专利名称：高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法
技术领域：
本发明涉及大米蛋白的提取方法。
背景技术：
大米是我国主要膳食之一，其营养品质较低。从大米中提取的大米蛋白具有低过敏、氨基酸平衡等特点，主要包括谷蛋白、醇溶蛋白、清蛋白、球蛋白。研究表明，蛋白质的生物利用效率主要取决于其在消化道内的消化效率，因此，如何提高大米蛋白含量、增强其蛋白质消化效率是提高大米蛋白品质及其生物利用效率的关键所在。现有的大米蛋白的提取方法是主要有碱法提取、酶法提取、溶剂提取、物理分离、复合提取等方法。其中，碱法提取大米蛋白是较为常用的工业化提取工艺，其主要是利用碱性条件下，大米蛋白溶解度较高， 通过调节分散体系PH，将蛋白质与淀粉分离出来。碱法提取的主要为大米蛋白中80%以上的碱溶性谷蛋白。研究表明，碱液浓度为0. 05 % 0. 48 %的NaOH均可提取大米蛋白，但所提取的大米蛋白含量及蛋白质提取率却差别较大。特别是，过度的碱处理不仅影响大米蛋白分子间作用力，加剧对大米蛋白分子的次级键-氢键的破坏，而且，高碱溶液还会引起蛋白质剧烈变性，产生Maillard反应。同时，过度碱处理能够破坏氨基酸结构，促使蛋白质中赖氨酸(Lys)与丙氨酸(Ala)等发生缩合反应，改变氨基酸的组成与含量，从而降低大米蛋白质的营养价值及其消化性能。大米蛋白的消化性能是决定大米蛋白功能特性的重要因素，但迄今为止，尚缺乏提高大米蛋白消化性能的提取工艺。因此，如何在不破坏大米蛋白氨基酸组成及其营养价值的基础上，开发提高蛋白质含量、提高大米蛋白消化效率、增加其功能特性的较佳碱法提取工艺，是大米蛋白深加工产业中亟待解决的技术瓶颈。
发明内容
本发明旨在解决现有的大米蛋白的提取方法提取的大米蛋白的消化效率较低的技术技术问题，而提供高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法。本发明的高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法按以下步骤进行一、将大米粉碎，然后按大米粉与质量百分比浓度为0.3%的氢氧化钠溶液的质量体积比为 Ikg 4L 6L的比例，将大米粉加入到质量百分比浓度为0.3%的氢氧化钠溶液中，然后调节PH调至12. 5 13. 5，再在室温下搅拌Ih 3h，静置Ilh 13h后，离心分离，收集上清液；二、将步骤一离心得到的沉淀物再加入到质量百分比浓度为0. 3%的氢氧化钠溶液中，其中步骤一离心得到的沉淀物与质量百分比浓度为0. 3%的氢氧化钠溶液的质量体积比为Ikg 4L 6L，在室温下搅拌Ih 汕，静置池 釙后，离心分离，收集上清液；三、 将步骤一和步骤二得到的上清液合并，然后用浓度为0. 8mol/L 1. 5mol/L的HCl溶液调节上清液的pH至5. 8 6. 5，静置0.证 1. 5h后，离心分离，得到沉淀物；四、将步骤三得到的沉淀物水洗三次后，离心分离，沉淀物再经真空冷冻干燥，得到高蛋白质消化效率的大米蛋白。本发明采用质量百分比浓度为0. 3%的氢氧化钠溶液对大米蛋白进行提取，主要提取的是大米蛋白中80 %以上的碱溶性谷蛋白。研究表明，过度碱处理，会引起大米谷蛋白的严重变性，主要是破坏大米蛋白中巯基及二硫键，引起其变性。以0. 3%的氢氧化钠碱液处理，大米蛋白与淀粉间的紧密结构变得疏松，能够促使大米蛋白与淀粉分离彻底，进而显著提高大米蛋白含量。此碱法提取工艺所得大米蛋白的氨基酸组成与含量与原料米无显著差异，特别是，赖氨酸含量无显著下降。同时，经0.3%氢氧化钠溶液处理，在大米蛋白无显著变性的基础上，显著提高了大米蛋白二硫键及疏水基团的溶解性，从而显著提高了其蛋白质的消化性能。
图1试验一中大米粉及高蛋白质消化效率的大米蛋白中的蛋白质含量；其中图为高蛋白质消化效率的大米蛋白中的蛋白质含量，□为大米粉的大米蛋白中的蛋白质含量；图2是试验一中高蛋白质消化效率的大米蛋白、大米粉及酶法提取的大米蛋白的蛋白质消化率；其中图为高蛋白质消化效率的大米蛋白的蛋白质消化率，□为大米粉的的蛋白质消化率，Ξ为酶法提取的大米蛋白的蛋白质消化率；图3是试验一中得到的高蛋白质消化效率的大米蛋白与大米粉在消化过程中的蛋白质残留率；其中图中□为大米粉的的蛋白质残留率，图为高蛋白质消化效率的大米蛋白的蛋白质残留率。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式的高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法按以下步骤进行一、将大米粉碎，然后按大米粉与质量百分比浓度为0. 3%的氢氧化钠溶液的质量体积比为Ikg 4L 6L的比例，将大米粉加入到质量百分比浓度为0.3%的氢氧化钠溶液中，然后调节PH调至12. 5 13. 5，再在室温下搅拌Ih 3h，静置1 Ih 13h后，离心分离，收集上清液；二、将步骤一离心得到的沉淀物再加入到质量百分比浓度为0. 3%的氢氧化钠溶液中，其中步骤一离心得到的沉淀物与质量百分比浓度为0. 3%的氢氧化钠溶液的质量体积比为Ikg 4L 6L，在室温下搅拌Ih 池，静置池 证后，离心分离，收集上清液；三、将步骤一和步骤二得到的上清液合并，然后用浓度为0. 8mol/L 1. 5mol/L的 HCl溶液调节上清液的pH至5. 8 6. 5，静置0. 5h 1. 5h后，离心分离，得到沉淀物；四、 将步骤三得到的沉淀物水洗三次后，离心分离，沉淀物再经真空冷冻干燥，得到高蛋白质消化效率的大米蛋白。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中的离心分离条件向心加速度为3500g 4500g，离心时间为8min 15min。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一或二不同的是步骤四中的水洗时沉淀物与水的质量体积比为Ikg 4.5L 5.5L。其它与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一至三之一不同的是步骤四中的离心分离条件向心加速度为3500g 4500g，离心时间为8min 15min。其它与具体实施方
式一至三之一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一至四之一不同的是步骤一中将大米粉碎，然后按大米粉与质量百分比浓度为0.3%的氢氧化钠溶液的质量体积比为 Ikg 4. 5L 5. 5L的比例，将大米粉加入到质量百分比浓度为0.3%的氢氧化钠溶液中， 然后调节PH调至12. 6 13. 3，再在室温下搅拌1. 5h 2. 5h，静置11. 5h 12. 5h后，离心分离，收集上清液。其它与具体实施方式
一至四之一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一至五之一不同的是步骤二中将步骤一离心得到的沉淀物再加入到质量百分比浓度为0.3%的氢氧化钠溶液中，其中步骤一离心得到的沉淀物与质量百分比浓度为0.3%的氢氧化钠溶液的质量体积比为 Ikg 4. 5L 5. 5L，在室温下搅拌1. 2.釙，静置3. 4. 后，离心分离，收集上清液。其它与具体实施方式
一至五之一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一至六之一不同的是步骤三中将步骤一和步骤二得到的上清液合并，然后用浓度为1. Omol/L 1. 4mol/L的HCl溶液调节上清液的pH至5. 9 6. 4，静置0. 8h 1. 3h后，离心分离，得到沉淀物。其它与具体实施方式
一至六之一相同。用以下试验验证本发明的有益效果试验一本试验的高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法按以下步骤进行 一、将大米粉碎至100目，然后按大米粉与质量百分比浓度为0. 3 %的氢氧化钠溶液的质量体积比为Ikg 5的比例，将大米粉加入到质量百分比浓度为0.3%的氢氧化钠溶液中，然后调节PH调至12. 8，再在室温下搅拌2h，静置1 后，在向心加速度为4000g的条件下离心分离lOmin，收集上清液；二、将步骤一离心得到的沉淀物再加入到质量百分比浓度为0. 3%的氢氧化钠溶液中，其中步骤一离心得到的沉淀物与质量百分比浓度为0. 3% 的氢氧化钠溶液的质量体积比为Ikg 5L，在室温下搅拌池，静置4h后，在向心加速度为 4000g的条件下离心分离lOmin，收集上清液；三、将步骤一和步骤二得到的上清液合并， 然后用浓度为lmol/L的HCl溶液调节上清液的pH至6. 0，静置Ih后，再在向心加速度为 4000g的条件下离心分离lOmin，得到沉淀物；四、按步骤三得到的沉淀物与水的质量体积比为Ikg 5L的比例，将步骤三得到的沉淀物加入水中水洗，水洗三次后，在向心加速度为 4000g的条件下离心分离lOmin，得到的沉淀物放入真空冷冻干燥机中，在真空度为15Pa、 温度为-50°C的条件下冻干16h，得到高蛋白质消化效率的大米蛋白。本试验一中高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取率为93. 21%。用凯氏定氮法(NX5.%)测定本试验步骤一中的大米粉及经步骤四制备的高蛋白质消化效率的大米蛋白中的蛋白质含量。结果如图1所示。图中图为经步骤四制备的高蛋白质消化效率的大米蛋白中的蛋白质含量，□为本试验步骤一中的大米粉的大米蛋白中的蛋白质含量，图中字母a和b表示在统计学中具有显著差异(P < 0. 05)，从图1可以看出，大米粉中蛋白质含量为7. 68%，而本试验经步骤四制备的高蛋白质消化效率的大米蛋白中的蛋白质含量为90. 17%。采用Biochrom 30型氨基酸自动分析仪(Amersham，美国)，测定步骤一中的大米粉及经步骤四制备的高蛋白质消化效率的大米蛋白中的氨基酸含量如表1所示。从表1的结果可以看出，此提取工艺对大米蛋白氨基酸组成及含量并无显著影响。表2氨基酸含量
权利要求
1.高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法，其特征在于高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法按以下步骤进行一、将大米粉碎，然后按大米粉与质量百分比浓度为0. 3% 的氢氧化钠溶液的质量体积比为Ikg 4L 6L的比例，将大米粉加入到质量百分比浓度为0.3%的氢氧化钠溶液中，然后调节pH调至12. 5 13. 5，再在室温下搅拌Ih 池，静置Ilh 1 后，离心分离，收集上清液；二、将步骤一离心得到的沉淀物再加入到质量百分比浓度为0. 3%的氢氧化钠溶液中，其中步骤一离心得到的沉淀物与质量百分比浓度为 0. 3%的氢氧化钠溶液的质量体积比为Ikg 4L 6L，在室温下搅拌Ih 3h，静置池 证后，离心分离，收集上清液；三、将步骤一和步骤二得到的上清液合并，然后用浓度为 0. 8mol/L 1. 5mol/L的HCl溶液调节上清液的pH至5. 8 6. 5，静置0. 5h 1. 5h后，离心分离，得到沉淀物；四、将步骤三得到的沉淀物水洗三次后，离心分离，沉淀物再经真空冷冻干燥，得到高蛋白质消化效率的大米蛋白。
2.根据权利要求1所述的高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法，其特征在于步骤一中的离心分离条件向心加速度为3500g 4500g，离心时间为8min 15min。
3.根据权利要求1或2所述的高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法，其特征在于步骤四中的水洗时沉淀物与水的质量体积比为Ikg 4. 5L 5. 5L。
4.根据权利要求1或2所述的高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法，其特征在于步骤四中的离心分离条件向心加速度为3500g 4500g，离心时间为8min 15min。
5.根据权利要求1或2所述的高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法，其特征在于步骤一中将大米粉碎，然后按大米粉与质量百分比浓度为0. 3%的氢氧化钠溶液的质量体积比为Ikg 4. 5L 5. 5L的比例，将大米粉加入到质量百分比浓度为0.3%的氢氧化钠溶液中，然后调节PH调至12. 6 13. 3，再在室温下搅拌1.5h 2. 5h，静置11. 5h 12. 5h 后，离心分离，收集上清液。
6.根据权利要求1或2所述的高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法，其特征在于步骤二中将步骤二中将步骤一离心得到的沉淀物再加入到质量百分比浓度为0. 3%的氢氧化钠溶液中，其中步骤一离心得到的沉淀物与质量百分比浓度为0. 3%的氢氧化钠溶液的质量体积比为Ikg 4. 5L 5. 5L，在室温下搅拌1. 5h 2.釙，静置3. 5h 4.釙后，离心分离，收集上清液。
7.根据权利要求1或2所述的高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法，其特征在于步骤三中将步骤一和步骤二得到的上清液合并，然后用浓度为1. Omol/L 1. 4mol/L的HCl 溶液调节上清液的pH至5. 9 6. 4，静置0. 8h 1. 3h后，离心分离，得到沉淀物。
全文摘要
高蛋白质消化效率的大米蛋白的提取方法，它涉及大米蛋白的提取方法。本发明解决了现有的大米蛋白的提取方法提取的大米蛋白的消化效率低的技术技术问题。本方法将大米粉用质量百分比浓度为0.3％的氢氧化钠溶液浸提两次，离心分离后收集上清液，再将上清液调节至pH至5.8～6.5，静置后离心分离，得到沉淀物，再将该沉淀物冷冻干燥，得到高蛋白质消化效率的大米蛋白。本发明的高蛋白质消化效率的大米蛋白经2h胃蛋白酶及24h的胰蛋白酶消化后的消化率为96％～98％。本方法可用于提取高效化率的大米蛋白。
文档编号A23J1/12GK102370044SQ201110301888
公开日2012年3月14日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者杨林 申请人:哈尔滨工业大学