CN113481259A - 一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法 - Google Patents

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Abstract

一种碎大米利用提取大米糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将碎米去杂质后研磨过筛，加水搅拌成浆；步骤二：调节浆液pH，酶解；步骤三：升温灭活，降温；步骤四：陶瓷膜过滤灭酶后酶解液并透析，得滤过液+透析液和截流液；步骤五：步骤四中滤过液+透析液经处理得DE值为25‑30大米糖浆；步骤六：步骤四中截留液加水继续酶解；步骤七：升温灭酶，降温，陶瓷膜过滤并透析，得滤过液+透析液和截流液；步骤八：步骤七所得滤过液+透析液经处理得DE值为36‑42淀粉糖浆；步骤九：步骤七所得截留液经碱提酸沉处理后得大米分离蛋白。本发明通过酶膜微滤技术可以同时获得高纯度大米糖浆和大米分离蛋白，实现碎米资源的综合利用。

Description

一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法
技术领域
本发明属于大米生产废料回收利用领域，具体地说是一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法。
背景技术
我国是稻米生产大国，在大米精加工过程中产生的碎米资源也较为丰富，目前通常用作饲料，但碎米的化学成分与整米是相差无几的，造成了资源的极大浪费。目前应用较为广泛的植物蛋白多为大豆蛋白，其蛋白含量较高，现有技术多采用碱法提取植物中的蛋白。研究发现，大米蛋白氨基酸组成合理，含有人体中多种必须氨基酸，且过敏性较低，特别适用于易过敏特殊人群和婴幼儿蛋白补充剂。但是大米蛋白含量低(8％左右)，采用传统碱法提取大米蛋白需要大量的碱液，而且提取液中蛋白含量也较低，后处理成本较高，目前尚未有碱法提取大米分离蛋白工业化生产的报道；采用传统酶法提取大米蛋白成本高昂，口感不好，并且功能低下。
申请号201610335290.4的中国专利公开了一种大米蛋白制备方法，其特征在于利用木瓜蛋白酶与中性或碱性蛋白组成的复合酶酶解大米蛋白粉，可以显著提高大米蛋白的溶解性，提高大米蛋白溶解度达60％以上，并得到的大米蛋白产物的蛋白质收率达90％以上。
另一中国专利申请号202011332094.4公开了一种大米提取大米蛋白的加工方法，其特征在于大米水洗后用壳聚糖溶液和海藻酸钠容易低温超声处理，再用紫外处理，经糊化、硫酸糊化、酶解、干燥等过程制备得大米蛋白。
与其不同的是，本发明公开了一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法。本发明采用酶膜微滤技术分离淀粉糖浆和大米蛋白，将原料碎米经粉碎、酶解、过滤、喷雾干燥制得蛋白含量大于80％的大米分离蛋白，蛋白得率大于90％。本法不用要强酸强碱，无化学或生物试剂添加，废水产生较少，提取过程环保且工艺简单，具有广泛的应用前景。
发明内容
本发明提供一种碎大米利用提取大米糖浆和大米分离蛋白的方法，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
1、一种碎大米利用提取大米糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将碎米去杂质后研磨过筛，加水升温后加入细粉搅拌成浆；
步骤二：调节浆液pH，加入α-淀粉酶酶解；
步骤三：升温灭活酶活性；
步骤四：膜过滤灭酶后酶解液并透析，使淀粉糖浆和蛋白质分离，得滤过液+透析液和截流液两部分；
步骤五：步骤四中滤过液+透析液经处理得DE值为25-30淀粉糖浆；
步骤六：步骤四中截留液加水继续酶解；
步骤七：步骤六中酶解液升温灭活酶活性，膜过滤灭酶后酶解液并透析，使淀粉糖浆和蛋白质分离，得滤过液+透析液和截流液两部分；
步骤八：步骤七所得滤过液+透析液经处理得DE值为36-42淀粉糖浆；
步骤九：步骤七所得截留液经碱提酸沉处理后得大米分离蛋白。
如上所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，所述的步骤一中加水量为料液比的1:3-1:6。
如上所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，所述的步骤二中pH条件为6.2-6.4，高温淀粉酶添加量为0.5‰，酶解时间为40-50min。
如上所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，所述的步骤三中灭酶条件为100℃、10min。
如上所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，所述的步骤四中滤膜为0.1μm陶瓷膜，过滤至酶解液的3/5-4/5体积时，利用热水进行透析，得滤过液+透析液和截流液两部分。
如上所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，所述的步骤五中滤过液+透析液经离子交换树脂脱盐、活性炭脱色、浓缩、除菌得蛋白含量≤0.1％的淀粉糖浆。
如上所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，所述的步骤六中加水量为原料液比的1:2-1:3；
如上所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，所述的步骤七中滤膜为0.1μm陶瓷膜，过滤至酶解液的3/5-4/5体积时，利用热水进行透析，得滤过液+透析液和截流液两部分。
如上所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，所述的步骤八中滤过液+透析液经离子交换树脂脱盐、活性炭脱色、浓缩、除菌得蛋白含量≤0.1％的淀粉糖浆。
如上所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，所述的步骤九中用0.1mol/L氢氧化钠调节pH9-10搅拌提取后，离心取上清调节pH至4.1-4.3，离心取沉淀，沉淀经水洗、喷淋式杀菌、喷雾干燥得大米分离蛋白。
本发明的优点是：
1、本发明技术可以同时获得高纯度大米糖浆和高纯度大米分离蛋白，实现碎米资源的综合利用。
2、本发明经分离大米糖浆后的大米蛋白再用碱提酸沉法提取大米分离蛋白，比碎米中蛋白含量提高了9倍以上，碱液用量较传统法直接利用碎米提取分离蛋白的用量降低20倍以上，对环境较为友好。
3、本发明采用0.1μm陶瓷膜过滤可以完全截留大米蛋白实现对大米蛋白的进一步浓缩，提高大米蛋白制备纯度和得率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1使用的100L酶解罐图片；
图2是本发明实施例1使用的0.1μm陶瓷膜图片；
图3是本发明实施例1中酶解浆液过膜前后对比图；
图4是本发明的一次酶解不同时间对糖化酶酶解DE值的影响结果；
图5是本发明的二次酶解不同时间对糖化酶酶解DE值的影响结果；
图6是本发明实施例3中二次酶解过滤后截留液图片；
图7是本发明实施例3中二次酶解过滤后截留液离心后沉淀图片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1DE值25-30淀粉糖的制备
(1)制粉：碎米去杂后研磨过80目筛，准确称量20kg细粉；
(2)酶解：酶解罐(图1)中加入60L水，将酶解罐搅拌及电加热开关打开，边搅拌边加入碎米细粉制成浆液，调节浆液pH至6.3，待温度升高至75℃时，加入0.5‰的耐高温淀粉酶Suhong AA Plus 2X，酶解40min、50min、60min；
(3)灭酶：酶解结束后升温至100℃灭酶10min；
(4)膜分离精制：用0.1μm陶瓷膜(图2)过滤灭酶后酶解液，过滤至浆液体积的3/5-4/5时，利用热水进行透析，得滤过液+透析液和截流液两部分，图3为酶解浆液过膜前后结果；
(5)纯化、浓缩：滤过液+透析液经离子交换树脂脱盐，并浓缩至固形物含量至60％以上，再用活性炭脱色、除菌得蛋白含量≤0.1％的淀粉糖浆。
表1一次酶解淀粉酶对碎米的利用结果
Figure BDA0003161308350000051
实施例2DE值36-42淀粉糖的制备
(1)制浆：将实施例1中截留液加水至40L，转移至酶解罐中，预先将酶解罐搅拌及电加热开关打开；
(2)酶解大米浆液调至pH4.3，待酶解罐温度升至65℃时，添加0.25‰的糖化酶
Figure BDA0003161308350000052
GAIII 2X，酶解30min、40min、50min；
(3)灭酶：酶解结束后升温至100℃灭酶10min；
(4)膜分离：用0.1μm陶瓷膜过滤灭酶后酶解液，过滤至浆液体积的3/5-4/5时，利用热水进行透析，得滤过液+透析液和截流液两部分；
(5)纯化、浓缩：滤过液+透析液经离子交换树脂脱盐，并浓缩至固形物含量至60％以上，再用活性炭脱色、除菌得蛋白含量≤0.1％的淀粉糖浆。
表2二次酶解淀粉酶对碎米的利用结果
Figure BDA0003161308350000061
实施例3大米分离蛋白的制备
(1)碱提酸沉：实施例2中所述截留液(图6)用0.1mol/L氢氧化钠调节pH至9-10搅拌提取30min，5000rpm离心10min取上清液调节溶液pH至4.3，静置10min后，5000rpm离心10min得沉淀(图7)，水洗沉淀；
(2)杀菌：检查喷淋式杀菌锅水路、电路、气路是否正常，正常后将上述沉淀放入杀菌锅中，启动杀菌程序，100℃杀菌15分钟；
(3)干燥：杀菌后沉淀用喷雾干燥机喷雾干燥得大米分离蛋白；
(4)含量测定：用凯氏定氮仪测量所得大米分离蛋白的含量，所得干燥品大米分离蛋白含量约为80％。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种碎大米利用提取大米糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将碎米去杂质后研磨过筛，加水升温后加入细粉搅拌成浆；
步骤二：调节浆液pH，加入α-淀粉酶酶解；
步骤三：升温灭活酶活性，降温；
步骤四：陶瓷膜过滤灭酶后酶解液并透析，使大米糖浆和蛋白质分离，得滤过液+透析液和截流液两部分；
步骤五：步骤四中滤过液+透析液经处理得DE值为25-30大米糖浆；
步骤六：步骤四中截留液加水继续酶解；
步骤七：步骤六中酶解液升温灭活酶活性，降温，陶瓷膜过滤灭酶后酶解液并透析，使淀粉糖浆和蛋白质分离，得滤过液+透析液和截流液两部分；
步骤八：步骤七所得滤过液+透析液经处理得DE值为36-42淀粉糖浆；
步骤九：步骤七所得截留液经碱提酸沉处理后得大米分离蛋白。
2.根据权利要求1所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：所述的步骤一中加水量为料液比的1:3-1:6。
3.根据权利要求1所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：所述的步骤二中pH条件为6.2-6.4，高温淀粉酶添加量为0.5‰，酶解时间为40-50min。
4.根据权利要求1所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：所述的步骤三中灭酶条件为100℃、10min。
5.根据权利要求1所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：所述的步骤四中滤膜为0.1μm陶瓷膜，操作温度为75-80℃，过滤至酶解液的3/5-4/5体积时，利用热水进行透析，得滤过液+透析液和截流液两部分。
6.根据权利要求1所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：所述的步骤五中滤过液+透析液经离子交换树脂脱盐、活性炭脱色、浓缩、除菌得蛋白含量≤0.1％的大米糖浆。
7.根据权利要求1所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：所述的步骤六中加水量为原料液比的1:2-1:3。
8.根据权利要求1所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：所述的步骤七中滤膜为0.1μm陶瓷膜，操作温度为75-80℃，过滤至酶解液的3/5-4/5体积时，利用热水进行透析，得滤过液+透析液和截流液两部分。
9.根据权利要求1所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：所述的步骤八中滤过液+透析液经离子交换树脂脱盐、活性炭脱色、浓缩、除菌得蛋白含量≤0.1％的淀粉糖浆。
10.根据权利要求1所述的一种碎大米利用提取淀粉糖浆和大米分离蛋白的方法，其特征在于：所述的步骤九中用0.1mol/L氢氧化钠调节pH9-10搅拌提取后，离心取上清调节pH至4.1-4.3，离心取沉淀，沉淀经水洗、喷淋式杀菌、喷雾干燥得大米分离蛋白。
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