本發(fā)明屬于食品精加工和制糖
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及利用大米加工副產(chǎn)品(碎米、米糠)高效聯(lián)產(chǎn)麥芽糖漿和米蛋白的方法。
背景技術(shù)：
：稻谷是我國的主要糧食作物，在碾制過程中會(huì)產(chǎn)生10～15％碎米，目前我國每年大米加工產(chǎn)生的碎米約為1700萬噸，由于碎米硬度低、碎米淀粉易溶于水、糊化度高、蒸煮特性差、食用品質(zhì)遠(yuǎn)低于同一品種整米等因素，很少被直接用于蒸煮米飯。碎米中主要成分為淀粉，含量高達(dá)70％-80％，蛋白含量等營養(yǎng)物質(zhì)與大米相近，約8％，碎米營養(yǎng)品質(zhì)好，不存在生理障礙因子，是生產(chǎn)嬰幼兒食品的理想原料，但價(jià)格僅為大米的1/3-1/2，目前我國對(duì)碎米資源的利用主要集中在傳統(tǒng)食品開發(fā)以及充飼料和工業(yè)原料上，尚未得到更進(jìn)一步的增值開發(fā)和利用。此外，稻谷在加工成精米的過程中還要去掉外殼和占總重約10％的果皮、種皮、外胚層、糊粉層和胚，生成稻谷加工的主要副產(chǎn)品及即米糠。米糠中含有淀粉、脂質(zhì)和粗蛋白，還含有多種天然活性成分，比如植酸、谷維素、γ-氨基丁酸、脂多糖、生育酚等。其中的米糠蛋白是一種營養(yǎng)價(jià)值很高的植物蛋白質(zhì)，其中可溶性蛋白約占70％，必需氨基酸組成接近人體需要模式，且賴氨酸和蛋氨酸含量高于大米及其它谷物含量，可彌補(bǔ)谷物蛋白某些氨基酸不足的缺陷。米糠蛋白另一個(gè)突出特點(diǎn)是低過敏性，為嬰幼兒斷乳食品理想原料。目前我國米糠年產(chǎn)量已達(dá)到1800萬噸，但利用率只有10％，大部分作為低價(jià)值飼料使用，造成了極大浪費(fèi)。綜上所述，如何使碎米和米糠資源得到最大化利用并提高大米加工副產(chǎn)品的綜合利增值空間是一個(gè)亟待解決的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種稻谷加工副產(chǎn)品高效聯(lián)產(chǎn)麥芽糖漿和米蛋白的方法，該方法可制備得到高品質(zhì)的碎米米糠麥芽糖漿及米蛋白副產(chǎn)品，進(jìn)一步提高大米加工副產(chǎn)品的利用價(jià)值。為實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：稻谷加工副產(chǎn)品高效聯(lián)產(chǎn)麥芽糖漿和米蛋白的方法，以碎米和米糠為原料，包括以下處理步驟：(1)機(jī)械預(yù)處理：原料除雜后，用粉碎機(jī)將碎米和米糠粉碎成分粉末，過70目篩，先倒入球磨中低速研磨15～25min，再倒入旋風(fēng)磨中研磨20～30min，得碎米米糠粉混合物；(2)超聲波處理：將步驟(1)所得碎米米糠粉混合物按1∶6～1∶7的料液比加水混合，用超聲波進(jìn)行處理，處理時(shí)間12～15min，超聲強(qiáng)度2.0～2.3w/(g.cm2)，處理溫度36～40℃；(3)輕度生物活化：將步驟(2)所得超聲液于100℃滅菌，再加入占干料總重量2.5％的黑曲霉NCPF2275ATCC16404以及0.5FPU/g干料的纖維素復(fù)合酶，于30℃反應(yīng)4～6h，得活化碎米米糠漿；(4)脫支預(yù)處理：將步驟(3)所得活化碎米米糠漿離心取沉淀，以pH3.6的醋酸鈉緩沖液為溶劑將濃度調(diào)整至2％，加入10U/g異淀粉酶，于42℃，pH3.5的條件下反應(yīng)10～12h，沸水浴滅酶；在所得脫支反應(yīng)液中加入5倍體積的無水乙醇，離心取沉淀，再向沉淀物中加入Tris-HCl緩沖液至沉淀重量百分濃度為1.5％，煮沸50min，得脫支碎米米糠漿；(5)α-淀粉酶水解與液化：將步驟(4)所得脫支碎米米糠漿調(diào)整為18％，同時(shí)加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH值至6.2～6.5，加入6U/g碎米米糠粉的耐高溫α-淀粉酶，于95℃保溫50min，再加入L-蘋果酸溶液調(diào)節(jié)pH值至4.5；(6)分離：將步驟(3)所得液化液于3200r/min離心，得上清液和沉淀；(7)碎米米糠蛋白制備：將步驟(6)所得沉淀進(jìn)行干燥，先后加入異丙醇和正己烷浸提；調(diào)漿均勻后，先倒入球磨中低速研磨5～10min，再倒入膠體磨中膠磨20～30min，于2500～3500r/min離心；取沉淀，清洗干燥后，按照1∶6～1∶7的料液比加水調(diào)漿，加入酸性蛋白酶，加酶量為干料總重量的0.5～1.0％，于50～55℃反應(yīng)5～7h，所得料液置于沸水中滅酶，離心取上層酶解液；用氫氧化鈉溶液將該酶解液pH值調(diào)節(jié)至12，再將所得料液于-25～-15℃進(jìn)行冷凍直至完全凍結(jié)；將凍結(jié)料液粉碎，直至其完全變?yōu)橐后w，用鹽酸中和液體pH值至中性，于1500～2500r/min離心，收集上清液；真空濃縮，冷凍干燥后得碎米米糠蛋白產(chǎn)品；(8)糖化酶改性處理：將糖化酶進(jìn)行10～12倍稀釋后，于溫度30℃下進(jìn)行180MPa高壓處理10min；(9)碎米米糠麥芽糖漿制備：將步驟(6)所得上清液離心脫渣后加入糖化酶，所述糖化酶與所述耐高溫α-淀粉酶的加酶量比為3.5∶1，于64℃，pH4.5條件下進(jìn)行糖化反應(yīng)10～15h，然后按重量加入1.2～1.4％的活性炭，板框過濾，濾液在40～50℃進(jìn)行離子交換，濃縮，即得麥芽糖漿產(chǎn)品。具體地，所述球磨轉(zhuǎn)速為70～100rpm。優(yōu)選地，步驟(5)中，加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH值至6.3。優(yōu)選地，步驟(7)所述酸性蛋白酶的酶活為600000U/ml。優(yōu)選地，步驟(7)中，所述沉淀與所述異丙醇的干料重量體積比為1∶4，所述沉淀與所述正己烷的干料重量體積比為1∶5。如無特殊說明，以上所述百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。本發(fā)明的有益效果為：與傳統(tǒng)的以優(yōu)質(zhì)淀粉(木薯淀粉、大米淀粉、玉米淀粉等)為原料單一制備麥芽糖漿的工藝(調(diào)漿、液化、糖化、過濾、離交、濃縮等)相比，本發(fā)明申請(qǐng)人采用大米的主要加工副產(chǎn)品——碎米和米糠為原料，經(jīng)過不斷摸索工藝參數(shù)條件，開發(fā)出一種高效聯(lián)產(chǎn)麥芽糖漿和米蛋白的方法：基于原料的特殊性質(zhì)獨(dú)創(chuàng)機(jī)械粉碎、超聲與輕度生物活化相結(jié)合的特殊預(yù)處理工藝，嚴(yán)格控制處理和反應(yīng)程度，經(jīng)處理原料反應(yīng)比表面積增大，表面活性增強(qiáng)，有利于后續(xù)生化反應(yīng)而有助于提高蛋白質(zhì)和麥芽糖漿的提取率，在液化前采用脫支預(yù)處理進(jìn)一步改善底物的轉(zhuǎn)化率；提取蛋白時(shí)，采用異丙醇/正己烷浸提、球磨低速研磨、膠體磨膠磨和酸性蛋白酶水解相結(jié)合的步驟層層遞進(jìn)，先脫油再提取蛋白，顯著提高蛋白提取率，最后采用堿性條件下先冷凍再粉碎解凍的工藝，能改變碎米蛋白構(gòu)象，降低蛋白聚集程度，增加暴露的親水基團(tuán)，提高蛋白質(zhì)溶解性能；對(duì)糖化酶采用特定高壓改性，發(fā)現(xiàn)能改變酶的構(gòu)象，暴露更多的催化部位，從而提高催化活性和效率。本發(fā)明可制備得到DE值為55～60％的麥芽糖漿，同時(shí)獲得可達(dá)嬰幼兒食品及醫(yī)藥級(jí)別的具有高溶解性和良好起泡乳化性的高品質(zhì)蛋白副產(chǎn)品，顯著提高了碎米米糠資源的利用價(jià)值，拓展了大米加工副產(chǎn)品的綜合利增值空間，具有良好的應(yīng)用前景。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例，詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但不對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求做任何限定。如無特殊說明，下列實(shí)施例所述各原料均為市售商品，所述各試驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)儀器如無特殊說明均屬本領(lǐng)域常規(guī)。如無特殊說明，以下所述百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。實(shí)施例1取大米加工副產(chǎn)品混合物(碎米1000g，米糠1000g)作為處理原料，具體包括以下步驟：(1)機(jī)械預(yù)處理：原料除雜后，用粉碎機(jī)將碎米和米糠粉碎成分粉末，過70目篩，先倒入球磨中低速研磨15min，球磨轉(zhuǎn)速70rpm，再倒入旋風(fēng)磨中研磨30min，得碎米米糠粉混合物；(2)超聲波處理：將步驟(1)所得碎米米糠粉混合物按1∶6的料液比加水混合，用超聲波進(jìn)行處理，處理時(shí)間15min，超聲強(qiáng)度2.3w/(g.cm2)，處理溫度36℃；(3)輕度生物活化：將步驟(2)所得超聲液于100℃滅菌，再加入占干料總重量2.5％的黑曲霉NCPF2275ATCC16404以及0.5FPU/g干料的纖維素復(fù)合酶，于30℃反應(yīng)6h，得活化碎米米糠漿；(4)脫支預(yù)處理：將步驟(3)所得活化碎米米糠漿離心取沉淀，以pH3.6的醋酸鈉緩沖液為溶劑將濃度調(diào)整至2％，加入10U/g異淀粉酶，于42℃，pH3.5的條件下反應(yīng)10h，沸水浴滅酶；在所得脫支反應(yīng)液中加入5倍體積的無水乙醇，離心取沉淀，再向沉淀物中加入Tris-HCl緩沖液至沉淀重量百分濃度為1.5％，煮沸50min，得脫支碎米米糠漿；(5)α-淀粉酶水解與液化：將步驟(4)所得脫支碎米米糠漿調(diào)整為18％，同時(shí)加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH值至6.2，加入6U/g碎米米糠粉的耐高溫α-淀粉酶，于95℃保溫50min，再加入L-蘋果酸溶液調(diào)節(jié)pH值至4.5；(6)分離：將步驟(3)所得液化液于3200r/min離心，得上清液和沉淀；(7)碎米米糠蛋白制備：將步驟(6)所得沉淀進(jìn)行干燥，先后加入異丙醇和正己烷浸提，沉淀與異丙醇的干料重量體積比為1∶4，沉淀與正己烷的干料重量體積比為1∶5；調(diào)漿均勻后，先倒入球磨中低速研磨10min，球磨轉(zhuǎn)速80rpm，再倒入膠體磨中膠磨20min，于3500r/min離心；取沉淀，清洗干燥后，按照1∶6的料液比加水調(diào)漿，加入酸性蛋白酶，酶活600000U/ml，加酶量為干料總重量的1.0％，于50℃反應(yīng)7h，所得料液置于沸水中滅酶，離心取上層酶解液；用氫氧化鈉溶液將該酶解液pH值調(diào)節(jié)至12，再將所得料液于-25℃進(jìn)行冷凍直至完全凍結(jié)；將凍結(jié)料液粉碎，直至其完全變?yōu)橐后w，用鹽酸中和液體pH值至中性，于2500r/min離心，收集上清液；真空濃縮，冷凍干燥后得碎米米糠蛋白產(chǎn)品一；(8)糖化酶改性處理：將糖化酶進(jìn)行10倍稀釋后，于溫度30℃下進(jìn)行180MPa高壓處理10min；(9)碎米米糠麥芽糖漿制備：將步驟(6)所得上清液離心脫渣后加入糖化酶，所述糖化酶與所述耐高溫α-淀粉酶的加酶量比為3.5∶1，于64℃，pH4.5條件下進(jìn)行糖化反應(yīng)10h，然后按重量加入1.4％的活性炭，板框過濾，濾液在40℃進(jìn)行離子交換，濃縮，即得麥芽糖漿產(chǎn)品一。實(shí)施例2取大米加工副產(chǎn)品混合物(碎米1000g，米糠1000g)作為處理原料，具體包括以下步驟：(1)機(jī)械預(yù)處理：原料除雜后，用粉碎機(jī)將碎米和米糠粉碎成分粉末，過70目篩，先倒入球磨中低速研磨20min，球磨轉(zhuǎn)速80rpm，再倒入旋風(fēng)磨中研磨25min，得碎米米糠粉混合物；(2)超聲波處理：將步驟(1)所得碎米米糠粉混合物按1∶6.5的料液比加水混合，用超聲波進(jìn)行處理，處理時(shí)間13min，超聲強(qiáng)度2.2w/(g.cm2)，處理溫度38℃；(3)輕度生物活化：將步驟(2)所得超聲液于100℃滅菌，再加入占干料總重量2.5％的黑曲霉NCPF2275ATCC16404以及0.5FPU/g干料的纖維素復(fù)合酶，于30℃反應(yīng)5h，得活化碎米米糠漿；(4)脫支預(yù)處理：將步驟(3)所得活化碎米米糠漿離心取沉淀，以pH3.6的醋酸鈉緩沖液為溶劑將濃度調(diào)整至2％，加入10U/g異淀粉酶，于42℃，pH3.5的條件下反應(yīng)11h，沸水浴滅酶；在所得脫支反應(yīng)液中加入5倍體積的無水乙醇，離心取沉淀，再向沉淀物中加入Tris-HCl緩沖液至沉淀重量百分濃度為1.5％，煮沸50min，得脫支碎米米糠漿；(5)α-淀粉酶水解與液化：將步驟(4)所得脫支碎米米糠漿調(diào)整為18％，同時(shí)加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH值至6.3，加入6U/g碎米米糠粉的耐高溫α-淀粉酶，于95℃保溫50min，再加入L-蘋果酸溶液調(diào)節(jié)pH值至4.5；(6)分離：將步驟(3)所得液化液于3200r/min離心，得上清液和沉淀；(7)碎米米糠蛋白制備：將步驟(6)所得沉淀進(jìn)行干燥，先后加入異丙醇和正己烷浸提，沉淀與異丙醇的干料重量體積比為1∶4，沉淀與正己烷的干料重量體積比為1∶5；調(diào)漿均勻后，先倒入球磨中低速研磨8min，球磨轉(zhuǎn)速70rpm，再倒入膠體磨中膠磨25min，于3000r/min離心；取沉淀，清洗干燥后，按照1∶6.5的料液比加水調(diào)漿，加入酸性蛋白酶，酶活600000U/ml，加酶量為干料總重量的0.8％，于53℃反應(yīng)6h，所得料液置于沸水中滅酶，離心取上層酶解液；用氫氧化鈉溶液將該酶解液pH值調(diào)節(jié)至12，再將所得料液于-20℃進(jìn)行冷凍直至完全凍結(jié)；將凍結(jié)料液粉碎，直至其完全變?yōu)橐后w，用鹽酸中和液體pH值至中性，于2000r/min離心，收集上清液；真空濃縮，冷凍干燥后得碎米米糠蛋白產(chǎn)品二；(8)糖化酶改性處理：將糖化酶進(jìn)行11倍稀釋后，于溫度30℃下進(jìn)行180MPa高壓處理10min；(9)碎米米糠麥芽糖漿制備：將步驟(6)所得上清液離心脫渣后加入糖化酶，所述糖化酶與所述耐高溫α-淀粉酶的加酶量比為3.5∶1，于64℃，pH4.5條件下進(jìn)行糖化反應(yīng)12h，然后按重量加入1.3％的活性炭，板框過濾，濾液在45℃進(jìn)行離子交換，濃縮，即得麥芽糖漿產(chǎn)品二。實(shí)施例3取大米加工副產(chǎn)品混合物(碎米1000g，米糠1000g)作為處理原料，具體包括以下步驟：(1)機(jī)械預(yù)處理：原料除雜后，用粉碎機(jī)將碎米和米糠粉碎成分粉末，過70目篩，先倒入球磨中低速研磨25min，球磨轉(zhuǎn)速70rpm，再倒入旋風(fēng)磨中研磨20min，得碎米米糠粉混合物；(2)超聲波處理：將步驟(1)所得碎米米糠粉混合物按1∶7的料液比加水混合，用超聲波進(jìn)行處理，處理時(shí)間12min，超聲強(qiáng)度2.0w/(g.cm2)，處理溫度40℃；(3)輕度生物活化：將步驟(2)所得超聲液于100℃滅菌，再加入占干料總重量2.5％的黑曲霉NCPF2275ATCC16404以及0.5FPU/g干料的纖維素復(fù)合酶，于30℃反應(yīng)4h，得活化碎米米糠漿；(4)脫支預(yù)處理：將步驟(3)所得活化碎米米糠漿離心取沉淀，以pH3.6的醋酸鈉緩沖液為溶劑將濃度調(diào)整至2％，加入10U/g異淀粉酶，于42℃，pH3.5的條件下反應(yīng)12h，沸水浴滅酶；在所得脫支反應(yīng)液中加入5倍體積的無水乙醇，離心取沉淀，再向沉淀物中加入Tris-HCl緩沖液至沉淀重量百分濃度為1.5％，煮沸50min，得脫支碎米米糠漿；(5)α-淀粉酶水解與液化：將步驟(4)所得脫支碎米米糠漿調(diào)整為18％，同時(shí)加入碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH值至6.5，加入6U/g碎米米糠粉的耐高溫α-淀粉酶，于95℃保溫50min，再加入L-蘋果酸溶液調(diào)節(jié)pH值至4.5；(6)分離：將步驟(3)所得液化液于3200r/min離心，得上清液和沉淀；(7)碎米米糠蛋白制備：將步驟(6)所得沉淀進(jìn)行干燥，先后加入異丙醇和正己烷浸提，沉淀與異丙醇的干料重量體積比為1∶4，沉淀與正己烷的干料重量體積比為1∶5；調(diào)漿均勻后，先倒入球磨中低速研磨5min，球磨轉(zhuǎn)速70rpm，再倒入膠體磨中膠磨30min，于2500r/min離心；取沉淀，清洗干燥后，按照1∶7的料液比加水調(diào)漿，加入酸性蛋白酶，酶活為600000U/ml，加酶量為干料總重量的0.5％，于55℃反應(yīng)5h，所得料液置于沸水中滅酶，離心取上層酶解液；用氫氧化鈉溶液將該酶解液pH值調(diào)節(jié)至12，再將所得料液于-15℃進(jìn)行冷凍直至完全凍結(jié)；將凍結(jié)料液粉碎，直至其完全變?yōu)橐后w，用鹽酸中和液體pH值至中性，于1500r/min離心，收集上清液；真空濃縮，冷凍干燥后得碎米米糠蛋白產(chǎn)品三；(8)糖化酶改性處理：將糖化酶進(jìn)行10～12倍稀釋后，于溫度30℃下進(jìn)行180MPa高壓處理10min；(9)碎米米糠麥芽糖漿制備：將步驟(6)所得上清液離心脫渣后加入糖化酶，所述糖化酶與所述耐高溫α-淀粉酶的加酶量比為3.5∶1，于64℃，pH4.5條件下進(jìn)行糖化反應(yīng)15h，然后按重量加入1.2％的活性炭，板框過濾，濾液在50℃進(jìn)行離子交換，濃縮，即得麥芽糖漿產(chǎn)品三。碎米米糠蛋白成品測定采用凱氏定氮法測定實(shí)施例1～實(shí)施例3所得碎米米糠蛋白成品中粗蛋白含量，計(jì)算碎米米糠蛋白提取率，對(duì)蛋白質(zhì)性能進(jìn)行測定，結(jié)果參見表1：表1碎米米糠蛋白質(zhì)提取率及性能分析項(xiàng)目提取率(％)溶解性(％)起泡性乳化性實(shí)施例145.595.815.40.41實(shí)施例246.797.015.90.52實(shí)施例345.196.315.20.40由上表數(shù)據(jù)可知，實(shí)施例1～實(shí)施例3所述方法具有較高的蛋白質(zhì)提取率，可制備得到具有高溶解性及理想起泡乳化性的功能性質(zhì)良好的高品質(zhì)碎米米糠蛋白質(zhì)。碎米米糠麥芽糖漿成品測定淀粉、糊精及可溶性糖測定：樣品經(jīng)乙醚脫脂，再用乙醇處理，過濾、酶水解、酸水解后直接滴定法測定。DE值(以葡萄糖計(jì))＝還原糖含量(％)/干物質(zhì)含量(％)×100表2碎米米糠麥芽糖漿DE值測定由上表數(shù)據(jù)可知，實(shí)施例1～實(shí)施例3方法可制備得到平均DE值＞55％的麥芽糖漿?？梢岳斫獾氖牵陨详P(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3