基本信息
- 项目名称：
- 米糠蛋白提取中的关键影响因素及其优化
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本实验研究了从米糠粕中提取蛋白质的最佳工艺条件，为合理利用和开发这一资源提供理论参考。
- 详细介绍：
- 我国是稻谷生产大国，年产量在1.8亿吨以上。稻米加工副产物—米糠占稻谷的6%-8%，年产量也在1,000万吨以上。米糠中脂肪含量为14%-24%，以不饱和脂肪酸为主，蛋白质含量为14%-20%，是一种优质的油料资源与蛋白资源。尽管我国米糠资源丰富，但由于整体米糠深加工水平不高，绝大多数米糠被用作低附加值的饲料，有的甚至作为废料，资源浪费严重，因此亟需开展米糠的深加工技术研究。米糠在提取米糠油后，副产品脱脂米糠（或称米糠粕）含有约20%的蛋白质，可用来进一步开发米糠蛋白。米糠中的蛋白质主要是清蛋白和球蛋白，这两种可溶性蛋白质约占70%。米糠蛋白的必需氨基酸完全，生物效价达2.0-2.5，消化率达90%，是一种营养价值很高的植物蛋白。尤其是米糠蛋白还具有低过敏性特点，可作为低过敏性蛋白原料用在婴幼儿食品中。米糠蛋白尽管具有这些优点，但在天然状态下，它与米糠中的植酸、半纤维素等结合在一起，妨碍了它的消化吸收。因此为了提高米糠蛋白的利用价值，宜将其从天然体系中提取出来。 目前，米糠蛋白提取常用的方法有碱提法、酶法和物理法，一般认为碱提法具有提取率高、成本低、适合工业化生产等优点[4]。然而碱法存在的最主要问题是蛋白提取率与产品色泽的问题，影响因素主要包括提取温度、pH、液料比以及蛋白提取辅助剂用量等，这些因素对上述两个指标的影响或协同或拮抗。本实验采取碱提法提取米糠粕蛋白，并采用中心组合实验结合响应面分析法优化了米糠蛋白的提取工艺参数，为深入了解各因素的影响程度，并开发出理想的蛋白产品提供科学依据。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 分析影响低温米糠蛋白提取率、色度的四大因素的单因素条件，在此较优条件下采用响应面分析法，对四个条件进行优化，建立影响因素与响应值之间的函数关系。根据回归方程，得出最优条件。
科学性、先进性及独特之处
- 现虽有很多关于低温米糠蛋白提取工艺的研究，大量文献报道其提取工艺，但大多数都是通过单因数或正交试验进行研究，而本文则在单因素试验的基础上，采用响应面分析优化低温米糠粕蛋白提取工艺条件。
应用价值和现实意义
- 米糠粕是用膨化浸出法生产米糠油的副产品，蛋白质含量达14%-20%，是一种低过敏性、高生物效价的优质植物蛋白资源。现有的一些米糠蛋白提取工艺均存在蛋白提取率低、产品颜色深等问题。本研究针对性地选取关键影响因素进行优化，能更好地提取米糠蛋白，且有效改善蛋白色泽，对米糠粕资源的合理利用具有较好的现实意义。
学术论文摘要
- 米糠蛋白制备过程中容易存在提取率低、产品颜色深等问题，对引起这些问题的主要因素，包括提取温度、pH、液料比以及辅助剂用量等展开分析。在单因素实验的基础上，采用中心组合实验设计与响应面分析方法对这些因素进行优化，建立了响应值（包括蛋白提取率与提取液色泽）与各影响因素之间的回归方程，得出最优提取条件为：提取温度40.8℃，液料比12，pH值10.5，辅助剂用量0.5%，此条件下米糠蛋白理论提取率为60.4%，提取液色泽理论值（L值）为56.7；验证实验结果表明蛋白提取率为59.5%，提取液色泽L值为58.1，证明优化结果是可靠的。
获奖情况
- 尚未发表
鉴定结果
- 无
参考文献
- （1）中图分类号:TS201. 2 + 1 ,TS210. 4 文献标识码:A 文章编号:1003 - 6202 (2003) 08 - 0037 - 02 《大米蛋白质提取技术研究》 （2）中图分类号：TS210．9 文献标识码：A 文章编号：l008—9578(2009)l0—0011—02 《米糠蛋白提取方法研究进展》 （3）中图分类号：TS229；TQ936 文献标志码：A 文章编号：1003—7969(2009)01—0026—04 《响应面法优化脱脂米糠蛋白提取工艺》 （4） Food Chemistry 106 (2008) 345–351 《Optimization of Viscozyme L-assisted extraction of oat bran protein using response surface methodology》
同类课题研究水平概述
- 米糠是碾米加工时主要副产物，从植物形态学讲，其是糊粉层、珠心层、种皮、果皮层及它们之间亚层混合体，这就是严格意义上米糠；而加工时产生米糠内还常混有碎米和大米胚芽。我国是以稻谷为主粮食大国，年产1．8亿吨以上，米糠占稻谷6％～8％，年产1，000万吨左右，资源十分丰富。尽管我国米糠资源量居世界之首，但米糠深度开发利用和高科技产品研发仍处低水平，绝大部分米糠被作为饲料处理，产品附加值没得到充分提高。米糠含蛋白12％~17％，远高于大米的蛋白含量(约7％)；所以，从米糠提取米糠蛋白是利用米糠资源非常有效途径之一。 米糠蛋白可分为四类：清蛋白(37％)、球蛋白(36％)、谷蛋白(22％)、醇溶蛋白(5％)，其可溶性蛋白约占70％，与大豆蛋白接近。有研究表明，米糠蛋白必需氨基酸组成接近于人体需要量模式，且赖氨酸和蛋氨酸含量高于大米及其它谷物含量，可补偿谷物蛋白某些氨基酸不足缺陷，使其成为可与动物蛋白媲美优质蛋白质。米糠蛋白另一个突出特点是低过敏性，是已知谷物蛋白中过敏性最低蛋白质；米糠蛋白可作为低过敏性蛋白原料用于婴幼儿食品。 尽管米糠蛋白营养和保健功能已得到公认，但目前各国尚无工业化产品，主要原因是其提取难度所造成的。目前，米糠蛋白提取常用的方法有碱提法、酶法和物理法，一般认为碱提法具有提取率高、成本低、适合工业化生产等优点。然而碱法存在的最主要问题是蛋白提取率与产品色泽的问题，影响因素主要包括提取温度、pH、液料比以及蛋白提取辅助剂用量等，这些因素对上述两个指标的影响或协同或拮抗。本实验采取碱提法提取米糠粕蛋白，并采用中心组合实验结合响应面分析法优化了米糠蛋白的提取工艺参数，为深入了解各因素的影响程度，并开发出理想的蛋白产品提供科学依据。
