掉洗液，沥干米。然后将大米、水和保加利亚乳杆菌添加到发酵容器中，其中大米和水的质量比例为1:4，控制每公斤发酵液中保加利亚乳杆菌菌数为8×109，每公斤发酵液中加80％乳酸90μL，反应温度为35℃，反应时间为16小时。发酵结束后，排出发酵液，清洗大米3次，沥干大米。将水和蛋白酶添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:4，复合蛋白酶添加量为大米重量的0.75％，酶解温度为45℃，酶解pH控制为6.5，酶解时间为4小时，酶解停止后，再投入酸性蛋白酶，添加量为大米重量的1.4％，酶解温度为45℃，酶解pH控制为3.5，酶解时间为5小时，酶解停止后，排出酶解液，清洗大米3次，沥干大米。用0.5％柠檬酸水溶液浸泡大米10分钟，排出柠檬酸水溶液，清洗大米3次，沥干大米。然后，将水、植酸酶和磷脂酶C(PLC)添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:2，植酸酶添加量为1500U/kg原料，磷脂酶C(PLC)添加量为0.2％，反应温度为40℃，反应pH控制为5.5，反应时间为6小时，反应停止后，排出酶解液。用流水反复清洗大米，将洗净后的大米于70℃真空干燥至水分含量为10％。实验后大米中磷的脱除率为71.6％。
实施例4
普通大米，在40℃下用水浸泡，大米和水的质量比例为1:3，浸泡时间为12小时。将大米沥干后加入到加热至60℃的水溶液中搅拌5分钟，清洗除去大米表面杂菌，然后倒掉洗液，沥干米。然后将大米、水和植物乳杆菌添加到发酵容器中，其中大米和水的质量比例为1:3，控制每公斤发酵液中植物乳杆菌菌数为2×1010，反应温度为40℃，反应时间为15小时，发酵过程中通入无菌空气，1公斤大米和发酵液的混合物通气量为0.6L/min。发酵结束后，排出发酵液，清洗大米3次，沥干大米。将水和蛋白酶添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:3，胰蛋白酶添加量为大米重量的1.2％，酶解温度为45℃，酶解pH控制为8.0，酶解时间为4小时，酶解停止后，再投入菠萝蛋白酶，添加量为大米重量的0.9％，酶解温度为45℃，酶解pH控制为6.5，酶解时间为4小时，酶解停止后，排出酶解液，清洗大米3次，沥干大米。用0.5％盐酸水溶液浸泡大米6分钟，排出盐酸水溶液，清洗大米4次，沥干大米。然后，将水、植酸酶和磷脂酶C(PLC)添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:2，植酸酶添加量为2000U/kg原料，磷脂酶C(PLC)添加量为0.3％，反应温度为37℃，反应pH控制为5.5，反应时间为8小时，反应停止后，排出酶解液。用流水反复清洗大米，将洗净后的大米于微波干燥至水分含量为10％。实验后大米中磷的脱除率为77.5％。
实施例5
普通大米，在40℃下用水浸泡，大米和水的质量比例为1:3，浸泡时间为24小时。将大米沥干后加入到加热至60℃的水溶液中搅拌5分钟，清洗除去大米表面杂菌，然后倒掉洗液，沥干米。然后将大米、水、德氏乳杆菌和嗜酸乳杆菌添加到发酵容器中，其中大米和水的质量比例为1:5，控制每公斤发酵液中混合菌菌数为8×1010，其中德氏乳杆菌和嗜酸乳杆菌的菌数比为2:1，反应温度为35℃，反应时间为18小时。发酵结束后，排出发酵液，清洗大米3次，沥干大米。将水和蛋白酶添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:5，中性蛋白酶和木瓜蛋白酶添加量为大米重量的2％，其中中性蛋白酶和木瓜蛋白酶的质量比为1:1，酶解温度为40℃，酶解pH控制为6.5，酶解时间为5小时，酶解停止后，再投入菠萝蛋白酶，添加量为大米重量的1.6％，酶解温度为45℃，酶解pH控制为6.5，酶解时间为3小时，酶解停止后，排出酶解液，清洗大米3次，沥干大米。用1.5％盐酸水溶液浸泡大米3分钟，排出盐酸水溶液，清洗大米6次，沥干大米。然后，将水、植酸酶和磷脂酶A2(PLA2)添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:3，植酸酶添加量为4000U/kg原料，磷脂酶A2(PLA2)添加量为0.4％，反应温度为37℃，反应pH控制为5.5，反应时间为8小时，反应停止后，排出酶解液。用流水反复清洗大米，将洗净后的大米于7-℃真空干燥至水分含量为10％。实验后大米中磷的脱除率为82.2％。
实施例6
普通大米，在室温下用水浸泡，大米和水的质量比例为1:3，浸泡时间为18小时。将大米沥干后加入到加热至80℃的水溶液中搅拌3分钟，清洗除去大米表面杂菌，然后倒掉洗液，沥干米。然后将大米、水和植物乳杆菌添加到发酵容器中，其中大米和水的质量比例为1:2，控制每公斤发酵液中植物乳杆菌菌数为8×1010，每公斤发酵液中加80％乳酸100μL，反应温度为37℃，反应时间为16小时，发酵过程中通入无菌空气，1公斤大米和发酵液的混合物通气量为1.2L/min。发酵结束后，排出发酵液，清洗大米3次，沥干大米。将水和蛋白酶添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:2，碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶添加量为大米重量的1％，其中碱性蛋白酶和菠萝蛋白酶的质量比为1:2，酶解温度为45℃，酶解pH控制为7.0，酶解时间为4小时，酶解停止后，再投入酸性蛋白酶，添加量为大米重量的1％，酶解温度为45℃，酶解pH控制为3.5，酶解时间为4小时，酶解停止后，排出酶解液，清洗大米3次，沥干大米。用0.5％柠檬酸水溶液浸泡大米5分钟，排出柠檬酸水溶液，清洗大米4次，沥干大米。然后，将水、植酸酶添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:2，植酸酶添加量为4000U/kg原料，反应温度为37℃，反应pH控制为6.0，反应时间为1小时，然后加入磷脂酶A2(PLA2)和磷脂酶C(PLC)，混合磷脂酶添加量为0.4％，其中磷脂酶A2(PLA2)和磷脂酶C(PLC)的质量比为2:1，反应温度为40℃，反应pH控制为5，反应时间为6小时，反应停止后，排出酶解液。用流水反复清洗大米，将洗净后的大米于微波干燥至水分含量为12％。实验后大米中磷的脱除率为86％。
工艺分析：
上述用于肾病患者食用的大米的制备方法，巧妙的将乳酸菌发酵与酶解脱磷技术进行结合，在不破坏大米粒型的同时，去除大米中的磷。大米中含有磷酸盐，乳酸菌通过螯合多磷酸盐和摄取ATP的形式，使菌体增殖，促进乳酸菌发酵代谢活性增强，以及蛋白酶生成量的增加，使大米中磷含量降低，促进蛋白质分解效率的提高；发酵过程中产生的乳酸也可有效抑制杂菌的产生和促进蛋白的溶出；外加的蛋白酶可促进与磷和淀粉结合蛋白的分解；植酸酶使大米中的植酸降解，析出的磷酸可与反应液结合；磷脂酶可作用于大米磷脂分子，促进磷脂的分解，达到脱磷效果。大米经该工艺的处理，可实现大米的低磷和低蛋白化，磷的脱除率最高可达86％，且大米的粒型完整，碎粒较少，与市售普通大米在外观和口感上非常相似；由于蛋白被有效去除，大米中的淀粉比重升高，使大米制成的米饭粘性高，咀嚼起来更有弹性、更筋道，口感更好；对于需要低磷低蛋白饮食的肾病患者，食用经该工艺处理的大米后，不必担心从主食摄入过多的蛋白质和磷，利于控制每日优质蛋白的摄入量，无需改变主食习惯，减轻肾病患者的肾脏负担，从而避免病情的加重。
上述参照实施例对该一种用于肾病患者食用的大米的制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于肾病患者食用的大米的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)酸处理：用添加了柠檬酸或盐酸的水溶液浸泡脱蛋白大米3分钟-1小时，所述水溶液中柠檬酸或盐酸的浓度为0.05％-5％，经酸处理后，排出酸性水溶液，清洗大米2-6次，沥干大米，其中，所述脱蛋白大米采用如下方法制备而得：
(a)浸泡：将大米用水预先浸泡，大米和水的质量比例为1:1-6，浸泡温度为20-40℃，浸泡时间为10-24小时；
(b)预处理去除杂菌：将大米沥干后加入到加热至60-100℃的水溶液中搅拌1-6分钟，清洗除去大米表面杂菌，然后倒掉洗液，沥干米；加水冷却清洗，沥干米，重复2-6次；
(c)发酵：将大米、水、乳酸菌添加到发酵容器中，其中大米和水的质量比例为1:1-6，控制每公斤发酵液中乳酸菌菌数为107-1013，发酵温度为25-50℃，发酵时间为8-24小时，发酵终点为发酵液pH为3.7-4.8，停止发酵后，排出发酵液，清洗大米2-6次，沥干大米；
(d)蛋白酶解：将水和蛋白酶添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:1-6，蛋白酶添加量为大米重量的0.1％-3％，酶解温度为30-55℃，酶解pH控制为3.5-8.5，酶解时间为2-10小时，酶解停止后，排出酶解液，清洗大米2-6次，沥干大米；
(2)脱磷：将水、植酸酶和磷脂酶添加到装有大米的反应容器中，其中大米和水的质量比例为1:1-6，植酸酶添加量为1000-5000U/kg大米，磷脂酶添加量为大米重量的0.1％-0.6％，反应温度为30-60℃，反应pH控制为4.0-7.0，反应时间为2-6小时，反应停止后，排出酶解液；
(3)清洗：用流水反复清洗大米；
(4)干燥：洗涤后，将大米烘干，即得。
2.根据权利要求1所述的用于肾病患者食用的大米的制备方法，其特征在于：所述乳酸菌为保加利亚乳杆菌、德氏乳杆菌、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的任意一种或两种。
3.根据权利要求2所述的用于肾病患者食用的大米的制备方法，其特征在于：所述乳酸菌为保加利亚乳杆菌、德氏乳杆菌和嗜酸乳杆菌的任意两种混合，其中，二者菌数控制在1-2:2-1。
4.根据权利要求1所述的用于肾病患者食用的大米的制备方法，其特征在于：所述蛋白酶为来自动物的胰蛋白酶、胃蛋白酶，来自植物的木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶，以及来自微生物发酵的酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶、复合蛋白酶中的任意两种或任意三种；当采用两种混合酶时，其中二者质量比例控制在1-5:5-1之间；当采用三种混合酶时，其中三者的质量比例控制在1-5:5-1:5-1，且所采用的混合酶为分两步加入，并在初始反应及反应过程中根据所加蛋白酶的种类，每隔10-30min调节至适宜该蛋白酶反应的pH。
5.根据权利要求1所述的用于肾病患者食用的大米的制备方法，其特征在于：所述植酸酶为植物植酸酶或微生物植酸酶。
6.根据权利要求1所述的用于肾病患者食用的大米的制备方法，其特征在于：所述磷脂酶为磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶C和磷脂酶D中的任意一种或任意两种；当采用两种混合酶时，其中二者质量比例控制在1-3:3-1之间。
7.根据权利要求1所述的用于肾病患者食用的大米的制备方法，其特征在于：所述步骤(c)将大米、水、乳酸菌添加到发酵容器中，添加乳酸，所述乳酸添加量为每公斤发酵液中加50％-80％乳酸50-500μL，发酵后排出发酵液。
8.根据权利要求1所述的用于肾病患者食用的大米的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)所采用的植酸酶和磷脂酶采用先后顺序分步加入，且在初始反应及反应过程中根据所加酶的种类，每隔10-30min调节至适宜该酶反应的pH。
9.根据权利要求1所述的用于肾病患者食用的大米的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)大米烘干的方式为将清洗后的大米在60-105℃条件下进行烘干，所述烘干方式为恒温干燥、真空干燥、蒸汽烘干或微波干燥的任意一种或任意两种，控制产品水分含量在14％以内。
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