[发明专利]一种联产高纯度大米淀粉和大米蛋白的方法

说明书

技术领域

本发明属于大米深加工技术、淀粉和植物蛋白的加工技术领域，具体涉及一种联产高纯度大米淀粉和大米蛋白的方法。

背景技术

中国是大米生产大国，2012年中国大米的年产量达1.077亿吨，相对于先进发达国家，中国的大米的深加工相对较晚，产品较为单一。在大米的深加工的产品中淀粉和蛋白质是大米的两种最主要成分，从大米中提取分离大米淀粉和大米蛋白有利于大米深加工和综合利用。

大米淀粉是一种重要的谷物淀粉，在所有已知谷物当中，大米淀粉的颗粒粒径最小，单位表面积最大，可以吸附更多的风味物质且具有滑润细腻的口感，大米淀粉色泽白，本身不含有风味，具有易消化性及完全的无过敏性，除可作为糖果或药片的包衣、食品添加剂、各种淀粉糖的生产原料外，还在婴儿食品、特种食品及药品中得到广泛的应用并可用作食用性标签。

在谷物蛋白质中，大米蛋白的价值主要体现在它的低过敏性、无色素干扰、具有柔和的味道及高营养价值。大米蛋白的氨基酸组成平衡合理，且氨基酸含量高，被公认为优质的食品蛋白，其生物价(BV)和蛋白价(PV)均在谷物蛋白质中最高，营养价值可与鸡蛋、牛乳、牛肉相媲美。此外，大米蛋白是抵抗原性蛋白，不会产生过敏反应，非常适于制作婴幼儿食品。近年来的研究还发现大米蛋白具有能够降低血清胆固醇的含量等一些保健功能。

正是由于大米淀粉和大米蛋白在工业应用中具有诸多优势，国际市场对高纯度大米淀粉（蛋白质干基质量分数低于0.5％）和高纯度大米蛋白（蛋白干基含量高于90％）的需求越来越大。然而无论是大米淀粉还是大米蛋白，在以其为配料的产品中，持水性、吸油性和起泡性等功能特性往往比氨基酸组成等营养价值更重要，功能特性的表现常受其纯度影响。由于大米中的淀粉和蛋白质结合紧密，不易分离，大米淀粉和大米蛋白的分离提取方法选择就直接影响到产品的功能特性。目前，大米淀粉和大米蛋白的分离提取方法主要是碱法或酶法。酶法一种是通过蛋白酶将大米蛋白水解，最终得到肽和淀粉，因此可能使大米蛋白丧失了大分子的功能特性，失去了原本的蛋白低过敏性优势；另一种淀粉酶法得到的低聚糖和蛋白质，侧重于淀粉糖的利用，在加工过程中使用了较高的温度，大米蛋白变性比较严重，且蛋白纯度很难进一步提高。酶法反应条件温和、安全性高、营养基本不遭破坏，但不能同时制得大米淀粉和大米蛋白，而且存在着所得产品纯度不高、成本高等缺点。大米中的淀粉是仅仅包含在蛋白质的网络结构中的，二者之间的结合力非常紧密，普通的水是无法破坏这种结合力的。但大米蛋白中含量80％以上的谷蛋白却能够在碱液中伸展溶解而与淀粉分离，沉降分离后上层液即为溶解有碱溶性蛋白（谷蛋白）的浸泡液，下层沉淀主要成分为淀粉。因此碱法能有效分离出大米淀粉和大米蛋白，且大米淀粉和大米蛋白的纯度较酶法的要高。

申请号为CN03134973.0文献公开了一种从大米中提取大米蛋白的方法，工艺包括大米的清洗与浸泡、除砂、磨浆、浓缩、干燥大米蛋白，它还包括对磨浆后的米浆进行细磨和采用碟片式分离机多级分离以及对蛋白浆液的酶处理（包括淀粉酶、纤维素酶和脂肪酶）；申请号CN03134972.2文献公开了一种减法提取大米蛋白的方法，其步骤包括大米的清洗、碱液浸泡、磨浆、搅拌提取、分离、酸沉、分离、干燥，此法与本发明部分相似。这两种方法均适用于工业化生产，但CN03134972.2文献并没有考虑利用分离后的淀粉浆液提取分离淀粉，对原料的开发利用方案不完善，也没有充分利用原料。

申请号为CN200410039303.0文献公开了一种以大米为原料提取大米蛋白和大米淀粉的工艺方法，具体包括浸泡、磨浆、浸提、分离、酸沉、洗涤、均质和干燥步骤。该方法与本发明方法部分相似，但原料需浸泡4h-40h，浸提2h-20h，浸泡和浸提的时间过长，且产品蛋白质纯度≥70％，淀粉中的蛋白含量＜1.0％，大米淀粉和大米蛋白的纯度较低。

文献《高纯度大米蛋白和淀粉的分离提取》（食品与机械，2004，20（6）：18-21）报道了采用碱法将大米蛋白和淀粉分离，其最适提取条件是用NaOH溶液浓度0.05mol/L、提取2h。此条件下分离体系不受破坏，且大米蛋白的蛋白含量可达94.03％（干基），蛋白得率63.37％；大米淀粉中蛋白含量为0.39％（干基），淀粉得率47.87％。虽然该文献报道的产品纯度较高，但产品得率偏低（63.37％）。