一种脱镉米糠蛋白及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种脱镉米糠蛋白及其制备方法，具体涉及一种超微粉碎、均质、超声酶解、酒石酸沉淀协同作用的脱镉米糠蛋白及其制备方法。
【背景技术】
[0002]米糠是糙米碾白后的主要副产物，我国米糠资源世界第一。米糠是稻谷籽粒的精华所在，是一种极具开发潜力的高附加值资源。米糠目前在食品工业中最重要的应用是制备米糖油，棒油后的脱脂米糖含有15?20%的蛋白质，可用来进一步开发米糖蛋白。米糖蛋白是一种低过敏性蛋白，其氨基酸组成合理，生物效价高，特别适合开发婴幼儿配方食品，是一种极具开发潜力的新型植物蛋白。
[0003]近年来，我国部分地区频现稻米镉超标现象。镉由水稻茎叶向籽粒运输的过程中，会选择性地与蛋白质以络合物的形式结合，因此，镉易富集在蛋白质含量较高的部位。通过分析稻谷各组织结构的镉含量得出，镉在以皮层、外胚乳层和糊粉层为主要成分的米糠中含量最高。因此，要开发食品级米糠蛋白，必须要在米糠蛋白制备过程中脱镉。
[0004]目前，米糠蛋白的提取方法主要有三种:碱法、酶法和物理法。
[0005]碱法是最常用的米糠蛋白提取方法。CN102150738A公开了一种米糠蛋白的制备方法，其技术方案是依据米糠蛋白碱溶酸沉原理，采用两次碱浸和两次分离工序制备米糠蛋白，其存在的缺陷是:碱浸时温度较高(60?80°C)，导致米糠蛋白风味、色泽和营养特性较差。
[0006]酶法是近年来兴起的米糠蛋白提取方法。CN101012471B公开了一种用复合酶提取米糠蛋白的方法，其技术方案是采用植酸酶、半纤维素酶、纤维素酶、米曲蛋白酶复合水解脱脂米糠制备米糠蛋白，该法反应条件温和，蛋白质提取得率较高，其存在的缺陷是:蛋白酶水解会破坏米糠蛋白的结构，影响米糠蛋白功能性质的发挥。
[0007]物理法制备米糠蛋白存在蛋白质回收率低的缺点，常与碱法或酶法辅助提取米糠蛋白。CN 103355470 B公开了一种米糠蛋白增溶的方法，其技术方案是采用反复冻融和高速剪切使得米糠颗粒粉碎，随后在加入淀粉酶、纤维素酶和植酸酶在交变电场中酶解，最后加入氣基酸型两性表面活性剂超声震荡制备米糖蛋白，该法可提尚米糖蛋白水溶性，其存在的缺陷是:工艺复杂，成本高。
[0008]目前，在谷物蛋白制备过程中除镉的研究主要围绕大米蛋白展开。
[0009]CN103283932A公开了一种脱镉大米蛋白及其制备方法和应用，其技术方案是将米渣经过有机酸溶液脱镉处理后，加工而成的镉含量低于0.lmg/kg的大米蛋白。其存在的缺陷是:酸溶液酸性太强，其PH值为2.5?3.5，导致大米蛋白变性程度高，影响大米蛋白功能性质。
[0010]CN103621852A公开了一种大米及其制品的除镉方法，是将大米或大米制品(包括米粉、大米淀粉、米线或大米蛋白粉)采用含柠檬酸、氯化钠和氯化钾的复配剂溶剂浸泡脱镉，实施例3中将500g大米蛋白粉加入2000g去离子水中，随后加入25g的复配反应剂(46%柠檬酸)，粗略计算加入复配反应剂后浸泡液的pH值小于2.0，因此酸性太强，会导致大米蛋白变性程度高，影响大米蛋白功能性质，另外，该法以大米蛋白为原料除镉，原料成本高。由于上述脱镉大米蛋白制备方法存在浸泡液酸性过强，导致大米蛋白变性的缺陷，所以不适用于提取的米糠蛋白的脱镉。
[0011]目前，关于米糠蛋白提取方法的文献较多，但是在提取米糠蛋白的同时除镉的报道较少。CN103549234B公开了一种消减谷物重金属的方法，以重金属污染大米、小麦和玉米等谷物及米糠、麸皮等谷物加工副产物为原料，通过除杂、清洗、浸泡、磨浆、沉降分离得上清液，经PH调控、沉降或膜分离、洗涤、沉降、干燥后得到谷物蛋白，该方法可将镉含量
1.28mg/kg的糠柏处理后得到镉含量0.68lmg/kg的脱重金属糠柏，但是，脱镉效果不佳，仅符合《GB 13078-2001饲料卫生标准》中对镉限量指标的要求。
【发明内容】
[0012]本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种方法简单实用，米糠蛋白提取率高，其中的镉去除率高，镉含量符合国家标准，可作为婴幼儿食品营养添加剂的脱镉米糠蛋白及其制备方法。
[0013]本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:一种脱镉米糠蛋白，按照以下方法制成:(I)将脱脂米糠超微粉碎；(2)加水混合配置悬浊液；(3)将悬浊液进行胶体磨均质和高压均质，得均质液；(4)用纤维素酶、半纤维素酶和植酸酶进行超声酶解，得酶解液；(5 )将酶解液用酒石酸调酸沉淀，剪切，离心，得米糠蛋白沉淀；(6 )水洗，干燥，即成。
[0014]进一步，具体按照以下方法制成:
(O超微粉碎:将脱脂米糖先进行粗粉碎，再进行超微粉碎，得脱脂米糖细粉；
(2)加水混合:将步骤(I)所得脱脂米糠细粉加水搅拌均匀，配制成8?1w/v%的悬浊液；
(3)均质:将步骤(2)所得悬池液通过胶体磨在2000?4000rpm条件下，均质10?20min，随后在20?40Mpa条件下，高压均质15?30min，得脱脂米糠均质液；
(4)超声酶解:将步骤(3)所得脱脂米糠均质液进行第一次超声处理5?lOmin，调节PH值至5?6，再加入相当于脱脂米糠细粉质量I?2%的纤维素酶和I?2%的半纤维素酶，搅拌反应I?2h ;再进行第二次超声处理5?lOmin，然后再加入相当于脱脂米糠细粉质量I?2%的植酸酶，搅拌反应I?2h，得酶解液；
(5)酒石酸沉淀:将步骤(4)所得酶解液调温至2?8°C，调节pH值至3.5?4.0，然后在8000?1000rpm下，剪切20?40s，重复剪切3?5次，随后搅拌反应30?60min，最后离心，去除上清液，得米糠蛋白沉淀；
(6)水洗、干燥:将步骤(5)所得米糠蛋白沉淀用水清洗，再加入相当于其体积4?6倍的去离子水搅拌均匀，调节PH值至中性，离心，去除沉淀，最后将脱镉后的米糠蛋白溶液进行冷冻干燥，得脱镉米糠蛋白。
[0015]研究表明，通过步骤(I)超微粉碎和步骤(3)均质的物理方法处理脱脂米糠，不仅可以提高米糠蛋白的提取率，而且使得与米糠蛋白形成络合物的镉离子能充分暴露，有利于解吸络合在米糠蛋白内部及表面的络合态镉离子。超微粉碎和均质处理强度过低会导致米糠蛋白提取率和镉的脱出率下降，强度过高则可引起米糠蛋白变性程度升高，米糠蛋白提取率下降，还会增加相应的生产成本。
[0016]步骤(5)中，酸度调节剂一一酒石酸作为蛋白沉淀剂，不仅可以螯合镉离子，形成酸溶性的酒石酸镉，而且发明人通过研究发现，相比于其它酸度调节剂，比如柠檬酸、乳酸、苹果酸、醋酸等，酒石酸提取的米糠蛋白溶解性和溶解稳定性都是最好的。同时，高速剪切米糠蛋白酸沉悬浮液，可避免米糠蛋白在酸沉过程中形成聚集体，从而阻碍部分镉离子不能被酒石酸螯合。若酒石酸沉淀酸度过高，即口11值< 3.5，可使得米糠蛋白变性程度大幅增加，导致米糠蛋白得率大幅下降，功能性质丧失；若酒石酸沉淀酸度过小，即口11值> 4.0，使得酒石酸螯合镉离子能力有限，导致米糠蛋白镉的脱出率较低。
[0017]进一步，步骤(4)中，所述纤维素酶的酶活为IXlO4?2X104 U/g，半纤维素酶的酶活为I X 15?2 X 105 U/g,植酸酶的酶活为I X 15?2 X 105 U/g。纤维素酶、半纤维素酶和植酸酶分别水解纤维素、半纤维素和植酸等与米糠蛋白紧密结合的组分，不仅可以提高蛋白提取率，而且避免了以蛋白酶为主的酶法水解会破坏米糠蛋白完整结构的缺陷；同时，采用超声波辅助酶解，利用超声波方向性好、穿透能力强等特点，通过超声空化作用直接作用于米糠颗粒内部，进一步破坏米糠蛋白与其它组分的紧密结合，促进米糠蛋白溶解，提高蛋白提取率；此外，超声波也有利于解吸附着在米糠蛋白内部及表面的