一種濕熱接枝法制備功能性米糠蛋白的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種濕熱接枝法制備功能性米糠蛋白的方法。該方法將熱穩(wěn)定米糠分散于去離子水中，攪拌均勻，添加淀粉酶，80℃～100℃酶解處理30min～60min后，調(diào)節(jié)其pH至7.0～9.0，滅酶，獲得酶解米糠漿液；向酶解米糠漿液中添加葡萄糖或乳糖，混合均勻后獲得混合液；混合液經(jīng)膠體磨均質(zhì)后置于水熱噴射蒸煮器中進行濕熱接枝反應(yīng)，反應(yīng)液冷卻至室溫，離心后，上清液pH值調(diào)至4.0～5.0，沉淀蛋白質(zhì)，加水分散蛋白液進行中和、透析、冷凍干燥后，得糖接枝米糠分離蛋白。本發(fā)明開發(fā)出一種新型的濕熱接枝技術(shù)，能夠進行連續(xù)化生產(chǎn)，具有工業(yè)化和規(guī)?；膽?yīng)用價值。所得目標(biāo)蛋白具有更高的接枝度、良好的乳化與消化能力。
【專利說明】一種濕熱接枝法制備功能性米糠蛋白的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及功能性米糠蛋白，特別是涉及一種濕熱接枝法制備功能性米糠蛋白的 方法，屬于谷物副產(chǎn)物深加工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 蛋白的糖基化反應(yīng)是基于美拉德反應(yīng)的一類蛋白質(zhì)化學(xué)改性方法。由于在蛋白質(zhì) 分子上引入糖鏈，增加了許多親水性的羥基基團，可以有效地改變蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)，例如 增加蛋白的溶解性，進而提高蛋白的乳化性等。
[0003] 蛋白質(zhì)與還原糖接枝反應(yīng)涉及的方法主要包括兩種：干熱法和濕熱法。這兩種方 法在反應(yīng)物狀態(tài)、反應(yīng)條件及反應(yīng)設(shè)備等方面各有優(yōu)劣。目前對干熱法改性方面的研究較 多，其制備的蛋白一多糖共價復(fù)合物具有良好的溶解度與理想的乳化性能。然而干熱法反 應(yīng)條件嚴格，反應(yīng)時間過長，難以應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)中。目前有學(xué)者開發(fā)了濕熱法用于蛋白 質(zhì)的糖接枝反應(yīng)，該方法將蛋白與還原糖（一般為單糖與雙糖）混合在密閉的液相體系中 進行反應(yīng)。盡管濕熱法反應(yīng)時間較干熱法短；但濕熱法反應(yīng)效率相對較低，導(dǎo)致濕熱法同樣 很難應(yīng)用到連續(xù)的工業(yè)化生產(chǎn)中。至今，國內(nèi)外上利用糖基化改性制備功能性蛋白的原料 多為乳清蛋白、大?分尚蛋白、釀蛋白、β _乳球蛋白與等。
[0004] 米糠作為大米加工的副產(chǎn)物，其蛋白質(zhì)含量大約占主成分的12?15%。米糠蛋白 的氨基酸組成平衡，具有低過敏性和抗癌活性的特點。對于許多具有健康意識的消費者而 言，米糠蛋白產(chǎn)品已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注，市場需求巨大。然而，至今仍少有商業(yè)化的米 糠蛋白產(chǎn)品推出，主要限制性原因是米糠蛋白組成復(fù)雜，其溶出得率較低，功能特性較差， 限制其在食品工業(yè)中的應(yīng)用。因而，如何提高米糠蛋白的溶出得率，改善蛋白的營養(yǎng)和功能 特性已成為國內(nèi)外研究的熱點問題。目前關(guān)于米糠蛋白的研究主要集中在蛋白制備方法的 嘗試等方面，主要包括堿法、酶法與物理方法，但現(xiàn)有報道的方法仍無法兼顧蛋白溶出得率 與功能性質(zhì)同時得到改善。
[0005] 近年來，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)噴射蒸煮處理可以實現(xiàn)難溶蛋白資源的高效提取，如高溫豆 柏蛋白和豌豆蛋白（ZL201010161753.2，ZL201110161826.2)，可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。對于熱 穩(wěn)定米糠蛋白，噴射蒸煮提供的高溫高壓剪切環(huán)境可提高蛋白的溶出，同時可以作為接 枝反應(yīng)器使米糠蛋白中含有少量的糖基化產(chǎn)物，但發(fā)明人實驗發(fā)現(xiàn)，單一的噴射蒸煮處 理獲得蛋白的純度較低，不利于蛋白的ε -氨基與還原糖的還原末端羧基有效接觸，導(dǎo) 致接枝程度較低，未達到有效改善米糠蛋白功能性質(zhì)的程度（夏寧，胡磊，王金梅，周 小玲，楊曉泉.噴射蒸煮處理對米糠蛋白功能特性及體外消化性的影響.中國糧油學(xué) 報· 2012, 27(5) : 44 - 49)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有米糠蛋白提取和糖接枝方法效率低及工業(yè)化應(yīng)用的局限，本發(fā)明的目的 在于提供一種蛋白質(zhì)接枝度高、乳液粒徑小的濕熱接枝法制備功能性米糠蛋白的方法，獲 得的米糠蛋白產(chǎn)品具有突出的溶解能力、乳化與消化性能。
[0007] 本發(fā)明以熱穩(wěn)定化米糠和還原糖為主要原料，采用淀粉酶預(yù)處理結(jié)合連續(xù)水熱噴 射蒸煮技術(shù)進行處理，經(jīng)過離心、酸沉、復(fù)溶、透析、冷凍干燥得到糖接枝米糠蛋白產(chǎn)品本發(fā) 明以糖基化改性為理論基礎(chǔ)，開發(fā)一種基于噴射蒸煮的新型連續(xù)化濕熱接枝技術(shù)，用于制 備功能性米糠蛋白，以期在獲得高溶出率的同時改善其營養(yǎng)及功能性質(zhì)，這對充分有效地 利用米糠資源、提高稻米深加工的經(jīng)濟效益都有深遠的意義。
[0008] 為實現(xiàn)本發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：
[0009] -種濕熱接枝法制備功能性米糠蛋白的方法，包括如下步驟：
[0010] (1)分別以g和mL作為質(zhì)量和體積單位，將熱穩(wěn)定米糠按1:10?1:20質(zhì)量體積 比分散于去離子水中，調(diào)節(jié)米糠料液的pH至4. 0?6. 0,攪拌均勻，按0. 5?2. 0 %的質(zhì)量 比添加淀粉酶，80°C?KKTC酶解處理30min?60min后，調(diào)節(jié)其pH至7. 0?9. 0,滅酶，獲 得酶解米糠漿液；
[0011] (2)向酶解米糠漿液中添加葡萄糖或乳糖，葡萄糖或乳糖與米糠中蛋白的質(zhì)量比 為1:1?4:1,混合均勻后獲得混合液；
[0012] (3)混合液經(jīng)膠體磨均質(zhì)后置于水熱噴射蒸煮器中進行濕熱接枝反應(yīng)，反應(yīng)溫度 為IKTC?150°C，反應(yīng)時間為（30?120) S，反應(yīng)液冷卻至室溫，離心后，上清液pH值調(diào)至 4. 0?5. 0,沉淀蛋白質(zhì)，加水分散所得蛋白液進行中和、透析、冷凍干燥后，得糖接枝米糠 分離蛋白。
[0013] 為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述均質(zhì)的時間為IOmin以上。
[0014] 所述離心的轉(zhuǎn)速為6000g?IOOOOg ;離心的時間為IOmin?30min。
[0015] 所述水熱噴射蒸煮接枝反應(yīng)溫度為120°C?140°C，反應(yīng)時間為60s - 90s。
[0016] 所述攪拌的溫度控制為15°C?30°C ;攪拌的時間控制為Ih?2h。
[0017] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果：目前，蛋白質(zhì)與還原糖接枝反 應(yīng)主要采用干熱法，然而干熱法反應(yīng)條件嚴格，反應(yīng)時間過長，難以應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)中。 近來開發(fā)的濕熱法盡管反應(yīng)時間較干熱法短，但反應(yīng)效率相對較低，同樣很難連續(xù)工業(yè)化 生產(chǎn)。本發(fā)明開發(fā)出一種新型的制備功能性米糠蛋白的方法，可實現(xiàn)糖基化改性技術(shù)高效 應(yīng)用于米糠蛋白的制備及連續(xù)化生產(chǎn)中。本發(fā)明將噴射蒸煮器作為糖接枝連續(xù)反應(yīng)器的同 時結(jié)合淀粉酶處理和外添還原糖工藝有效地強化了糖接枝效果。其中，淀粉酶處理可斷裂 米糠中淀粉和蛋白的結(jié)合，提高蛋白提取率，增大蛋白與還原糖的接觸，從而有利于接枝反 應(yīng)的進行；在此基礎(chǔ)上，外添還原糖工藝的加入?yún)f(xié)同強化了糖接枝反應(yīng)。依據(jù)本發(fā)明工藝獲 得的米糠蛋白產(chǎn)品具有突出的溶解能力、乳化與消化性能；可廣泛應(yīng)用于食品加工、化妝保 健品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0018] 圖1不同處理米糠蛋白的SDS - PAGE電泳圖譜。

【具體實施方式】
[0019] 為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述，但實施例 不構(gòu)成對本發(fā)明要求保護范圍的限定。
[0020] 本發(fā)明中蛋白含量采用GB/T5009. 5 -03凱氏定氮法測定，用于計算蛋白提取率和 純度。
[0021] 本發(fā)明中糖基化米糠蛋白產(chǎn)品的總糖含量采用3, 5 -二硝基水楊酸法測定。
[0022] 本發(fā)明中糖基化米糠蛋白產(chǎn)品的糖接枝度采用OPA、SDS - PAGE電泳測定。
[0023] 本發(fā)明中糖基化米糠蛋白產(chǎn)品在pH 8. 0的溶解度采用Lowry法測定。
[0024] 本發(fā)明中糖基化米糠蛋白產(chǎn)品的乳化特性采用測定蛋白乳液的體積平均直徑 (d43)進行評價。方法如下：將糖基化米糠蛋白產(chǎn)品溶于5mM磷酸緩沖液（pH 7.0)配置 0.5 %米糠蛋白溶液，向其添加10 % (w/v)玉米油，并加入0.02 % (w/v)疊氮鈉，充分混勻 后經(jīng)高速剪切機預(yù)乳化（5000rpm，2min)，之后高壓微射流均質(zhì)處理二次（50MPa)，獲得蛋 白乳液。
[0025] 本發(fā)明中糖基化米糠蛋白產(chǎn)品的消化特性采用體外消化模型進行測定。方法如 下：稱取I. Og糖基化米糠蛋白溶于IOOmL pH 1. 5的HCl溶液，37°C水浴預(yù)熱5min，然后加 入1%胃蛋白酶（酶/蛋白=l:l〇〇，w/w)酶解120min，調(diào)節(jié)溶液pH至7. 0以終止反應(yīng)。隨 后加入1%胰蛋白酶（酶/蛋白=l:100，w/w)再消化120min,加入20% (w/v)三氯乙酸溶 液終止消化，測定此時的可溶性氮含量，用以計算氮釋放量（％)，評價米糠蛋白的消化性。
[0026] 對比實施例：單一的噴射蒸煮處理獲得蛋白的純度較低（對比實施例）
[0027] 分別以g和mL作為質(zhì)量和體積單位，將熱穩(wěn)定米糠按1:10的質(zhì)量體積比分散于 去離子水中，調(diào)節(jié)米糠料液的PH至9. 0后經(jīng)膠體磨均質(zhì)IOmin后置于利用廣州南聯(lián)食品機 械公司生產(chǎn)的水熱噴射蒸煮器中進行處理，反應(yīng)溫度為130°C，反應(yīng)時間為90s，反應(yīng)液冷 卻至室溫，8000g離心20min，上清液pH調(diào)至4. 0沉淀蛋白質(zhì)，加水分散所得蛋白質(zhì)，形成蛋 白液，中和至PH為7. 0,透析，冷凍干燥后，得米糠分離蛋白。
[0028] 表1.對比實施例的指標(biāo)

【權(quán)利要求】
1. 一種濕熱接枝法制備功能性米糠蛋白的方法，其特征在于包括如下步驟： ⑴分別以g和mL作為質(zhì)量和體積單位，將熱穩(wěn)定米糠按1:10?1:20質(zhì)量體積比分 散于去離子水中，調(diào)節(jié)米糠料液的pH至4. 0?6. 0,攪拌均勻，按0. 5?2. 0 %的質(zhì)量比添 加淀粉酶，80°C?KKTC酶解處理30min?60min后，調(diào)節(jié)其pH至7. 0?9. 0,滅酶，獲得酶 解米糠漿液； (2) 向酶解米糠漿液中添加葡萄糖或乳糖，葡萄糖或乳糖與米糠中蛋白的質(zhì)量比為 1:1?4:1，混合均勻后獲得混合液； (3) 混合液經(jīng)膠體磨均質(zhì)后置于水熱噴射蒸煮器中進行濕熱接枝反應(yīng)，反應(yīng)溫度為 110°C?150°C，反應(yīng)時間為（30?120)s，反應(yīng)液冷卻至室溫，離心后，上清液pH值調(diào)至 4. 0?5. 0,沉淀蛋白質(zhì)，加水分散所得蛋白液進行中和、透析、冷凍干燥后，得糖接枝米糠 分離蛋白。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，所述均質(zhì)的時間為lOmin以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，所述離心的轉(zhuǎn)速為6000g?lOOOOg ;離 心的時間為lOmin?30min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，所述水熱噴射蒸煮接枝反應(yīng)溫度為 120°C?140°C，反應(yīng)時間為 60s - 90s。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，所述攪拌的溫度控制為15°C?30°C ; 攪拌的時間控制為lh?2h。
【文檔編號】C07K1/02GK104292295SQ201410413149
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】王金梅, 楊曉泉, 夏寧 申請人:華南理工大學(xué)