玄米タンパク質粉末の抽出方法は何ですか?

米 is an important food crop. About half of the world'の人口は、主食として米に依存しています。世界の米の主な生産・消費地域は、世界の91%を占めるアジアにあり' s総消费。China&#米の生産量は全体の37%を占め、世界1位である[1]。現在、米の深い加工と総合的な利用は研究のホットスポットである。加工の副産物である米の割れ目、米の残渣、米ぬかなどには、開発価値の高い多くの成分が含まれています。米残渣は発酵産業の副産物です#グルタミン酸ナトリウム、乳酸、クエン酸などの39の生産、およびデンプン砂糖の生産。生物が必要とする必須アミノ酸を含んでおり、リサイクル価値が高い[2]。食品市場は、低刺激性と栄養価の高い米のタンパク質のため、明るい未来が待っている。

現在、玄米タンパク質の研究は盛んに行われており、その応用はますます広がっています。例えば、玄米タンパク質粉末、加水分解玄米タンパク質、変性玄米タンパク質、高付加価値ペプチド、生理活性ペプチド、耐性タンパク質の製造に使用されています[3]。また、ブレンド飲料、プリン、アイスクリーム、ベビーフードなどの添加剤としても使用できます。玄米タンパク質は、ユニークな栄養機能だけでなく、血清コレステロール値を低下させるなどの健康増進機能も持っています[4]。玄米タンパク質の量と需要は増加していますが、その抽出方法が不完全で、水溶性が低く、機能性が低いため、食品産業での使用は非常に限られています。

玄米タンパク質一般的に玄米タンパク質濃縮物(rpc、タンパク質含有量50% - 89%)と分離玄米タンパク質(rpi、タンパク質含有量90%以上)に分けられ、高純度の玄米タンパク質製品を得るために抽出されます[5]。米の粉、米の残渣、米ぬかなどの原料で玄米タンパク質を作ることができる。研究者は、イネタンパク質の開発と利用のための様々な調製法を提案している。

1. 溶剤抽出方法

タンパク質はタンパク質体の形で存在し、デンプン顆粒にしっかりと囲まれています。胚乳中のタンパク質の80%以上が不溶性グルテンであるため、玄米タンパク質の抽出は比較的困難である。現在、玄米タンパク質を抽出するために一般的に使用される溶媒は、(1)界面活性剤:sds、臭化セチルトリメチルアンモニウム;(2)脂肪酸塩;(3)弱い酸:酢酸、乳酸;(4)水素結合かく乱物質:尿素、グアニジン塩酸塩;(5)アルカリ:0.1 n naoh、0.1 n koh;(6)還元剤:メルカプトエタノールなど。食品用に米タンパク質を抽出する場合、0.1 n naohが最も広く使用されています。

wang zhang cun[6]らは、非アルカリ性溶媒とアルカリ法を用いて米ぬかから米タンパク質を抽出する方法をそれぞれ比較した。その結果、非アルカリ性溶媒で抽出した製品のタンパク質含有量はアルカリ法で抽出したものと同等であったが、タンパク質回収率は95.2%と著しく高く、アルカリ法では最高回収率は40%にとどまった。明らかに、この非アルカリ性溶媒を使用して米タンパク質を抽出することには一定の利点がありますが、抽出溶媒は除去が容易ではなく、製品、特に食品用途での安全性の問題があります。さらに、抽出溶媒を使用するため、生産コストが大幅に増加します。アルカリ法の主な欠点は、高アルカリ濃度で抽出すると、タンパク質の変性がひどくなり、メイラード反応が増加して茶色の物質が生成することです。これは、高アルカリ濃度での非タンパク質物質の可溶化と相まって、最終的なタンパク質生成物の品質に影響を与える可能性があります。同時に、アルカリ性の環境では、リシンとアラニンやシスチンなどの特定のアミノ酸間に縮合反応が起こり、有毒物質を生成することがあります。リジンの栄養価は大幅に低下し、最終製品は暗い色、苦い味、そして貧弱な嗜好性を持つ。

2.プロテアーゼ抽出方法

玄米タンパク質を抽出するために一般的に使用されるプロテアーゼには、酸プロテアーゼ、アルカリプロテアーゼ、中性プロテアーゼ、複合酵素、ペプシンがある。現在、タンパク質の酵素的な加水分解に関する多くの研究が行われている。主な工程は、原料→浸漬→パルプ化→酵素分解→酵素不活化→遠心分離→加水乾燥→タンパク質粉末である。ge na[7]などは、酸性プロテアーゼと中性プロテアーゼを用いて、それぞれ84%と43%の抽出率で米タンパク質を抽出した。王盛林[8]酸プロテアーゼを用いて米のタンパク質を抽出し、抽出率75%から80%;王文高[9]アルカリ性のプロテアーゼと味の複合酵素で抽出した玄米タンパク質、抽出率81.6%、制品純度85%;huang taihua[10]は、ペプシンを用いて米残渣から玄米タンパク質を抽出し、抽出率は72.4%であった。実は、プロテアーゼを使って玄米タンパク質を抽出する過程は、まだ成熟していません。プロテアーゼを利用することでタンパク質の特性を高めることができるが、収量が少なく、価格が高いため、玄米のタンパク質を抽出する方法の開発は制限されてきた。

Which protease is more suitable for preparing rice protein?異なる研究者が異なるメーカーの酵素を使用するため、酵素活性、組成、使用される原材料、抽出プロセス、および多くの他の要因が同じではない、結論が異なります。

例えば、wang wengao[11]などが酵素の種類を研究しました(novozyme 's flavourzyデンマーク産500 mg複合フレーバープロテアーゼ、500 lapu /g活性単位;中和酵素0.5 l中性プロテアーゼ,0.5 au /g活性単位;alcalse 2.4 l, 2,4 au /g)、液体と固体の比、ジスルフィド結合遮断器、加水分解の程度。4因子3レベル直交実験では、米を原料として米タンパク質を調製した。その結果、タンパク質の抽出速度に最も大きく影響するのは酵素の種類で、抽出速度はアルカリ性のプロテアーゼが最も高かった。Ge娜より【7】ら酸性プロテアーゼ无锡酵素工場の製品である(5万U / g活動部)中立プロテアーゼ(0.5 AU / g活動単位)、アルカリ性プロテアーゼ(活動手段2.4 AU / g)、複雑なプロテアーゼ(活動手段1.5 AU / g)、結果抽出酸性プロテアーゼによる玄米タンパク質判明率が最も多かった。抽出率は91.25%で、次にアルカリ性のプロテアーゼで、味プロテアーゼと中性プロテアーゼの抽出効果は最悪。

3. 物理の分離方式

Kang Yanling et al. [12] introduced a method for extracting brown rice protein by crushing the structure and dissolving the protein through colloid milling and homogenization. After brown rice is micronized and homogenized, the protein dissolution concentration is 75% higher than that extracted from a simple aqueous solution. Treating the raw material with physical methods can increase the protein dissolution concentration by 18.7%. Pulping and homogenization can also cause the molecular weights of the dissolved components to vary greatly. Therefore, it is feasible to use physical methods to increase the protein extraction rate.

2005年、世界農業は、4年間の研究の後、米国の科学者がより高い価格性能比の新しい方法を発明したと報告しました。すなわち、高圧により生成された物理的専用homogenizer別れが集積するデンプンやタンパク质にに玄米と玄米のみ製作がすぐこの装置をを通過しなければならず涙デンプンやタンパク质の制服の粒子はmicromolecules、はデンプンやタンパク质から離脱している従来のdensity-based分離プロセスですこの新しいプロセスは、抽出した米のタンパク質とデンプンの本来の品質を維持し、得られるタンパク質とデンプンは、従来の加工方法よりも完全性と機能性が高い。米国の科学者は、この新しい方法が米澱粉とタンパク質生産産業に革命をもたらす可能性があると考えており、同じ方法を使用して米糠からタンパク質、油、デンプンを抽出する研究も行っています。

4アミラーゼ方法

アミラーゼを用いた玄米タンパク質の抽出は、実際には米の非タンパク質成分をできるだけ除去し、残りは米タンパク質である。玄米タンパク質の抽出では、玄米を粉砕して水と混合してスラリーを形成し、アミラーゼを加えて一定期間保温する。次に、上清を固体から分離して溶液を得、糖化酵素に加えてマルトースを生成する。

The precipitate is high-protein powder, with a protein content of about 50% to 60%. The protein powder obtained using this process contains some starch and sugars that have not been enzymatically hydrolyzed, which means that it does not meet the requirements for concentrated protein and limits its scope of application. In order to increase the protein content, some researchers have added other separation steps while ensuring that the starch in the brown rice is liquefied to the greatest extent. Liu Bin [13] and others used rice residue as a raw material, washed it at high temperature, and then added amylase again to prepare concentrated protein, with a protein purity of over 85%. Frederick·F·S [14] and others carried out alcohol washing on the precipitate separated from the solid-liquid mixture after liquefaction, increasing the protein content to 70%–80%.

5. ふく抽出法

アルカリまたはプロテアーゼ抽出の単純な使用には、抽出速度の低さ、純度の不十分さ、潜在的な食品安全性のリスクなど、多くの問題があります。研究者は抽出プロセスを最適化するために化合物抽出法を検討し始めている。wang yalin[15]らは、2段階アルカリ酵素法を用いて米ぬかから段階的に米タンパク質を抽出し、良好な結果を得た。この方法では、まずアルカリ溶液でタンパク質の一部を抽出した後、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、二次抽出を行い、タンパク質抽出率78.8%を達成した。

liu ji[16]らも、米残渣を原料とし、同様にアルカリとプロテアーゼの二段階法を用いて玄米タンパク質を抽出し、純度と収率はそれぞれ70.2%と57.1%であった。chen ji-wang[17]らは、アルカリとプロテアーゼの二段階法を用いて、壊れた米から玄米タンパク質を抽出した。分解→破砕→希薄アルカリ抽出→遠心分離→タンパク質溶液→アミラーゼ加水分解→酵素不活性化→遠心分離→沈殿→凍結乾燥→玄米タンパク質。玄米タンパク質の抽出率は73.22%、純度は88.75%;chen ji-wang[18]らは、二段サイクロン分離法を用いて不純物を除去し、灰分を1.52%まで減らすことができる玄米タンパク質濃縮液を用いた。セルラーゼとリパーゼとの加水分解を組み合わせると、タンパク質中の脂肪含有量は2.72%に減少する。精製後の玄米タンパク質濃縮物のタンパク質含有量は70%に達し、収率は73.96%に達した。

6結論

玄米タンパク質の栄養価や低刺激性が注目され、国際市場でも注目されるようになれば、多くの研究者が研究開発に参加することは間違いありません。近年、研究者らは溶媒法中の非アルカリ抽出法には、生産コストが高く、食品の安全性にも問題があると結論づけている。アルカリ法は灰汁を大量に消費して、環境保護の問題があります;プロテアーゼ法は、抽出速度が低く、コストが高いという問題もある。また、物理的な分離方法は、現時点では中国で成熟した技術力を持っていません。したがって、今後の研究では、原料に応じて抽出方法を目標とし、様々な抽出方法を最適に組み合わせて補完し合うようにする必要があります' s利点がある。

参照:

一石二鳥です八尾ヘウォン。[1]世界の米深加工と中国の開発動向' s潜在利点がある。中国穀物油学会第2回学術大会[r]。無錫:中国穀物油協会,2002:12-16。

[2] kc cheng, et al。高タンパク米粉の生産と栄養評価[j]。j . food sci . 1996, 51: 464-467。

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[4] T盛田です~。2つの異なる方法によって分離されたイネタンパク質は、カゼインを添加したラットのsenlmコレステロール濃度を低下させた[j]。なければならない。1996年食品アグリ71、(4):415-424。

【5】陳紀旺、姚恵元。イネタンパク質の開発と利用[j]。2002年食品科学技術、(6):87-89。

【6】王張村、姚恵元。イネのタンパク質抽出技術に関する研究[j]。^ a b c d e f『人事興信録』2003年(昭和15年)、37-38頁。

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[8]孙盛林王。イネタンパク質の抽出と応用研究[d]。無錫:無錫軽工業図書館、1988年。

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[10]黄恵花にあげるわ。ペプシンを用いた籾かすからのタンパク質抽出に関する研究[j]。陝西穀物、油、食品科学技術、1996年(3):60-61。

【11】王文高、陳正興、姚恵元。異なるプロテアーゼによるイネタンパク質の抽出に関する研究[j]。^『人事興信録』第2版、大正12年(1924年)、41-42頁

[12]姜延齢、王張村。米ぬかタンパク質の研究状況[j]。^ a b c d e f g h i(2006)、22-24頁。

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【16】liu ji, yao huiyuan, chen zhengxing。米ぬかを原料とした米タンパク質濃縮液の調製[j]。2004年(平成16年)11月25日:11-13丁目に移転。

【17】陳智王、姚恵元。イネタンパク質の開発と利用[j]。2002年食品科学技術、(6):87-89。

[18]陳智旺、孫清潔、夏文水、他2段階アルカリ酵素法によるイネタンパク質の調製に関する研究[j]。中国農業工学会論文集,2006,(5):169-172。