一种从米糠残渣中提取米糠蛋白的方法
【专利摘要】本发明涉及蛋白质提取，具体公开了一种从米糠残渣中提取米糠蛋白的方法，其是将经碱提蛋白后的米糠残渣作为原料，利用脂肪酶进行酶解反应，后经过灭酶、冷却、离心取上清和蒸发干燥步骤获得乳化性更高的米糠蛋白。
【专利说明】一种从米糠残渣中提取米糠蛋白的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蛋白质的分离提取，具体地说，涉及一种利用脂肪酶从米糠残渣中提取米糠蛋白的方法。
【背景技术】
[0002]米糠是糙米碾白过程中被碾下的黄色皮层，包括果皮、种皮、珠心层、糊粉层及米胚芽和小碎米屑的混合物。
[0003]我国年产米糠达1000万吨以上，并且是一种量大、面广的可再生资源。米糠虽然只占稻米总重的6%~8%，却含有64%的稻米营养素以及90%以上的人体必需元素。米糠有“天赐营养源”及“天然营养宝库”的美誉，米糠中的主要成分及含量为蛋白质12%~16%、脂肪12%~23%，粗纤维8%~10%和灰分7%~12%，此外还含有丰富的维生素和矿物质。
[0004]我国虽然是世界上米糠资源最为丰富的国家，但是我国的米糠主要作为饲料出售，虽然有些厂家能够利用米糠生产米糠油，但对米糠的开发和利用还远远落后于美国和日本。
[0005]蛋白质的营养质量主要取决于其氨基酸的组成与比例，尤其是必需氨基酸的组成与比例。米糠蛋白是公认的优质植物蛋白质，其必需氨基酸组成平衡合理。米糠蛋白中必需氨基酸齐全，赖氨酸含量较高，与大米蛋白质相比，其氨基酸组成更接近FA0/WH0推荐模式，是其它植物蛋白无法比拟的；米糠蛋白生物效价(PER)为2.0~2.5，与牛奶中酪蛋白相近(PER为2.5)，其营养价值可与鸡蛋蛋白相媲美，消化率可达90%以上；米糠蛋白是低过敏性蛋白，不会产生过敏反应，因此，米糠蛋白非常适合作为婴幼儿和特殊人群的营养食品。
`[0006]米糠蛋白可从全脂或脱脂米糠中通过化学法(碱提酸沉)分离出来，但有部分蛋白仍存在于米糠残渣中，这部分蛋白与`脂肪结合，使得这部分蛋白在脱脂及碱提酸沉时难以溶出，然而这部分蛋白酶解后具有良好的乳化性，是一种高品质蛋白质。
【发明内容】
[0007]为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种从米糠残渣中提取米糠蛋白的方法。
[0008]为了实现本发明目的，本发明首先提供了一种从米糠残渣中提取米糠蛋白的方法，其是将经碱提蛋白后的米糠残渣作为原料，利用脂肪酶进行酶解反应，后经过灭酶、冷却、离心取上清和蒸发干燥步骤获得米糠蛋白。
[0009]所述方法包括如下步骤:
[0010]I)调节酶解反应温度及pH:
[0011]取原料放入IOL不锈钢酶联反应器中，以1:10的比例加入蒸馏水，用定时电动搅拌器以中等速度搅拌混匀后，调节酶解反应PH为7.5-9.5，将酶联反应器与恒温水浴锅连接，打开搅拌开关，使恒温水浴锅中的水流入酶联反应器中，并且使水不断循环，使酶解反应温度为32-42°C ;所述中等速度为2000r/m ；
[0012]2)进行酶解反应:
[0013]向酶联反应器中加入脂肪酶，所用的脂肪酶为原料的0.1%，用定时电动搅拌器以中等速度搅拌进行酶解反应l-3h ;所述中等速度为2000r/m ；
[0014]3)后处理:
[0015]反应结束时，迅速灭酶，之后冷却反应液，离心收集上清液，上清液经旋转蒸发后用喷雾干燥仪喷雾干燥，即得米糠蛋白。
[0016]作为优选，步骤1)中通过NaOH调节酶解反应pH为7.5。
[0017]作为优选，步骤1)中所述酶解反应温度调节为37°C。
[0018]作为优选，步骤2)中加入的脂肪酶酶活为20000u/g。
[0019]作为优选，步骤2)中进行酶解2.5h。
[0020]进一步地，步骤3)为反应结束时，迅速将水浴锅温度调至85°C，灭酶10分钟，灭酶结束后，将水浴锅中的水放出，换成冷水继续在水浴锅与酶联反应器之间循环，以冷却反应液，冷却后用低速台式大容量多管离心机以3000r/min转速离心，收集上清液，上清液经旋转蒸发浓缩后用喷雾干燥仪喷雾干燥，进风温度设置为150°C，压缩空气流量设置为360L/h，流速设置为20%。
[0021]本发明还提供了利用前述方法提取的米糠蛋白及其作为乳化剂在食品加工中的应用。
[0022]本发明的有益效果在于:
[0023]1、本发明采用脂肪酶提取的米糠蛋白，不同于其他蛋白酶提取的米糠蛋白产物，无苦味。
[0024]2、本发明所用的脂肪酶为具有1，3-区域选择性的，1，3-区域选择性脂肪酶不会改变sn-2位上脂肪酸的组成，这个位置上通常含丰富的多不饱和脂肪酸。本发明利用脂肪酶提取的米糠蛋白，附带着这些因为脂肪水解形成的单甘酯和双甘酯，赋予了米糠蛋白良好的乳化性，是一种高品质蛋白产品，可以作为乳化剂添加到蛋白饮料中如花生奶、豆奶、杏仁奶中，以提高脂肪和蛋白质的稳定性，防止分层和沉淀。
[0025]3、本发明米糠蛋白的提取原料为米糠经碱提蛋白后的残渣，因此，本发明利用米糠资源进行深度开发，减少了原料中有用活性成分的浪费，提高了产品附加值，具有良好的开发意义和生产前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明实施例1按照本发明所述方法提取的米糠蛋白。
[0027]图2为本发明实施例4中酶解反应时间对米糠蛋白提取率的影响。
[0028]图3为本发明实施例4中酶解反应pH值对米糠蛋白提取率的影响。
[0029]图4为本发明实施例4中酶解反应温度对米糠蛋白提取率的影响。
[0030]图5为本发明实施例4中酶添加量对米糠蛋白提取率的影响。
【具体实施方式】
[0031]以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。[0032]实施例1利用脂肪酶从米糠残渣中提取米糠蛋白
[0033]1.实验方法
[0034]1.1.米糠预处理(模拟米糠经碱提蛋白后产生米糠残渣)
[0035]取2kg米糠加入4L石油醚，在室温下用搅拌器搅拌30分钟，进行脱脂，脱脂后，用在3000r/min的转速下离心10分钟,上清液倒入回收瓶,准备回收试剂,沉淀铺在盘子中，在室温下放置，以挥发石油醚，待石油醚挥发完全，用超微粉碎机磨粉使其过100目筛，筛好的脱脂米糠在4°C冷藏备用。取Ikg脱脂米糠于反应容器中，加入12L蒸馏水，并用NaOH调节PH为11，控制反应温度为60°C，用搅拌器搅拌2.5h，反应结束溶液在3000r/min转速下离心30min，残渣水洗3次后冷冻干燥备用；
[0036]1.2.脂肪酶提取米糖蛋白
[0037]取步骤(1)残渣500g放入IOL不锈钢酶联反应器中，加入5L蒸馏水，用定时电动搅拌器以中等速度搅拌混匀后，用2mol/L的NaOH调节pH为7.5，将酶联反应器与恒温水浴锅连接，打开搅拌开关，使恒温水浴锅中的水流入酶联反应器中，并且使水不断循环，设置水浴锅的温度为37°C。向酶联 反应器中加入0.5g猪胰脂肪酶，酶活为20000u/g，用定时电动搅拌器以中等速度搅拌2h，反应结束时，迅速将水浴锅温度调至85°C，灭酶10分钟，灭酶结束将水浴锅中的水放出，换成冷水继续在水浴锅与酶联反应器之间循环，以冷却反应液，冷却后用低速台式大容量多管离心机以3000r/min转速离心，收集上清液，上清液经旋转蒸发后用喷雾干燥仪喷雾干燥，进风温度(INLET)设置为150°C，压缩空气流量(a-Flow)设置为 SeOLAr1^I(PUMP)设置为 20%。
[0038]2.实验结果
[0039]本实施例制得米糠蛋白为黄褐色粉末，如图1所示。
[0040]实施例2米糠蛋白的蛋白质含量及提取率测定
[0041]本实施例采用凯氏定氮法测定实施例1所得米糠蛋白的蛋白质含量，这种方法是由凯耶达尔在1883年发明的，是目前检测食品中蛋白质含量的标准方法。
[0042](一)材料、主要仪器和试剂
[0043]1.实验材料
[0044]喷雾干燥后的米糠蛋白样品。
[0045]2.主要仪器
[0046]移液管、消化瓶、漏斗、玻璃珠、电炉子、微量凯氏定氮蒸馏装置、酸式滴定管、容量瓶。
[0047]3.试剂
[0048]硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸、标定的盐酸、40% NaOH溶液、4%硼酸、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂、蒸馏水。
[0049](二)操作步骤
[0050]1.消化
[0051](I)准备凯氏消化瓶，标号。取三个凯式消化瓶，每瓶中分别加入0.2g (准确至0.1mg)喷雾干燥样品，样品要加到烧瓶底部，勿沾在瓶口及瓶颈上。再依次加入硫酸钾3g，硫酸铜0.2g，玻璃珠，浓硫酸10mL。同时做空白实验，空白实验即不加样品，加入硫酸钾3g，硫酸铜0.2g，玻璃珠，浓硫酸10mL。[0052](2)在加好试剂的各凯氏烧瓶口放一小漏斗，移到通风橱中，准备两台电炉子，每台放置两个消化瓶，并使烧瓶成45度斜置于电炉子之上，先用微火加热，此时烧瓶内物质炭化变黑，并产生大量泡沫，务必注意防止气泡冲出管口。待泡沫消失停止产生后，加大火力，保持瓶内液体微沸，至溶液成澄明的绿色后，再继续加热使消化液微沸30min。消化完全后，关闭火焰，使烧瓶冷却至室温。
[0053](3)定容:准备四个50mL容量瓶。消化液放冷后加入少量蒸馏水，硫酸遇水放热，放置自然冷却。冷却后将小漏斗放在50mL容量瓶上，凯氏烧瓶内的消化液转移至50mL容量瓶中。凯氏烧瓶水洗3次，水洗液并入容量瓶中，待容量瓶中的消化液完全冷却，定容至刻度线。
【权利要求】
1.一种从米糠残渣中提取米糠蛋白的方法，其特征在于，将经碱提蛋白后的米糠残渣作为原料，利用脂肪酶进行酶解反应，后经过灭酶、冷却、离心取上清和蒸发干燥步骤获得米糠蛋白。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 1)调节酶解反应温度及PH: 取原料放入不锈钢酶联反应器中，以1:10的比例加入蒸馏水，中等速度搅拌混匀后调节酶解反应PH为7.5-9.5，并利用水浴锅进行恒温循环水浴，使酶解反应温度为32-42°C ；所述中等速度为2000r/m ； 2)进行酶解反应: 向酶联反应器中加入脂肪酶，所用的脂肪酶为原料的0.1%，中等速度搅拌进行酶解反应l_3h ;所述中等速度为2000r/m ； 3)后处理: 反应结束时，迅速灭酶，之后冷却反应液，离心收集上清液，上清液经旋转蒸发后用喷雾干燥仪喷雾干燥，即得米糠蛋白。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤I)中通过NaOH调节酶解反应pH为7.5。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤I)中所述酶解反应温度调节为37°C。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)中加入的脂肪酶酶活为20000U/g°
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)中进行酶解2.5。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3)为反应结束时，迅速将水浴锅温度调至85°C，灭酶10分钟，灭酶结束后，将水浴锅中的水放出，换成冷水继续在水浴锅与酶联反应器之间循环，以冷却反应液，冷却后用低速台式大容量多管离心机以3000r/min转速离心，收集上清液，上清液经旋转蒸发浓缩后用喷雾干燥仪喷雾干燥，进风温度设置为150°C，压缩空气流量设置为360L/h，流速设置为20%。
8.利用权利要求1-7任意一项所述的方法提取的米糠蛋白。
9.权利要求8所述的米糠蛋白作为乳化剂在食品加工中的应用。
【文档编号】A23L1/035GK103588869SQ201310589752
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年11月20日
【发明者】程云辉 申请人:长沙理工大学