专利名称:从大米中提取大米蛋白的方法
技术领域：
本发明涉及一种从大米中提取大米蛋白(包括大米浓缩蛋白和大米分离蛋白，大米浓缩蛋白指纯度为75％-89％的大米蛋白，大米分离蛋白指纯度为90％以上的大米蛋白，下同)的方法。
背景技术：
最新研究表明，与动物蛋白及植物蛋白中的大豆蛋白相比，大米蛋白具有其它蛋白质没有的低过敏性，更适合人体尤其是婴儿食用。另外，大米蛋白具有优良的营养价值，其氨基酸配比比较合理，接近于完全蛋白，生物价(BV)和蛋白价(PV)也较其它植物蛋白高，是植物蛋白中的上品。所以目前国内外对大米蛋白有很大需求，我国把大米蛋白的提取作为国家“十五”攻关计划。
尤其是目前国外对大米分离蛋白的需求量较大，因为分离蛋白的纯度高，其脂肪和糖含量很低，符合当今提倡的健康食品的要求。同时因为大米分离蛋白所含杂质少，人体的吸收率也相应提高。
还有，提取蛋白后的残渣可用于生产商品大米淀粉，高纯度的大米淀粉在储藏过程中几乎不发生酸败，被广泛地应用于纺织、化妆品、制药、造纸、食品工业等，是目前最有价值的植物淀粉之一。
目前国内外研究得较多的大米蛋白提取方法主要有碱法提取、蛋白酶酶法提取和酸浸法提取。
(以上背景技术参见《大米蛋白的研究进展》粮食与饲料工业/2003.3 P44-45；《不同蛋白酶提取大米蛋白质的研究》粮食与饲料工业/2002.2 P41-42)；《整粒大米蛋白质分离方法的研究》黑龙江粮油科技/1998.4 P3-5。)
碱提法是提取植物蛋白最常用的方法，但由于大米中蛋白含量低(8％-12％)，抽提(提取)时需要消耗大量的碱和水，抽提液中的蛋白质浓度很低，很难应用于工业生产之中。
蛋白酶提取法和酸浸法两种方法的抽提率均较低，蛋白损失较多，所得蛋白纯度不高，反应时间过长，酶的反应条件难于控制，难以应用于工业化生产。
2003年5月14日，公开号为CN1417344A的《从米糟中提取大米蛋白的新工艺》专利申请，公开了用复合酶从米糟中提取大米蛋白的方法。该方法采用米糟为原料，但从大米到米糟需要添加高温液化酶，反应温度高达120-130℃，易造成大米蛋白的严重变性，以致营养价值降低并影响人体吸收，同时，此工序需要较长时间和较繁琐工艺。按此方法要得到大米浓缩蛋白和大米分离蛋白，还得用碱法提取，也就是说还得加大量的酸碱等化学制剂，而有些国家对大米蛋白产品明确限定不能用化学制剂提取；同时酸碱等化学制剂对大米蛋白本身及环境也有污染；采用此工艺需要消耗大量的酸碱和水，也增加了提取成本，同时使操作变得繁琐，提取时间也相应较长。
目前国内外尚无不应用碱提取法可得到大米浓缩蛋白和大米分离蛋白的工业化生产方法的相关报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服以上现有技术的不足，提供一种从大米中提取大米蛋白的方法。该方法为工业化生产方法，能连续、大规模提取大米蛋白，它不应用碱提取法可得到大米浓缩蛋白和大米分离蛋白。
本发明的技术解决方案为，本方法包括下列顺序的工艺步骤大米的清洗与浸泡、除砂、磨浆、浓缩、干燥大米蛋白，它还包括对磨浆后的米浆进行细磨和采用碟片式分离机多级分离，所述细磨指过两次以上胶体磨，孔隙0.01-0.1mm，时间10-15min。
所述多级分离可为三级分离。
所述细磨为下一步的多级碟片分离作准备，所述多级分离将淀粉浆液实现提纯(所得淀粉按常规技术干燥得大米淀粉，下同)，所得蛋白浆液合并。
所述干燥大米蛋白指将多级分离合并的大米蛋白浆液浓缩干燥得大米浓缩蛋白(粉)；所述干燥为气流干燥，干燥温度为80℃以下。
本方法还可包括对蛋白浆液的酶处理，即在多级分离合并的大米蛋白浆液中依次加入下列重量百分比的酶进行反应，α-淀粉酶加酶量0.05％-0.2％，反应温度60-70℃，反应时间40-60min；纤维素酶加酶量0.05％-0.2％，反应温度40-50℃，应时间2-3小时；单一脂肪酶加酶量0.1％-1％，反应温度40-60℃，反应时间2-3小时。
所述酶处理最佳参数如下α-淀粉酶加酶量0.1％，反应温度65℃，反应时间40min；纤维素酶加酶量0.1％，反应温度45℃，反应时间2小时；单一脂肪酶加酶量0.2％，反应温度50℃，反应时间2小时。
以上所述酶处理的作用是脱去残余淀粉、纤维素和脂肪，最终得到纯度较高的大米分离蛋白。
所述干燥大米蛋白此处指经酶处理后的大米蛋白浆液浓缩干燥得大米分离蛋白(粉)，所述干燥为气流干燥，干燥温度为80℃以下。
本发明从大米中提取大米蛋白的方法，其具体工艺步骤(顺序)如下(1)大米(最好采用早籼米和碎米)的清洗与浸泡搅拌清洗大米；浸泡时间夏天2小时，春秋3-4小时，冬天4-6小时。
(2)除砂可采用旋流除砂，旋流除砂器的参数为45°锥角，0.1Mpa压力，25mm沉砂嘴。
(3)磨浆浆液细度在80目以上，浓度保持在8％-15％(本申请文件百分比均指重量百分比，以下不再说明)。
(4)细磨过两次以上胶体磨，孔隙0.01-0.1mm，时间10-15min。
(5)分离经碟片分离机多级分离，所得蛋白浆液合并。
(6)浓缩将分离所得蛋白浆液采用板框压滤。
(7)干燥大米浓缩蛋白将浓缩后大米蛋白浆液采用气流干燥如喷雾干燥或沸腾床干燥可得大米浓缩蛋白(粉)，干燥温度为80℃以下。
如需获得纯度更高的大米分离蛋白，则继续进行下面的处理(8)蛋白浆液酶处理即依次在多级分离后所得的大米蛋白浆液中加入下列酶液进行反应α-淀粉酶加酶量0.05％-0.2％，反应温度60-70℃，反应时间40-60min；纤维素酶加酶量0.05％-0.2％，反应温度40-50℃，应时间2-3小时；单一脂肪酶加酶量0.1％-1％，反应温度40-60℃，反应时间2-3小时。
(9)干燥大米分离蛋白酶处理后浆液经浓缩，采用气流干燥如喷雾干燥或沸腾床干燥，干燥温度为80℃以下，得大米分离蛋白(粉)。
采用本方法提取的大米蛋白的理化指标如下大米浓缩蛋白(1)蛋白质含量≥75％(干基)(2)脂肪含量≤4％(干基)(3)灰分≤2％(干基)(4)水分≤10％大米分离蛋白(1)蛋白质含量≥90％(干基)(2)脂肪含量≤2％(干基)(3)灰分≤1％(干基)(4)水分≤5％
由于采用以上生产方法，本发明与现有技术的大米蛋白提取方法相比具有以下显著的优点及积极效果(1)目前国内外对提取大米蛋白的方法还仅限于理论研究，而本发明提供了一种能连续、大规模提取大米蛋白的工业化生产方法、尤其是不用碱法从大米中提取大米浓缩蛋白和大米分离蛋白的工业化生产方法，全部过程实现机械化，所需劳动力少，劳动强度低，生产效率高。
(2)常用的碱提取法易造成蛋白本身和环境的污染，本发明采取物理分离法即可得浓缩大米蛋白，采用酶提取法可得大米分离蛋白。此两种产品均不含化学制剂，符合国际提倡的“绿色健康”的概念，满足一些国家对此类产品的需求。
(3)该生产工艺反应条件温和，干燥方式采取气流干燥，整个生产过程保持温度在大米蛋白变性温度(80℃)以下，蛋白变性程度低，最大程度地保持了大米蛋白的原有性质。
(4)本生产方法一改过去利用溶剂或者酶制剂将大米蛋白质溶出的分离方法，采取物理分离的方式，将大米中的淀粉与蛋白质分开，然后可再用酶将蛋白质中杂质(纤维素、淀粉、脂肪)溶出，因此在各个工艺环节上均避免了蛋白质的损失，提取率高。
(5)由于本方法采用碟片式分离机对蛋白和淀粉进行分离，蛋白浆液经浓缩干燥后即可得浓缩蛋白，其提取时间短，工艺操作简单，提取成本低。
(6)该生产方法对设备要求不高，可全部采用国产设备，无需太多的投资，适应于目前国内的生产厂家工业化生产。
附图为本发明从大米中提取大米蛋白的方法的工艺流程图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作出进一步详细说明，但本发明不仅限于以下实施例。
实施例一称取早籼米200kg，投入清洗罐，清洗后浸泡2小时；送入旋流除砂器，旋流除砂器锥角为45°，压力为0.1Mpa，沉砂嘴为25mm，两级除砂；投入磨浆机磨浆至细度80目以上，浆液浓度保持在10％左右；将浆液输入胶体磨细磨两次，孔隙0.1mm，时间10分钟；浆液输入碟片分离机三级分离(分离后底部出浆口淀粉浆液经浓缩后送入沸腾床中干燥，得大米淀粉，以下实施例相同)；三级分离中顶部溢流口蛋白浆液收集合并后压滤，滤渣送入沸腾床中干燥，控制物料温度低于80℃得大米浓缩蛋白。此实施例的产品符合质量标准，为合格产品，大米浓缩蛋白纯度为78.9％，脂肪含量3.4％，灰分含量为1.88％，水份4.5％。
实施例二称取早籼米200kg，投入清洗罐，清洗后浸泡2.5小时；送入旋流除砂器，旋流除砂器锥角为45°，压力为0.1Mpa，沉砂嘴为25mm，两级除砂；投入磨浆机磨浆至细度为80目以上，浆液浓度保持在10％左右；将浆液输入胶体磨细磨两次，孔隙0.08mm，时间12min；浆液输入碟片分离机三级分离；一部分三级分离中顶部溢流口蛋白浆液收集合并后压滤；滤渣送入沸腾床中干燥，控制物料温度低于80℃得大米浓缩蛋白。另一部分三级分离中顶部溢流口蛋白浆液收集合并后，进入酶解罐中，依次加入下列酶液进行反应α-淀粉酶20g加酶量，反应温度65℃，PH＝6.0，反应时间40分钟；纤维素酶20g加酶量；反应温度45℃，PH＝4.5，反应时间2小时；脂肪酶40g加酶量，反应温度50℃，PH＝7.0，反应2小时，压滤脱水；滤渣送入沸腾床中干燥，控制物料温度低于80℃。此实施例的产品符合质量标准，为合格产品，大米浓缩蛋白纯度为80.7％，脂肪含量2.22％，灰分含量为1.52％，水份8％；大米分离蛋白纯度为94.0％，脂肪含量1.90％，灰分含量为0.91％，水份4.1％。
实施例三称取早籼米200kg，投入清洗罐，清洗后浸泡3小时；送入旋流除砂器，旋流除砂器锥角为45°，压力为0.1Mpa，沉砂嘴为25mm，两级除砂；投入磨浆机磨浆至80目以上，浆液浓度保持在10％左右；将浆液输入胶体磨细磨两次，孔隙0.05mm，时间15min；浆液输入碟片分离机三级分离；三级分离中顶部溢流口蛋白浆液收集合并后，进入酶解罐中，依次加入下列酶液进行反应α-淀粉酶30g加酶量，反应时间65℃，PH＝6.0，反应时间1小时；纤维素酶30g加酶量；反应时间45℃，PH＝4.5，反应时间3小时；脂肪酶50g加酶量，反应时间50℃，PH＝7.0，反应3小时，压滤脱水；滤渣送入沸腾床中干燥，控制物料温度低于80℃。此实施例的产品符合质量标准，为合格产品，大米分离蛋白纯度为93.6％，脂肪含量2.0％，灰分含量为0.81％，水份4.0％。
权利要求
1.一种从大米中提取大米蛋白的方法，它包括下列顺序的工艺步骤大米的清洗与浸泡、除砂、磨浆、浓缩、干燥大米蛋白，其特征在于它还包括对磨浆后的米浆进行细磨和采用碟片式分离机多级分离，所述细磨指过两次以上胶体磨，孔隙0.01-0.1mm，时间10-15min。
2.根据权利要求
1所述的方法，其特征在于所述多级分离指三级分离。
3.根据权利要求
1或2所述的方法，其特征在于所述干燥大米蛋白指将多级分离合并的大米蛋白浆液浓缩干燥得大米浓缩蛋白；所述干燥为气流干燥，干燥温度为80℃以下。
4.根据权利要求
1或2所述的方法，其特征在于它还包括对蛋白浆液的酶处理，即在多级分离合并的大米蛋白浆液中依次加入下列重量百分比的酶进行反应α-淀粉酶加酶量0.05％-0.2％，反应温度60-70℃，反应时间40-60min；纤维素酶加酶量0.05％-0.2％，反应温度40-50℃，应时间2-3小时；单一脂肪酶加酶量0.1％-1％，反应温度40-60℃，反应时间2-3小时。
5.根据权利要求
4所述的方法，其特征在于所述α-淀粉酶加酶量0.1％，反应温度65℃，反应时间40min；纤维素酶加酶量0.1％，反应温度45℃，反应时间2小时；单一脂肪酶加酶量0.2％，反应温度50℃，反应时间2小时。
6.根据权利要求
5所述的方法，其特征在于所述干燥大米蛋白指经酶处理后的大米蛋白浆液浓缩干燥得大米分离蛋白；所述干燥为气流干燥，干燥温度为80℃以下。
专利摘要
本发明公开了一种从大米中提取大米蛋白的方法，它包括下列顺序的工艺步骤大米的清洗与浸泡、除砂、磨浆、浓缩、干燥大米蛋白，它还包括对磨浆后的米浆进行细磨和采用碟片式分离机多级分离以及对蛋白浆液的酶处理，所述酶处理即在多级分离合并的大米蛋白浆液中依次加入下列酶进行反应，淀粉酶加酶量0.05％－0.2％；温度60－70℃，时间40－60min；纤维素酶加酶量0.05％－0.2％，温度40－50℃，时间2－3小时；脂肪酶加酶量0.1％－1％，温度40－60℃，时间2－3小时。该方法为工业化生产方法，能连续、大规模提取大米蛋白，它不应用碱提取法可得到大米浓缩蛋白和分离蛋白，且对产品及环境无污染，产品营养价值高，提取率高，生产成本低。
文档编号A23J3/00GKCN1528169SQ03134973
公开日2004年9月15日 申请日期2003年9月30日
发明者孙庆杰, 陈小延, 杨明毅, 何新益, 易翠平, 田正文, 张兴泉, 王红丽 申请人:湖南金健米业股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan