從大米中提取大米蛋白的方法

2023-09-22 10:18:00 2

專利名稱:從大米中提取大米蛋白的方法
技術領域：
本發明涉及一種從大米中提取大米蛋白(包括大米濃縮蛋白和大米分離蛋白，大米濃縮蛋白指純度為75％-89％的大米蛋白，大米分離蛋白指純度為90％以上的大米蛋白，下同)的方法。
背景技術：
最新研究表明，與動物蛋白及植物蛋白中的大豆蛋白相比，大米蛋白具有其它蛋白質沒有的低過敏性，更適合人體尤其是嬰兒食用。另外，大米蛋白具有優良的營養價值，其胺基酸配比比較合理，接近於完全蛋白，生物價(BV)和蛋白價(PV)也較其它植物蛋白高，是植物蛋白中的上品。所以目前國內外對大米蛋白有很大需求，我國把大米蛋白的提取作為國家「十五」攻關計劃。
尤其是目前國外對大米分離蛋白的需求量較大，因為分離蛋白的純度高，其脂肪和糖含量很低，符合當今提倡的健康食品的要求。同時因為大米分離蛋白所含雜質少，人體的吸收率也相應提高。
還有，提取蛋白後的殘渣可用於生產商品大米澱粉，高純度的大米澱粉在儲藏過程中幾乎不發生酸敗，被廣泛地應用於紡織、化妝品、製藥、造紙、食品工業等，是目前最有價值的植物澱粉之一。
目前國內外研究得較多的大米蛋白提取方法主要有鹼法提取、蛋白酶酶法提取和酸浸法提取。
(以上背景技術參見《大米蛋白的研究進展》糧食與飼料工業/2003.3 P44-45；《不同蛋白酶提取大米蛋白質的研究》糧食與飼料工業/2002.2 P41-42)；《整粒大米蛋白質分離方法的研究》黑龍江糧油科技/1998.4 P3-5。)
鹼提法是提取植物蛋白最常用的方法，但由於大米中蛋白含量低(8％-12％)，抽提(提取)時需要消耗大量的鹼和水，抽提液中的蛋白質濃度很低，很難應用於工業生產之中。
蛋白酶提取法和酸浸法兩種方法的抽提率均較低，蛋白損失較多，所得蛋白純度不高，反應時間過長，酶的反應條件難於控制，難以應用於工業化生產。
2003年5月14日，公開號為CN1417344A的《從米糟中提取大米蛋白的新工藝》專利申請，公開了用複合酶從米糟中提取大米蛋白的方法。該方法採用米糟為原料，但從大米到米糟需要添加高溫液化酶，反應溫度高達120-130℃，易造成大米蛋白的嚴重變性，以致營養價值降低並影響人體吸收，同時，此工序需要較長時間和較繁瑣工藝。按此方法要得到大米濃縮蛋白和大米分離蛋白，還得用鹼法提取，也就是說還得加大量的酸鹼等化學製劑，而有些國家對大米蛋白產品明確限定不能用化學製劑提取；同時酸鹼等化學製劑對大米蛋白本身及環境也有汙染；採用此工藝需要消耗大量的酸鹼和水，也增加了提取成本，同時使操作變得繁瑣，提取時間也相應較長。
目前國內外尚無不應用鹼提取法可得到大米濃縮蛋白和大米分離蛋白的工業化生產方法的相關報導。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，克服以上現有技術的不足，提供一種從大米中提取大米蛋白的方法。該方法為工業化生產方法，能連續、大規模提取大米蛋白，它不應用鹼提取法可得到大米濃縮蛋白和大米分離蛋白。
本發明的技術解決方案為，本方法包括下列順序的工藝步驟大米的清洗與浸泡、除砂、磨漿、濃縮、乾燥大米蛋白，它還包括對磨漿後的米漿進行細磨和採用碟片式分離機多級分離，所述細磨指過兩次以上膠體磨，孔隙0.01-0.1mm，時間10-15min。
所述多級分離可為三級分離。
所述細磨為下一步的多級碟片分離作準備，所述多級分離將澱粉漿液實現提純(所得澱粉按常規技術乾燥得大米澱粉，下同)，所得蛋白漿液合併。
所述乾燥大米蛋白指將多級分離合併的大米蛋白漿液濃縮乾燥得大米濃縮蛋白(粉)；所述乾燥為氣流乾燥，乾燥溫度為80℃以下。
本方法還可包括對蛋白漿液的酶處理，即在多級分離合併的大米蛋白漿液中依次加入下列重量百分比的酶進行反應，α-澱粉酶加酶量0.05％-0.2％，反應溫度60-70℃，反應時間40-60min；纖維素酶加酶量0.05％-0.2％，反應溫度40-50℃，應時間2-3小時；單一脂肪酶加酶量0.1％-1％，反應溫度40-60℃，反應時間2-3小時。
所述酶處理最佳參數如下α-澱粉酶加酶量0.1％，反應溫度65℃，反應時間40min；纖維素酶加酶量0.1％，反應溫度45℃，反應時間2小時；單一脂肪酶加酶量0.2％，反應溫度50℃，反應時間2小時。
以上所述酶處理的作用是脫去殘餘澱粉、纖維素和脂肪，最終得到純度較高的大米分離蛋白。
所述乾燥大米蛋白此處指經酶處理後的大米蛋白漿液濃縮乾燥得大米分離蛋白(粉)，所述乾燥為氣流乾燥，乾燥溫度為80℃以下。
本發明從大米中提取大米蛋白的方法，其具體工藝步驟(順序)如下(1)大米(最好採用早秈米和碎米)的清洗與浸泡攪拌清洗大米；浸泡時間夏天2小時，春秋3-4小時，冬天4-6小時。
(2)除砂可採用旋流除砂，旋流除砂器的參數為45°錐角，0.1Mpa壓力，25mm沉砂嘴。
(3)磨漿漿液細度在80目以上，濃度保持在8％-15％(本申請文件百分比均指重量百分比，以下不再說明)。
(4)細磨過兩次以上膠體磨，孔隙0.01-0.1mm，時間10-15min。
(5)分離經碟片分離機多級分離，所得蛋白漿液合併。
(6)濃縮將分離所得蛋白漿液採用板框壓濾。
(7)乾燥大米濃縮蛋白將濃縮後大米蛋白漿液採用氣流乾燥如噴霧乾燥或沸騰床乾燥可得大米濃縮蛋白(粉)，乾燥溫度為80℃以下。
如需獲得純度更高的大米分離蛋白，則繼續進行下面的處理(8)蛋白漿液酶處理即依次在多級分離後所得的大米蛋白漿液中加入下列酶液進行反應α-澱粉酶加酶量0.05％-0.2％，反應溫度60-70℃，反應時間40-60min；纖維素酶加酶量0.05％-0.2％，反應溫度40-50℃，應時間2-3小時；單一脂肪酶加酶量0.1％-1％，反應溫度40-60℃，反應時間2-3小時。
(9)乾燥大米分離蛋白酶處理後漿液經濃縮，採用氣流乾燥如噴霧乾燥或沸騰床乾燥，乾燥溫度為80℃以下，得大米分離蛋白(粉)。
採用本方法提取的大米蛋白的理化指標如下大米濃縮蛋白(1)蛋白質含量≥75％(幹基)(2)脂肪含量≤4％(幹基)(3)灰分≤2％(幹基)(4)水分≤10％大米分離蛋白(1)蛋白質含量≥90％(幹基)(2)脂肪含量≤2％(幹基)(3)灰分≤1％(幹基)(4)水分≤5％
由於採用以上生產方法，本發明與現有技術的大米蛋白提取方法相比具有以下顯著的優點及積極效果(1)目前國內外對提取大米蛋白的方法還僅限於理論研究，而本發明提供了一種能連續、大規模提取大米蛋白的工業化生產方法、尤其是不用鹼法從大米中提取大米濃縮蛋白和大米分離蛋白的工業化生產方法，全部過程實現機械化，所需勞動力少，勞動強度低，生產效率高。
(2)常用的鹼提取法易造成蛋白本身和環境的汙染，本發明採取物理分離法即可得濃縮大米蛋白，採用酶提取法可得大米分離蛋白。此兩種產品均不含化學製劑，符合國際提倡的「綠色健康」的概念，滿足一些國家對此類產品的需求。
(3)該生產工藝反應條件溫和，乾燥方式採取氣流乾燥，整個生產過程保持溫度在大米蛋白變性溫度(80℃)以下，蛋白變性程度低，最大程度地保持了大米蛋白的原有性質。
(4)本生產方法一改過去利用溶劑或者酶製劑將大米蛋白質溶出的分離方法，採取物理分離的方式，將大米中的澱粉與蛋白質分開，然後可再用酶將蛋白質中雜質(纖維素、澱粉、脂肪)溶出，因此在各個工藝環節上均避免了蛋白質的損失，提取率高。
(5)由於本方法採用碟片式分離機對蛋白和澱粉進行分離，蛋白漿液經濃縮乾燥後即可得濃縮蛋白，其提取時間短，工藝操作簡單，提取成本低。
(6)該生產方法對設備要求不高，可全部採用國產設備，無需太多的投資，適應於目前國內的生產廠家工業化生產。



附圖為本發明從大米中提取大米蛋白的方法的工藝流程圖
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作出進一步詳細說明，但本發明不僅限於以下實施例。
實施例一稱取早秈米200kg，投入清洗罐，清洗後浸泡2小時；送入旋流除砂器，旋流除砂器錐角為45°，壓力為0.1Mpa，沉砂嘴為25mm，兩級除砂；投入磨漿機磨漿至細度80目以上，漿液濃度保持在10％左右；將漿液輸入膠體磨細磨兩次，孔隙0.1mm，時間10分鐘；漿液輸入碟片分離機三級分離(分離後底部出漿口澱粉漿液經濃縮後送入沸騰床中乾燥，得大米澱粉，以下實施例相同)；三級分離中頂部溢流口蛋白漿液收集合併後壓濾，濾渣送入沸騰床中乾燥，控制物料溫度低於80℃得大米濃縮蛋白。此實施例的產品符合質量標準，為合格產品，大米濃縮蛋白純度為78.9％，脂肪含量3.4％，灰分含量為1.88％，水份4.5％。
實施例二稱取早秈米200kg，投入清洗罐，清洗後浸泡2.5小時；送入旋流除砂器，旋流除砂器錐角為45°，壓力為0.1Mpa，沉砂嘴為25mm，兩級除砂；投入磨漿機磨漿至細度為80目以上，漿液濃度保持在10％左右；將漿液輸入膠體磨細磨兩次，孔隙0.08mm，時間12min；漿液輸入碟片分離機三級分離；一部分三級分離中頂部溢流口蛋白漿液收集合併後壓濾；濾渣送入沸騰床中乾燥，控制物料溫度低於80℃得大米濃縮蛋白。另一部分三級分離中頂部溢流口蛋白漿液收集合併後，進入酶解罐中，依次加入下列酶液進行反應α-澱粉酶20g加酶量，反應溫度65℃，PH＝6.0，反應時間40分鐘；纖維素酶20g加酶量；反應溫度45℃，PH＝4.5，反應時間2小時；脂肪酶40g加酶量，反應溫度50℃，PH＝7.0，反應2小時，壓濾脫水；濾渣送入沸騰床中乾燥，控制物料溫度低於80℃。此實施例的產品符合質量標準，為合格產品，大米濃縮蛋白純度為80.7％，脂肪含量2.22％，灰分含量為1.52％，水份8％；大米分離蛋白純度為94.0％，脂肪含量1.90％，灰分含量為0.91％，水份4.1％。
實施例三稱取早秈米200kg，投入清洗罐，清洗後浸泡3小時；送入旋流除砂器，旋流除砂器錐角為45°，壓力為0.1Mpa，沉砂嘴為25mm，兩級除砂；投入磨漿機磨漿至80目以上，漿液濃度保持在10％左右；將漿液輸入膠體磨細磨兩次，孔隙0.05mm，時間15min；漿液輸入碟片分離機三級分離；三級分離中頂部溢流口蛋白漿液收集合併後，進入酶解罐中，依次加入下列酶液進行反應α-澱粉酶30g加酶量，反應時間65℃，PH＝6.0，反應時間1小時；纖維素酶30g加酶量；反應時間45℃，PH＝4.5，反應時間3小時；脂肪酶50g加酶量，反應時間50℃，PH＝7.0，反應3小時，壓濾脫水；濾渣送入沸騰床中乾燥，控制物料溫度低於80℃。此實施例的產品符合質量標準，為合格產品，大米分離蛋白純度為93.6％，脂肪含量2.0％，灰分含量為0.81％，水份4.0％。
權利要求
1.一種從大米中提取大米蛋白的方法，它包括下列順序的工藝步驟大米的清洗與浸泡、除砂、磨漿、濃縮、乾燥大米蛋白，其特徵在於它還包括對磨漿後的米漿進行細磨和採用碟片式分離機多級分離，所述細磨指過兩次以上膠體磨，孔隙0.01-0.1mm，時間10-15min。
2.根據權利要求
1所述的方法，其特徵在於所述多級分離指三級分離。
3.根據權利要求
1或2所述的方法，其特徵在於所述乾燥大米蛋白指將多級分離合併的大米蛋白漿液濃縮乾燥得大米濃縮蛋白；所述乾燥為氣流乾燥，乾燥溫度為80℃以下。
4.根據權利要求
1或2所述的方法，其特徵在於它還包括對蛋白漿液的酶處理，即在多級分離合併的大米蛋白漿液中依次加入下列重量百分比的酶進行反應α-澱粉酶加酶量0.05％-0.2％，反應溫度60-70℃，反應時間40-60min；纖維素酶加酶量0.05％-0.2％，反應溫度40-50℃，應時間2-3小時；單一脂肪酶加酶量0.1％-1％，反應溫度40-60℃，反應時間2-3小時。
5.根據權利要求
4所述的方法，其特徵在於所述α-澱粉酶加酶量0.1％，反應溫度65℃，反應時間40min；纖維素酶加酶量0.1％，反應溫度45℃，反應時間2小時；單一脂肪酶加酶量0.2％，反應溫度50℃，反應時間2小時。
6.根據權利要求
5所述的方法，其特徵在於所述乾燥大米蛋白指經酶處理後的大米蛋白漿液濃縮乾燥得大米分離蛋白；所述乾燥為氣流乾燥，乾燥溫度為80℃以下。
專利摘要
本發明公開了一種從大米中提取大米蛋白的方法，它包括下列順序的工藝步驟大米的清洗與浸泡、除砂、磨漿、濃縮、乾燥大米蛋白，它還包括對磨漿後的米漿進行細磨和採用碟片式分離機多級分離以及對蛋白漿液的酶處理，所述酶處理即在多級分離合併的大米蛋白漿液中依次加入下列酶進行反應，澱粉酶加酶量0.05％－0.2％；溫度60－70℃，時間40－60min；纖維素酶加酶量0.05％－0.2％，溫度40－50℃，時間2－3小時；脂肪酶加酶量0.1％－1％，溫度40－60℃，時間2－3小時。該方法為工業化生產方法，能連續、大規模提取大米蛋白，它不應用鹼提取法可得到大米濃縮蛋白和分離蛋白，且對產品及環境無汙染，產品營養價值高，提取率高，生產成本低。
文檔編號A23J3/00GKCN1528169SQ03134973
公開日2004年9月15日 申請日期2003年9月30日
發明者孫慶傑, 陳小延, 楊明毅, 何新益, 易翠平, 田正文, 張興泉, 王紅麗 申請人:湖南金健米業股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan