CN107114553A - 一种高纯度黑米蛋白的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高纯度黑米蛋白的生产方法，包括以下步骤：通过除砂和磁选工艺去除黑米中的异物，按照固液重量比为1:2‑1:4加水，进行浸泡，浸泡时间4‑8小时；将浸泡后的黑米经粉碎处理，使黑米浆的细度达到200‑400目；控制黑米浆中固液重量比为1:6‑1:8加入水和NaOH溶液，连续搅拌提取，提取温度为25‑45℃，提取时间为2‑4h；采用旋液分离器将碱提液进行快速的分离洗涤，收集得到轻相蛋白液；将蛋白液用酸调节pH值至4.5‑4.8，搅拌8‑12小时，使黑米蛋白充分沉淀析出，分离得到滤饼，干燥，灭菌，粉碎过筛，即得；本发明既提高了黑米蛋白的提取收率，又保证了黑米蛋白中花青素的高含量。
Description
[技术领域]
本发明涉及黑米蛋白提取技术领域，具体地说是一种高纯度黑米蛋白的生产方法。
[背景技术]
黑米为米中珍品，素有“贡米”、“药米”、“长寿米”之美誉，具有特殊的营养价值，是我国珍贵的特有稻种资源。在《本草纲目》中记载：有滋阴补肾、健脾暖肝、明目活血的功效。用它入药，对头昏、贫血、白发、眼疾等疗效甚佳。黑米中主要营养成分包括(糙米)：按占干物质计，含粗蛋白质8.5-12.5％，粗脂肪2.7-3.8％，碳水化合物75-84％，粗灰分1.7-2％。黑米所含锰、锌、铜等无机盐大都比大米高1-3倍，更含有大米所缺乏的维生素C、叶绿素、花青素、胡萝卜素及强心甙等特殊成分。黑米中富含的花青素是一种水溶性天然色素，属于类黄酮化合物，具有强有力的抗氧化作用，能够有效的清除人体内的自由基，其主要功效包括抗氧化、消炎、抗衰老、抗突变、降血脂、预防心脑血管疾病、抑制肿瘤生长、改善皮肤、美容养颜、预防近视、提高视力等功效。花青素作为当今人类发现的最有效的天然抗氧化剂，其营养价值和保健功效已经得到了广泛的认可。
与大米蛋白相类似，黑米中所含有的黑米蛋白也是一种优质的谷物蛋白，具有低过敏性和高营养性。根据前期研究证实，黑米蛋白中八种必需氨基酸的含量均高于普通的大米蛋白，其氨基酸组成更为平衡合理，与WHO/FAO推荐的营养模式更加接近，非常适合作为婴幼儿、青少年或是特殊人群的蛋白补充剂。黑米中的蛋白质含量为11.5-15.2％(干基)，但黑米作为一种糙米其米粒更为坚硬，其胚乳细胞内的淀粉颗粒和蛋白质颗粒非常细小，结合紧密，不易分离。因此，从黑米中提取黑米蛋白的技术难度较大，成本更高，前人对其研究甚少。
[发明内容]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种低成本、高效率的高纯度黑米蛋白的生产方法，既提高了黑米蛋白的提取收率，又保证了黑米蛋白中花青素的高含量。
为实现上述目的提供一种高纯度黑米蛋白的生产方法，包括以下步骤：1)原料预处理：通过除砂和磁选工艺去除黑米中的异物，按照固液重量比为1:2-1:4加水，进行浸泡，浸泡时间4-8小时；2)磨浆：将步骤1)所得浸泡后的黑米经粉碎处理，使黑米浆的细度达到200-400目；3)碱液提取：控制黑米浆中固液重量比为1:6-1:8加入水和NaOH溶液，NaOH浓度0.05mol/L，连续搅拌提取，提取温度为25-45℃，提取时间为2-4h；4)分离：采用旋液分离器将步骤3)所得碱提液进行快速的分离洗涤，收集得到轻相蛋白液；5)黑米蛋白分离：将步骤4)所得蛋白液用酸调节pH值至4.5-4.8，室温条件下搅拌8-12小时，使黑米蛋白充分沉淀析出，采用蛋白分离设备分离得到滤饼，干燥，灭菌，粉碎过筛，即得黑米蛋白。
进一步地，步骤2)中，黑米磨浆所用设备为胶体磨、超细粉碎机或高压均质机。
进一步地，步骤4)中，所用旋液分离器为12级旋流工作站。
进一步地，步骤5)中，所用酸为盐酸、硫酸、磷酸、柠檬酸或草酸。
进一步地，步骤5)中，所用蛋白分离设备为板框压滤机或碟式离心机。
进一步地，步骤5)中，干燥所用干燥设备为喷雾干燥机或气流干燥机。
进一步地，步骤5)中，灭菌所用酶灭活方法为高温瞬时灭酶UHT灭菌法，灭菌温度为140℃，灭菌时间为2-4s。
本发明同现有技术相比，提供了一种低成本、高效率的黑米蛋白的生产加工方法，其以珍贵的黑米为原料，开发了黑米蛋白优质资源，为消费者提供了一种新型植物蛋白，与大米蛋白相比较，该黑米蛋白富含花青素，必需氨基酸组成更为平衡合理，营养价值更高，且黑米蛋白在食品和保健品领域有着广阔的应用前景，可以开发为蛋白粉、配方奶粉、蛋白饮料、食品添加剂等；采用本发明黑米蛋白生产加工方法，既提高了黑米蛋白的提取收率，又保证了黑米蛋白中花青素的高含量，可以使黑米蛋白含量≥80％，收率≥70％，花青素含量≥1％，符合产品要求，提高了黑米加工产品附加值，值得推广应用。
[具体实施方式]
本发明提供了一种高纯度黑米蛋白的生产方法，包括以下步骤：1)原料预处理：通过除砂和磁选工艺去除黑米中的异物，按照固液重量比为1:2-1:4加水，进行浸泡，浸泡时间4-8小时；2)磨浆：将步骤1)所得浸泡后的黑米经粉碎处理，使黑米浆的细度达到200-400目；3)碱液提取：控制黑米浆中固液重量比为1:6-1:8加入水和NaOH溶液，NaOH浓度0.05mol/L，连续搅拌提取，提取温度为25-45℃，提取时间为2-4h；4)分离：采用旋液分离器将步骤3)所得碱提液进行快速的分离洗涤，收集得到轻相蛋白液；5)黑米蛋白分离：将步骤4)所得蛋白液用酸调节pH值至4.5-4.8，室温条件下搅拌8-12小时，使黑米蛋白充分沉淀析出，采用蛋白分离设备分离得到滤饼，干燥，灭菌，粉碎过筛，即得黑米蛋白。
上述步骤2)中，黑米磨浆所用设备可以为胶体磨、超细粉碎机或高压均质机。步骤4)中，所用旋液分离器为12级旋流工作站。步骤5)中，所用酸可以为盐酸、硫酸、磷酸、柠檬酸或草酸；所用蛋白分离设备可以为板框压滤机或碟式离心机；干燥所用干燥设备为喷雾干燥机或气流干燥机；灭菌所用酶灭活方法为高温瞬时灭酶UHT灭菌法，灭菌温度为140℃，灭菌时间为2-4s。
下面结合具体实施例对本发明作以下进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围：
实施例1
取黑粳米，除去砂石和铁屑等异物，按照固液重量比1:2-1:4加水浸泡8小时。用胶体磨循环粉碎处理浸泡后的黑米，使黑米浆的细度达到300-400目。按照黑米浆中固液重量比在1:6加入水和NaOH溶液，控制NaOH终浓度为0.05mol/L，在温度30℃条件下连续搅拌提取2h。提取完毕，采用旋液分离器将碱提液进行快速的分离洗涤，收集得到轻相蛋白液。将蛋白液转入搅拌沉降罐中，用盐酸调节pH值至4.5-4.8，室温条件下搅拌12小时，使黑米蛋白充分沉淀析出，采用板框压滤机分离得到滤饼，气流干燥机进行干燥，灭菌，粉碎过筛，即得黑米蛋白。黑米蛋白含量≥80.2％，收率≥75％，花青素含量≥1.0％。
实施例2
取黑籼米，除去砂石和铁屑等异物，按照固液重量比1:2-1:4加水浸泡6小时。用超细粉碎机循环粉碎浸泡后的黑米，使黑米浆的细度达到300-400目。按照黑米浆中固液重量比1:6加入水和NaOH溶液，控制NaOH终浓度为0.05mol/L，在温度45℃条件下连续搅拌提取4h。提取完毕，采用旋液分离器将碱提液进行快速的分离洗涤，收集得到轻相蛋白液。将蛋白液转入搅拌沉降罐中，用柠檬酸调节pH值至4.5-4.8，室温条件下搅拌12小时，使黑米蛋白充分沉淀析出，采用板框压滤机分离得到滤饼，气流干燥机进行干燥，用酶灭活方法为高温瞬时灭酶UHT灭菌法，灭菌温度140℃，灭菌时间2-4s，粉碎过筛，即得黑米蛋白。黑米蛋白含量≥82.4％，收率≥72％，花青素含量≥1.0％。
实施例3
取黑籼米，除去砂石和铁屑等异物，按照固液重量比1:2-1:4加水浸泡4小时。用高压均质机粉碎处理浸泡后的黑米，使黑米浆的细度达到200-300目。按照黑米浆中固液重量比1:8加入水和NaOH溶液，控制NaOH终浓度为0.05mol/L，在温度25℃条件下连续搅拌提取3h。提取完毕，采用旋液分离器将碱提液进行快速的分离洗涤，收集得到轻相蛋白液。将蛋白液转入搅拌沉降罐中，用草酸调节pH值至4.5-4.8，室温条件下搅拌8小时，使黑米蛋白充分沉淀析出，采用碟式离心机分离得到滤饼，喷雾干燥机进行干燥，灭菌，粉碎过筛，即得黑米蛋白。黑米蛋白含量≥80.7％，收率≥72％，花青素含量≥1.0％。
本发明涉及优质稻米资源—黑米的综合加工和利用，目的是提供一种低成本、高效率的生产富含花青素黑米蛋白的方法。其核心是以黑米为原料，在现有大米蛋白研究基础上，开发出新的生产高纯度黑米蛋白的方法。黑米与普通大米的最显著差别在于黑米中富含花青素，黑米花青素是一种纯天然的高效抗氧化剂，具有多种保健功效。前期的研究发现，采用传统方法的从黑米中提取黑米蛋白会造成花青素的大量损失，严重影响蛋白质的收率。因此本发明采用未提取花青素的黑米为原料，利用特有的综合加工工艺生产黑米蛋白，既提高了黑米蛋白的提取收率，又保证了黑米蛋白中花青素的高含量，从而得到了一种功能性良好的富含花青素的黑米蛋白产品，极大的提高了产品的附加值。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高纯度黑米蛋白的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)原料预处理：通过除砂和磁选工艺去除黑米中的异物，按照固液重量比为1:2-1:4加水，进行浸泡，浸泡时间4-8小时；
2)磨浆：将步骤1)所得浸泡后的黑米经粉碎处理，使黑米浆的细度达到200-400目；
3)碱液提取：控制黑米浆中固液重量比为1:6-1:8加入水和NaOH溶液，NaOH浓度0.05mol/L，连续搅拌提取，提取温度为25-45℃，提取时间为2-4h；
4)分离：采用旋液分离器将步骤3)所得碱提液进行快速的分离洗涤，收集得到轻相蛋白液；
5)黑米蛋白分离：将步骤4)所得蛋白液用酸调节pH值至4.5-4.8，室温条件下搅拌8-12小时，使黑米蛋白充分沉淀析出，采用蛋白分离设备分离得到滤饼，干燥，灭菌，粉碎过筛，即得黑米蛋白。
2.如权利要求1所述的高纯度黑米蛋白的生产方法，其特征在于：步骤2)中，黑米磨浆所用设备为胶体磨、超细粉碎机或高压均质机。
3.如权利要求1所述的高纯度黑米蛋白的生产方法，其特征在于：步骤4)中，所用旋液分离器为12级旋流工作站。
4.如权利要求1所述的高纯度黑米蛋白的生产方法，其特征在于：步骤5)中，所用酸为盐酸、硫酸、磷酸、柠檬酸或草酸。
5.如权利要求1所述的高纯度黑米蛋白的生产方法，其特征在于：步骤5)中，所用蛋白分离设备为板框压滤机或碟式离心机。
6.如权利要求1所述的高纯度黑米蛋白的生产方法，其特征在于：步骤5)中，干燥所用干燥设备为喷雾干燥机或气流干燥机。
7.如权利要求1所述的高纯度黑米蛋白的生产方法，其特征在于：步骤5)中，灭菌所用酶灭活方法为高温瞬时灭酶UHT灭菌法，灭菌温度为140℃，灭菌时间为2-4s。
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