CN105475607A - 从低温米糠粕中提取蛋白质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从低温米糠粕中提取蛋白质的方法，该方法包括以下步骤：1)稀酸浸泡处理低温米糠粕粉碎过60～100目筛；2)超声波处理；3)离心分离分别获得上清液和固体粕；4)从上清液中沉淀出米糠蛋白；5)稀碱液处理固体粕、离心分离、蛋白沉淀；6)干燥处理。本发明方法利用硫酸浸泡处理低温米糠粕，可使低温米糠粕中的蛋白质处于熔球状态，经超声波进行处理，不仅可促进米糠蛋白的解聚与溶解，而且有效提高了米糠蛋白在酸性条件下的溶解度和米糠蛋白提取率。本发明方法制备条件温和、效率高、成本低，米糠蛋白质量好。

Description

从低温米糠粕中提取蛋白质的方法

技术领域

本发明涉及一种蛋白质提取工艺，尤其是涉及一种从低温米糠粕中提取蛋白质的方法。

背景技术

我国是世界上重要的水稻主产国，米糠作为稻谷加工中最重要的一类副产物，年产量可达1000万吨以上，而我国在米糠的深加工及综合利用方面还存在不足，仅有10％～15％的米糠用于深加工，大部分的米糠主要作为饲料，资源未得到合理的开发利用。

米糠中含有15％～24％的油脂和12％～18％的蛋白质，其中米糠蛋白的组成主要为清蛋白(Albumin)、球蛋白(Globulin)、谷蛋白(Glutenin)和醇溶蛋白(Gliadin)。研究表明米糠蛋白中必需氨基酸完全，氨基酸的组成与比例接近FAO/WHO推荐模式，其中赖氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸的含量远高于其他谷物蛋白，这就补偿了谷物蛋白中赖氨酸不足的缺陷。研究报道指出，对几种常见的谷物蛋白的生物价(BV)进行比较得出，米糠蛋白(80)>大米蛋白(77)>小麦蛋白(67)>玉米蛋白(60)，可以看出，米糠蛋白的营养价值是谷物蛋白中的佼佼者；以上四种谷物蛋白的功效比值(PER)比较结果为：米糠蛋白(2.4)>大米蛋白(1.9)>玉米蛋白(1.2)>小麦蛋白(0.6)，可以看出，米糠蛋白的PER接近于牛乳酪蛋白的PER(2.5)，其营养价值可以与鸡蛋蛋白相媲美。另外与其他常见的动、植物蛋白相比，米糠蛋白还具备独具特色的优点，即低过敏性，可用作为婴幼儿和特殊人群的营养食品原料，因此米糠蛋白作为一种高品质、低过敏性蛋白质，是一种极具开发潜力的新型蛋白质资源。

目前米糠蛋白并没有得到广泛的利用，这主要是因为在天然状态下，米糠蛋白中因含有较多的二硫键以及米糠中植酸、半纤维素等物质的聚集作用，使得它不易溶于普通溶剂，相对于其他植物蛋白的提取更具困难。另外，米糠的稳定化处理条件、米糠粕的脱溶方式等对米糠蛋白的溶解性也有重要影响，如果在提取米糠油的工艺中或脱溶工艺中采用了高温处理，米糠中蛋白质会发生严重变性，影响其溶解性和营养品质。

已开展的有关米糠蛋白提取的方法主要包括碱法、酶法和物理法。碱法提取方法简单，但碱液浓度低时，蛋白质提取率较低，而碱液浓度过高会产生一些不利的反应：蛋白质的变性和水解增加；美拉德反应促使产品的颜色加深，产生黑褐色的物质；提取物中的非蛋白含量增加，分离效果差，纯度降低。除此之外，在高碱条件下，还会产生一种有毒有害的物质即赖-丙氨酸，降低蛋白质的营养价值，因此在提取米糠蛋白的过程中应该避免过高的碱浓度。酶法作用条件温和，不会产生有害物质，用于提取米糠蛋白的酶主要是蛋白酶、糖酶和植酸酶等。酶法提取所可有效提高蛋白质的提取率，并且简便快捷，但不足之处是酶价格太高，不利于工业化生产。物理法提取是采用胶体磨、超微粉化机，均质机或超声波等机械处理对米糠的细胞结构进行破坏，以提高米糠蛋白提取率的方法。但物理法的效果并不显著。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从低温米糠粕中提取蛋白质的方法，该提取方法条件温和，工业化可行性高、制备成本低廉。

为解决上述技术问题，本发明所设计的从低温米糠粕中提取蛋白质的方法包括以下步骤：

1)低温制备米糠油：米糠采用冷榨浸出或亚临界萃取处理后获得低温米糠粕；

2)稀酸浸泡处理：低温米糠粕粉碎过60～100目筛，在70℃～90℃温度下，采用稀酸浸泡处理1～3h；所述稀酸是质量百分比浓度为0.9％～1.2％的硫酸；

3)超声波处理：经稀酸浸泡后的低温米糠粕用超声波进行处理，所述超声波的功率为100W～500W，超声波处理时间为20min～30min；

4)离心分离：将经超声波处理后的低温米糠粕在转速3000rpm～10000rpm下离心后获得上清液和固体粕；

5)蛋白沉淀：离心后调节上清液的pH值为3.5～4.5；

6)稀碱液处理固体粕：在固体粕中加入碱液提取米糠蛋白，提取pH值为8.0～9.0；

7)离心分离：将经碱液处理后的固体粕在转速3000rpm～10000rpm下离心后获得蛋白提取液；

8)蛋白沉淀：调节蛋白提取液的pH值为3.5～4.5；

9)干燥处理制备蛋白粉：两次蛋白沉淀分别经复溶和干燥处理后可得米糠蛋白质粉。

优选地，所述步骤3)中，超声波的功率为300W～500W。

优选地，所述步骤9)中，干燥方法为冷冻干燥，喷雾干燥或冷冻喷雾干燥。

本发明的有益效果在于：

1)本发明方法利用质量百分比浓度为0.9％～1.2％的硫酸浸泡处理低温米糠粕，可使低温米糠粕中的蛋白质处于熔球状态，在该状态下，用功率为100W～500W的超声波进行处理，可对蛋白质进行物理场化学复合改性，不仅可促进米糠蛋白的解聚与溶解，而且有效提高了米糠蛋白在酸性条件下的溶解性和米糠蛋白提取率。

2)本发明方法将稀酸-超声波处理所得米糠蛋白与碱提酸沉米糠蛋白分开制备，可得具有不同功能性质的米糠蛋白以满足不同食品加工需求。

3)本发明方法制备条件温和、效率高、成本低，米糠蛋白质量好，能够有利地促进米糠资源的开发利用，对于缓解我国蛋白质资源不足的现状具有重要作用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

本具体实施方式中，低温米糠粕均由米糠采用亚临界萃取处理后获得。

实施例一：

低温米糠粕过60～100目后，加入氢氧化钠碱溶液(pH值9.0)提取1h，再离心分离得蛋白质提取液(蛋白质提取率为50％)。所得蛋白质提取液调整pH值为4.0～4.5沉淀蛋白，所得蛋白质沉淀经经复溶和干燥处理后可得米糠蛋白质粉。

实施例二：

低温米糠粕过60～100目后，按1:10比例与去离子水相混合后将超声探头浸入低温米糠粕悬浮液中，在超声功率500W，超声时间30min的条件下进行超声波处理。超声处理完毕后用氢氧化钠溶液调节低温米糠粕悬浮液的pH值为9.0，提取1h，离心分离可得蛋白质提取液(蛋白质提取率为56％)，所得蛋白质提取液调整pH值为4.0～4.5以沉淀蛋白，所得蛋白质沉淀经经复溶和干燥处理后可得米糠蛋白质粉。

实施例三：

低温米糠粕过60～100目后，与0.6％的稀硫酸按1:10比例混合均匀，在90℃下浸泡3h。稀酸浸泡完毕后，将超声探头浸入配制好的低温米糠粕悬浮液中，在超声功率300W，超声时间30min的条件下进行超声波处理，然后在3000rpm～10000rpm下离心10min可得蛋白质提取液(该酸性条件下蛋白质提取率为22％)，所得提取液调节pH值为4.0～4.5沉淀蛋白，离心所得固体粕加入氢氧化钠碱溶液(pH值9.0)提取1h，再离心分离得蛋白质提取液(蛋白质提取率为40％)，调整pH值为3.5～4.5以沉淀蛋白，收集两次沉淀的蛋白经复溶和干燥后得米糠蛋白质粉(两次总蛋白质提取率为62％)。

实施例四：

低温米糠粕过60～100目后，与0.9％的稀硫酸按1:10比例混合均匀，在90℃下浸泡3h。稀酸浸泡完毕后，将超声探头浸入配制好的低温米糠粕悬浮液中，在超声功率500W，超声时间30min的条件下进行超声波处理，然后在3000rpm～10000rpm下离心10min，上清液调节pH值为4.0～4.5以沉淀蛋白(该酸性条件下蛋白质提取率为35％)，离心所得固体粕加入氢氧化钠碱溶液(pH值9.0)提取1h，再离心分离得蛋白质提取液(蛋白质提取率为37％)，调整pH值为3.5～4.5以沉淀蛋白，收集两次沉淀的经复溶和蛋白干燥后得米糠蛋白质粉(两次总蛋白质提取率为72％)。

实施例五：

低温米糠粕过60～100目后，与1.0％的稀硫酸按1:10比例混合均匀，在80℃下浸泡1h。稀酸浸泡完毕后，将超声探头浸入配制好的低温米糠粕悬浮液中，在超声功率100W，超声时间30min的条件下进行超声波处理，然后在3000rpm～10000rpm下离心10min，上清液调节pH值为4.0～4.5沉淀蛋白(该酸性条件下蛋白质提取率为33％)，离心所得固体粕加入氢氧化钠碱溶液(pH值9.0)提取1h，再离心分离得蛋白质提取液(蛋白质提取率为37％)，调整pH值为3.5～4.5以沉淀蛋白，收集两次沉淀的蛋白经复溶和干燥后得米糠蛋白质粉(两次总蛋白质提取率为70％)。

实施例六：

低温米糠粕过60～100目后，与1.2％的稀硫酸按1:10比例混合均匀，在70℃下浸泡3h。稀酸浸泡完毕后，将超声探头浸入配制好的低温米糠粕悬浮液中，在超声功率300W，超声时间10min的条件下进行超声波处理，然后在3000rpm～10000rpm下离心10min，上清液调节pH值为4.0～4.5沉淀蛋白(酸性条件下蛋白质提取率为35％)，离心所得固体粕加入氢氧化钠碱溶液(pH值9.0)提取1h，再离心分离得蛋白质提取液(蛋白质提取率为37％)，调整pH值为3.5～4.5以沉淀蛋白，收集两次沉淀的蛋白经复溶和干燥后得米糠蛋白质粉(两次总蛋白质提取率为72％)。

发明人同时做了低温米糠粕粉碎过60～100目筛后，在0.9％～1.2％的稀硫酸条件下提取米糠蛋白质的试验，其蛋白质最大提取率为20％。低温米糠粕粉碎过60～100目筛，按1:10比例与去离子水相混合后并将超声探头浸入低温米糠粕悬浮液中进行超声处理，离心分离后，然后再在0.9％～1.2％的稀硫酸条件下提取米糠蛋白质的试验，相对于粉碎过筛后直接加稀硫酸处理，其蛋白质最大提取率基本上没有变化。

Claims (3)

1.一种从低温米糠粕中提取蛋白质的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)稀酸浸泡处理：低温米糠粕粉碎过60～100目筛，在70℃～90℃温度下，采用稀酸浸泡处理1～3h；所述稀酸是质量百分比浓度为0.9％～1.2％的硫酸；

2)超声波处理：经稀酸浸泡后的低温米糠粕用超声波进行处理，所述超声波的功率为100W～500W，超声波处理时间为20min～30min；

3)离心分离：将经超声波处理后的低温米糠粕在转速3000rpm～10000rpm下离心后获得上清液和固体粕；

4)蛋白沉淀：离心后调节上清液的pH值为3.5～4.5；

5)稀碱液处理固体粕：在固体粕中加入碱液提取米糠蛋白，提取pH值为8.0～9.0；

6)离心分离：将经碱液处理后的固体粕在转速3000rpm～10000rpm下离心后获得蛋白提取液；

7)蛋白沉淀：调节蛋白提取液的pH值为3.5～4.5；

8)干燥处理制备蛋白粉：两次蛋白沉淀分别经复溶和干燥处理后可得米糠蛋白粉；

所述低温米糠粕由米糠采用冷榨浸出或亚临界萃取处理后获得。

2.根据权利要求1所述的从低温米糠粕中提取蛋白质的方法，其特征在于：

所述步骤2)中，超声波的功率为300W～500W。

3.根据权利要求1或2所述从低温米糠粕中提取蛋白质的方法，其特征在于：

所述步骤8)中，干燥方法为冷冻干燥，喷雾干燥或冷冻喷雾干燥。