Каковы методы экстракции порошка коричневого рисовой белки?

Рис (рис) is an important food crop. About half of the world'. Основным продуктом питания населения является рис. Основные регионы производства и потребления риса в мире находятся в азии, на которую приходится 91% всего мира#39; общее потребление s. Китай и Китай#39; производство риса s составляет 37% от общего объема производства, занимая первое место в мире [1]. Глубокая переработка и комплексное использование риса в настоящее время являются горячей точкой исследований. Побочные продукты переработки-сломанный рис, рисовые остатки, рисовые отрубцы и т.д. - содержат много ингредиентов, имеющих большое значение для развития. Рисовые остатки являются побочным продуктом ферментационной промышленности#39; производство глутамата моноодия, молочной кислоты, лимонной кислоты и т.д., а также производство крахмального сахара. Он содержит необходимые организмам аминокислоты и имеет большое значение для рециркуляции [2]. Благодаря гипоаллергенным свойствам и высокой питательной ценности рисового белка, рынок продовольствия имеет относительно светлое будущее.

В настоящее время проводится много исследований по белоку коричневого риса, и его применение становится все более распространенным. Например, он используется для производства порошка коричневого риса, гидролизированного коричневого риса, модифицированного рисового белка, пептидов с высокой добавленной стоимостью, биоактивных пептидов и резистентных белков [3]. Он также может быть использован в качестве добавки в смешанных напитков, пудингов, мороженого, детского питания и т.д. Белок коричневого риса не только обладает уникальными питательными функциями, но и способствует укреплению здоровья, например, снижению уровня холестерина в сыворотке [4]. Хотя количество и спрос на белок коричневого риса растет, его применение в пищевой промышленности весьма ограничено, главным образом из-за его несовершенного метода экстракции, низкой растворимости в воде и функциональных свойств.

Белок коричневого рисаДобывается для получения высокочистого коричневого рисового белка, который, как правило, подразделяется на коричневый рисовый белковый концентрат (RPC, содержание белка 50%-89%) и коричневый рисовый белковый изолят (RPI, содержание белка 90% или более) [5]. Рисовая мука, рисовые остатки, рисовые отрубцы и другие сырьевые материалы могут использоваться для приготовления коричневого рисового белка. Исследователи предложили различные методы подготовки к разработке и использованию рисового белка.

1. Метод экстракции растворителей

Белки существуют в виде протеиновых тел и плотно окружены крахмальными гранулами. Более 80% белков в эндоперми плохо растворимы глютеном, поэтому относительно трудно извлечь коричневый рисовой белок. В настоящее время растворителями, обычно используемыми для получения коричневого рисового белка, являются: (1) поверхностно-активные вещества: икб, цетилтриметиламмония бромистый; (2) жирные кислоты соли; (3) слабые кислоты: уксусная кислота, молочная кислота; (4) разрушители водородных связей: мочевина, гуанидин гидрохлорид; (5) щелочные: 0,1 н нао, 0,1 н ко; (6) редукторы: меркаптоэтанол и т.д. Когда рисовый белок добывается для пищевых целей, наиболее широко используется 0,1 N NaOH.

Ван чжаньцунь [6] и другие сравнили методы извлечения рисового белка из отрубника с использованием нещелочных растворителей и щелочных методов, соответственно. Было установлено, что содержание белка в продукте, добытом с помощью нещелочного растворителя, эквивалентно содержанию белка, добытого с помощью щелочного метода, однако коэффициент рекуперации белка был значительно выше, достигнув 95,2%, в то время как самый высокий коэффициент рекуперации щелочного метода составлял лишь 40%. Очевидно, что извлечение рисового белка с использованием этого нещелочного растворителя имеет определенные преимущества, однако удаление экстракционного растворителя сопряжено с трудностями, а также с проблемами безопасности при применении продуктов, особенно в пищевой промышленности. Кроме того, затраты на производство значительно возрастут в результате использования экстракционного растворителя. Основным недостатком щелочного метода является то, что при добыче при высоких концентрациях щелочи он может привести к резкой денатурации белка, а также к увеличению реакции майяра, который производит коричневые вещества. Это в сочетании с растворением небелковых веществ при высоких концентрациях щелочи может повлиять на качество конечного белкового продукта. В то же время щелочная среда может вызывать конденсационные реакции между определенными аминокислотами, такими, как лизин и аланин или цистин, что приводит к образованию токсичных веществ. Питательная ценность лизина значительно снижается, а готовый продукт имеет тёмный цвет, горький вкус и не очень приятный вкус.

2. Метод извлечения протеазы

Протеазы, обычно используемые для получения коричневого рисового белка, включают кислотные протеазы, щелочные протеазы, нейтральные протеазы, сложные ферменты и пепсин. В настоящее время проводится много исследований по ферзиматическому гидролизу белков. Основной процесс заключается в следующем: сырье → soaking → pulping → enzymolysis → enzyme inactivation → centrifu→ → hydrolysate сушка белок порошок. Ge Na [7] и другие добывали рисовый белок с использованием кислотного протеазы и нейтрального протеазы, соответственно, с коэффициентами извлечения 84% и 43%, соответственно; Ван шенглин [8] добывал рисовый белок с использованием кислотного протеазы с коэффициентом извлечения от 75% до 80%; Ван венгао [9] использовал щелочный протеаз и ароматический состав фермента для получения коричневого рисового белка с коэффициентом извлечения 81,6% и чистотой продукта 85%; Хуан тайхуа [10] использовал пепсин для извлечения коричневого рисового белка из остатков риса с коэффициентом извлечения 72,4%. На самом деле процесс извлечения коричневого рисового белка с использованием протеазы не является зрелым. Хотя использование протеазы может улучшить белковые свойства, низкая урожайность и высокая цена протеазы ограничивают развитие процесса извлечения коричневого рисового белка с использованием протеазы.

Which protease is more suitable for preparing rice protein- да. - да. Поскольку различные исследователи используют ферменты от различных производителей, фермент активность, состав, используемые сырьевые материалы, экстракционные процессы не являются одними и теми же, и многие другие факторы, выводы различаются.

Например, ван венгао [11] и другие изучали типы ферментов (новозиме&)#39;s Flavourzy 500MG композитный вкус протеиназы из дании, с 500 единиц активности LAPU/g; Нейтрализация 0,5 л нейтрального белка, с 0,5 ас/г единиц активности; И Alcalse 2.4 л, 2,4 AU/g, соотношение жидкости и твердого вещества, дисульфидный выключатель и степень гидролиза. Был проведен четырехфакторный трехуровневый ортогональный эксперимент с использованием риса в качестве сырья для приготовления рисового белка. Результаты показали, что тип фермента оказывает наибольшее влияние на уровень извлечения белка, а щелочный протеаз имеет самый высокий уровень извлечения. Гэ на [7] и другие сравнивали кислотный протеаз, получаемый ферзимной фабрикой в уси (50 000 U/g активностью), нейтральный протеаз (0,5 AU/g активностью), щелочный протеаз (2,4 AU/g активностью) и сложный протеаз (1,5 AU/g активностью), и обнаружили, что коэффициент экстракции коричневого риса кислотным протеазом является самым высоким. Уровень экстракции может достигать 91,25%, за которым следуют щелочные протеазы, а эффект экстракции ароматических протеаз и нейтральных протеаз является наихудшим.

3. Метод физического разъединения

Kang Yanling et al. [12] introduced a method for extracting brown rice protein by crushing the structure and dissolving the protein through colloid milling and homogenization. After brown rice is micronized and homogenized, the protein dissolution concentration is 75% higher than that extracted from a simple aqueous solution. Treating the raw material with physical methods can increase the protein dissolution concentration by 18.7%. Pulping and homogenization can also cause the molecular weights of the dissolved components to vary greatly. Therefore, it is feasible to use physical methods to increase the protein extraction rate.

В 2005 году мировое сельское хозяйство сообщило, что после четырех лет исследований американские ученые изобрели новый метод с более высоким соотношением цены и производительности. То есть высокое давление, создаваемое специальным гомогенизатором, используется для физического разделения крахмала и белков в коричневом рисе на куски, и коричневый рис должен пройти через это устройство только Один раз, чтобы произвести водяные частицы однородных крахмала и белка микромолекул, которые затем отделяются от крахмала и белка обычным процессом разделения на основе плотности. Этот новый процесс сохраняет изначальное качество добытого рисового белка и крахмаля, а получаемые белки и крахмаль отличаются большей цельностью и функциональностью, чем традиционные методы обработки. Американские ученые полагают, что этот новый метод способен революционизировать производство рисового крахмаля и белка, и они также исследует использование того же самого процесса для извлечения белка, масла и крахмаля из рисовых отрубей.

4 метод амилазы

Извлечение коричневого рисового белка с использованием амилазы на самом деле предполагает удаление как можно большего количества небелковых компонентов риса, а оставшимся веществом является рисовый белок. При экстракции коричневого рисового белка коричневый рис является грунтом и смешивается с водой, образуя навозную жижу, добавляется амилаза и смесь выдерживается в тепле в течение определенного периода времени. Затем супернатант отделяется от твердого вещества, чтобы получить решение, которое добавляется в сакхаризирующий фермент для производства соломы.

The precipitate is high-protein powder, with a protein content of about 50% to 60%. The protein powder obtained using this process contains some starch and sugars that have not been enzymatically hydrolyzed, which means that it does not meet the requirements for concentrated protein and limits its scope of application. In order to increase the protein content, some researchers have added other separation steps while ensuring that the starch in the brown rice is liquefied to the greatest extent. Liu Bin [13] and others used rice residue as a raw material, washed it at high temperature, and then added amylase again to prepare concentrated protein, with a protein purity of over 85%. Frederick·F·S [14] and others carried out alcohol washing on the precipitate separated from the solid-liquid mixture after liquefaction, increasing the protein content to 70%–80%.

5. Метод экстракции соединений

Существует много проблем, связанных с простым использованием щелочного раствора или экстракции протеазы, таких как низкая скорость экстракции, недостаточная чистота и потенциальные риски безопасности пищевых продуктов. Исследователи начали изучать методы извлечения соединений для оптимизации процесса извлечения. Ван ялин [15] и другие использовали двухступенчатый метод щелочного фермента для получения рисового белка из рисового отрубника поэтапно, с хорошими результатами. Этот метод сначала использует щелочный раствор, чтобы извлечь часть белка, а затем использует щелочный протеаз, чтобы немного гидролизовать остатки для улучшения растворимости белка и провести вторичную экстракцию белка, достигнув уровня извлечения белка 78,8%.

Лю чжи [16] и другие также использовали рисовые остатки в качестве сырья и аналогичным образом использовали двухэтапный метод щелочи и протеазы для получения коричневого рисового белка с чистотой и урожайностью 70,2% и 57,1%, соответственно. Чэнь чжи ван [17] и другие использовали двухэтапный метод щелочи и протеазы для извлечения коричневого рисового белка из сломанного риса. The process is as follows: broken rice → crushing → dilute alkali extraction → centrifugation → protein solution → amylase hydrolysis → enzyme inactivation → centrifugation → precipitation → freeze-drying → brown rice protein. Уровень извлечения белка коричневого риса составил 73,22%, а его чистота - 88,75%; Чэнь цзянь-ван [18] и другие использовали коричневый рисовый белковый концентрат, используя двухступенчатый циклонный сепарации для удаления примесей, что может снизить содержание золы до 1,52%. Комбинированный гидролиз с целлюлазой и липазой может снизить содержание жира в белке до 2,72%. После очистки содержание белка в концентрате коричневого риса достигает 70%, а выход 73,96%.

6. Выводы

По мере того, как люди все больше осознают питательную ценность и гипоаллергенные свойства коричневого рисового белка, а также по мере того, как международный рынок уделяет больше внимания рисовому белку, он, несомненно, будет привлекать многих исследователей для проведения исследований и разработок. В последние годы исследователи пришли к выводу о Том, что метод экстракции растворителей без щелочи сопряжен с такими проблемами, как высокие производственные издержки и риски для безопасности пищевых продуктов; Щелочный метод потребляет большое количество щелочи и имеет проблемы с охраной окружающей среды; Метод протеазе также имеет проблемы низкой степени извлечения и высокой стоимости; И методы физического разделения не имеют зрелых технических возможностей в китае в настоящее время. Поэтому в будущей научно-исследовательской работе метод добычи должен определяться целенаправленно в зависимости от сырья, и для дополнения друг друга следует использовать оптимизированное сочетание различных методов добычи#39;s преимущества.

Справочные материалы:

[1] яо хуйюань. Тенденции развития мировой глубокой переработки риса и China' потенциальные преимущества. Избранные доклады второй ежегодной академической конференции китайской ассоциации зерновых и масел [р]. Вьюси: китайская ассоциация производителей зерновых и масел, 2002 год: 12-16.

[2] кейси ченг и др. Оценка производства и питания рисовой муки с высоким содержанием белка [J]. J of Food Sci. 1996, 51: 464-467.

[3] ван чжанцунь, яо хуйюань. Исследование ферзиматического гидролиза и свойств рисового белка [J]. China Cereals and Oils Journal, 2003, 18(5): 5-7.

[4] т морита. Изотопы рисового белка, получаемые двумя различными методами, обеспечивают более низкую концентрацию холестерина сенлм у крыс com- по сравнению с casein [J]. - привет. - привет. Продовольственная агри, 1996, 71,(4): 415-424.

[5] чэнь чжи ван, яо хуэй юань. Разработка и использование рисового белка [J]. Наука и техника о продовольствии, 2002, (6): 87 — 89.

[6] ван чжан цунь, яо хуэй юань. Исследования по технологии извлечения рисового белка [J]. Зернокомбикормовая промышленность, 2003, (): 37-38.

[7] Ge Na, Yi Cuiping, Yao Huiyuan. Исследование по экстракции гидролизированного белка риса кислотным протеазом [J]. Продукты питания и оборудование, 2006, 22(1): 53 — 55.

[8] ван шенглин. Экстракция и прикладные исследования рисового белка [D]. Wuxi: Wuxi Institute of Light Industry Library, 1988.

[9] ван венгао. Исследование по вопросу о преобразовании раннего риса индика и сломанного риса в гипоаллергенный рисовый белок и медленно высвобождающийся крахмал [D]. Вуси: библиотека университета цзяньнань, 2003.

[10] хуан хуихуа. Исследования по извлечению белка из рисовых отложений с использованием пепсина [J]. Наука и техника, 1996, (3): 60 — 61.

[11] ван венгао, чэнь чжэньсин, яо хуйюань. Исследование по вопросу об экстракции рисового белка различными протеазами [J]. Зернокомбикормовая промышленность, 2002, (2): 41-42

[12] кан яньлинь, ван чжанцунь. Состояние исследований белка из рисовой отрубки [J]. Зерно и масло, 2006, (3): 22-24.

[13] лю бин, хуан вэнь. Технологические исследования по ферзиматическому гидролизу белка рисовой отрубки [J]. Зернокомбикормовая промышленность, 2005, (8): 6-8.

[14] Фредерик ф. ших и ким в. дайгл. , изоляты предварительного белка, JAOCS,77:885-889(2000).

[15] ван ялин, тао синву, чжун фансюй и др. Исследование процесса извлечения белка из рубленого мяса с помощью щелочного фермента двухэтапным методом. [J]. Китайская нефть и жир, 2002,(3):53-54.

[16] лю чжи, яо хуйюань, чэнь чженцин. Подготовка рисового белкового концентрата с использованием в качестве сырья рисовых отрубей [J]. Пищевая промышленность, 2004, 25(3): 11-13.

[17] чэнь чжи ван, яо хуэй юань. Разработка и использование рисового белка [J]. Наука и техника о продовольствии, 2002, (6): 87 — 89.

[18] чэнь цзы-ван, сунь цинь-цзе, ся вэнь-шуй и др. Исследования по подготовке рисового белка методом двухступенчатого щелочного фермента [J]. Сделки китайского общества сельскохозяйственного машиностроения, 2006, (5): 169-172.