Каковы методы экстракции порошка коричневого рисовой белки?

Рис является важной продовольственной культурой. Около половины мира и#39. 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.

Какой протеаз больше подходит для приготовления рисового белка? 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

Канг янлинг и др. [12] ввели метод извлечения коричневого рисового белка путем дробления структуры и растворения белка путем коллоидного фрезерования и гомогенизации. После того как коричневый рис питается микроэлементами и гомогенизируется, концентрация раствора белка на 75% выше, чем концентрация, извлекаемая из простого водного раствора. Обработка сырья физическими методами может увеличить концентрацию белка в растворе на 18,7%. Кроме того, целлюлоза и гомогенизация могут привести к значительному изменению молекулярного веса растворенных компонентов. Поэтому можно использовать физические методы для увеличения коэффициента извлечения белка.

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.

Осаждение представляет собой порошок с высоким содержанием белка, с содержанием белка от 50% до 60%. Белок порошок, получаемый с помощью этого процесса, содержит некоторые крахмал и сахар, которые не были ферзиматически гидролизированы, что означает, что он не отвечает требованиям к концентрированному белку и ограничивает сферу его применения. В целях увеличения содержания белка некоторые исследователи добавили другие этапы разделения, обеспечивая при этом, чтобы крахмаль в коричневом рисе был максимально сжижен. Лю бин [13] и другие использовали остатки риса в качестве сырья, мыли его при высокой температуре, а затем снова добавляли амилазу для приготовления концентрированного белка, чистота которого превышала 85%. Фредерик ·F·S [14] и другие провели промывку спиртных напитков на осадочном материале, отделенном от твердых жидких смесей после разжижения, увеличив содержание белка до 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.