碱法提取籼碎米中大米蛋白工艺的研究

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1、碱法提取籼碎米中大米蛋白工艺的研究（广东省粮食科学研究所，广东广州510050）摘要：本文以籼碎米为原料，采用传统碱法提取制备大米蛋白，研究大米蛋白提取的最佳工艺。研究结果得出：从籼碎米中制备大米蛋白的最佳工艺条件为：NaOH浓度为0.09mol/L，料液比为1：6，提取温度为25℃，提取时间为4h，大米蛋白的提取率为77.3%，蛋白质纯度为80.5%。关键词：碱法；籼碎米；大米蛋白；工艺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之一。我国稻米资源丰富，2008

2、年稻谷总产量达1.93亿吨，约占我国粮食总产量的36.5%，大于小麦和玉米其他主要粮食作物。稻谷在加工生产过程中产生约55%的整米，15%的碎米，5%的米糠和20%的谷壳。而关于碎米和米糠的售价及综合利用水平一直不高，为了提升碎米的附加值，很多大米加工企业用碎米生产大米淀粉糖提糖后的残渣中蛋白质含量高达50%，因此，残渣可作为提取大米蛋白的优质资源。米糠中也含有丰富的营养物质，其中蛋白质含量约12%。这些都是宝贵的蛋白资源，国外非常重视大米和米糠的开发利用，并生产出了附加值很高的营养保健食品和化妆品等[1]。过去我国将它们作为动物饲料使用

3、，资源未得到合理利用。近年来，国内高校、科研机构及企业加大研发力度，高度重视大米蛋白的开发利用研究。本文实验主要以大米加工厂剩余的籼碎米为原料，研究碱法提取大米蛋白的最佳工艺条件。1材料与方法1.1材料与设备籼碎米：增城市泰稷发展有限公司提供。FSJ-1型粮食试验粉碎机；101-1型电热鼓风干燥箱；SX2型马弗炉；SZC-C型脂肪测定仪；HHS型四列孔电热恒温水浴锅；KDN-HYPY8型定氮仪-消化装备；KDN-2C型定氮仪蒸馏装置；JA2003N型电子天平；Z323K型台式冷冻高速离心机。1.2实验方法1.2.1常规成分的分析蛋白质的测

4、定：凯氏定氮法[2]；脂肪的测定：索氏抽提法[3]；水分的测定：150℃恒重法[4]；灰分的测定：GB/T5505-1985[5]。1.2.2碱法提取大米蛋白工艺流程图碱法提取大米蛋白工艺流程见图1。图1大米蛋白提取工艺流程图1.2.3碱提工艺取200g籼碎米磨粉，加NaOH溶液浸泡提取。用离心机8000r/min离心15min，收集蛋白上清液和淀粉沉淀。研究NaOH浓度、固液比、提取温度和提取时间对大米蛋白提取率的影响，优化提取工艺条件。1.2.4酸沉及离心分离工艺用0.1mol/L盐酸调节蛋白上清液中的pH，使其达到大米蛋白的等电点5

5、.5，使大米蛋白沉淀[6,7]。再用8000r/min离心15min，倒掉上清液，收集蛋白沉淀，离心两次，获得大米蛋白。1.2.5干燥酸沉后的沉淀加0.1mol/LNaOH溶液调至中性，喷雾干燥制成大米蛋白粉。由于大米蛋白变性温度在65℃左右，故喷雾干燥过程中应严格控制干燥温度。2结果与讨论2.1籼碎米基础成分分析经实验测得原料籼碎米的基础成分分析见表1。2.2NaOH浓度对大米蛋白提取率的影响分别选取0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12mol/L的NaOH溶液做提取大米蛋白实验，结果见图2所示。由图2可知，NaOH

6、溶液的浓度对大米蛋白的提取率具有显著影响，NaOH浓度越低，蛋白的提取率也越低，随着浓度的不断升高其提取率也不断升高，当浓度升高到0.08mol/L以后，碱液浓度对蛋白提取率的影响并不明显。当NaOH浓度为0.02mol/L时，大米蛋白提取率仅有21.5%；当浓度达到0.08mol/L时，提取率高达77.3%，这与大米蛋白中80%以上是碱溶性蛋白有关。通常大米蛋白在胚乳中与淀粉结合较紧密，很难溶出，碱液则可以使得这种紧密的结构变得疏松，促使蛋白与淀粉分离[8]。实验表明碱液浓度过高，淀粉易发生糊化现象，不利于大米蛋白的提取。因此，NaOH

7、浓度为0.08mol/L时大米蛋白提取率最佳，达77.3%。2.3固液比对大米蛋白提取率的影响分别选取1:2、1:4、1:6、1:8、1:10和1:12的固液比做提取大米蛋白实验，结果见图3所示。由图3中看出，随着加水量的增加，大米蛋白的提取率不断增加，当固液比达到1：6之后，蛋白质的提取率提高并不明显。因此，考虑到工厂节能减排的因素，固液比为1:6~1:8之间时，较适合工业化大规模生产大米蛋白。2.4提取温度对大米蛋白提取率的影响分别选取25℃、30℃、40℃、50℃和60℃不同的温度条件进行比较，结果见图4所示。由图4可以看出，温度对

8、大米蛋白提取率的影响并不明显，但过高的温度容易引起碎籼米中蛋白质变性，导致提取率有所降低。2.5提取时间对大米蛋白提取率的影响分别选取1h、2h、3h、4h、5h和6h不同的提取时间进行比较，