一种冷冻球磨与酶解联合改性糯米蛋白的方法

本发明涉及一种冷冻球磨与酶解联合改性糯米蛋白的方法，属于功能食品制备。

背景技术：

1、糯稻是稻的粘性变种，糯米就是糯稻脱壳的米。糯米的栽培、种植以及应用已经存在了数千年的历史，糯米独特的口感使它深受消费者的青睐。糯米在我国南北方都能有适宜生长的品种，分布广泛，但是糯米不适宜我国居民作为一种主食每日食用，究其原因是糯米淀粉的组成中主要由支链淀粉构成，在蒸煮之后会形成粘度较大、难以消化的凝胶。糯米最常见的加工形式是通过水磨法制成糯米粉，在加工过程中会用到大量的水，会造成糯米蛋白随水流失，优质的糯米蛋白得不到充分利用，并且废水会导致环境污染。糯米中的蛋白质含量在7％左右，镶嵌在淀粉颗粒中或者存在于淀粉颗粒的外表。根据氨基酸成分分析结果[3]相比于其他的植物蛋白，糯米蛋白具有更加优质的氨基酸组成和更低的致敏性，可以作为婴儿配方食品以及面筋蛋白过敏的人群食用。根据溶解度对蛋白质的种类进行了划分：谷蛋白(碱溶/酸溶)，球蛋白(盐溶)、醇溶蛋白(醇溶)和清蛋白(水溶)。其中，谷蛋白在米蛋白中约占75％-80％左右，是米蛋白中最主要的蛋白质，主要由分子量为21-23kda的碱性亚基和34-39kda的酸性亚基组成，所以它易溶于酸和碱，但是在水中的溶解度极低，因谷蛋白在天然的米蛋白中占比最多，这也导致米蛋白在水中的溶解度极低。醇溶蛋白在米蛋白中约占2％-5％，是由分子量12-17kda的亚基组成，醇溶蛋白从本质上来说不溶于水，但是可以溶于酒精溶液。球蛋白约占3％-11％极易溶于盐溶液，白蛋白占比最少，约为2％-6％，并且是米蛋白中具有生理活性的蛋白质。白蛋白是米蛋白中极易溶于水的蛋白，因为这种蛋白中有着大量的净电荷，并且没有二硫键的广泛交联和聚集，但是用水提取白蛋白，会产生球蛋白污染，因为糯米中固有的一些矿物质会同时溶于水，会引起球蛋白的溶解度增加，球蛋白就会污染白蛋白，所以要提取白蛋白并进行纯化，必须额外增加重复沉淀、离心和透析的过程。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种冷冻球磨与酶解联合改性糯米蛋白的方法。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种冷冻球磨与酶解联合改性糯米蛋白的方法，包括碱提酸沉法提取糯米蛋白、糯米蛋白的冷冻球磨处理和冷冻球磨处理后的糯米蛋白的酶解改性。

3、优选的技术方案为：碱提酸沉法提取糯米蛋白包括：将糯米打成粉，将糯米粉与水混合，用naoh溶液调节ph值至指定值，在室温下反应一段时间之后，在室温条件下离心取上清液，用hcl溶液将上清液调至糯米蛋白的等电点，静置沉降，再离心取沉淀，将沉淀用纯水洗至ph值为中性，将洗净的沉淀在-15-25℃条件下预冻65-75h之后在冷冻干燥机进行冷冻干燥，得糯米蛋白质。

4、优选的技术方案为：指定值为ph11.5-12.5，糯米粉与水的固液质量比1:7-9，在室温下反应的时间为110-130min，等电点ph4.7。

5、优选的技术方案为：糯米蛋白的冷冻球磨处理包括：将糯米蛋白放入冷冻球磨机的球磨罐中，采用干磨法，使球磨机在400-600rpm的速度下运行10-40min，在球磨过程中保持温度在-10～0℃范围内，获得冷冻球磨处理后的糯米蛋白。

6、优选的技术方案为：冷冻球磨处理后的糯米蛋白的酶解改性包括：将冷冻球磨处理后的糯米蛋白制备成3-6％w/v的水溶液，在45-55℃条件下，搅拌使其溶解，在溶液中添加其质量1-3％的蛋白复合酶，并维持溶液的ph值在6.8-7.2，在45-55℃条件下酶解1-3h，酶解反应结束后灭酶；随后将酶解液在室温下离心取上清液，在-15-25℃条件下预冻65-75h之后在冷冻干燥机进行冷冻干燥。

7、本发明与现有技术相比具有的优点是：

8、1、本发明以糯米粉为原料，研究了碱溶酸沉法制备糯米蛋白的最优条件，在ph、浸提时间和固液比单因素实验的基础上，通过正交试验优化糯米蛋白的提取工艺。结果表明：糯米蛋白的最佳提取条件为ph 12.0，浸提时间120min，固液比1:7，等电点ph 4.7时糯米蛋白提取效果最好，通过该条件提取的糯米蛋白纯度为86.88％，提取率为6.25％。

9、2、本发明的冷冻球磨处理对糯米蛋白理化性质和功能特性的影响，对糯米蛋白进行球磨处理。随着球磨时间的延长，球磨之后的糯米蛋白粒径显著降低，游离巯基含量先升高后降低，表面疏水性逐渐增大，α-螺旋含量先降低后升高，β-折叠含量逐渐降低，二级结构之间发生了转化，但是冷冻球磨前后电泳条带没有明显变化，这表明冷冻球磨并没有对糯米蛋白的亚基组成造成影响。同时经过球磨之后，糯米蛋白的溶解度从0.92％提高到1.95％，起泡性从34.07％显著提高到61.11％，乳化活性从3.60m2/g显著提高到4.03m2/g。

10、3、本发明在冷冻球磨的基础上，对糯米蛋白进行酶解改性。冷冻球磨前处理有利于酶解的进行，使水解度从7.83％显著提高到10.72％，冷冻球磨与酶解联合改性可以显著减小水解物的粒径，降低糯米蛋白的游离巯基含量和表面疏水性。冷冻球磨和酶解联合改性显著提高了糯米蛋白的溶解度，从0.92％提高到78.74％。冷冻球磨和酶解联合改性的糯米蛋白dpph和abts自由基清除能力都显著提高。

技术特征：

1.一种冷冻球磨与酶解联合改性糯米蛋白的方法，其特征在于：包括碱提酸沉法提取糯米蛋白、糯米蛋白的冷冻球磨处理和冷冻球磨处理后的糯米蛋白的酶解改性。

2.根据权利要求1所述的冷冻球磨与酶解联合改性糯米蛋白的方法，其特征在于：碱提酸沉法提取糯米蛋白包括：将糯米打成粉，将糯米粉与水混合，用naoh溶液调节ph值至指定值，在室温下反应一段时间之后，在室温条件下离心取上清液，用hcl溶液将上清液调至糯米蛋白的等电点，静置沉降，再离心取沉淀，将沉淀用纯水洗至ph值为中性，将洗净的沉淀在-15-25℃条件下预冻65-75h之后在冷冻干燥机进行冷冻干燥，得糯米蛋白质。

3.根据权利要求2所述的冷冻球磨与酶解联合改性糯米蛋白的方法，其特征在于：指定值为ph11.5-12.5，糯米粉与水的固液质量比1:7-9，在室温下反应的时间为110-130min，等电点ph4.7。

4.根据权利要求1所述的冷冻球磨与酶解联合改性糯米蛋白的方法，其特征在于：糯米蛋白的冷冻球磨处理包括：将糯米蛋白放入冷冻球磨机的球磨罐中，采用干磨法，使球磨机在400-600rpm的速度下运行10-40min，在球磨过程中保持温度在-10~0℃范围内，获得冷冻球磨处理后的糯米蛋白。

5.根据权利要求1所述的冷冻球磨与酶解联合改性糯米蛋白的方法，其特征在于：冷冻球磨处理后的糯米蛋白的酶解改性包括：将冷冻球磨处理后的糯米蛋白制备成3-6%w/v的水溶液，在45-55℃条件下，搅拌使其溶解，在溶液中添加其质量1-3%的蛋白复合酶，并维持溶液的ph值在6.8-7.2，在45-55℃条件下酶解1-3h，酶解反应结束后灭酶；随后将酶解液在室温下离心取上清液，在-15-25℃条件下预冻65-75h之后在冷冻干燥机进行冷冻干燥。

技术总结
一种冷冻球磨与酶解联合改性糯米蛋白的方法，包括碱提酸沉法提取糯米蛋白、糯米蛋白的冷冻球磨处理和冷冻球磨处理后的糯米蛋白的酶解改性。本发明在冷冻球磨的基础上，对糯米蛋白进行酶解改性。冷冻球磨前处理有利于酶解的进行，使水解度从7.83%显著提高到10.72%，冷冻球磨与酶解联合改性可以显著减小水解物的粒径，降低糯米蛋白的游离巯基含量和表面疏水性。冷冻球磨和酶解联合改性显著提高了糯米蛋白的溶解度，从0.92%提高到78.74%。冷冻球磨和酶解联合改性的糯米蛋白DPPH和ABTS自由基清除能力都显著提高。

技术研发人员：余振宇,吴宗俊,周裔彬,王乃富,郑明明,刘英男,肖亚庆,刘抗,王永泉
受保护的技术使用者：安徽农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8