專利名稱：：一種利用米渣蛋白制取米蛋白多肽粉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種以米渣蛋白為原料制取米蛋白多肽粉方法，屬于蛋白多肽制品
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：大米是世界上的主要糧食之一，全世界一半以上、我國三分之二以上的人口以大米為主食。因此，大米蛋白是人們膳食中重要的蛋白來源。米蛋白的TD值(蛋白質(zhì)消化率)為82，BV值(蛋白質(zhì)生物價(jià))為77，PER值(蛋白質(zhì)功效比值)1.7，營養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于玉米、土豆、小麥等植物蛋白質(zhì)，可以與雞蛋、牛奶等優(yōu)質(zhì)動(dòng)物蛋白相媲美。大米蛋白是低抗原性蛋白，不會(huì)產(chǎn)生過敏反應(yīng)，十分適合生產(chǎn)嬰幼兒食品。世界上很多國家都有嬰幼兒大米蛋白營養(yǎng)粉出售。很多植物性蛋白中含有抗?fàn)I養(yǎng)因子，如大豆蛋白、花生蛋白中的胰蛋白酶抑制素和凝血素、小麥中的一種清蛋白、菠蘿中的菠蘿蛋白酶等，它們往往引起免疫反應(yīng)使食用者產(chǎn)生過敏或中毒反應(yīng)。動(dòng)物性食品中也有一些致敏因子，如牛奶中的乳球蛋白、雞蛋清中的卵類粘蛋白等，嬰幼兒對(duì)這些因子最敏感。相比之下，大米蛋白最安全，大米是唯一可以免于過敏試驗(yàn)的谷物。大米多肽粉除了具有一般米蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用外，在消化吸收和保健功能方面有顯著的功能。從消化過程來看，大米多肽粉中的小肽在人體內(nèi)消化吸收比蛋白質(zhì)、游離氨基酸消化吸收均要好，速度快，而且肽比蛋白質(zhì)在胃內(nèi)滯留時(shí)間短，胃下垂感與腹部脹滿感頻度低，對(duì)小腸吸收面積減少。特別是消化功能受損時(shí)，食物蛋白質(zhì)的吸收受到嚴(yán)重限制和影響，體內(nèi)不能合成多肽，蛋白質(zhì)、氨基酸循環(huán)被破壞，此時(shí)直接服用多肽來補(bǔ)充體內(nèi)蛋白質(zhì)，維持代謝平衡顯得非常重要。在保健功能方面，大米多肽粉通過生物工程技術(shù)提高了其中生物活性肽含量，如高F寡肽、降血壓肽、抗氧化肽等，當(dāng)人體補(bǔ)充這些活性肽時(shí)，能促進(jìn)體質(zhì)提高，增強(qiáng)防病、抗病能力，促進(jìn)鈣吸收，降低血脂、調(diào)整血壓，促進(jìn)睡眠，增強(qiáng)記憶，延緩衰老，調(diào)整人體免疫功能、改善微循環(huán)，進(jìn)而增強(qiáng)體質(zhì)、提高防病能力的作用，在食品保健方面，具有深遠(yuǎn)的意義。CN200410006119.6涉及大米蛋白肽的制備方法及其用途，該發(fā)明利用味精生產(chǎn)中的廢料和廉價(jià)易獲得的酶制劑，通過雙酶法水解，生產(chǎn)出大米蛋白肽。CN200610010960.1是一種復(fù)合酶法生產(chǎn)米淀粉和米蛋白多肽粉的方法。它是將大米粉碎后得米粉，加水浸泡，攪拌，調(diào)節(jié)料液溫度后，加氫氧化鈉調(diào)PH進(jìn)行調(diào)漿，按干基的48%。加入20萬活力的復(fù)合酶進(jìn)行水解反應(yīng)，復(fù)合酶為堿性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶和風(fēng)味蛋白酶，之后經(jīng)離心分離，下面的白色沉淀部分再加水，攪拌均勻后再離心分離，得白色沉淀，烘干后即為米淀粉；清夜和上層的灰黃色部分經(jīng)濃縮液均質(zhì)、干燥，制得米蛋白多肽粉。利用大米為原料生產(chǎn)淀粉糖過程中產(chǎn)生大量的米渣蛋白，其雖經(jīng)熱變性，但基本分子結(jié)構(gòu)，并沒有太大變化，是寶貴的蛋白資源，以往只是作為飼料出售，如果通過適當(dāng)工藝處理成食品級(jí)米蛋白多肽，營養(yǎng)價(jià)值和商業(yè)加值都將獲得很大提升，對(duì)整個(gè)米制淀粉糖3工業(yè)副產(chǎn)品的綜合利用有著重大的意義。CN02153853.0涉及從米糟中提取大米蛋白的新工藝，其特征在于味精廠的付產(chǎn)品米糟與復(fù)合酶按重量計(jì)的配比是IOOO:1.54.5，把米糟進(jìn)行酶水解，一步即得含量75%的濃縮大米蛋白。CN200710071743.8公開了一種用復(fù)合酶提取米糠蛋白的方法。根據(jù)米糠細(xì)胞壁特點(diǎn)，采用多種酶復(fù)配法提取蛋白質(zhì)。具體包括將脫脂米糠原料加水調(diào)成10%20%漿液，調(diào)整pH值范圍至5.06.5，調(diào)節(jié)漿液溫度至4050°C;將植酸酶、半纖維素酶、纖維素酶、米曲蛋白酶按照15.64:15.06:60.78:8.52比例混合復(fù)配；按脫脂米糠重量的24%加入復(fù)配酶，攪拌處理1.52h;離心處理20min，得到的離心上清液為米糠蛋白溶液，經(jīng)真空濃縮、冷凍干燥得到成品，蛋白收率達(dá)90.592.7%?！睹阜ㄋ饷自鞍字苽浯竺仔》肿与摹?《食品科學(xué)》2004年，vol.25，No.6)用五種蛋白水解酶水解米渣蛋白，旨在同時(shí)獲得高提取率和高水解度，以增加產(chǎn)物中小分子肽的含量，當(dāng)?shù)孜餄舛葹?%，胰酶與底物的濃度比為6%，溫度為5(TC，水解6h后，蛋白質(zhì)的提取率達(dá)83.02%，水解度為25.63%，水解產(chǎn)物中分子量小于1000Da的占52.30%《酶水解米渣蛋白制備大米肽研究》(《糧食與油脂》2007年第5期)利用味精廠米渣經(jīng)二次水洗除糖后，米渣中蛋白質(zhì)含量從56.3%升到74.9，/0;使用Alcalase2.4L酶水解米渣蛋白，適宜工藝條件為pH8.5、溫度55"C、酶用量2.0X;在此條件下水解3h，5%TCA可溶性肽含量可達(dá)37%以上。但是以上現(xiàn)有技術(shù)存在著酶水解效率低，制備工藝耗時(shí)過長，成本過高，以及生物活性肽得率低等技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的，本發(fā)明的目的是提供一種以米渣蛋白為原料制取米蛋白多肽粉的方法。本發(fā)明利用堿浸泡的初步水解作用，繼而采用二次復(fù)合酶水解，從味精(淀粉糖)生產(chǎn)廢料——米渣中提取大米蛋白肽，本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種利用米渣蛋白制取米蛋白多肽粉方法，其方法包括以下步驟1.水洗。按米渣與水質(zhì)量比l:5的比例，將米渣浸泡，同時(shí)充分?jǐn)嚢?，此時(shí)保持浸泡液溫度常溫，經(jīng)過20分鐘左右時(shí)間。原料是制淀粉糖的副產(chǎn)品，雖在淀粉糖廠已經(jīng)經(jīng)過水洗，但其中仍約殘留了10%左右的糖分，必須在此段將去除去，以免影響下一步反應(yīng)。2.堿浸泡。加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至11，維持料液溫度55°C，浸泡1.52小時(shí)，此時(shí)pH值約降至IO左右。由于米渣蛋白已經(jīng)經(jīng)過高溫變性，疏水基團(tuán)暴露，蛋白質(zhì)分子間通過疏水作用形成一團(tuán)團(tuán)聚合物，若不將其打散，增大蛋白與水的接觸界面，后段酶的作用將微互其微。由于米蛋白中大部分都是堿溶性蛋白，故本工藝中先通過堿泡，使其溶脹開，并進(jìn)行適度堿水解，提高其溶解性。3.—次酶水解。按與米渣蛋白干基質(zhì)量比l:IOO的比例加入堿性蛋白酶進(jìn)行水解，反應(yīng)至pH降到8.5。44.二次酶水解。按與米渣蛋白干基質(zhì)量比l:200的比例加入木瓜蛋白酶，反應(yīng)至pH降到6.5左右。通過前處理后，蛋白質(zhì)已經(jīng)基本溶于水中，此時(shí)料液pH為堿性，通過加堿性蛋白酶進(jìn)行水解，當(dāng)pH降到微堿性時(shí)，加入木瓜蛋白酶，深度水解，pH降到偏酸性時(shí)，將料液送至后段工序。由此可以看出，本發(fā)明的技術(shù)方案中實(shí)施三步水解工藝，第一步采用堿水解，提高溶脹性，提高酶的效用；第二步堿性蛋白酶水解，在堿性條件下，此酶能最大程度發(fā)出活力，蛋白水解必然會(huì)引起ra的下降，此時(shí)若用保證蛋白酶活力，必需維持ra值在io左右，這樣需加入大量的堿，增加了料液中的游離Na，增加了后段脫鹽工序的負(fù)荷，造成成品蛋白純度下降，所以在本發(fā)明中，不考慮調(diào)整ra值，在ra下降到8.5時(shí)，添加木瓜蛋白酶進(jìn)行再水解，又進(jìn)入木瓜酶的活力最佳ra，在不額外調(diào)整ra的前提下，最大程度發(fā)揮了單體酶的作用。因?yàn)椴煌拿敢捕际堑鞍?，同時(shí)也避免了復(fù)合酶造成的酶之間相互水解，造成的效用浪費(fèi)。5.料液分離。將料液進(jìn)行分離處理，取上清夜，殘?jiān)祷貕A浸泡工段，重新浸泡，提高蛋白收率。本發(fā)明所述的料液分離處理可采用離心分離或者過濾分離。6.脫鹽。蛋白肽是溶于液體中，經(jīng)過料液分離后，要想再提高蛋白肽的純度，只有將同樣溶于水的有可溶性糖、可溶性鹽，可溶性糖已在第一步生產(chǎn)中洗脫去，可溶性鹽的去除方法只有兩種，要不就是將鹽從料液中取出，要不就是將蛋白從料液中取出。而且，生產(chǎn)工藝中加入一定量的堿，原、輔料中也含有不少的灰分，都溶在了蛋白清液中，影響了產(chǎn)品的色澤和口感，此段需通過脫鹽手段將其除去。在以往的蛋白提純專利工藝中，大部分采用超濾、過濾等方法，這只能將固液進(jìn)行分離，而溶于水中蛋白肽則通常需要采用層析柱分離專一分子量肽，成本代價(jià)是非常高。由于料液中蛋白含量要比鹽分高很多，所以本發(fā)明選擇使用電滲析脫鹽或離子交換的方法進(jìn)行脫鹽處理，脫鹽步驟是使出料電導(dǎo)小于100iim/s。7.濃縮。此時(shí)蛋白液濃度較稀，為降低干燥成本，在此段通過真空濃縮提升料液濃度。8.殺菌。通過超高溫瞬時(shí)滅菌，對(duì)料液進(jìn)行滅菌，保證產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量。9.干燥。將料液進(jìn)行干燥，得到米蛋白多肽粉。本發(fā)明與以往公布的從味精生產(chǎn)中廢料提取大米蛋白肽的工藝相比，所制得產(chǎn)品中鹽分、糖分均較低，可食性強(qiáng)，蛋白和肽的含量高，營養(yǎng)保健功能強(qiáng)。重點(diǎn)是在利用堿浸泡的初步水解作用，降低了蛋白分子量，增強(qiáng)了米渣蛋白的水溶性，使酶和蛋白接觸率和水解效率大大提高，縮短了近2/3的水解時(shí)間，只要約一個(gè)半小時(shí)就能完成酶水解反應(yīng)，大幅降低了生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明的一種利用米渣蛋白制取米蛋白多肽粉方法，最終所得蛋白多肽粉產(chǎn)品，蛋白含量77%，其中分子量小于1000Da的生物活性肽占蛋白總量67X，生產(chǎn)蛋白得率72.5%。附圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種制取米蛋白多肽粉方法工藝路線圖。具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。但并不局限于此。實(shí)施例1按附圖l所述工藝方法制備米蛋白粉，實(shí)驗(yàn)室制取方式。稱量100g米渣(含蛋白60%左右)于燒杯中，加500ml水，充分?jǐn)嚢瑁寐┒蜂仦V紙進(jìn)行過濾，取濾渣重復(fù)兩次上述步驟，充分洗滌。洗好的渣至于夾套燒杯中，加500ml水，攪拌均勻，滴加lmol/lNaOH溶液至pHll，維持料液溫度55"，浸泡1.52小時(shí)，pH降至IO，加入蛋白干基量0.6g的堿性蛋白酶(諾維信公司)進(jìn)行水解，pH繼續(xù)下降達(dá)8.5時(shí)，再對(duì)料液中加蛋白干基0.3g的木瓜蛋白酶(諾維信公司)，PH下降至6.5時(shí)，中止反應(yīng)，將料液用離心機(jī)進(jìn)行離心分離，收集上清液約480ml，先用陽離子樹脂再用陰離子樹脂進(jìn)行脫鹽，電導(dǎo)降至60ym/s左右，噴霧干燥得56.5g米蛋白多肽粉。用凱氏定氮方法測定所得米蛋白多肽粉中蛋白含量；用高效液相色譜凝膠過濾法測定表明水解產(chǎn)物中分子量小于1000Da的生物活性肽含量，其結(jié)果如表1所示。實(shí)施例2按附圖1所述工藝方法制備米蛋白粉，工業(yè)化實(shí)例。進(jìn)料200kg米渣(含蛋白60%左右)，按l:5比例加水，進(jìn)行攪拌混勻，進(jìn)入三級(jí)旋流器進(jìn)行洗滌分離，洗水量600kg，洗好后蛋白重相約630kg，泵送入反應(yīng)罐中，調(diào)整濃度為10°Be，料液約為900kg，加熱料液溫度至55°C，并保持恒溫和恒速攪拌，加堿調(diào)節(jié)pH至11，浸泡1.52小時(shí)，此時(shí)pH約降至10左右，加1.2kg堿性蛋白酶(諾維信公司)進(jìn)行水解，反應(yīng)至pH降到8.5，加0.6kg木瓜蛋白酶(諾維信公司)，反應(yīng)至pH降到6.5左右，出料，進(jìn)板框壓濾機(jī)，收集上清液880kg，對(duì)上清液進(jìn)行電滲析脫鹽，出料電導(dǎo)<100ym/s，進(jìn)濃縮器進(jìn)行真空濃縮，此時(shí)進(jìn)料固形物含量12.8%，進(jìn)料量為880kg，出料量固形物含量為35%，出料量為323kg，進(jìn)行超高溫滅菌，滅菌溫度130，滅菌時(shí)間1015s，出料溫度6(TC，進(jìn)行壓力噴霧干燥，進(jìn)風(fēng)溫度18(TC，尾風(fēng)溫度8(TC，最終得米蛋白多肽粉113kg。用凱氏定氮方法測定所得米蛋白多肽粉中蛋白含量；用高效液相色譜凝膠過濾法測定表明水解產(chǎn)物中分子量小于1000Da的生物活性肽含量，其結(jié)果如表1所示。對(duì)比例按實(shí)施例2所述工藝方法制備米蛋白粉，所不同的是在經(jīng)過水洗和堿浸泡步驟之后，此時(shí)pH約降至IO左右，同時(shí)加入由1.2kg堿性蛋白酶(諾維信公司)以及0.6kg木瓜蛋白酶(諾維信公司)組成的復(fù)配蛋白酶進(jìn)行水解，反應(yīng)至pH降到6.5左右，出料，進(jìn)板框壓濾機(jī)，收集上清液880kg，對(duì)上清液進(jìn)行電滲析脫鹽，出料電導(dǎo)<100iim/s，進(jìn)濃縮器進(jìn)行真空濃縮，此時(shí)進(jìn)料固形物含量4.4%，進(jìn)料量為880kg，出料量固形物含量為35%，出料量為110.6kg，進(jìn)行超高溫滅菌，滅菌溫度130，滅菌時(shí)間1015s，出料溫度6(TC，進(jìn)行壓力噴霧干燥，進(jìn)風(fēng)溫度180°C，尾風(fēng)溫度80°C，最終得米蛋白多肽粉38.4kg。用凱氏定氮方法測定所得米蛋白多肽粉中蛋白含量；用高效液相色譜凝膠過濾法測定表明水解產(chǎn)物中分子量小于1000Da的生物活性肽含量，其結(jié)果如表1所示。表1本發(fā)明制備的米蛋白多肽粉<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求一種利用米渣蛋白制取米蛋白多肽粉方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)水洗按米渣與水質(zhì)量比1∶5的比例，將米渣浸泡，同時(shí)充分?jǐn)嚢瑁藭r(shí)保持浸泡液溫度常溫，經(jīng)過20分鐘左右時(shí)間；(2)堿浸泡加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至11，維持料液溫度55℃，浸泡1.5～2小時(shí)，此時(shí)pH值約降至10左右；(3)一次酶水解按與米渣蛋白干基質(zhì)量比1∶100的比例加入蛋白酶進(jìn)行水解；(4)二次酶水解按與米渣蛋白干基質(zhì)量比1∶200的比例加入蛋白酶進(jìn)行水解；(5)料液分離將料液進(jìn)行分離處理，取上清夜，殘?jiān)祷貕A浸泡工段，重新浸泡；(6)脫鹽；(7)濃縮；(8)殺菌；(9)將料液進(jìn)行干燥，得到米蛋白多肽粉。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，所述的一次酶水解采用蛋白干基O.6%1.5%的食品級(jí)堿性蛋白酶。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，所述的二次酶水解采用蛋白干基O.3%0.8%量的食品級(jí)木瓜蛋白酶。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述的脫鹽步驟是使出料電導(dǎo)小于100iim/s。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所制得的米蛋白多肽粉中蛋白含量為^77%，其中分子量小于1000Da的生物活性肽占蛋白總量67%，蛋白得率72.5%。全文摘要本發(fā)明提供一種以米渣蛋白為原料生產(chǎn)米蛋白多肽粉的方法。本發(fā)明以淀粉糖廠的副產(chǎn)品米渣蛋白為原料，經(jīng)過洗滌、水解、脫鹽、干燥等一系列工序制得食品級(jí)的米蛋白多肽粉。所制得的米蛋白多肽粉中蛋白含量為≥77％，其中分子量在1000左右的小肽占蛋白總量的67％。米蛋白多肽粉不但保持了米蛋白本身低過敏性，高生物價(jià)等優(yōu)勢，而且由于其中含有了大量的小肽，在消化吸收和保健功能方面有顯著的功能。文檔編號(hào)A23L1/305GK101766253SQ20081016391公開日2010年7月7日申請(qǐng)日期2008年12月27日優(yōu)先權(quán)日2008年12月27日發(fā)明者于秋生,馮偉,李玉江,楊希,鄭益民申請(qǐng)人:湖州欣和環(huán)境科技有限公司