CN105192098A - 一种用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法。旨在有效避免碾米过程中激活系列酶后引发的糙米粒糠层中的油脂酸败及蛋白变性等问题，最终得到高品质油与优质植物蛋白。用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法通过以下步骤实现:一、反应前处理；二、复合酶酶解；三、终止反应。最后，糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率分别为71.62％和78.65％。糙米粒糠层经水酶法提取油脂和蛋白后，经碾米加工获得的精米经扫描电子显微镜观察后发现其结构完好。

Description

一种用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法

技术领域：

本发明涉及农产品加工领域，具体涉及一种用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法，应用于糙米资源的综合利用。

背景技术：

糙米包含的人类生命活动所需的营养元素远比精白米丰富，稻谷剥掉稻壳后就得到糙米，糙米粒由糠层、胚和胚乳3部分组成，糙米粒糠层的主要成分是蛋白质、脂肪、维生素、矿物质及纤维。

糙米粒糠层由果皮、种皮、中心层、糊粉层等组成，果皮厚度约为10μm种皮一般很薄，有半渗透性，较易吸收水分，色素沉积其中了；球心层被胚乳挤压成薄膜状，厚度约为1～2μm糊粉层由排列整齐的几乎方形的厚壁细胞组成，细胞比较大，胞腔中充满着微小的粒状物质“糊粉粒”，其中主要含有蛋白质、脂肪、维生素和矿物质，但不含淀粉粒。紧靠糊粉细胞内侧的一层细胞叫做亚糊粉层，性质介于糊粉细胞与内部淀粉细胞之间，形状略似糊粉细胞，其中含有较多的蛋白质、脂肪等成分。

糙米粒糠层中的油脂含量高达15％～20％，是一种重要的、营养价值很高的植物油，因其含有大量的谷维素等具有一定生理活性的物质，可以降低血压，有缓解心脑血管疾病、神经衰弱等症状的功效。成品油中含有大量的不饱和脂肪酸，其中亚油酸和油酸的含量均等，脂肪酸配比与世界卫生组织推荐的1:1相近，被称作“宝油”。

糙米粒糠层中的蛋白约为15％～23％，含有八种必需氨基酸，且其组成与世界卫生组织推荐的模式相似，其中赖氨酸含量很高，营养价值与蛋清蛋白不相上下，不仅具有特殊的营养成分及生理功能，同时还有着区别于其它动植物蛋白的显著特征：不含抗营养因子，可添加到婴儿、幼童或者特殊人群的日常食物之中。

Fullbook利用酶从大豆以及油菜籽中提取蛋白和油，取得了理想的预期效果，因而使用酶法提取油料中的油与蛋白等研究日趋成为国内外关注的研究热点。P.Hanmoungjai等人利用碱性蛋白酶(Alcalase)从米糠中提取油及蛋白，同时利用响应面分析法来分析不同因素对油提取率、蛋白提取率的影响，得到的最大提取率分别达到79％与68％。

糙米富含营养，但因在食用前所需蒸煮时间过长、口感较差而不被大多数消费者接受。因此人们将糙米再加工，碾去糠层和胚芽。糙米粒糠层中含有脂肪分解酶和氧化酶，且脂肪酶的活性很高，碾米之后，脂肪酶与油脂相互接触，油脂的水解作用就会迅速发生，产生游离脂肪酸，然后在氧化酶、光、热等因素的共同作用下发生脂肪的酸败。近年来国内外也有不少研究者通过对糙米应用灭酶稳定技术，再对碾去的糠层进行提取油脂及蛋白，但灭酶稳定技术都是针对脂肪酶，基于蛋白质变性的原理而进行的，因此为了同时得到高品质油与高质量的植物蛋白，本发明研究了在未经过碾米工序、直接在糙米状态下，利用水酶法同时提取糙米粒糠层中的油脂和蛋白。

发明内容：

本发明创新性地利用系列酶在水的作用下对糙米粒糠层进行酶解，使糙米粒糠层中的蛋白及油脂从糙米中分离。采用的系列酶为纤维素酶和复合蛋白酶以6：4配比，反应优势为在糙米状态下进行提取糙米粒糠层中油脂和蛋白，有效避免了碾米过程中激活系列酶后引发的糙米粒糠层中的油脂酸败及蛋白变性等问题，得到高品质油与优质植物蛋白。用水酶法同时提取糙米粒糠层中的油脂和蛋白的方法通过以下步骤实现:一、反应前处理；二、复合酶酶解；三、终止反应。最后，糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率分别为71.62％和78.65％。糙米粒糠层经水酶法提取油脂和蛋白后，经碾米加工获得的精米经扫描电子显微镜观察后发现其结构完好。

具体实施方式：

本发明的主要构思是，根据水酶法提取糙米粒糠层中油脂和蛋白工艺的研究，即直接在糙米状态下，利用水酶法同时提取糠层中油脂和蛋白，这样使糙米中的脂肪酶和氧化酶等处于休眠状态，有效的控制了碾米过程引发的糙米粒糠层中的油脂水解酸败和蛋白变性等问题。具体而言，本发明提供的水酶法同时提取糙米粒糠层中的油脂和蛋白的研究步骤包括：一、反应前处理：称取一定量经过预处理的糙米，按一定料液比加入蒸馏水，置于恒温水浴锅中不断搅拌；二、复合酶酶解：加入一定量复合酶，控制反应温度和pH在最适条件下，酶解一定时间后，升温至90℃灭酶5min，得到反应后物质；三、终止反应：将反应后的物质进行离心分离，得到游离油、水解液和乳状液，水解液冷冻干燥后，得到水解蛋白质质量。根据公式计算糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率；

具体实施方式一：一种用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法通过以下步骤实现：一、糙米状态下水酶法提取糙米粒糠层中油脂和蛋白工艺的单因素试验：加酶量对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响，在pH6.5、50℃、70min和料液比1:8的条件下，选取加酶量分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5％五个水平，研究不同加酶量对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响。酶解温度对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响，在pH6.5、料液比1:8、70min和加酶量2.0％的条件下，选取酶解温度分别为35、40、45、50、55℃五个水平，研究不同酶解温度对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响。酶解时间对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响，在pH6.5、温度50℃、料液比1:8和加酶量2.0％的条件下，选取酶解时间分别为40、50、60、70、80min五个水平，研究不同酶解时间对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响。料液比对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响，在pH6.5、50℃、70min和加酶量2.0％的条件下，选取料液比分别为1:2、1:4、1:6、1:8、1:10五个水平，研究不同料液比对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响。pH对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响，在50℃、70min、加酶量为2.0％和料液比1:8的条件下，选取pH分别为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0五个水平，研究不同pH对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点在于步骤一中选取加酶量分别为1.5、2.0、2.5％三个水平，其它条件为pH6.5、50℃、70min和料液比1:8。其它组成和步骤与具体实施方法一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同点在于步骤一中选取酶解温度分别为45、50、55℃三个水平，其它条件为pH6.5、料液比1:8、70min和加酶量2.0％。其它组成和步骤与具体实施方法一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同点在于步骤一中选取酶解时间分别为60、70、80min三个水平，pH6.5、50℃、料液比1:8和加酶量2.0％。其它组成和步骤与具体实施方法一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同点在于步骤一中选取料液比分别为1:6、1:8、1:10三个水平，其它条件为pH6.5、50℃、70min和加酶量2.0％。其它组成和步骤与具体实施方法一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同点在于步骤一中选取pH分别为6.0、6.5、7.0三个水平，其它条件为50℃、70min、加酶量为2.0％和料液比1:8。其它组成和步骤与具体实施方法一相同。

Claims (6)

1.一种用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法，其特征步骤如下：步骤一：制备水酶法提取糙米粒糠层中的油脂和蛋白的工艺的单因素试验：加酶量对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响，在pH6.5、50℃、70min和料液比1:8的条件下，选取加酶量分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5％五个水平，研究不同加酶量对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响；酶解温度对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响，在pH6.5、料液比1:8、70min和加酶量2.0％的条件下，选取酶解温度分别为35、40、45、50、55℃五个水平，研究不同酶解温度对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响；酶解时间对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响，在pH6.5、温度50℃、料液比1:8和加酶量2.0％的条件下，选取酶解时间分别为40、50、60、70、80min五个水平，研究不同酶解时间对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响；料液比对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响，在pH6.5、50℃、70min和加酶量2.0％的条件下，选取料液比分别为1:2、1:4、1:6、1:8、1:10五个水平，研究不同料液比对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响；pH对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响，在50℃、70min、加酶量为2.0％和料液比1:8的条件下，选取pH分别为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0五个水平，研究不同pH对糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率的影响。

2.根据权利要求1所述的一种用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法，在一定反应条件下用水酶法提取糙米粒糠层中油脂和蛋白，其特征在于步骤一中选取加酶量分别为1.5、2.0、2.5％三个水平，其它条件为pH6.5、50℃、70min和料液比1:8，计算糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率。

3.根据权利要求1所述的一种用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法，在一定反应条件下用水酶法提取糙米粒糠层中油脂和蛋白，其特征在于步骤一中选取酶解温度分别为45、50、55℃三个水平，其它条件为pH6.5、料液比1:8、70min和加酶量2.0％，计算糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率。

4.根据权利要求1所述的一种用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法，在一定反应条件下用水酶法提取糙米粒糠层中油脂和蛋白，其特征在于步骤一中选取酶解时间分别为60、70、80min三个水平，其它条件为pH6.5、50℃、料液比1:8和加酶量2.0％，计算糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率。

5.根据权利要求1所述的一种用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法，在一定反应条件下用水酶法提取糙米粒糠层中油脂和蛋白，其特征在于步骤一中选取料液比分别为1:6、1:8、1:10三个水平，其它条件为pH6.5、50℃、70min和加酶量2.0％，计算糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率。

6.根据权利要求1所述的一种用水酶法同时提取糙米粒糠层中油脂和蛋白的方法，在一定反应条件下用水酶法提取糙米粒糠层中油脂和蛋白，其特征在于步骤一中选取pH分别为6.0、6.5、7.0三个水平，其它条件为50℃、70min、加酶量为2.0％和料液比1:8，计算糙米粒糠层中的油脂和蛋白的提取率。