一種高純度黑米蛋白的生產方法與流程
2023-07-18 21:17:01
[技術領域]
本發明涉及黑米蛋白提取技術領域，具體地說是一種高純度黑米蛋白的生產方法。
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背景技術：
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黑米為米中珍品，素有「貢米」、「藥米」、「長壽米」之美譽，具有特殊的營養價值，是我國珍貴的特有稻種資源。在《本草綱目》中記載：有滋陰補腎、健脾暖肝、明目活血的功效。用它入藥，對頭昏、貧血、白髮、眼疾等療效甚佳。黑米中主要營養成分包括(糙米)：按佔乾物質計，含粗蛋白質8.5-12.5％，粗脂肪2.7-3.8％，碳水化合物75-84％，粗灰分1.7-2％。黑米所含錳、鋅、銅等無機鹽大都比大米高1-3倍，更含有大米所缺乏的維生素c、葉綠素、花青素、胡蘿蔔素及強心甙等特殊成分。黑米中富含的花青素是一種水溶性天然色素，屬於類黃酮化合物，具有強有力的抗氧化作用，能夠有效的清除人體內的自由基，其主要功效包括抗氧化、消炎、抗衰老、抗突變、降血脂、預防心腦血管疾病、抑制腫瘤生長、改善皮膚、美容養顏、預防近視、提高視力等功效。花青素作為當今人類發現的最有效的天然抗氧化劑，其營養價值和保健功效已經得到了廣泛的認可。
與大米蛋白相類似，黑米中所含有的黑米蛋白也是一種優質的穀物蛋白，具有低過敏性和高營養性。根據前期研究證實，黑米蛋白中八種必需胺基酸的含量均高於普通的大米蛋白，其胺基酸組成更為平衡合理，與who/fao推薦的營養模式更加接近，非常適合作為嬰幼兒、青少年或是特殊人群的蛋白補充劑。黑米中的蛋白質含量為11.5-15.2％(幹基)，但黑米作為一種糙米其米粒更為堅硬，其胚乳細胞內的澱粉顆粒和蛋白質顆粒非常細小，結合緊密，不易分離。因此，從黑米中提取黑米蛋白的技術難度較大，成本更高，前人對其研究甚少。
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技術實現要素：
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本發明的目的就是要解決上述的不足而提供一種低成本、高效率的高純度黑米蛋白的生產方法，既提高了黑米蛋白的提取收率，又保證了黑米蛋白中花青素的高含量。
為實現上述目的提供一種高純度黑米蛋白的生產方法，包括以下步驟：1)原料預處理：通過除砂和磁選工藝去除黑米中的異物，按照固液重量比為1:2-1:4加水，進行浸泡，浸泡時間4-8小時；2)磨漿：將步驟1)所得浸泡後的黑米經粉碎處理，使黑米漿的細度達到200-400目；3)鹼液提取：控制黑米漿中固液重量比為1:6-1:8加入水和naoh溶液，naoh濃度0.05mol/l，連續攪拌提取，提取溫度為25-45℃，提取時間為2-4h；4)分離：採用旋液分離器將步驟3)所得鹼提液進行快速的分離洗滌，收集得到輕相蛋白液；5)黑米蛋白分離：將步驟4)所得蛋白液用酸調節ph值至4.5-4.8，室溫條件下攪拌8-12小時，使黑米蛋白充分沉澱析出，採用蛋白分離設備分離得到濾餅，乾燥，滅菌，粉碎過篩，即得黑米蛋白。
進一步地，步驟2)中，黑米磨漿所用設備為膠體磨、超細粉碎機或高壓均質機。
進一步地，步驟4)中，所用旋液分離器為12級旋流工作站。
進一步地，步驟5)中，所用酸為鹽酸、硫酸、磷酸、檸檬酸或草酸。
進一步地，步驟5)中，所用蛋白分離設備為板框壓濾機或碟式離心機。
進一步地，步驟5)中，乾燥所用乾燥設備為噴霧乾燥機或氣流乾燥機。
進一步地，步驟5)中，滅菌所用酶滅活方法為高溫瞬時滅酶uht滅菌法，滅菌溫度為140℃，滅菌時間為2-4s。
本發明同現有技術相比，提供了一種低成本、高效率的黑米蛋白的生產加工方法，其以珍貴的黑米為原料，開發了黑米蛋白優質資源，為消費者提供了一種新型植物蛋白，與大米蛋白相比較，該黑米蛋白富含花青素，必需胺基酸組成更為平衡合理，營養價值更高，且黑米蛋白在食品和保健品領域有著廣闊的應用前景，可以開發為蛋白粉、配方奶粉、蛋白飲料、食品添加劑等；採用本發明黑米蛋白生產加工方法，既提高了黑米蛋白的提取收率，又保證了黑米蛋白中花青素的高含量，可以使黑米蛋白含量≥80％，收率≥70％，花青素含量≥1％，符合產品要求，提高了黑米加工產品附加值，值得推廣應用。
[具體實施方式]
本發明提供了一種高純度黑米蛋白的生產方法，包括以下步驟：1)原料預處理：通過除砂和磁選工藝去除黑米中的異物，按照固液重量比為1:2-1:4加水，進行浸泡，浸泡時間4-8小時；2)磨漿：將步驟1)所得浸泡後的黑米經粉碎處理，使黑米漿的細度達到200-400目；3)鹼液提取：控制黑米漿中固液重量比為1:6-1:8加入水和naoh溶液，naoh濃度0.05mol/l，連續攪拌提取，提取溫度為25-45℃，提取時間為2-4h；4)分離：採用旋液分離器將步驟3)所得鹼提液進行快速的分離洗滌，收集得到輕相蛋白液；5)黑米蛋白分離：將步驟4)所得蛋白液用酸調節ph值至4.5-4.8，室溫條件下攪拌8-12小時，使黑米蛋白充分沉澱析出，採用蛋白分離設備分離得到濾餅，乾燥，滅菌，粉碎過篩，即得黑米蛋白。
上述步驟2)中，黑米磨漿所用設備可以為膠體磨、超細粉碎機或高壓均質機。步驟4)中，所用旋液分離器為12級旋流工作站。步驟5)中，所用酸可以為鹽酸、硫酸、磷酸、檸檬酸或草酸；所用蛋白分離設備可以為板框壓濾機或碟式離心機；乾燥所用乾燥設備為噴霧乾燥機或氣流乾燥機；滅菌所用酶滅活方法為高溫瞬時滅酶uht滅菌法，滅菌溫度為140℃，滅菌時間為2-4s。
下面結合具體實施例對本發明作以下進一步說明，但本發明要求保護的範圍並不局限於實施例表述的範圍：
實施例1
取黑粳米，除去砂石和鐵屑等異物，按照固液重量比1:2-1:4加水浸泡8小時。用膠體磨循環粉碎處理浸泡後的黑米，使黑米漿的細度達到300-400目。按照黑米漿中固液重量比在1:6加入水和naoh溶液，控制naoh終濃度為0.05mol/l，在溫度30℃條件下連續攪拌提取2h。提取完畢，採用旋液分離器將鹼提液進行快速的分離洗滌，收集得到輕相蛋白液。將蛋白液轉入攪拌沉降罐中，用鹽酸調節ph值至4.5-4.8，室溫條件下攪拌12小時，使黑米蛋白充分沉澱析出，採用板框壓濾機分離得到濾餅，氣流乾燥機進行乾燥，滅菌，粉碎過篩，即得黑米蛋白。黑米蛋白含量≥80.2％，收率≥75％，花青素含量≥1.0％。
實施例2
取黑秈米，除去砂石和鐵屑等異物，按照固液重量比1:2-1:4加水浸泡6小時。用超細粉碎機循環粉碎浸泡後的黑米，使黑米漿的細度達到300-400目。按照黑米漿中固液重量比1:6加入水和naoh溶液，控制naoh終濃度為0.05mol/l，在溫度45℃條件下連續攪拌提取4h。提取完畢，採用旋液分離器將鹼提液進行快速的分離洗滌，收集得到輕相蛋白液。將蛋白液轉入攪拌沉降罐中，用檸檬酸調節ph值至4.5-4.8，室溫條件下攪拌12小時，使黑米蛋白充分沉澱析出，採用板框壓濾機分離得到濾餅，氣流乾燥機進行乾燥，用酶滅活方法為高溫瞬時滅酶uht滅菌法，滅菌溫度140℃，滅菌時間2-4s，粉碎過篩，即得黑米蛋白。黑米蛋白含量≥82.4％，收率≥72％，花青素含量≥1.0％。
實施例3
取黑秈米，除去砂石和鐵屑等異物，按照固液重量比1:2-1:4加水浸泡4小時。用高壓均質機粉碎處理浸泡後的黑米，使黑米漿的細度達到200-300目。按照黑米漿中固液重量比1:8加入水和naoh溶液，控制naoh終濃度為0.05mol/l，在溫度25℃條件下連續攪拌提取3h。提取完畢，採用旋液分離器將鹼提液進行快速的分離洗滌，收集得到輕相蛋白液。將蛋白液轉入攪拌沉降罐中，用草酸調節ph值至4.5-4.8，室溫條件下攪拌8小時，使黑米蛋白充分沉澱析出，採用碟式離心機分離得到濾餅，噴霧乾燥機進行乾燥，滅菌，粉碎過篩，即得黑米蛋白。黑米蛋白含量≥80.7％，收率≥72％，花青素含量≥1.0％。
本發明涉及優質稻米資源—黑米的綜合加工和利用，目的是提供一種低成本、高效率的生產富含花青素黑米蛋白的方法。其核心是以黑米為原料，在現有大米蛋白研究基礎上，開發出新的生產高純度黑米蛋白的方法。黑米與普通大米的最顯著差別在於黑米中富含花青素，黑米花青素是一種純天然的高效抗氧化劑，具有多種保健功效。前期的研究發現，採用傳統方法的從黑米中提取黑米蛋白會造成花青素的大量損失，嚴重影響蛋白質的收率。因此本發明採用未提取花青素的黑米為原料，利用特有的綜合加工工藝生產黑米蛋白，既提高了黑米蛋白的提取收率，又保證了黑米蛋白中花青素的高含量，從而得到了一種功能性良好的富含花青素的黑米蛋白產品，極大的提高了產品的附加值。
本發明並不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。