专利名称：利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，特别涉及一种利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法。
背景技术：
米糠是稻谷加工中最重要的一类副产品，目前我国米糠资源粘拥有量在1000万吨左右，资源十分丰富，是一种量大面广的可再生资源。联合国工业发展组织(UNIDD)把米糠称为一种未充分利用的原料(An underutilized raw material) 0尽管我国米糠资源量居世界之首，但米糠的深度开发利用及相应的理论研究和高科技产品的开发尚处于低水平，就我国的米糠利用而言，目前大部分用于饲料，只有不足10%左右的米糠用来制油或提取植酸钙、肌醇、谷维素等价值高的产品，虽取得了一定的经济效益，但与当前发达国家对米糠的综合利用深度和高新技术的应用差距仍很大。目前，我国稻米加工业对稻谷资源的增值率仅为1:1. 3，大大低于国际的先进水平。随着大米精加工技术的发展，大米加工的副产品一米糠的综合利用成了决定粮食工业持续稳定发展后劲的主要因素之一。米糠膳食纤维是一种天然抗病、防病和强身长寿的物质，所以近年来营养学家将膳食纤维作为食物营养中的又一新成员——第七营养素。而米糠蛋白是一种营养价值较高的植物蛋白，且具有低过敏性，拥有较高的开发价值和利用前景，其在大米深加工中也占有重要的地位。由于米糠蛋白的存在会影响米糠膳食纤维的制备，制备膳食纤维的前提就是先去除米糠蛋白，因此造成膳食纤维与蛋白联产生产的技术屏障，使得米糠的利用率低。目前，涉及米糠膳食纤维与米糠蛋白单独制备生产技术有许多种，但均只涉及米糠膳食纤维或米糠蛋白的单独制备工艺。据申请人检索，尚没有发现米糠蛋白与米糠膳食纤维的同时制备工艺的相关技术报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，使用该方法，可以提高米糠的利用率。为解决上述技术问题，本发明提供一种利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，包括以下工艺步骤
(1)粉碎将脱脂米糠粉碎；
(2 )浸泡将粉碎的脱脂米糠用NaOH溶液浸泡，得浸泡物；
(3)离心对浸泡物进行离心处理，得第一滤渣、第一蛋白质滤液；
(4)复合酶解将第一滤渣进行酶解，然后进行离心处理，得第二滤渣、第二蛋白质滤
液；
(5)制取米糠膳食纤维将第二滤渣用水冲洗后，经干燥处理即得米糠膳食纤维；
(6)制取米糠蛋白将第一蛋白质滤液和第二蛋白质滤液混合，进行等电点沉淀，取沉淀物进行干燥处理，即得米糠蛋白。
为简单说明问题起见，以下对本发明利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法均简称为本方法。本方法中的碱处理过程可以水解脱脂米糠中的氢键、酞胺键、二硫键，从而释放出脱脂米糠中更多的蛋白质。酶解过程可以破碎细胞壁，使其中的内容物充分游离出来而达到提取蛋白质的效果。本方法利用脱脂米糠为原料，经过碱处理、离心处理及酶处理降解技术、离心沉淀及等电点沉淀技术，实现米糠膳食纤维与米糠蛋白的联产制备，因此，克服了现有技术中利用脱脂米糠只能单一生产米糠膳食纤维或米糠蛋白的缺陷，大大提高了米糠的利用率，提高了生产效率，有效降低生产成本，提高了经济效益与社会效益。作为本方法的优化，所述步骤(4)中的复合酶解包括以下工艺步骤
(a)将底物和缓冲液混合均勻得底液，底物为脱脂米糠，缓冲液为重量百分比浓度为 0. lmol/L的磷酸盐，底液的重量百分比浓度为19一21%，然后将第一滤渣、复合酶加入底液中，混合均勻后进行第一次酶解，第一次酶解时的温度为45°C、时间为1.5—2h、pH为 5. 4一5. 8，得第一次酶解产物，所述每100重量份的复合酶中包括62重量份的纤维素酶、26 重量份的复合蛋白酶和12重量份的植酸酶，且纤维素酶酶活为5万U/g、复合蛋白酶酶活为5万U/g、植酸酶酶活为5000U/g，每100重量份的底液中，第一滤渣、复合酶的加入量分别为18 — 22重量份、4. 1—4. 3重量份；
(b)将酶活为2万U/g的高温α-淀粉酶加入第一次酶解产物中，进行第二次酶解，第二次酶解时的温度为90°C、时间为100— 120min、pH为5. 3—5. 7，得第二次酶解产物，相对于每100重量份的步骤(a)中的底物，高温α -淀粉酶的加入量为2. 9-3. 1重量份；
(c)将第二次酶解产物在10(TC、2()mim的条件下灭酶后，再进行离心处理，得第二滤渣、第二蛋白质滤液，离心处理所使用的离心机的转速为4500r. mirT1、离心时间为 8-10mino作为本方法的进一步优化，所述步骤(1)中的脱脂米糠粉碎后通过80—100目筛网过滤。所述步骤(2)中的NaOH溶液的浓度为0. 15mol/L，浸泡时间为45— 60分钟。所述步骤(3)中所使用的离心机的转速为4500r. mirT1、离心时间为8-lOmin。所述步骤(5)中的干燥处理温度为120°C。所述步骤(6)中在进行等电点沉淀前，先按3g/100mL的比例将活性炭加入第一蛋白质滤液和第二蛋白质滤液的混合液中，对所述混合液吸附脱色30-45min后，采用碳棒式压滤器过滤以去除活性炭，再用HCl将所述混合液的pH调至4. 6 ；
所述步骤(6)中的等电点沉淀的时间为30-45min ；
所述步骤(6)中的沉淀物在干燥处理前，先采用离心机对其进行离心处理，离心机的转速为4500r. mirT1、离心时间为8-10min ；
所述步骤(6)中的沉淀物的干燥处理采用真空低温干燥，且干燥温度< 50°C。经活性炭吸附脱色处理后，使得最终制得的米糠蛋白质量好，提高了经济效益与社会效益。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明。实施例1
一种利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，包括以下工艺步骤
(1)粉碎将脱脂米糠粉碎，通过80目筛网过滤；
(2)浸泡将粉碎的脱脂米糠用浓度为0.15mol/L的NaOH溶液浸泡60分钟，得浸泡物；
(3)离心对浸泡物使用进行离心机离心处理，离心机转速为4500r.min-1、离心时间为lOmin，得第一滤渣、第一蛋白质滤液；
(4)复合酶解
(a)将底物和缓冲液混合均勻得底液，底物为脱脂米糠，缓冲液为重量百分比浓度为 0. lmol/L的磷酸二氢钠与磷酸氢二钠的磷酸缓冲液，底液的重量百分比浓度为21%，然后将第一滤渣、复合酶加入底液中，混合均勻后进行第一次酶解，第一次酶解时的温度为 45°C、时间为》ι、ρΗ为5. 8，得第一次酶解产物，所述每100重量份的复合酶中包括62重量份的纤维素酶、26重量份的复合蛋白酶和12重量份的植酸酶，且纤维素酶酶活为5万U/g、 复合蛋白酶酶活为5万U/g、植酸酶酶活为5000U/g，每100重量份的底液中，第一滤渣、复合酶的加入量分别为22重量份、4. 3重量份；
(b)将酶活为2万U/g的高温α-淀粉酶加入第一次酶解产物中，进行第二次酶解，第二次酶解时的温度为90°C、时间为120min、pH为5. 7，得第二次酶解产物，相对于每100重量份的步骤(a)中的底物，高温α -淀粉酶的加入量为3. 1重量份；
(c)将第二次酶解产物在l(KTC、20mim的条件下灭酶后，再进行离心处理，得第二滤渣、第二蛋白质滤液，离心处理所使用的离心机的转速为4500r. min-1、离心时间为IOmin ；
(5)制取米糠膳食纤维将第二滤渣用水冲洗后，经干燥处理即得米糠膳食纤维，干燥处理温度为120°C ；
(6)制取米糠蛋白将第一蛋白质滤液和第二蛋白质滤液混合，按3g/100mL的比例将活性炭加入第一蛋白质滤液和第二蛋白质滤液的混合液中，对所述混合液吸附脱色45min 后，采用碳棒式压滤器过滤以去除活性炭，再用HCl将所述混合液的pH调至4.6 ；进行等电点沉淀45min，然后采用离心机对其进行离心处理，离心机的转速为4500r. min-1、离心时间为IOmin ；取沉淀物在真空、小于50°C条件下进行干燥处理，即得米糠蛋白。实施例2:
一种利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，包括以下工艺步骤
(1)粉碎将脱脂米糠粉碎，通过100目筛网过滤；
(2)浸泡将粉碎的脱脂米糠用浓度为0.15mol/L的NaOH溶液浸泡45分钟，得浸泡物；
(3)离心对浸泡物使用进行离心机离心处理，离心机转速为4500r.min-1、离心时间为8min，得第一滤渣、第一蛋白质滤液；
(4)复合酶解
(a)将底物和缓冲液混合均勻得底液，底物为脱脂米糠，缓冲液为重量百分比浓度为 0. lmol/L的磷酸二氢钠与磷酸氢二钠的磷酸缓冲液，底液的重量百分比浓度为19%，然后将第一滤渣、复合酶加入底液中，混合均勻后进行第一次酶解，第一次酶解时的温度为 45°C、时间为1. 5h,pH为5. 4，得第一次酶解产物，所述每100重量份的复合酶中包括62重量份的纤维素酶、26重量份的复合蛋白酶和12重量份的植酸酶，且纤维素酶酶活为5万U/g、复合蛋白酶酶活为5万U/g、植酸酶酶活为5000U/g，每100重量份的底液中，第一滤渣、 复合酶的加入量分别为18重量份、4. 1重量份；
(b)将酶活为2万U/g的高温α-淀粉酶加入第一次酶解产物中，进行第二次酶解，第二次酶解时的温度为90°C、时间为lOOmin、pH为5. 3，得第二次酶解产物，相对于每100重量份的步骤(a)中的底物，高温α -淀粉酶的加入量为2. 9重量份；
(c)将第二次酶解产物在l(KTC、20mim的条件下灭酶后，再进行离心处理，得第二滤渣、第二蛋白质滤液，离心处理所使用的离心机的转速为4500r. min-1、离心时间为Smin ；
(5)制取米糠膳食纤维将第二滤渣用水冲洗后，经干燥处理即得米糠膳食纤维，干燥处理温度为120°C ；
(6)制取米糠蛋白将第一蛋白质滤液和第二蛋白质滤液混合，按3g/100mL的比例将活性炭加入第一蛋白质滤液和第二蛋白质滤液的混合液中，对所述混合液吸附脱色30min 后，采用碳棒式压滤器过滤以去除活性炭，再用HCl将所述混合液的pH调至4.6 ；进行等电点沉淀30min，然后采用离心机对其进行离心处理，离心机的转速为4500r. min-1、离心时间为8min ；取沉淀物在真空、50°C条件下进行干燥处理，即得米糠蛋白。 实施例3
一种利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，包括以下工艺步骤
(1)粉碎将脱脂米糠粉碎，通过90目筛网过滤；
(2)浸泡将粉碎的脱脂米糠用浓度为0.15mol/L的NaOH溶液浸泡50分钟，得浸泡物；
(3)离心对浸泡物使用进行离心机离心处理，离心机转速为4500r.min-1、离心时间为9min，得第一滤渣、第一蛋白质滤液；
(4)复合酶解
(a)将底物和缓冲液混合均勻得底液，底物为脱脂米糠，缓冲液为重量百分比浓度为 0. lmol/L的磷酸二氢钾缓冲液，底液的重量百分比浓度为20%，然后将第一滤渣、复合酶加入底液中，混合均勻后进行第一次酶解，第一次酶解时的温度为45°C、时间为2h、pH为 5. 6，得第一次酶解产物，所述每100重量份的复合酶中包括62重量份的纤维素酶、沈重量份的复合蛋白酶和12重量份的植酸酶，且纤维素酶酶活为5万U/g、复合蛋白酶酶活为5万 U/g、植酸酶酶活为5000U/g，每100重量份的底液中，第一滤渣、复合酶的加入量分别为20 重量份、4. 2重量份；
(b)将酶活为2万U/g的高温α-淀粉酶加入第一次酶解产物中，进行第二次酶解，第二次酶解时的温度为90°C、时间为llOmin、pH为5. 5，得第二次酶解产物，相对于每100重量份的步骤(a)中的底物，高温α -淀粉酶的加入量为3. 0重量份；
(c)将第二次酶解产物在l(KTC、20mim的条件下灭酶后，再进行离心处理，得第二滤渣、第二蛋白质滤液，离心处理所使用的离心机的转速为4500r. min-1、离心时间为9min ；
(5)制取米糠膳食纤维将第二滤渣用水冲洗后，经干燥处理即得米糠膳食纤维，干燥处理温度为120°C ；
(6)制取米糠蛋白将第一蛋白质滤液和第二蛋白质滤液混合，按3g/100mL的比例将活性炭加入第一蛋白质滤液和第二蛋白质滤液的混合液中，对所述混合液吸附脱色40min 后，采用碳棒式压滤器过滤以去除活性炭，再用HCl将所述混合液的pH调至4.6 ；进行等电点沉淀40min，然后采用离心机对其进行离心处理，离心机的转速为4500r. min-1、离心时间为9min ；取沉淀物在真空、不大于50°C条件下进行干燥处理，即得米糠蛋白。
权利要求
1.一种利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，包括以下工艺步骤(1)粉碎将脱脂米糠粉碎；(2)浸泡将粉碎的脱脂米糠用NaOH溶液浸泡，得浸泡物；(3)离心对浸泡物进行离心处理，得第一滤渣、第一蛋白质滤液；(4)复合酶解将第一滤渣进行酶解，然后进行离心处理，得第二滤渣、第二蛋白质滤液；(5)制取米糠膳食纤维将第二滤渣用水冲洗后，经干燥处理即得米糠膳食纤维；(6)制取米糠蛋白将第一蛋白质滤液和第二蛋白质滤液混合，进行等电点沉淀，取沉淀物进行干燥处理，即得米糠蛋白。
2.根据权利要求1所述的利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，其特征在于所述步骤(4)中的复合酶解包括以下工艺步骤(a)将底物和缓冲液混合均勻得底液，底物为脱脂米糠，缓冲液为重量百分比浓度为 0. lmol/L的磷酸盐缓冲液，底液的重量百分比浓度为19一21%，然后将第一滤渣、复合酶加入底液中，混合均勻后进行第一次酶解，第一次酶解时的温度为45°C、时间为1. 5—2h, pH为5. 4-5. 8，得第一次酶解产物，所述每100重量份的复合酶中包括62重量份的纤维素酶36重量份的复合蛋白酶和12重量份的植酸酶，且纤维素酶酶活为5万U/g、复合蛋白酶酶活为5万U/g、植酸酶酶活为5000U/g，每100重量份的底液中，第一滤渣、复合酶的加入量分别为18 — 22重量份、4. 1—4. 3重量份；(b)将酶活为2万U/g的高温α-淀粉酶加入第一次酶解产物中，进行第二次酶解，第二次酶解时的温度为90°C、时间为100— 120min、pH为5. 3—5. 7，得第二次酶解产物，相对于每100重量份的步骤(a)中的底物，高温α -淀粉酶的加入量为2. 9-3. 1重量份；(c)将第二次酶解产物在l(KTC、20mim的条件下灭酶后，再进行离心处理，得第二滤渣、第二蛋白质滤液，离心处理所使用的离心机的转速为4500r. mirT1、离心时间为 8-10mino
3.根据权利要求1或2所述的利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，其特征在于所述步骤(1)中的脱脂米糠粉碎后通过80—100目筛网过滤。
4.根据权利要求1或2所述的利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，其特征在于所述步骤(2)中的NaOH溶液的浓度为0. 15mol/L，浸泡时间为45— 60分钟。
5.根据权利要求1或2所述的利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，其特征在于所述步骤(3)中所使用的离心机的转速为4500r. mirT1、离心时间为 8_10mino
6.根据权利要求1或2所述的利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，其特征在于所述步骤(5)中的干燥处理温度为120°C。
7.根据权利要求1或2所述的利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，其特征在于所述步骤(6)中在进行等电点沉淀前，先按3g/100mL的比例将活性炭加入第一蛋白质滤液和第二蛋白质滤液的混合液中，对所述混合液吸附脱色30-45min后，采用碳棒式压滤器过滤以去除活性炭，再用HCl将所述混合液的pH调至4. 6 ；所述步骤(6)中的等电点沉淀的时间为30-45min ；所述步骤(6)中的沉淀物在干燥处理前，先采用离心机对其进行离心处理，离心机的转速为4500r. mirT1、离心时间为8-10min ；所述步骤(6)中的沉淀物的干燥处理采用真空低温干燥，且干燥温度< 50°C。
全文摘要
本发明提供一种利用脱脂米糠联产制备米糠膳食纤维和米糠蛋白的方法，利用脱脂米糠为原料，经过碱处理、离心处理及酶处理降解技术、离心沉淀及等电点沉淀技术，实现米糠膳食纤维与米糠蛋白的联产制备，克服了现有技术中利用脱脂米糠只能单一生产米糠膳食纤维或米糠蛋白的缺陷，大大提高了米糠的利用率，提高了生产效率，有效降低了生产成本，提高了经济效益与社会效益。
文档编号A23J3/14GK102178151SQ20111010206
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者仇多根, 李克, 袁怀波, 陈 光 申请人:淮南市楚丰工贸有限公司