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碎米是稻谷在脱壳、碾米等加工过程当中的主要副产品,与整米的营养成分相近。碎米主要含8%左右的蛋白质和75%左右的淀粉,因碎米中含有胚乳,蛋白质含量比整米含量更高。碎米蛋白可以被人体快速、充分地吸收,富含必需氨基酸,低过敏性,低胆固醇,抗氧化,具有很高的营养价值和保健功能。传统的酶法提取反应条件温和,但是由于碎米蛋白中二硫键很难打开,蛋白质不能成线状多肽链,酶不能充分作用于底物,加上很大部分的蛋白质分子与淀粉紧密结合在一起,使得酶法提取率较低,不适合于工业生产。将物理方法与生物酶法相结合可以大大提高蛋白提取率,具有很重要的现实意义。本文利用高压均质和超声波辅助酶法提取碎米蛋白,对碎米蛋白酶解液进行综合利用。具体研究内容如下: 1.在对碎米的性质,应用、碎米蛋白的提取研究、酶法提取碎米蛋白的研究进展展开综述的基础上,考虑到提取率过低是现阶段影响碎米蛋白粉投入生产的最主要因素,确定尽可能提高碎米蛋白提取率为酶法改性的目标。 2.对比碱性蛋白酶、中性蛋白酶与复合蛋白酶提取碎米蛋白的提取,以蛋白提取率为指标,选择碱性蛋白酶为提取用酶。提取方法选取水浴搅拌法,通过酶解过程中加酶量、料液比、酶解温度和时间四个单因素试验,得到较优酶解条件。再用SAS软件进行数据处理,建立碱性蛋白酶酶解碎米蛋白的数学模型,得到最优酶解条件为:pH8.7、温度54℃、加酶量1.15%、料液比1:11。酶解时间为4h。蛋白提取率实际为40.4%。 3.考虑到单纯运用生物酶法提取碎米蛋白提取率过低,研究结合高压均质及超声波辅助酶法提取技术对碎米蛋白提取率的影响。在高压均质压力,超声功率及超声时间3个单因素实验所确定的适宜提取范围内,用蛋白质的提取率为响应值,确定辅助提取的较佳反应条件为:均质压力55MPa、超声功率480W、超声时间38min。高压均质次数为3次。此条件下蛋白质提取率可达62.5%。验证试验表明,建立的蛋白提取率模型可以完全模拟高压均质及超声辅助碱性蛋白酶酶解碎米蛋白的过程。上清液喷雾干燥后蛋白质纯度为84.5%。下层沉淀37℃烘干为碎米淀粉,回收率为93.4%。 4.对所得蛋白粉及淀粉产品进行了相关性质研究。扫描电子显微镜观察碎米原料,碎米酶解蛋白和碎米淀粉的微观形态。经过高压均质和超声辅助酶解处理之后,碎米淀粉表面略有破坏,呈现不规则状态,碎米蛋白表面呈蜂窝状的结构,凝胶状的片层结构较多。 对碎米蛋白分析氨基酸组分,共有15种氨基酸,包括人体必需氨基酸(EAA)7种和非必需氨基酸(AA)8种。碎米酶解液具有较高的营养价值,可开发饮料等产品。 高效液相色谱分析法显示,一系列分子质量不等的肽分子组成了碎米蛋白,其中95%以上是分子质量位于1000 U以下的酶解物,并且二肽、三肽为主。 5.对碎米酶解液进行综合利用,经螯合、乳化稳定、高压均质等工艺生产红枣米乳饮料。选择蔗糖酯和单甘脂作为乳化剂,添加量为蔗糖酯0.06%,单甘酯0.08%。主要研究螯合剂三聚磷酸钠,CMC-Na和海藻酸钠复配添加量及高压均质压力对米乳饮料稳定性的影响。根据正交实验确定较佳反应条件为:海藻酸钠0.125%、三聚磷酸钠0.125%、CMC-Na0.075%、高压均质压力60MPa。口味配方为:红枣浓浆5%,麦芽糊精6%,木糖醇7.5%。此工艺下生产的红枣米乳饮料气味怡人,口感细腻,均匀稳定。