一種酶法處理富硒大米生產富硒蛋白粉的方法
2023-12-08 06:07:51 2
一種酶法處理富硒大米生產富硒蛋白粉的方法
【專利摘要】本發明涉及一種酶法處理富硒大米生產富硒蛋白粉的方法，屬於食品加工領域。使用鹼性蛋白酶處理富硒大米，製備富硒蛋白。通過研究溫度、pH、液固比、加酶量、時間對富硒蛋白提取率的影響，以及正交試驗確定了鹼性蛋白酶提取富硒蛋白的最佳條件，得到富硒蛋白的提取率為69.0％，得到的蛋白粉的蛋白質純度為91.1％，硒含量為0.529mg/kg。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明是一種基於酶法處理富硒大米生產富硒蛋白粉的方法，屬於農產品深加工 領域。
【背景技術】
[0002] 研宄表明，硒在自然環境中的分布是不均勻的，據不完全統計，全世界有42個國 家或地區缺硒。我國也存在硒毒地區和缺硒地區，多數為缺硒少硒地區，其中全國22個省 中缺砸、貧砸縣尚達72%，我國約2/3的地區近7億人口處於缺砸狀態。因此開發有機砸 強化食品，已成為目前我國富硒保健食品開發的重要內容。近年，我國富硒稻米種植面積不 斷擴大，但是富硒稻米的深加工仍處於一種滿足口糧大米需求的初級加工狀態，在觀念、規 模、技術和經濟效益等方面都與發達國家存在很大差距。目前，市場上稻米深加工的主要產 品有大米澱粉糖類和蛋白粉類。上述澱粉糖類和蛋白粉類產品的原料都是針對普通大米的 深加工，然而富硒大米的深加工需要考慮加工工藝對硒含量的影響。
[0003] 根據已有的專利檢索，1999年專利"天然富硒植物蛋白營養粉（98114045. 9)"、 2013年專利"一種富硒紅茶綠茶芝麻酥及其製備方法（201310306435. 4) "、2013年專利"一 種富硒的保健食品（201310620332. 5) "、報導了富硒產品的開發，2014年專利"一種適宜中 老年群體食用的富硒蛋白粉及其生產方法（201410104539. 1)"報導了富硒蛋白粉的生產， 該專利是通過在原料中加入硒的方法實現。已有的報導沒有關於以富硒稻米為原料，酶法 生產富硒蛋白粉的報導。
[0004] 本項目可通過對富硒稻米及生產中產生的碎米深加工處理，生產富硒蛋白，並通 過對生產工藝的優化，減少深加工中硒的流失，從而提高富硒稻米的經濟附加值及硒元素 的利用率，提升我國富硒稻米深加工的高科技含量和綜合利用水平。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在於利用富硒稻米加工過程的碎米，使用鹼性蛋白酶處理富硒大 米，得到富硒蛋白粉。
[0006] 上述目的通過以下方案實現：
[0007] 富硒大米一粉碎（過100目篩）一調漿、pH-加酶一恆溫水浴、酶解一離心一取 上清液一滅酶（90°C，IOmin)-旋轉蒸發一熱風乾燥。
[0008] 製備方法為：稱取一定量富硒大米，粉碎成大米粉，根據實驗條件，用不同PH值的 Na2CO3-NaHCO3緩衝液調漿，加酶，在既定溫度下水浴加熱，並不斷攪拌，同時每隔一段時間 調節眾液pH，以保證pH恆定。水解完畢後，在4000r/min下離心lOmin，取上清液在100°C 下滅酶lOmin。再經旋轉蒸發、熱風乾燥，得到富硒蛋白。首先研宄各單因素（溫度、pH、液 固比、加酶量、時間）對富硒蛋白提取率的影響，根據單因素試驗結果，以蛋白質提取率為 指標，選擇時間、溫度、加酶量三個因素進行正交試驗。結果表明：蛋白質提取率先隨溫度的 升高而增大，當溫度達50°C時，蛋白質提取率最大，繼續升高溫度，蛋白質提取率顯著下降。 在pH值7?10的範圍內，蛋白質提取率隨pH的增加而增大。這是因為，鹼性蛋白酶的最適pH為鹼性，在一定的鹼性範圍內，蛋白質提取率隨pH的增加而增大。加水量的多少影響酶 與蛋白質互相作用機率的大小及傳質速度。當液固比較低時，有利於蛋白質與酶之間的接 觸，但液固比小，則料液的粘度大，傳質速度降低，且增加了攪拌難度。加酶量較低時，提取 率隨加酶量的增加而增大，但當加酶量超過1. 〇%，提取率不再增加。開始一段時間，蛋白質 提取率隨溫度的延長而增加，但當時間達4h後，隨著時間的進一步延長，提取率趨於平緩。 最終確定鹼性蛋白酶提取富硒蛋白的最佳工藝條件為：溫度45°C，pH9,固液比9 : 1，加酶 量1%，時間4h。在此條件下，蛋白質提取率為69.0%，純度為91. 1%，硒含量為0. 529mg/ kg，開發的富硒蛋白粉的硒含量比富硒米提高了 10倍。
[0009] 有益效果
[0010] 硒是人體不可缺少的微量元素之，它能增強人體的免疫功能，並具有防癌、抗癌的 作用，對糖尿病、心腦血管疾病能起到預防和治療作用。蛋白粉能提供多種胺基酸，幫助身 體製造新的組織；通過血液向細胞輸送氧和各種營養素；調節體內水分平衡；為免疫系統 製造對抗細菌和感染的抗體。富硒蛋白粉不僅能補充營養蛋白質，又能補充硒元素，本發明 得到的富硒蛋白粉，屬於天然有機硒蛋白粉，相比其他無機硒添加保健品，本富硒蛋白粉吸 收好，生物利用率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1 :溫度對富硒蛋白提取率的影響
[0012] 圖2 :pH對富硒蛋白提取率的影響
[0013] 圖3 :液固比對富砸蛋白提取率的影響
[0014] 圖4 :加酶量對富硒蛋白提取率的影響
[0015] 圖5 :提取時間對富硒蛋白提取率的影響
【具體實施方式】
[0016] 一種基於酶法處理富硒大米生產富硒蛋白粉的方法，通過分析富硒大米裡面蛋 白質和硒的含量，確定富硒大米硒的含量與國家標準的規定含量一致性程度，通過分析發 現，本發明所用的的富硒米採用傳統的凱式定氮方法測得含量為6. 91%。國家對富硒大 米含量的要求為〇. 04-0. 30mg/kg，本富硒大米的硒含量用氫化物原子螢光光譜法測定為 0. 052mg/kg，雖然含量不高，但是達到了國家規定的富硒大米的標準，也說明所採用的樣品 含有硒元素，為後面的進一步研宄打下的基礎。生產富硒蛋白粉的【具體實施方式】如下：
[0017] 1、喊性蛋白酶提取蛋白質最佳工藝的確定
[0018] I. 1單因素試驗結果
[0019] 1. 1. 1溫度對富硒蛋白提取率的影響
[0020] 固定pH8.0,液固比8 : 1，加酶量為0.8%，反應時間為4h，考察溫度分別為 35°C、40°C、45°C、50°C、55°C、60°C時的蛋白質提取率，結果如圖1。
[0021] 由圖1可知，蛋白質提取率先隨溫度的升高而增大，當溫度達50°C時，蛋白質提取 率最大，繼續升高溫度，蛋白質提取率顯著下降。原因是溫度會影響酶的活力，在一定溫度 範圍內，酶活力隨溫度升高而提高，但當溫度超過酶的最適作用範圍，酶逐漸失活而使提取 率降低。同時，當溫度達55°C時，澱粉發生糊化，使料液變為粘度極強的澱粉糊，影響蛋白質 的溶出，且由於粘度增加，使之後的離心變得困難。
[0022] I.I. 2pH對富硒蛋白提取率的影響
[0023] 固定溫度為50°C，液固比8 : 1，加酶量為0.8%，反應時間為4h，考察pH分別為 7. 0、8. 0、8. 5、9. 0、9. 5、10. 0時的蛋白質提取率，結果如圖2。
[0024] 由圖2可知，在pH值7-10的範圍內，蛋白質提取率隨pH的增加而增大。這是因 為，鹼性蛋白酶的最適pH為鹼性，在一定的鹼性範圍內，蛋白質提取率隨pH的增加而增大。 但隨PH增加，蛋白質製品褐色加深。且當pH值為9時，提取率增加不明顯，所以綜合考慮， 選定最適pH值為9。
[0025] I. 1. 3液固比對富硒蛋白提取率的影響
[0026] 固定溫度為50°C，pH8.0,加酶量為0.8%，反應3h，考察液固比分別為5 : 1、 6 : 1、7 : 1、8 : 1、9 : 1、10 : 1時的蛋白質提取率，結果如圖3。
[0027] 加水量的多少影響酶與蛋白質互相作用機率的大小及傳質速度。當液固比較低 時，有利於蛋白質與酶之間的接觸，但液固比小，則料液的粘度大，傳質速度降低，且增加了 攪拌難度。提高液固比，溶液粘度降低，傳質速度加快。對鹼性蛋白酶來說，在一定範圍內， 蛋白質提取率隨液固比的提高而增大。但液固比過大，會增加乾燥過程的能量消耗。因此， 綜合考慮，液固比為9 : 1時較合適。
[0028] I. 1. 4加酶量對富硒蛋白提取率的影響
[0029] 固定溫度為55°C，pH8.0,液固比8: 1，反應時間3h，考察加酶量分別為0.2%、 0. 5%、0. 8%、1. 0%、2. 0%、3. 0%時的蛋白質提取率，結果如圖4。
[0030] 由圖4可知，加酶量較低時，提取率隨加酶量的增加而增大，但當加酶量超過 1. 〇%，提取率不再增加。這是因為，隨著加酶量的增加，鹼性蛋白酶與底物的結合增加，但 當全部底物均與蛋白酶結合時，提取率不再增加，所以提取率隨加酶量的增加而變得平緩。 最適加酶量為1. 0%。
[0031] I. 1. 5提取時間對富硒蛋白提取率的影響
[0032] 固定溫度為55°C，液固比8:1，pH8.0,加酶量為0.8%，考察反應時間分別為 2h、3h、4h、5h、6h時的蛋白質提取率，結果如圖5。
[0033] 由圖5可知，開始一段時間，蛋白質提取率隨溫度的延長而增加，但當時間達4h 後，隨著時間的進一步延長，提取率趨於平緩。分析原因是開始酶活力較高，且未溶出的蛋 白質較多，所以隨著時間延長，酶與底物反應時間增加，即提取率增加。但隨時間繼續延長， 酶活力相對下降，同時蛋白酶有更多的機會作用於已經被溶出的蛋白質和多肽，相對作用 那些不溶性的蛋白質的機會下降。
[0034] L2正交試驗結果
[0035]為了確定提取富硒蛋白的最佳工藝，根據單因素試驗的結果，以蛋白質提取率為 指標，選擇時間、溫度、加酶量作為三個考察因素，每個因素作三個水平，採用L9(34)正交表 進行試驗，pH恆定為9,液固比為9 : 1。因素水平和正交試驗結果列於表1和表2。
[0036] 表1正交試驗因素水平表
[0037]
【權利要求】
1. 一種酶法處理富硒大米生產富硒蛋白粉的方法，其特徵在於，富硒蛋白粉的提取工 藝為：富硒大米一過100目篩粉碎一調漿、pH -加酶一恆溫水浴、酶解一離心一取上清液 - 90°C lOmin滅酶一旋轉蒸發一熱風乾燥；其中，鹼性蛋白酶提取富硒蛋白的最佳條件為： 溫度45°C、pH9.0、液固比9 : 1、時間4h、加酶量1.0%，富硒蛋白的提取率為69.0%，純度 為 91. 1 %，硒含量為 0? 529mg/kg。
2. 如權利要求1所述的一種酶法處理富硒大米生產富硒蛋白粉的方法，其特徵在於， 富硒大米中硒含量為0. 〇52mg/kg，得到的蛋白粉中硒含量為0. 529mg/kg。
【文檔編號】A23J3/34GK104472851SQ201410690328
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月24日 優先權日:2014年11月24日
【發明者】潘磊慶, 孫曄, 屠康, 李羅華 申請人:南京農業大學