酶法提取米糠蛋白及其褐变抑制

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1、1前言1．1立题背景在全球100多个稻米生产国中，我国堪称“稻米王国”，水稻(OryzasativaL)年产量约占亚洲总产量的38％，占世界总产量37％，居世界首位。在国内，稻米产量居三大粮食品种(稻米、小麦、玉米)产量的首位，其种植面积占粮食种植面积的28％，全国约有60％的人口以大米为主食。据有关报道，2006年我国粮食总产量为4．975亿吨，其中稻谷产量为1．81亿吨，占粮食总产量的36．38％(刘兴信，2007)。但是，我国稻米加工目前仅处于一种满足口粮大米需求的初加工状态，有效利用率只能达到60％"-65％

2、，副产品深加工利用极少，资源综合利用水平较低，致使我国稻谷加工前后的价值增值比例几乎持平，约为1：1．04(刘正敏，2007)。由此可见，稻米副产物的高效利用有着极大的发展空间，这是提高我国稻米加工企业效益的关键。根据“中国农产品发展战略——稻米发展战略”，我国稻米加工业的改革与发展也正朝着充分利用稻谷资源，积极发展精深加工的方向推进(刘笑然，2007)。作为稻谷加工中最重要的一类副产品，米糠不仅有高含量的蛋白质和脂肪，而且还含有抗微生物、抗癌和其他能够促进健康的活性物质，是具有广泛开发潜力的高附加值资源。近年来，美

3、国、日本等经济发达国家的粮油加工企业，利用高新技术对米糠深度加工和综合利用已经实现了产业化。对米糠进行再加工提炼，制成新的产品，实现物尽其用。产品包括米糠油、米糠健康食品、生物降解材料以及日化、医药等，附加值得到了数十倍的剧增。相比之下，虽然我国对米糠资源开发利用也取得了一定的成绩(有15％左右米糠用于提取米糠油)，但是，对于米糠资源的加工利用率与国外相比差距依然很大。在我国，大部分的米糠仍用作动物饲料使用，资源浪费十分严重。蛋白质包括植物蛋白和动物蛋白，它是保证人类生命活动最基本的物质之一。统计数据显示，作为蛋白质

4、资源的食品中，有70％以上是来自植物性蛋白。随着经济发展，人们生活水平得到提高，动物性食物的摄入量过多，导致心血管疾病、癌症、糖尿病等文明病的发病率上升，使人们对动物蛋白产生恐惧心理，转而寻求较安全的植物性蛋白。因此，从世界饮食潮流看，植物性来源的蛋白质在膳食补充和食品加工中的地位也越来越重要。像我国这样人口众多，耕地面积较少的发展中国家，更加有必要尽快找到一条合适的途径将这些植物性蛋白充分开发为优质的食用蛋白质，应用到食品工业中来满足人们的正常需要。米糠蛋白是世界公认的优质植物性蛋白。多年来的研究表明，米糠中的蛋白

5、质是一种低过敏性蛋白；其氨基酸组成接近FAOAVHO的推荐模式，是一种极具开发潜力的新型植物蛋白。据粗略推算，我国每年可得到米糠1000多万吨，是一种量大面广的可再生资源，如果能将其中的蛋白质全部提取出来，每年可得到100万吨左右的优质植物蛋白。因此，从米糠中寻求新的蛋白质资源，对于缓解我国人口逐渐增多，蛋白资源日益紧缺的现状具有重要的东北农业大学工学硕士学位论文现实意义。米糠提取米糠油之后，副产品脱脂米糠(或称米糠粕)中约含有20％左右的蛋白质，可用来进一步开发米糠蛋白。但是目前，在我国还未有关于从脱脂米糠中大规模

6、提取米糠蛋白的报道。一方面，这与我国米糠资源开发的水平较低有关；另一方面，也是因为米糠蛋白较其他植物蛋白的更加难以提取。资料显示，早在1966年国外就有关于碱法提取米糠蛋白的报道，此方法不但提取率不高且伴随着诸如：蛋白质变性和水解、产品褐变严重等问题；而酶法提取米糠蛋白，因其条件温和，蛋白提取率高，对米糠蛋白营养价值破坏作用小，具有可行性。目前，我国关于酶法提取米糠蛋白的研究和报道很多，但是仍然处于实验室阶段。除了提取成本、提取条件等制约因素外，相信蛋白成品因褐变严重而不适合在食品中添加应用，也是米糠蛋白没有实现大规

7、模的工业化生产的主要因素。本研究采用酶法提取米糠蛋白，通过优化复合酶法提取米糠蛋白的条件，在增加米糠蛋白提取率的同时，还对导致米糠蛋白提取过程中褐变的因素进行研究，为生产高品质的米糠蛋白提供理论依据。通过试验寻找有效的褐变抑制方法和途径，控制并减少酶法提取米糠蛋白过程中色素物质生成，提高米糠蛋白的利用价值，增加其在食品中的应用范围，增加米糠蛋白工业化生产的可行性。1．2米糠的开发利用联合国工业发展组织(I肘IDD)把米糠定义为一种未充分利用的宝贵资源(陈正行等，2002)。米糠约占稻谷重量的5．0％～5．5％，但是却

8、含有稻米“％的营养成分及90％以上的人体所需元素。米糠中约含蛋白质12％'-18％，脂肪16％'--20％，矿物质约12％，膳食纤维约14％，碳水化合物总量约50％左右；更重要的是它含有稻米中绝大部分的天然营养物质和近100种具有各种功能的生物活性因子，如维生素(包括VE、VBl、VB2、Ⅶ3、VB5、VB6、VBll等)、矿物质(P、Mg、K