[发明专利]高变性米糠蛋白的亚临界水提取方法

说明书

技术领域：

本发明属于植物蛋白加工领域。

背景技术：

我国是稻谷生产大国，稻谷年产量约2亿吨，米糠作为稻谷加工的副产物，其年产量在1000万吨以上，约占世界总产量的1/3。米糠是稻谷制米过程中，被碾去的表皮层部分，由外果皮、中果皮、交联层、种皮及糊粉层组成，富含近百种营养成分和数十种功能性生物活性因子，具有非常高的开发价值。现代研究证明，米糠是稻谷籽粒的精华所在，它集中了64％的营养成分。其中米糠含蛋白质约12％，其必需氨基酸组成平衡合理，其中赖氨酸含量较高，蛋白消化率达90％，是唯一可以免于过敏实验的谷物蛋白。然而，在我国仅有10～15％的米糠用于精深加工，如榨油或提取植酸钙、肌醇、谷维素等，大部分米糠主要作为畜禽饲料，这就造成了资源的极大浪费。

米糠蛋白的营养和药理特性已被广泛认可，但目前为止，米糠浓缩蛋白和分离蛋白并没有商品化，主要原因有：1)米糠蛋白是一种混合蛋白，其中1/3以上的蛋白不能在水、盐、乙醇中溶解；2)米糠蛋白聚合度高，分子间二硫键的交联使蛋白溶解性差；3)米糠中植酸和纤维含量高，它们与蛋白质结合，使蛋白不易与其它成分分离。因此，如何提高米糠蛋白的溶出率和改善其功能特点，成为国内外研究的热点。依据米糠榨油工艺和稳定化处理方法的区别，可以分为高温糠粕和低温糠粕两大类。其中低温糠粕因油脂产率低和能耗高，在国内尚未工业化，只有北大荒米业集团与韩国希杰公司的中试车间在进行相关的研究工作，其它企业生产的糠粕均为高温糠粕。高温糠粕因经过了高温处理，米糠稳定性得以保证，但是其中所含的蛋白已经高度变性，属于高变性蛋白，采用一般的提取方法已经无法实现工业化生产。

关于米糠蛋白的提取方法主要有化学提取法(碱法提取)、物理提取法(冻融法、超声法、高速搅拌法和高压法)和酶提取法(糖酶、植酸酶、蛋白酶)。碱法提取方法简单，但碱液浓度低时，蛋白提取率过低，而碱液浓度过高，会使美拉德反应加快，不但影响产品风味和色泽，同时会产生不利反应而降低蛋白质营养价值；酶法提取具有反应条件温和、蛋白提取率高等优点，但是有提取时间长，加工成本高等缺点，而且会引入外源性酶蛋白；目前采用的物理法提取也存在着提取率低、设备投资较高等缺点。

发明内容：

本发明的目的是提供一种亚临界水提取米糠蛋白的方法，该方法所需时间短，环境友好，过程简单，并能最大限度地提高米糠蛋白提取得率。

所述目的是通过如下方案实现的：

一种高变性米糠蛋白的亚临界水提取方法，其特征在于依次包括以下过程：

原料粉碎：将脱脂米糠粉碎过60目筛；

第一次萃取：将脱脂粉碎的米糠装入萃取釜中，按照水料比为10～25∶1(mL/g)的比例泵入pH8.0的水；亚临界水萃取压力控制在5～20MPa，萃取温度为100～200℃，萃取时间为10～60分钟，冷却，得到含米糠蛋白的提取液；

第一次离心：将提取液离心5500r/min，10分钟，收集上清液；

第二次萃取：将第一次离心后收集的沉淀物转入萃取釜中，按照第一次萃取用水量的60％的比例泵入pH8.0的水；亚临界水萃取压力控制在5～20MPa，萃取温度为100～200℃，萃取时间为10～40分钟，冷却，得到含米糠蛋白的提取液，然后与第一次离心的上清液混合备用；

沉淀蛋白：向上述混合上清液加入2M盐酸，使其终点pH为4.4～4.5，搅拌均匀后自然沉降60min，离心沉淀得粗蛋白；

水洗：按照粗蛋白质量的5～8倍加入去离子水，在萃取罐中搅拌洗涤，水温控制45～50℃；然后5500r/min离心10分钟，收集沉淀物即为精制蛋白；

将精制蛋白溶于净水中，开启搅拌装置，使固形物质量达到10～15％，然后用高压泵送入喷雾干燥塔，喷雾压力3～5MPa，进风温度150～180℃，出口温度60～80℃；

收集干粉即为米糠蛋白粉。

采用该法可达到的以干基计的蛋白提取率(米糠蛋白粉/米糠量)可达85％以上，蛋白含量大于90％，水分含量小于5％。

本发明的优点：

(1)米糠蛋白提取得率高，较之传统的热碱水浸提法，提取得率提高50％以上；较之酶水解法，提取得率提高20％以上。

(2)提取时间短，经过高温高压处理得到的亚临界水，对米糠蛋白具有更好的溶出性能，提取时间一般在5～60分钟。

(3)环境友好，亚临界水提取以水为提取溶剂，不会环境带来污染。