3 .コメタンパク質抽出法

米 is one of the most important food crops on the planet. China is the “kingdom of rice” among the more than 100 rice-producing countries in the world, with an annual rice production accounting for about 34% of the world'の総年間コメ生産量は、世界で最初のランキング。しかし、中国では米が主に食料作物として利用されており、深加工の利用率は非常に低い。中国は毎年3000万トン以上の米副産物を生産しており、栄養素の64%を米に集中させている。しかし、これらの物質は効果的に利用されていません。米国、日本など米加工産業が発達している国では、加工産業における米資源の付加価値は約1:4 ~ 1:5に達している。その中で、コメのタンパク質は、コメ加工産業の重要な方向になっています。米タンパク質の開発と合理的な使用は、米加工製品と副産物の深い加工と総合的な利用に基づいています[1]。

1. 米タンパク質の栄養価

イネのタンパク質は、穀物の中で最も品質が良いとされています。必須アミノ酸が豊富で、他の穀物よりも含有量が高いリジンが最初の制限アミノ酸である。アミノ酸組成パターンはwto / fao勧告パターンに近く、人体に消化吸収されやすい。イネタンパク質は、他の穀物タンパク質と比較して生物学的価値(bv)とタンパク質利用率(per)が高い。生物学的価値は77と高く、タンパク質の利用率は1.36% ~ 2.56%と、穀物の中で1位だ。コメタンパク質の最大の特徴は低アレルゲン性であり、乳幼児や特殊な集団のためのタンパク質サプリメントとして非常に適しています。そのため、世界のタンパク質市場で人気があり、1トン当たり3万元に達しています[2]。

2米タンパク質の抽出

米タンパク質を抽出する主な目的は、高純度の米タンパク質を得ることである。現在、国内外でコメタンパク質を抽出する主な方法は、アルカリ抽出、酵素抽出、合成抽出だ。

2.1アルカリ性抽出

米のタンパク質は、80%のアルカリ可溶性タンパク質を含んでいます。アルカリ法は、アルカリに溶けるタンパク質がアルカリ溶液に溶解するという原理に基づいている。このアルカリ溶液は、米のタンパク質と結合した米のデンプンの固い構造をゆるめます。同时に、アルカリ解決策は主客が破壊的な影響を与えており、蛋白の分子の会社債を特に水素結合の游离が诱発された一部極地団体団体の業平のため、同種の電荷を蛋白質分子面たを与えるこれによりsolubilizing蛋白質分子デンプンやタンパク质の分離の推進など、と不純物は除去した遠心分離機追い散らします;その後、上清のphはイネタンパク質の等電点に調整され、タンパク質の大部分が沈殿する。

haba pepe francoisらは、インディカ米を原料とし、アルカリ法でイネタンパク質とデンプンを分離し、直交実験により、水酸化ナトリウム溶液濃度0.075 mol/ l、水酸化ナトリウム溶液濃度0.075 mol/ l、デンプンとイネタンパク質を分離するための最適なプロセス条件を得た。抽出を示して;liquid-to-material比1:7g / ml;时温度40℃;その結果、タンパク質純度は80%以上、タンパク質抽出率は86.23%、デンプン回収率は92.12%であった[4]。wang weiらは応答曲面法を用いてイネタンパク質のアルカリ性抽出プロセスを最適化した。その結果、naohの質量比は0.35%、抽出時間は2 - 3時間、水と物質の比は7 - 8であった。米タンパク質の抽出率は理想的であり、タンパク質純度は85%以上であった[4]。米タンパク質を抽出するアルカリ法の処理フローは、米粉→アルカリ浸出→遠心分離→上清のph調整→遠心分離→洗浄沈殿→凍結乾燥→米タンパク質となる。

The main factor affecting the alkali method is the concentration of the alkali solution. When the concentration is low, the extraction rate of rice protein is low, but when the concentration of the alkali solution is too high, the starch is easily gelatinized, and the color of the rice protein will be affected and turn yellow. Sun Qingjie et al. selected different concentrations of NaOH to act on rice. The experimental results showed that when the concentration of NaOH was 0.02 mol/L, the extraction rate of rice protein was only 22.37%; when the concentration reached 0.06 mol/L, the extraction rate could reach 78.15%; and when the concentration was 0.09 mol/L, the extraction rate of rice protein could be as high as 90.10% [5]. Evelynmae et al. used 0.1 mol/L NaOH at room temperature with a 1:10 liquid-to-liquid ratio to extract for 1.5 hours, and the protein extraction rate could reach 98% [6].

米タンパク質を抽出するアルカリ性の方法は、単純で抽出速度が高く、得られる製品の色と質感が優れています。また、その低コストのために工業生産で広く使用されています。しかし、アルカリ法にも多くの欠点があります:反応液-固体比が大きく、大量のアルカリと水を消費する必要があります;等電沈殿の間に多量の酸が消費される;海水淡水化と浄化は困難です高濃度のアルカリの作用の下で、タンパク質は容易に変性され、デンプン質の性質も変化する。また、一部のアミノ酸は凝縮反応を起こして有毒物質を生成し、食品の安全性に隠れた危険をもたらします。

2.2酵素抽出

酵素による米タンパク質の抽出は、主に、タンパク質分解酵素または非タンパク質分解酵素で米を処理して、米タンパク質を他の成分から分離し、その溶解度を高め、米タンパク質をより容易に抽出できるようにすることである。酵素はその機能によってプロテアーゼと非プロテアーゼに分類される。

プロテアーゼ法は、タンパク質を分解して修飾するためにプロテアーゼを使用し、可溶性ペプチドとして抽出することができる。現在、コメタンパク質の抽出に一般的に用いられているプロテアーゼには、酸プロテアーゼ、中性プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、複合プロテアーゼなどがある。多くの論文で、アルカリプロテアーゼはコメタンパク質の抽出に最適な酵素であると報告されています。song naらは、4種類のプロテアーゼを用いてイネを抽出・加水分解し、加水分解時間によるイネタンパク質の加水分解度の変化を調べた。その結果、アルカリプロテアーゼ加水分解コメタンパク質の抽出率は、他の3種類のプロテアーゼに比べて高かった。ph 9 .5、温度60°c、酵素添加量(e / s) 1.5%、材料と液体の比1:6、加水分解時間4h、米タンパク質の抽出速度は76.42%に達することができます[7]。

しかし、異なる研究で使用されている酵素は、異なる製造業者から来ているという事実、酵素活性が異なり、使用される原材料と抽出プロセスが同じではないため、研究の結論には一定の違いがあります。deng jingらは、酵素抽出に関する研究で発見した粗米ぬかタンパク質複合体プロテアーゼの抽出効率はアルカリプロテアーゼやアシッドプロテアーゼよりも有意に良好であった[8]。また、中性プロテアーゼを使って米の原料を加工し、米のタンパク質が得られるという成果も出ており、中性プロテアーゼエキスがアルカリプロテアーゼエキスより色、風味、タンパク質純度などの面で優れていると見られている。

酵素抽出の別のアイデアは、不純物を除去し、主な成分を保持することです。適切な酵素を用いてたんぱく質以外の成分を除去し、たんぱく質を他の成分から分離精製する。アミラーゼはデンプン抽出時にタンパク質を回収するために一般的に使用されている。この方法で得られた沈殿物中のコメタンパク質含有量は約40%である。この方法は主に澱粉糖を生産するための産業で使用されるため、上清で還元糖相当量が過剰に発生し、麦芽糖の生産量が減少することを避けるため、液化はあまり徹底していない。その結果、高タンパク質の米粉に、一部の未加水デンプンと糖が含まれているため、濃縮された米タンパク質よりもタンパク質含有量が低くなり、工業的な米タンパク質生産への応用が制限されていました。

また、米のかすやふすまなどにセルロース、ヘミセルロース、キシランなどの非澱粉多糖類が混ざっているため、非澱粉酵素を使ってタンパク質を抽出するのも一般的です。森田は、大型の米粉を原料とし、97°cの高温液化アミラーゼと2時間反応させ、濾過して糖を除去することで、タンパク質含有率90%以上の米単離タンパク質を得た[9]。吉風堤氏らは、高温アミラーゼと中温アミラーゼを用いて稲のdregsタンパク質を精製し、それぞれ78%と79%の稲タンパク質を得た[10]。

酵素抽出は反応条件が穏やかで、基本的に栄養素を損傷せず、タンパク質のポリペプチド鎖を加水分解して短いペプチド鎖にし、タンパク質の消化性を向上させます。同时に、反応は小さなliquid-to-solid比率の消費を救うアルカリと水だけでなく、固形分の内容が大きく见えエキスを低減をの水分を除去し、抽出のためのエネルギー消費量を産業生産向けの一定の条件を博した。しかし、酵素製剤の価格が高いため、製造コストが高くなり、工業生産の妨げとなっています。

アルカリ抽出は酵素抽出とは根本的に異なる。アルカリ性の抽出は主にアルカリ可溶性の蛋白質を抽出します。これはコメの蛋白質全体の80%以上を占めて、一つの大きい蛋白質分子です;一方、酵素抽出法では、水溶性タンパク質、アルコール可溶性タンパク質、難溶性タンパク質、水溶性低分子活性ペプチド、遊離アミノ酸をより多く抽出する。したがって、2つの方法で抽出されるタンパク質は、性質が大きく異なります。

guo榮榮らは、アルカリ法と酵素法で抽出したイネタンパク質の機能特性を比較した。アルカリ法で抽出された米のタンパク質は、酵素法で抽出された米のタンパク質に比べて、保水性、油吸収性、発泡性に優れているが、その溶解度、乳化安定性、泡の安定性は、酵素法で抽出された米のタンパク質にはるかに劣っている。そして、2つのタンパク質生成物の乳化能力は、非常に似ています[11]。第二に、アルカリ法で抽出したタンパク質の色や味が酵素法に比べて劣っている。つまり、酵素加水分解によって得られるタンパク質の性質は、アルカリ加水分解によって得られるタンパク質の性質よりも優れている。

2.3合成抽出法

酵素法とアルカリ法にはそれぞれ問題があるため、生産コストの低減と品質・歩留まりの向上を目指して、現在は併用抽出法に研究がシフトしています。wang yalinらは、米ぬかから米タンパク質を抽出するための2段階アルカリ-酵素法を研究した。まず、タンパク質の一部をアルカリ性可溶化法で抽出した後、アルカリプロテアーゼを用いて残渣をわずかに加水分解してタンパク質の溶解度を高め、二次抽出を行ったところ、抽出率は78.8%に達した[12]。一部の人々はまた、タンパク質を抽出する物理的な方法で伝統的な方法を補完する。ソヘヨン氏らは、超高圧酵素補助法を使って米のたんぱく質を抽出した。アルカリプロテアーゼ単独での抽出率は70%であったが、400 mpaの圧力で補充すると抽出率は78.72%に上昇した[13]。

3国内外のコメタンパク質製品の開発状況

For a long time, people have not paid much attention to rice protein. However, with the recognition of the nutritional value and hypoallergenicity of rice protein and the attention paid to it by the international community, rice protein has stood out among cereal proteins and become a hot spot in the industry. At present, the main forms of rice protein products are: food additives, high-protein nutritional powders, edible coatings, bioactive peptides with special functions, etc. Rice protein has functional properties such as solubility, emulsification, foaming, water retention and oil retention. Although it has poor solubility, hydrolysis can release certain amino and carboxyl groups, increase the polarity of the protein molecule, and not only increase its solubility, but also bring out its foaming and emulsifying properties, making it easier to develop and use. Rice protein added to food not only improves food processing performance, but also greatly increases the nutritional value of the food [14].

米も近年、陶磁研究デンプン質に合わせて製品の米国内での各種ファーストフードと栄養食品な米を含むデンプン質が、米国開発など宝石03年6月研究所の乳幼児保育料栄養タブレット乳10 ~ 20 wt %を含む米をはじめタンパク質タンパク質創造性や大豆タンパク質がNATURE' S php新書チルドカップ栄養を研究一杯飲む02年4月~ 30を含む米μg / Lデンプン質が、患者の補足栄養までお愿いできる乳幼児、幼い子がいる。日本では、米のタンパク質から治療補助効果のある治療食品を抽出する研究が始まっている。DOK UR膽津行制法人産業のでGIJUJTSUや琉球はSHOKURYO株式会社となり、周囲から素晴らしい協力の単位に换算すれあくまでも小説peptide-containing angiotensin-converting酵素阻害剤もしくはその塩類、米から加水分解デンプン質が、01年11月、高血圧協力第一線の治療に用いても良い。

In recent years, research has also begun in China on the production processes for rice protein powder, modified rice proteins, high value-added peptides, resistant proteins, and edible coatings. Shan Chengjun and others studied the process conditions for edible rice protein membranes and determined the tensile strength, elongation, and water permeability of the membranes. The results showed that when the mass fraction of rice protein was 5%, the mass fraction of glycerol added was 3%, the addition amount of glutamine transaminase is 0.2% by mass, the enzyme reaction time is 90 min, the pH of the membrane solution is adjusted to 11.5, and the treatment is carried out at 80 °C for 40 min to obtain a membrane with better properties [15].

4展望

中国は稲作大国であり、米資源が豊富である。また、初期インディカ米や破断米からデンプン糖を製造した米ぬかや米かすを原料として抽出することで、性能の良い米タンパク質製品を得ることもできます。いくつかの抽出方法を比較した後、アルカリ酵素法は、現在の業界で最も実用的な方法であり、操作が簡単で、比較的経済的です。さらに研究が進み、合成法も徐々に広く採用されています。イネタンパク質は他のタンパク質に比べて溶解度が低いため、他の性質にも影響を与え、広く利用されることを制限している。また、米のタンパク質にも特有の臭いがあるため、科学的かつ合理的な修飾法を見出すことが今後の課題の一つになる。

The development and utilization of rice protein resources can compensate for the shortcomings of animal protein and prevent the occurrence of a series of rich diseases caused by excessive intake of animal fat and cholesterol. More importantly, further research and utilization of high-quality rice protein resources is conducive to the comprehensive utilization of deep processing of rice, increase added value, and promote the development of China&#科学技術の支援を受けて39の食品産業。

参照

一石二鳥です王遊俳。[1]米加工の現状と動向。^『日経産業新聞』2008年6月号、18-22頁。

[2]耀ヘウォン。第十五次五カ年計画期間における中国の米及びその副産物の高効率付加価値深加工技術の突破。2008年(平成20年)4月1日- 11-13日。

[3] haba pepe francois、ding xiaolin、zhang lianfu。イネタンパク質とデンプンを分離するアルカリ法の最適化とその機能性の研究。2005年(平成17年):12-16に移転。

【4】王偉、張越天、曽範君。応答表面法を用いたイネタンパク質のアルカリ抽出プロセスの最適化。^『週刊ファミ通』2007年9月号、20-22頁。

【5】孫清傑、田政文。アルカリ法によるイネタンパク質の抽出・濃縮のプロセス条件の検討。^『日本食品工業史』第24巻第9号、日本食品工業会、2003年、38-40頁。

[6] Evelynmae、「S.T、Bemardita V.E .&ジュリアーノは、B.0。胚乳グルテンとプロラミンのextoactionと組成に関する研究。シリアル化学、1971年48:168-181。

【7】宋娜、劉学文、曽礼。イネタンパク質の酵素抽出に関する研究。2008年(平成20年)4月1日- 8日:ダイヤ改正。

【8】鄧静、呉華昌。酵素法による粗米ぬかタンパク質の抽出に関する研究。^『官報』第719号、大正8年、190-192頁。

[9] morita t, kiriyama s .コメタンパク質単離と栄養評価のための大量生産法。1993年(平成5年)3月6日:ダイヤ改正。

[10] ji fengdi, lu fei, wang fujie, et al。イネタンパク質の精製法の研究。^中国、2008年、14:109-111頁。

[11]郭榮榮,潘siti,王克星。アルカリ法と酵素法によるイネタンパク質の抽出過程と機能特性の比較研究。^『官報』第1753号、大正5年、173-177頁。

[12] wang yalin, tao xingwu, zhong fangxu, et al。アルカリと酵素の2段階法による米ぬかからタンパク質を抽出する方法の研究。^「china oil and fat, 2002, 27(3): 53-54」。china oil and fat(2002年). 2011年3月27日閲覧。

[13] xi haiyan, ou xiaoqing, zhang hui, et al。超高圧酵素法によるイネタンパク質の抽出に関する研究。^『週刊ファミ通』2007年10月号、26-28頁。

【14】王張村、姜延齢。国内外の穀物タンパク質の開発の概要。中国食品添加物レビュー、2006、5:110 -113。

【15位】shan chengjun、chen zhengxing。米タンパク質の食用フィルム。食品生物科学技术の誌05シーズンまで、24(2):85-88た。