CN106360317B - 一种高可溶蛋白的米糠膳食纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高可溶蛋白的米糠膳食纤维的制备方法，该方法为：以低温脱脂米糠粕为原料，清洗除杂后，采用静水压技术处理，灵芝酵素酶解、真空低温微波干燥、低温振动床超微粉碎，获得目标产物高可溶蛋白的米糠膳食纤维。本发明通过柠檬酸溶液清洗，去除杂质酸化处理后，采用静水压技术，减少米糠膳食纤维与蛋白的相互结合；采用复合灵芝酵素酶解，释放活性膳食纤维中的结合蛋白；同时，本发明采用低温振动床粉碎技术，提高蛋白溶出率。本发明具有操作简便、环境友好、低能耗、低成本、蛋白利用率高，适合工业化生产等特点，适用于米糠制备高可溶蛋白的米糠膳食纤维。
Description
技术领域
本发明提供一种高可溶蛋白的米糠膳食纤维的制备方法，属于食品加工技术领域。
背景技术
米糠是稻谷加工的重要副产品，约占稻谷重量的5％-6.5％，却含有64％的营养成分以及90％以上的人体必需元素，脱脂米糠中约含有12～20％的低过敏性蛋白质，约50％碳水化合物。我国年产量超过1000万吨，米糠产量也居世界首位，是一种量大面广的可再生资源，目前主要用于动物饲料，产品附加值极低。联合国工业发展组织把米糠成为一种未充分利用的原料，米糠资源的进一步开发和利用，可作为食品工业提供丰富的生产原料。
膳食纤维具有润肠通便、减肥、调节血糖血脂，但膳食纤维的专一性较差，通过适当改性手段对膳食纤维进行改性处理，改变其中部分组成聚合物的化学结构与相对含量，新增或强化部分原先没有或很微弱的功能特性，从而使膳食纤维能够更好地发挥其生理作用；米糠蛋白中的蛋白质包括清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白，与其它植物蛋白相比，米糠蛋白有更高的赖氨酸和非常低的致敏性，所以被公认为一种优质蛋白质。但米糠含有大量的植酸和纤维，它们与蛋白质结合，使蛋白不易与其分离，米糠蛋白聚合度很高，分子间二硫键的交联使得蛋白溶解性差。目前米糠蛋白的利用方法主要为单独制备，制备技术主要有碱提取法、复合酶提取法、亚临界提取法和汽爆物理辅助提取法等，但都存在工艺复杂、局限性大等问题。
目前从米糠制备米糠膳食纤维的方法有：通过酶法、高压、超声、微波法辅助水提取的方法。但现有米糠膳食纤维的制取方法，将蛋白资源作为非纤维成分除去，浪费严重或单独提取米糠蛋白制备工艺复杂；同时，因为口感太差、成本太高；谷物中膳食纤维摄入后，生理活性不能很好的发挥等原因，使其应用范围受限。由此可见，现有的米糠膳食纤维的制备方法，存在明显缺陷。
发明内容
本发明提供了一种高可溶蛋白的米糠膳食纤维的制备方法。为了克服现有技术中米糠膳食纤维口感太差、成本太高、蛋白资源浪费严重、谷物中膳食纤维摄入后，生理活性不能很好的发挥等问题，该方法成本低、适口性好、反应条件较为温和、同时对环境的污染相对较小，可溶蛋白含量高。
本发明所要解决的第一个技术问题为提供去除脱脂米糠中杂质的方法。
本发明要解决的第二个技术问题为提供脱脂米糠中膳食纤维口感改良的方法。
本发明要解决的第三个技术问题是提供米糠蛋白的释放方法。
为解决上述第一个技术问题，本发明采用柠檬酸水溶液清洗脱脂米糠，过滤、弃滤液，除去米糠杂质，同时，进行米糠酸化处理；
所述采用柠檬酸水溶液清洗，所用柠檬酸水溶液， PH为2-6，浓度为0.1-0.3mol/L；PH用酸碱调节，酸化酸可包括： H2SO4、HNO3等无机酸，碱为NaOH等无机碱；
所述，脱脂米糠：柠檬酸水溶液（w/w）比例为1:5-10，清洗时间为20-40min。
为解决第二个技术问题，本发明采用静水压加压，改良脱脂米糠中膳食纤维口感方法；
所述静水压加压处理，压力为100-300 MPa，时间为10 -20min，温度为 30-50℃，处理柠檬酸酸化的米糠，改善脱脂米糠中膳食纤维口感。
为解决第三个技术问题，本发明提供了静水压加压、灵芝菌素酶解、振动床粉碎三种释放方式，三者发生协同作用，共同起到促进米糠膳食纤维和米糠蛋白释放的作用；
所述静水压加压，压力为100-300 MPa，时间为10 -20min，温度为 30-50℃，改变米糠内部分子结构，释放蛋白质；
所述灵芝酵素为灵芝混合菌体低温匀浆获得产物，灵芝混合菌体为成熟期灵芝和菌蕾期灵芝混合菌体，重量比为1-3:1；匀浆温度为0-5℃；
所述灵芝酵素碾磨混合酶解条件为：酶解混合方式为机械碾磨，酶解温度为50-60℃，时间为30-120min，以1kg脱脂米糠计，粗酶液中蛋白酶用量为100-300U；
所述低温振动床粉碎，磨介直径为6-10mm，磨介填充率为60-80％，研磨时间为10-30min，温度为-20-10℃，增加蛋白可溶性，获得目标产物高可溶蛋白的米糠膳食纤维。
本发明通过柠檬酸溶液清洗除杂、静水压加压改良口感，通过静水压加压、灵芝菌素酶解、振动床粉碎协同作用，释放蛋白，增加了蛋白溶出率，解决了米糠膳食纤维为口感太差、成本太高；蛋白资源作为非纤维成分除去，浪费严重，或单独提取制备工艺复杂；谷物中膳食纤维摄入后，生理活性不能很好的发挥等现状。本发明制备的高可溶蛋白米糠膳食纤维，杂质少，可溶蛋白量高、口感均优于传统提取方法。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明：
（1）清洗：取低温脱脂米糠粕，加柠檬酸水溶液，浸泡清洗，过滤，得到清洗后的低温脱脂米糠粕。所用柠檬酸水溶液， PH为2-6，浓度为0.1-0.3mol/L；PH用酸碱调节，酸可包括： H2SO4、HNO3等无机酸，碱为NaOH等无机碱；脱脂米糠：柠檬酸水溶液（w/w）比例为1:5-10，清洗时间为20-40min；
（2）加压：取上述清洗酸化后的米糠，进行静水压加压处理，压力为100-300 MPa，时间为10 -20min，温度为 30-50℃；
（3）酶解：将上述改性后的米糠，置于酶解罐中，加入复合灵芝酵素，复合灵芝酵素为混合灵芝菌体低温匀浆获得，灵芝菌体为成熟期灵芝菌体和菌蕾期灵芝菌体混合菌体，成熟期灵芝菌体：菌蕾期灵芝菌体（w/w）比例为1-3：1，低温匀浆温度为0-5℃；以1kg脱脂米糠计，粗酶液中蛋白酶用量为100-300U，酶解温度为50-60℃，时间为30-120min；
（4）干燥：将上述酶解混合物，进行真空低温微波干燥，干燥水分控制在10-20%，温度为40-60℃，得到干燥产物；
（5）粉碎：将上述干燥产物进行低温振动床粉碎，磨介直径为6-10mm，磨介填充率为60-80％，研磨时间为10-30min，温度为-20-10℃，获得目标产物-高可溶蛋白的米糠膳食纤维。
实施例1
（1）清洗：取低温脱脂米糠粕，加柠檬酸水溶液，浸泡清洗，过滤，得到清洗后的低温脱脂米糠粕。所用柠檬酸水溶液， PH为2，浓度为0.3mol/L；HNO3调节PH；脱脂米糠：柠檬酸水溶液（w/w）比例为1: 10，清洗时间为30min；
（2）加压：取上述清洗酸化后的米糠，进行静水压加压处理，压力为100MPa，时间为15min，温度为40℃；
（3）酶解：将上述改性后的米糠，置于酶解罐中，加入复合灵芝酵素，复合灵芝酵素为混合灵芝菌体低温匀浆获得，灵芝菌体为成熟期灵芝菌体和菌蕾期灵芝菌体混合菌体，成熟期灵芝菌体：菌蕾期灵芝菌体（w/w）比例为1：1，低温匀浆温度为0℃；以1kg脱脂米糠计，粗酶液中蛋白酶用量为300U，酶解温度为55℃，时间为80min；
（4）干燥：将上述酶解混合物，进行真空低温微波干燥，干燥水分控制在10%，温度为60℃，得到干燥产物；
（5）粉碎：将上述干燥产物进行低温振动床粉碎，磨介直径为8mm，磨介填充率为70％，研磨时间为20min，温度为-20℃，获得目标产物-高可溶蛋白的米糠膳食纤维；
（6）米糠可溶膳食纤维为4.6%，米糠可溶蛋白为18.1%，口感好。
实施例2
（1）清洗：取低温脱脂米糠粕，加柠檬酸水溶液，浸泡清洗，过滤，得到清洗后的低温脱脂米糠粕。所用柠檬酸水溶液， PH为4，浓度为0.2mol/L；H2SO4调节PH；脱脂米糠：柠檬酸水溶液（w/w）比例为1:8，清洗时间为40min；
（2）加压：取上述清洗酸化后的米糠，进行静水压加压处理，压力为200 MPa，时间为10min，温度为50℃；
（3）酶解：将上述改性后的米糠，置于酶解罐中，加入复合灵芝酵素，复合灵芝酵素为混合灵芝菌体低温匀浆获得，灵芝菌体为成熟期灵芝菌体和菌蕾期灵芝菌体混合菌体，成熟期灵芝菌体：菌蕾期灵芝菌体（w/w）比例为3：1，低温匀浆温度为3℃；以1kg脱脂米糠计，粗酶液中蛋白酶用量为100U，酶解温度为50℃，时间为30min；
（4）干燥：将上述酶解混合物，进行真空低温微波干燥，干燥水分控制在15%，温度为50℃，得到干燥产物；
（5）粉碎：将上述干燥产物进行低温振动床粉碎，磨介直径为10mm，磨介填充率为60％，研磨时间为30min，温度为0℃，获得目标产物-高可溶蛋白的米糠膳食纤维；
（6）米糠可溶膳食纤维为3.8%，米糠可溶蛋白为15.2%，口感好。
实施例3
（1）清洗：取低温脱脂米糠粕，加柠檬酸水溶液，浸泡清洗，过滤，得到清洗后的低温脱脂米糠粕。所用柠檬酸水溶液， PH为6，浓度为0.1mol/L；NaOH调节PH；脱脂米糠：柠檬酸水溶液（w/w）比例为1:5，清洗时间为20min；
（2）加压：取上述清洗酸化后的米糠，进行静水压加压处理，压力为300 MPa，时间为20min，温度为 30℃；
（3）酶解：将上述改性后的米糠，置于酶解罐中，加入复合灵芝酵素，复合灵芝酵素为混合灵芝菌体低温匀浆获得，灵芝菌体为成熟期灵芝菌体和菌蕾期灵芝菌体混合菌体，成熟期灵芝菌体：菌蕾期灵芝菌体（w/w）比例为2：1，低温匀浆温度为5℃；以1kg脱脂米糠计，粗酶液中蛋白酶用量为200U，酶解温度为60℃，时间为120min；
（4）干燥：将上述酶解混合物，进行真空低温微波干燥，干燥水分控制在20%，温度为40℃，得到干燥产物；
（5）粉碎：将上述干燥产物进行低温振动床粉碎，磨介直径为6mm，磨介填充率为80％，研磨时间为10min，温度为10℃，获得目标产物-高可溶蛋白的米糠膳食纤维；
（6）米糠可溶膳食纤维为3.6%，米糠可溶蛋白为10.9%，口感好。
Claims (1)
1.一种高可溶蛋白的米糠膳食纤维的制备方法，其特征在于它按照以下步骤顺序进行：
(1)清洗：取低温脱脂米糠粕，加柠檬酸水溶液，浸泡清洗，过滤，得到清洗后的酸化米糠；所用柠檬酸水溶液，pH为2-6，浓度为0.1-0.3mol/L；pH用酸碱调节，酸为H2SO4或HNO3，碱为NaOH；脱脂米糠：柠檬酸水溶液(w/w)比例为1:5-10，清洗时间为20-40min；
(2)加压：取上述清洗后的米糠，进行静水压加压处理，获得改性酸化米糠；
(3)酶解：将上述改性后的米糠，置于酶解罐中，加入复合灵芝酵素，机械碾磨混合酶解，酶解温度为50-60℃，时间为30-120min，以1kg脱脂米糠计，复合灵芝酵素中的蛋白酶量为100-300U，得到高可溶蛋白的米糠；
(4)干燥：将上述酶解混合物，进行真空低温微波干燥，干燥水分控制在10-20％，温度为40-60℃，得到干燥产物；
(5)粉碎：将上述干燥产物进行低温振动床粉碎，获得目标产物-高可溶蛋白的米糠膳食纤维；
其中，所述步骤(2)中采用静水压加压，压力为100-300MPa、时间为10-20min、温度为30-50℃，对米糠进行改性；
所述步骤(3)中复合灵芝酵素为混合灵芝菌体低温匀浆获得，灵芝菌体为成熟期灵芝菌体和菌蕾期灵芝菌体混合菌体，成熟期灵芝菌体：菌蕾期灵芝菌体(w/w)比例为1-3：1，低温匀浆温度为0-5℃；
所述步骤(5)中采用低温振动床粉碎，磨介直径为6-10mm，磨介填充率为60-80％，研磨时间为10-30min，温度为-20-10℃，获得目标产物高可溶蛋白的米糠膳食纤维。
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