一种利用米渣蛋白制取米蛋白多肽粉方法

摘要

本发明提供一种以米渣蛋白为原料生产米蛋白多肽粉的方法。本发明以淀粉糖厂的副产品米渣蛋白为原料，经过洗涤、水解、脱盐、干燥等一系列工序制得食品级的米蛋白多肽粉。所制得的米蛋白多肽粉中蛋白含量为≥77％，其中分子量在1000左右的小肽占蛋白总量的67％。米蛋白多肽粉不但保持了米蛋白本身低过敏性，高生物价等优势，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显著的功能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种以米渣蛋白为原料制取米蛋白多肽粉方法，属于蛋白多肽制品技术领域。

背景技术

大米是世界上的主要粮食之一，全世界一半以上、我国三分之二以上的人口以大米为主食。因此，大米蛋白是人们膳食中重要的蛋白来源。米蛋白的TD值(蛋白质消化率)为82，BV值(蛋白质生物价)为77，PER值(蛋白质功效比值)1.7，营养价值远远高于玉米、土豆、小麦等植物蛋白质，可以与鸡蛋、牛奶等优质动物蛋白相媲美。

大米蛋白是低抗原性蛋白，不会产生过敏反应，十分适合生产婴幼儿食品。世界上很多国家都有婴幼儿大米蛋白营养粉出售。很多植物性蛋白中含有抗营养因子，如大豆蛋白、花生蛋白中的胰蛋白酶抑制素和凝血素、小麦中的一种清蛋白、菠萝中的菠萝蛋白酶等，它们往往引起免疫反应使食用者产生过敏或中毒反应。动物性食品中也有一些致敏因子，如牛奶中的乳球蛋白、鸡蛋清中的卵类粘蛋白等，婴幼儿对这些因子最敏感。相比之下，大米蛋白最安全，大米是唯一可以免于过敏试验的谷物。

大米多肽粉除了具有一般米蛋白质的营养作用外，在消化吸收和保健功能方面有显著的功能。从消化过程来看，大米多肽粉中的小肽在人体内消化吸收比蛋白质、游离氨基酸消化吸收均要好，速度快，而且肽比蛋白质在胃内滞留时间短，胃下垂感与腹部胀满感频度低，对小肠吸收面积减少。特别是消化功能受损时，食物蛋白质的吸收受到严重限制和影响，体内不能合成多肽，蛋白质、氨基酸循环被破坏，此时直接服用多肽来补充体内蛋白质，维持代谢平衡显得非常重要。在保健功能方面，大米多肽粉通过生物工程技术提高了其中生物活性肽含量，如高F寡肽、降血压肽、抗氧化肽等，当人体补充这些活性肽时，能促进体质提高，增强防病、抗病能力，促进钙吸收，降低血脂、调整血压，促进睡眠，增强记忆，延缓衰老，调整人体免疫功能、改善微循环，进而增强体质、提高防病能力的作用，在食品保健方面，具有深远的意义。

CN200410006119.6涉及大米蛋白肽的制备方法及其用途，该发明利用味精生产中的废料和廉价易获得的酶制剂，通过双酶法水解，生产出大米蛋白肽。

CN200610010960.1是一种复合酶法生产米淀粉和米蛋白多肽粉的方法。它是将大米粉碎后得米粉，加水浸泡，搅拌，调节料液温度后，加氢氧化钠调pH进行调浆，按干基的4～8‰加入20万活力的复合酶进行水解反应，复合酶为碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶和风味蛋白酶，之后经离心分离，下面的白色沉淀部分再加水，搅拌均匀后再离心分离，得白色沉淀，烘干后即为米淀粉；清夜和上层的灰黄色部分经浓缩液均质、干燥，制得米蛋白多肽粉。

利用大米为原料生产淀粉糖过程中产生大量的米渣蛋白，其虽经热变性，但基本分子结构，并没有太大变化，是宝贵的蛋白资源，以往只是作为饲料出售，如果通过适当工艺处理成食品级米蛋白多肽，营养价值和商业加值都将获得很大提升，对整个米制淀粉糖工业副产品的综合利用有着重大的意义。

CN02153853.0涉及从米糟中提取大米蛋白的新工艺，其特征在于味精厂的付产品米糟与复合酶按重量计的配比是1000∶1.5～4.5，把米糟进行酶水解，一步即得含量75％的浓缩大米蛋白。

CN200710071743.8公开了一种用复合酶提取米糠蛋白的方法。根据米糠细胞壁特点，采用多种酶复配法提取蛋白质。具体包括将脱脂米糠原料加水调成10％～20％浆液，调整pH值范围至5.0～6.5，调节浆液温度至40～50℃；将植酸酶、半纤维素酶、纤维素酶、米曲蛋白酶按照15.64∶15.06∶60.78∶8.52比例混合复配；按脱脂米糠重量的2～4％加入复配酶，搅拌处理1.5～2h；离心处理20min，得到的离心上清液为米糠蛋白溶液，经真空浓缩、冷冻干燥得到成品，蛋白收率达90.5～92.7％。

《酶法水解米渣蛋白制备大米小分子肽》(《食品科学》2004年，vol.25，No.6)用五种蛋白水解酶水解米渣蛋白，旨在同时获得高提取率和高水解度，以增加产物中小分子肽的含量，当底物浓度为8％，胰酶与底物的浓度比为6％，温度为50℃，水解6h后，蛋白质的提取率达83.02％，水解度为25.63％，水解产物中分子量小于1000Da的占52.30％

《酶水解米渣蛋白制备大米肽研究》(《粮食与油脂》2007年第5期)利用味精厂米渣经二次水洗除糖后，米渣中蛋白质含量从56.3％升到74.9～，/0；使用Alcalase 2.4L酶水解米渣蛋白，适宜工艺条件为：pH 8.5、温度55″C、酶用量2.0％；在此条件下水解3h，5％TCA可溶性肽含量可达37％以上。

但是以上现有技术存在着酶水解效率低，制备工艺耗时过长，成本过高，以及生物活性肽得率低等技术问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中所存在的，本发明的目的是提供一种以米渣蛋白为原料制取米蛋白多肽粉的方法。

本发明利用碱浸泡的初步水解作用，继而采用二次复合酶水解，从味精(淀粉糖)生产废料——米渣中提取大米蛋白肽，本发明的技术方案如下：

一种利用米渣蛋白制取米蛋白多肽粉方法，其方法包括以下步骤：

1.水洗。按米渣与水质量比1∶5的比例，将米渣浸泡，同时充分搅拌，此时保持浸泡液温度常温，经过20分钟左右时间。

原料是制淀粉糖的副产品，虽在淀粉糖厂已经经过水洗，但其中仍约残留了10％左右的糖分，必须在此段将去除去，以免影响下一步反应。

2.碱浸泡。加NaOH溶液调节pH值至11，维持料液温度55℃，浸泡1.5～2小时，此时pH值约降至10左右。

由于米渣蛋白已经经过高温变性，疏水基团暴露，蛋白质分子间通过疏水作用形成一团团聚合物，若不将其打散，增大蛋白与水的接触界面，后段酶的作用将微互其微。由于米蛋白中大部分都是碱溶性蛋白，故本工艺中先通过碱泡，使其溶胀开，并进行适度碱水解，提高其溶解性。

3.一次酶水解。按与米渣蛋白干基质量比1∶100的比例加入碱性蛋白酶进行水解，反应至pH降到8.5。

4.二次酶水解。按与米渣蛋白干基质量比1∶200的比例加入木瓜蛋白酶，反应至pH降到6.5左右。

通过前处理后，蛋白质已经基本溶于水中，此时料液pH为碱性，通过加碱性蛋白酶进行水解，当pH降到微碱性时，加入木瓜蛋白酶，深度水解，pH降到偏酸性时，将料液送至后段工序。

由此可以看出，本发明的技术方案中实施三步水解工艺，第一步采用碱水解，提高溶胀性，提高酶的效用；第二步碱性蛋白酶水解，在碱性条件下，此酶能最大程度发出活力，蛋白水解必然会引起PH的下降，此时若用保证蛋白酶活力，必需维持PH值在10左右，这样需加入大量的碱，增加了料液中的游离Na，增加了后段脱盐工序的负荷，造成成品蛋白纯度下降，所以在本发明中，不考虑调整PH值，在PH下降到8.5时，添加木瓜蛋白酶进行再水解，又进入木瓜酶的活力最佳PH，在不额外调整PH的前提下，最大程度发挥了单体酶的作用。因为不同的酶也都是蛋白，同时也避免了复合酶造成的酶之间相互水解，造成的效用浪费。

5.料液分离。将料液进行分离处理，取上清夜，残渣返回碱浸泡工段，重新浸泡，提高蛋白收率。本发明所述的料液分离处理可采用离心分离或者过滤分离。

6.脱盐。蛋白肽是溶于液体中，经过料液分离后，要想再提高蛋白肽的纯度，只有将同样溶于水的有可溶性糖、可溶性盐，可溶性糖已在第一步生产中洗脱去，可溶性盐的去除方法只有两种，要不就是将盐从料液中取出，要不就是将蛋白从料液中取出。而且，生产工艺中加入一定量的碱，原、辅料中也含有不少的灰分，都溶在了蛋白清液中，影响了产品的色泽和口感，此段需通过脱盐手段将其除去。

在以往的蛋白提纯专利工艺中，大部分采用超滤、过滤等方法，这只能将固液进行分离，而溶于水中蛋白肽则通常需要采用层析柱分离专一分子量肽，成本代价是非常高。由于料液中蛋白含量要比盐分高很多，所以本发明选择使用电渗析脱盐或离子交换的方法进行脱盐处理，脱盐步骤是使出料电导小于100μm/s。

7.浓缩。

此时蛋白液浓度较稀，为降低干燥成本，在此段通过真空浓缩提升料液浓度。

8.杀菌。

通过超高温瞬时灭菌，对料液进行灭菌，保证产品卫生质量。

9.干燥。

将料液进行干燥，得到米蛋白多肽粉。

本发明与以往公布的从味精生产中废料提取大米蛋白肽的工艺相比，所制得产品中盐分、糖分均较低，可食性强，蛋白和肽的含量高，营养保健功能强。重点是在利用碱浸泡的初步水解作用，降低了蛋白分子量，增强了米渣蛋白的水溶性，使酶和蛋白接触率和水解效率大大提高，缩短了近2/3的水解时间，只要约一个半小时就能完成酶水解反应，大幅降低了生产成本。

根据本发明的一种利用米渣蛋白制取米蛋白多肽粉方法，最终所得蛋白多肽粉产品，蛋白含量77％，其中分子量小于1000Da的生物活性肽占蛋白总量67％，生产蛋白得率72.5％。

附图说明

附图1是根据本发明的一种制取米蛋白多肽粉方法工艺路线图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。但并不局限于此。

实施例1

按附图1所述工艺方法制备米蛋白粉，实验室制取方式。称量100g米渣(含蛋白60％左右)于烧杯中，加500ml水，充分搅拌，用漏斗铺滤纸进行过滤，取滤渣重复两次上述步骤，充分洗涤。洗好的渣至于夹套烧杯中，加500ml水，搅拌均匀，滴加1mol/lNaOH溶液至pH11，维持料液温度55℃，浸泡1.5～2小时，pH降至10，加入蛋白干基量0.6g的碱性蛋白酶(诺维信公司)进行水解，pH继续下降达8.5时，再对料液中加蛋白干基0.3g的木瓜蛋白酶(诺维信公司)，pH下降至6.5时，中止反应，将料液用离心机进行离心分离，收集上清液约480ml，先用阳离子树脂再用阴离子树脂进行脱盐，电导降至60μm/s左右，喷雾干燥得56.5g米蛋白多肽粉。

用凯氏定氮方法测定所得米蛋白多肽粉中蛋白含量；用高效液相色谱凝胶过滤法测定表明水解产物中分子量小于1000Da的生物活性肽含量，其结果如表1所示。

实施例2

按附图1所述工艺方法制备米蛋白粉，工业化实例。进料200kg米渣(含蛋白60％左右)，按1∶5比例加水，进行搅拌混匀，进入三级旋流器进行洗涤分离，洗水量600kg，洗好后蛋白重相约630kg，泵送入反应罐中，调整浓度为10°Be，料液约为900kg，加热料液温度至55℃，并保持恒温和恒速搅拌，加碱调节pH至11，浸泡1.5～2小时，此时pH约降至10左右，加1.2kg碱性蛋白酶(诺维信公司)进行水解，反应至pH降到8.5，加0.6kg木瓜蛋白酶(诺维信公司)，反应至pH降到6.5左右，出料，进板框压滤机，收集上清液880kg，对上清液进行电渗析脱盐，出料电导＜100μm/s，进浓缩器进行真空浓缩，此时进料固形物含量12.8％，进料量为880kg，出料量固形物含量为35％，出料量为323kg，进行超高温灭菌，灭菌温度130，灭菌时间10～15s，出料温度60℃，进行压力喷雾干燥，进风温度180℃，尾风温度80℃，最终得米蛋白多肽粉113kg。

用凯氏定氮方法测定所得米蛋白多肽粉中蛋白含量；用高效液相色谱凝胶过滤法测定表明水解产物中分子量小于1000Da的生物活性肽含量，其结果如表1所示。

对比例

按实施例2所述工艺方法制备米蛋白粉，所不同的是在经过水洗和碱浸泡步骤之后，此时pH约降至10左右，同时加入由1.2kg碱性蛋白酶(诺维信公司)以及0.6kg木瓜蛋白酶(诺维信公司)组成的复配蛋白酶进行水解，反应至pH降到6.5左右，出料，进板框压滤机，收集上清液880kg，对上清液进行电渗析脱盐，出料电导＜100μm/s，进浓缩器进行真空浓缩，此时进料固形物含量4.4％，进料量为880kg，出料量固形物含量为35％，出料量为110.6kg，进行超高温灭菌，灭菌温度130，灭菌时间10～15s，出料温度60℃，进行压力喷雾干燥，进风温度180℃，尾风温度80℃，最终得米蛋白多肽粉38.4kg。

用凯氏定氮方法测定所得米蛋白多肽粉中蛋白含量；用高效液相色谱凝胶过滤法测定表明水解产物中分子量小于1000Da的生物活性肽含量，其结果如表1所示。

表1本发明制备的米蛋白多肽粉

  米渣原料(kg)  米蛋白多肽粉(kg)  蛋白含量(％)  分子量小于1000Da的生物活性肽含量(％)  蛋白得率(％)  实施例1  0.1  0.0565  77.5  67  73  实施例2  200  113  77  67  72.5  对比例  200  38.4  76.5  25.5  32