一种高可溶性大米蛋白的物理改性制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103859141 A (43)申请公布日 2014.06.18 CN 103859141 A (21)申请号 201410109957.X (22)申请日 2014.03.21 A23J 3/14(2006.01) (71)申请人 江南大学 地址 214122 江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道 1800 号 (72)发明人 陈正行 王涛 王韧 王莉 (74)专利代理机构 无锡华源专利事务所 ( 普通 合伙 ) 32228 代理人 冯智文 (54) 发明名称 一种高可溶性大米蛋白的物理改性制备方法 (57) 摘要 本发明公开一种高可溶性大米蛋白的物理改 性制备方法。 该方法。

2、将原料大米蛋白分散于水中， 经碱液处理， 冷冻， 粉碎， 酸中和后， 离心取上清 液， 喷雾干燥， 即得高可溶性大米蛋白成品。用本 发明方法可制备得到具有高可溶性的大米蛋白产 品， 其蛋白溶解性 98， 乳化性 0.50， 起泡性 17.39， 大大提高了大米蛋白的利用率和附加 值， 具有广泛的应用前景。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103859141 A CN 103859141 A 1/1 页 2 1. 一种高可溶性大米蛋。

3、白的物理改性制备方法， 其特征在于 ： 将原料大米蛋白分散于 水中， 经碱液处理， 冷冻， 粉碎， 酸中和后， 离心取上清液， 喷雾干燥， 即得高可溶性大米蛋白 成品。 2. 如权利要求 1 所述高可溶性大米蛋白的物理改性制备方法， 其特征在于具体包括以 下步骤 ： （1） 分散和碱处理 ： 将大米蛋白分散于水中， 料液比 1:15 25， 搅拌混匀， 用 NaOH 溶液 将上述大米蛋白分散液 pH 值调节至 10.5 12.5 ； （2） 冷冻 ： 将步骤 （1） 所得料液于 -20 -10进行冷冻， 直至料液完全冻结 ； （3） 粉碎 ： 将步骤 （2） 所得固体冷冻料液用粉碎机粉碎， 直。

4、至该固体完全变成液体 ； （4） 酸中和 ： 用 HCl 溶液将步骤 （3） 所得料液 pH 值调节至 7.0 7.5 ； （5） 离心 ： 将步骤 （4） 所得料液于 1000g 离心 10 20min， 收集上清液 ； （6） 重复 ： 将 （5） 所得沉淀物按步骤 （1） （5） 重复处理 2 3 次 ； （7） 干燥 ： 将步骤 （5） 和步骤 （6） 所得上清液合并后进行喷雾干燥， 即得高可溶性大米 蛋白成品。 3.如权利要求2所述高可溶性大米蛋白的物理改性制备方法， 其特征在于 ： 步骤 （1） 所 述碱处理中， 将所述大米蛋白分散液 pH 值调节至 12.5。 4.如权利要求2所。

5、述高可溶性大米蛋白的物理改性制备方法， 其特征在于 ： 步骤 （7） 所 述喷雾干燥控制喷雾干燥器进口温度 110 140， 出口温度 80 100。 权 利 要 求 书 CN 103859141 A 2 1/5 页 3 一种高可溶性大米蛋白的物理改性制备方法 技术领域 0001 本发明属于大米蛋白精加工技术领域， 具体涉及一种高可溶性大米蛋白的物理改 性制备方法及该方法制备得到的可溶性大米蛋白。 背景技术 0002 大米是我国主粮。大米蛋白的蛋白效率值 （PER） 介于 2.0 和 2.5 之间， 可消化性 在 90% 以上， 同时， 大米蛋白的低免疫原性、 抗肿瘤、 抗高血压、 抗血管粥样。

6、硬化以及抗胆固 醇等特性已被证实， 具有十分广阔的应用前景。但大米蛋白溶解性差一直是其未广泛商业 应用的主要原因。溶解性是衡量品蛋白质加工和应用性能的重要指标， 决定着乳化性和起 泡性等重要功能特性。 0003 目前改善大米蛋白溶解性的方法主要有化学法和酶法 ： 化学方法是通过改变蛋白 质的结构、 静电荷和疏水基， 从而改善其溶解性质， 但化学修饰引入的外源基团改变了大米 蛋白的原有组成， 造成蛋白营养损失 ； 酶法是利用蛋白酶在一定条件下对蛋白分子进行催 化水解， 使蛋白质大分子降解成不同链长的小分子， 蛋白质经酶水解以后， 除了其功能性质 明显改变以外， 酶解生成的肽类更容易被人体吸收消化。

7、， 但水解程度不易控制， 且成本相对 较高， 如果水解程度较小， 性能改善不明显， 如果水解程度较大， 产生的肽类使产品带有苦 涩味。 物理方法也被用于蛋白质的增溶改性， 比如超声、 超高压、 喷射蒸煮法、 微射流法等处 理方法， 但是这些方法对于大米蛋白溶解度的改善效果相当有限， 不适宜工业化生产。 发明内容 0004 针对现有大米蛋白溶解性改善方法存在的上述缺陷， 本申请人经过研究改进， 提供一种高可溶性大米蛋白的物理改性制备方法， 用该法制备得到的大米蛋白溶解性 98， 乳化性 0.50， 起泡性 17.39， 大大提高了大米蛋白的利用率和附加值。 0005 本发明的技术方案如下 ： 0。

8、006 一种高可溶性大米蛋白的物理改性制备方法， 将原料大米蛋白分散于水中， 经碱 液处理， 冷冻， 粉碎， 酸中和， 离心取上清液， 喷雾干燥， 即得高可溶性大米蛋白成品。 0007 优选地， 本发明方法包括以下步骤 ： 0008 （1） 分散和碱处理 ： 将大米蛋白分散于水中， 料液比 1:15 25， 搅拌混匀， 用 NaOH 溶液将上述大米蛋白分散液 pH 值调节至 10.5 12.5， 优选为 pH12.5 ； 0009 （2） 冷冻 ： 将步骤 （1） 所得料液于 -20 -10进行冷冻， 直至料液完全冻结 ； 0010 （3） 粉碎 ： 将步骤 （2） 所得固体冷冻料液用粉碎机粉。

9、碎， 直至该固体完全变成液 体 ； 0011 （4） 酸中和 ： 用 HCl 溶液将步骤 （3） 所得料液 pH 值调节至 7.0 7.5 ； 0012 （5） 离心 ： 将步骤 （4） 所得料液于 1000g 离心 10 20min， 收集上清液 ； 0013 （6） 重复 ： 将 （5） 所得沉淀物按步骤 （1） （5） 重复处理 2 3 次 ； 0014 （7） 干燥 ： 将步骤 （5） 和步骤 （6） 所得上清液合并后进行喷雾干燥， 即得高可溶性 说 明 书 CN 103859141 A 3 2/5 页 4 大米蛋白成品。具体地， 步骤 （7） 所述喷雾干燥控制喷雾干燥器进口温度 11。

10、0 140， 出 口温度 80 100。 0015 按本发明方法制备得到的高可溶性大米蛋白具有广泛的应用前景， 可运用于食 品、 医药、 化妆品和高端保健品行业。 0016 对于采用本发明方法制备得到的大米蛋白， 采用凯氏定氮法方法测定蛋白回收率 和溶解性， 采用浊度方法测定乳化性， 采用膨胀率方法测定起泡性， 具体测定方法如下 ： 0017 （1） 产品蛋白回收率 0018 根据本发明， 蛋白回收率应该理解为可溶性大米蛋白产品中的蛋白质量占原料大 米蛋白中蛋白质量的百分数。 0019 用凯氏定氮法测定喷雾干燥后可溶性大米蛋白产品中的蛋白质量 m 以及原料蛋 白中的蛋白质量 m0。 0020 。

11、可溶性大米蛋白的蛋白回收率用下式表示 ： 0021 蛋白回收率 （） =（m/m0） 100 0022 式中 ： m喷雾干燥后可溶性大米蛋白产品中的蛋白质量 ； 0023 m0原料蛋白中蛋白质量。 0024 （2） 溶解性 0025 根据本发明， 溶解性应该理解为每单位质量的可溶性大米蛋白产品中， 可溶解的 蛋白质量占产品中蛋白质量的百分数。 0026 将可溶性大米蛋白样品用 50mmol/L 磷酸二氢钾 - 氢氧化钠缓冲液 （pH7.0） 配成 1（W/V） 的溶液， 25下搅拌 1h， 3000r/min 离心 10min， 再用凯氏定氮法分别测定上清液 中的蛋白质量 m1 和可溶性大米蛋。

12、白产品中的蛋白质量 m。 0027 可溶性大米蛋白溶解度用下式表示 ： 0028 蛋白质的溶解度 （） （m1/m） 100 0029 式中 ： m1上清液中蛋白质量 ； 0030 m可溶性大米蛋白产品中的蛋白质量。 0031 （3） 乳化性 0032 根据本发明， 乳化性应该理解为蛋白质能够形成乳状液的性质。 0033 取 1浓度的蛋白溶液 30ml， 加入 10ml 大豆色拉油， 10000r/min 搅拌 1min ； 用注 射器从底部取 0.1ml 乳状液， 迅速与 5ml0.1%（w/v） 十二烷基硫酸钠 （SDS） 溶液混合均匀， 在 500nm 波长下比色， 记录吸光度 A0。 。

13、0034 蛋白质的乳化能力用下式表示 ： 0035 EA=A0 0036 式中 ： EA乳化性 ； 0037 A0乳状液稀释后的吸光度。 0038 （4） 起泡性 0039 根据本发明， 起泡性应该理解为帮助分散气相的形成的性质。 0040 将大米蛋白样品用 50mmol/L 磷酸二氢钾 - 氢氧化钠 （pH7.0） 缓冲液配成 0.3% 浓 度溶液， 取 100ml 倒入高速组织捣碎机中， 10000r/min 搅拌 1min ； 转入 250ml 量筒， 尽快记 录泡沫体积 V0。 说 明 书 CN 103859141 A 4 3/5 页 5 0041 蛋白质的起泡性根据下式计算 ： 00。

14、42 FC=V0 0043 式中 ： FC起泡性 ； 0044 V0泡沫体积。 0045 本发明具有如下有益技术效果 ： 0046 本发明全程采用物理方法 （分散和碱处理、 冷冻粉碎、 酸中和、 离心、 喷雾干燥 等） 对大米蛋白进行改性， 首先， 分散和碱处理能适当降低大米蛋白的聚集程度， 增加蛋白 质分子与水分子的作用位点 ； 碱性条件 （pH10.5 12.5） 下的冷冻 - 粉碎处理可改变大米 蛋白的聚集程度以及蛋白构象， 蛋白聚集程度降低， 蛋白构象展开， 使得蛋白的亲水基团暴 露， 达到一种溶解大米蛋白的效果。通过本发明各处理步骤协同作用可制备得到具有高可 溶性的大米蛋白产品 （蛋。

15、白溶解性 98， 乳化性 0.50， 起泡性 17.39） ， 与原料大米蛋 白相比， 大米蛋白溶解度、 乳化性和起泡性最高分别可提高79倍、 132%和112%， 大大提高了 大米蛋白的利用率和附加值 ； 特别的， 在碱处理 pH 值为 12.5 时， 蛋白回收率可达 50.43%。 本发明避免了化学改性或酶法改性过程中引入外源基因或改变蛋白质组成， 改性效果显 著， 所制高品质、 高可溶性大米蛋白可应用于食品、 医药、 化妆品和高端保健品行业， 具有广 泛的应用前景。 附图说明 0047 图 1 为本发明工艺流程图。 具体实施方式 0048 以下结合附图， 并通过实施例对本发明进行具体说明。

16、。 0049 制备实施例 0050 实施例 1 0051 本实施例方法步骤如下 ： 0052 （1） 分散和碱处理 ： 将 1000g 原料大米蛋白分散于 15L 水中， 搅拌混匀， 用 NaOH 溶 液将所得大米蛋白分散液 pH 值调节至 10.5 ； 0053 （2） 冷冻 ： 将步骤 （1） 所得料液于 -10进行冷冻处理， 直至料液完全冻结 ； 0054 （3） 粉碎 ： 将步骤 （2） 所得固体冷冻料液用粉碎机粉碎， 直至固体完全变成液体 ； 0055 （4） 酸中和 ： 用 HCl 溶液将步骤 （3） 所得料液 pH 值调节至 7.0 ； 0056 （5） 离心 ： 将步骤 （4）。

17、 所得料液于 1000g 离心 10min， 收集上清液 ； 0057 （6） 重复 ： 将步骤 （5） 所得沉淀物按步骤 （1） （5） 重复处理 2 次 ； 0058 （7） 干燥 ： 将步骤 （5） 和步骤 （6） 所得上清液合并后进行喷雾干燥， 喷雾干燥过 程中控制喷雾干燥器的进口温度为 110， 出口温度为 80， 得到高可溶性大米蛋白成品 53.7g。 0059 实施例 2 0060 本实施例方法步骤如下 ： 0061 （1） 分散和碱处理 ： 将 1000g 原料大米蛋白分散于 20L 水中， 搅拌混匀， 用 NaOH 溶 液将所得大米蛋白分散液 pH 值调节至 11.5 ； 说。

18、 明 书 CN 103859141 A 5 4/5 页 6 0062 （2） 冷冻 ： 将步骤 （1） 所得料液于 -15进行冷冻处理， 直至料液完全冻结 ； 0063 （3） 粉碎 ： 将步骤 （2） 所得固体冷冻料液用粉碎机粉碎， 直至固体完全变成液体 ； 0064 （4） 酸中和 ： 用 HCl 溶液将步骤 （3） 所得料液 pH 值调节至 7.0 ； 0065 （5） 离心 ： 将步骤 （4） 所得料液于 1000g 离心 15min， 收集上清液 ； 0066 （6） 重复 ： 将步骤 （5） 所得沉淀物按步骤 （1） （5） 重复处理 2 次 ； 0067 （7） 干燥 ： 将步骤。

19、 （5） 和步骤 （6） 所得上清液合并后进行喷雾干燥， 喷雾干燥过 程中控制喷雾干燥器的进口温度为 125， 出口温度为 90， 得到高可溶性大米蛋白成品 140.6g。 0068 实施例 3 0069 本实施例方法步骤如下 ： 0070 （1） 分散和碱处理 ： 将 1000g 原料大米蛋白分散于 20L 水中， 搅拌混匀， 用 NaOH 溶 液将所得大米蛋白分散液 pH 值调节至 11.5 ； 0071 （2） 冷冻 ： 将步骤 （1） 所得料液于 -15进行冷冻处理， 直至料液完全冻结 ； 0072 （3） 粉碎 ： 将步骤 （2） 所得固体冷冻料液用粉碎机粉碎， 直至固体完全变成液体。

20、 ； 0073 （4） 酸中和 ： 用 HCl 溶液将步骤 （3） 所得料液 pH 值调节至 7.0 ； 0074 （5） 离心 ： 将步骤 （4） 所得料液于 1000g 离心 15min， 收集上清液 ； 0075 （6） 重复 ： 将步骤 （5） 所得沉淀物按步骤 （1） （5） 重复处理 2 次 ； 0076 （7） 干燥 ： 将步骤 （5） 和步骤 （6） 所得上清液合并后进行喷雾干燥， 喷雾干燥过 程中控制喷雾干燥器的进口温度为 125， 出口温度为 90， 得到高可溶性大米蛋白成品 140.6g。 0077 实施例 3 0078 本实施例方法步骤如下 ： 0079 （1） 分散和。

21、碱处理 ： 将 1000g 原料大米蛋白分散于 25L 水中， 搅拌混匀， 用 NaOH 溶 液将所得大米蛋白分散液 pH 值调节至 12.5 ； 0080 （2） 冷冻 ： 将步骤 （1） 所得料液于 -20进行冷冻处理， 直至料液完全冻结 ； 0081 （3） 粉碎 ： 将步骤 （2） 所得固体冷冻料液用粉碎机粉碎， 直至固体完全变成液体 ； 0082 （4） 酸中和 ： 用 HCl 溶液将步骤 （3） 所得料液 pH 值调节至 7.0 ； 0083 （5） 离心 ： 将步骤 （4） 所得料液于 1000g 离心 20min， 收集上清液 ； 0084 （6） 重复 ： 将步骤 （5） 所。

22、得沉淀物按步骤 （1） （5） 重复处理 2 次 ； 0085 （7） 干燥 ： 将步骤 （5） 和步骤 （6） 所得上清液合并后进行喷雾干燥， 喷雾干燥过 程中控制喷雾干燥器的进口温度为 140， 出口温度为 100， 得到高可溶性大米蛋白成品 504.3g。 0086 大米蛋白成品性能测定 0087 按上述方法对实施例 1 实施例 3 所制大米蛋白成品的溶解性、 乳化性和乳化性 进行测定和分析， 结果如表 1 所示。 0088 表 1 高可溶性大米蛋白性能测定结果 0089 说 明 书 CN 103859141 A 6 5/5 页 7 0090 由表 1 测试数据分析可得， 按实施例 1 。

23、实施例 3 所述物理改性法制备得到的大 米蛋白产品具有高可溶性， 蛋白溶解性 98， 乳化性 0.50， 起泡性 17.39， 与原料大 米蛋白相比， 大米蛋白溶解度、 乳化性和起泡性最高分别可提高 79 倍、 132% 和 112%， 特别 的， 按实施例 3 所述方法制备的大米蛋白产品其蛋白回收率达 50.43%， 为最优实施例。 0091 以上实施例和应用实施例所涉及原料和试剂均为市售产品， 所使用工业设备均为 本领域常规设备。 0092 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 本发明不限于以上实施例。 可以理解， 本领 域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化， 均应认为包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103859141 A 7 1/1 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103859141 A 8 。