產(chǎn)生米糠水解物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過(guò)有限的蛋白水解來(lái)從(優(yōu)選地,脫脂的)米糠中溫和地提取 蛋白質(zhì)的方法。所述米糠在經(jīng)受有限的蛋白水解之前被洗滌。
【背景技術(shù)】
[0002] 農(nóng)業(yè)來(lái)源的蛋白質(zhì)提取可受到蛋白質(zhì)本身的溶解性或者蛋白質(zhì)在基質(zhì)中與其他 組分的相互作用的妨礙。所述溶解性轉(zhuǎn)而又受到收集蛋白質(zhì)之前的處理步驟的影響。例如, 材料的脫脂極大地降低了蛋白質(zhì)的溶解性。因此,應(yīng)用蛋白水解技術(shù)來(lái)增大蛋白質(zhì)的溶解 性以及由此增加蛋白質(zhì)提取率。蛋白水解酶的使用大部分由于高水解度而產(chǎn)生苦味產(chǎn)物, 其在食品中應(yīng)用有限。
[0003] 米糠是碾米過(guò)程的副產(chǎn)品。通常,碾米產(chǎn)生約15重量百分?jǐn)?shù)(wt% )的破損籽粒、 約10wt%的米糠,約20wt%的外殼,以及約55wt%的完整籽粒。米糠的典型蛋白質(zhì)含量是 約14wt%。米糠中的其他成分是水分(約10wt% )、粗油(約20wt% )、總膳食纖維(約 18wt% )、淀粉(約22wt% )、灰分(約8wt% ),以及其他成分(約8wt% )。從米糠中獲得 的有價(jià)值產(chǎn)品是米糠油,米糠油是從胚芽和糠層提取的油。在去油之后,剩余的脫脂產(chǎn)品往 往被用于飼料應(yīng)用中。脫脂米糠的含脂量一般低于5wt%。據(jù)估計(jì),年產(chǎn)大于7千萬(wàn)噸米 糠,其仍然包含若干有價(jià)值的成分,如蛋白質(zhì)。
[0004] 米糠蛋白的提取已公布于文獻(xiàn)中。提取法包括在堿性條件下使用水和/或有時(shí)與 植酸酶組合地使用若干糖酶(如淀粉酶)。已知的是,從未經(jīng)處理的米糠中提取蛋白質(zhì)是困 難的。然而,在脫脂米糠的情況下,蛋白質(zhì)提取是甚至更艱巨的任務(wù),這是因?yàn)樵谟吞崛∑?間,尤其是在用于移除殘余己烷的烘烤過(guò)程期間的熱處理造成蛋白質(zhì)變性。
[0005] US2011/0152180描述了來(lái)源于熱穩(wěn)定化的脫脂米糠的生物活性五肽。 US2011/0152180使用堿性蛋白酶(Alcalase),堿性蛋白酶是一種非?;钴S的酶并且因此 當(dāng)與不同的米糠來(lái)源孵育時(shí)導(dǎo)致強(qiáng)烈的蛋白質(zhì)降解。根據(jù)US2011/0152180的實(shí)施例1,最 佳的水解度是23. 4%。
[0006] Silpradit等人(Optimizationofricebranproteinhydrolysateproduction usingAlcalase,2010,AsJFoodAg-Ind3 (02),221-231)描述了使用堿性蛋白酶進(jìn)行米 糠水解物生產(chǎn)的條件。
[0007] 發(fā)明概沐
[0008] 本發(fā)明提供了(優(yōu)選地,脫脂的)米糠水解物組合物,所述米糠水解物組合物包含 大于50wt% (按干物質(zhì)計(jì))的(多)肽,并且具有至少10%,優(yōu)選地在10 %與16 %之間的 DH(水解度),以及大于90 %,優(yōu)選地大于95 %的(多)肽具有大于500Da的分子量(Mff)。
[0009] 本發(fā)明還提供了(優(yōu)選地,脫脂的)米糠水解物組合物,所述米糠水解物組合物包 含大于50wt% (按干物質(zhì)計(jì))的(多)肽,并且具有在10%與16%之間的DH(水解度), 以及大于90 %,優(yōu)選地大于95 %的(多)肽具有大于500Da的分子量(Mff)。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種產(chǎn)生(優(yōu)選地,脫脂的)米糠水解物組合物的 方法,所述方法包括:
[0011] -添加含水液體優(yōu)選地水到(優(yōu)選地,脫脂的)米糠中;
[0012] -將液體與固體級(jí)分分離以獲得經(jīng)洗滌的固體級(jí)分;
[0013]-添加酶或者酶組合物到經(jīng)洗滌的固體級(jí)分的懸液中,所述懸液的濃度在5wt% 與30wt%之間,優(yōu)選地在12wt%與30wt%之間;
[0014]-優(yōu)選地于6與8之間的pH下進(jìn)行酶孵育;
[0015]-進(jìn)行所述酶孵育到水解程度為10%與16%之間的DH(水解度);
[0016]-在30°C與80°C之間,優(yōu)選地在45°C與65°C之間的溫度下進(jìn)行所述酶孵育;以及
[0017]-任選地將液體與固體級(jí)分分離;
[0018] 其中所述酶或者酶組合物包含內(nèi)切蛋白酶。
[0019] 本發(fā)明還提供了一種產(chǎn)生具有大于50wt% (按干物質(zhì)計(jì))的蛋白質(zhì)含量的(優(yōu)選 地,脫脂的)米糠水解物組合物的方法,所述方法包括:
[0020] -添加含水液體優(yōu)選地水到(優(yōu)選地,脫脂的)米糠中;
[0021 ]-將液體與固體級(jí)分分離以獲得經(jīng)洗滌的固體級(jí)分;
[0022] -添加酶或者酶組合物到經(jīng)洗滌的固體級(jí)分的懸液中,所述懸液的濃度在5wt% 與30wt%之間,優(yōu)選地在12wt%與30wt%之間;
[0023]-優(yōu)選地于6與8之間的pH下進(jìn)行酶孵育;
[0024]-進(jìn)行所述酶孵育到水解程度為10%與16%之間的DH(水解度);
[0025]-在30°C與80°C之間,優(yōu)選地在45°C與65°C之間的溫度下進(jìn)行所述酶孵育;以及
[0026]-任選地將液體與固體級(jí)分分離;
[0027] 其中所述酶或者酶組合物包含內(nèi)切蛋白酶。
[0028] 發(fā)明詳沐
[0029] 貫穿本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求書(shū),措詞"包括"與"包含"應(yīng)被解釋為包含性的。也 就是說(shuō),這些措詞旨在表達(dá)在上下文允許的情況下,可能包括未具體敘述的其他要素或者 整體。
[0030] 本文不使用數(shù)量詞時(shí)是指一個(gè)/種或多于一個(gè)/種的(即,一個(gè)/種或者至少一 個(gè)/種)的語(yǔ)法對(duì)象。例如,"要素"可指一個(gè)/種要素或多于一個(gè)/種的要素。
[0031] 在本發(fā)明中,源材料(即米糠,優(yōu)選地脫脂米糠)的洗滌與通過(guò)蛋白酶的水解組 合在一起,所處的這種條件使得獲得的米糠蛋白水解物包含大于50wt% (按干物質(zhì)計(jì))的 (多)肽,其中低量的所述(多)肽具有小于500Da的分子量(Mff)。
[0032] 洗滌和溫和水解的技術(shù)被優(yōu)選地應(yīng)用于脫脂米糠。然而,所描述的方法對(duì)于其他 米糠來(lái)源(諸如,粗米糠和熱穩(wěn)定化的米糠)也是有效的/適用的。
[0033] 為了保證(優(yōu)選地,脫脂的)米糠或者其他農(nóng)業(yè)材料的價(jià)值,提供了基于有限或溫 和的水解以及優(yōu)選地之后進(jìn)行固/液分離的方法。液體和不可溶的物流都可被進(jìn)一步干 燥。這種蛋白酶處理之后進(jìn)行分離的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于所獲得的固體級(jí)分(團(tuán)粒)具有高量的 總膳食纖維,其也可用于多種食品應(yīng)用中。
[0034] 米糠是指稻谷的堅(jiān)硬外層,由組合的糊粉(aleurone)和果皮(pericarp)組成。米 糠與胚芽一起作為完整稻谷的組成部分,并且往往作為精米生產(chǎn)中的碾米副產(chǎn)品被產(chǎn)生。 粗米糠是在碾米之后獲得的米糠。脫脂米糠是指其中存在的至少部分油被通過(guò)例如提取移 除的米糠。油提取是例如在大約60-65攝氏度下用己烷進(jìn)行的,而用于己烷移除的去烘烤 一般是在110攝氏度下進(jìn)行的。穩(wěn)定化米糠是指在碾米之后一般被在130攝氏度下穩(wěn)定小 于10秒的米糠。
[0035] 水解以從多種農(nóng)業(yè)來(lái)源提取蛋白質(zhì)是熟知的方法。關(guān)于米糠,除了更廣泛應(yīng)用的 堿提取技術(shù)之外,還存在使用酶獲得蛋白質(zhì)級(jí)分的若干研究,參見(jiàn)例如US20110305817。相 較于使用糖酶,使用蛋白酶通常更成功(參見(jiàn)例如Fabian和Ju(AReviewonricebran protein:itspropertiesandextractionmethods,CriticalReviewsinFoodScience andNutrition,2011,第51卷,816-827)的概述酶促方法的綜述)。在文獻(xiàn)中已經(jīng)研究了 若干蛋白酶用于獲得更高的蛋白質(zhì)提取率(相較于糖酶)。這些水解產(chǎn)物通常是苦味的水 解物組合物,因此不能廣泛地應(yīng)用于食品中。
[0036] 在本發(fā)明中,洗滌(優(yōu)選地,脫脂的)米糠以及對(duì)此經(jīng)洗滌的米糠使用溫和的蛋白 水解技術(shù)產(chǎn)生相較于未經(jīng)洗滌的(優(yōu)選地,脫脂的)米糠水解物具有增大的蛋白質(zhì)重量百 分比(按干物質(zhì)計(jì))的米糠蛋白水解物。本發(fā)明的稻谷水解物組合物廣泛適用于多種食品 應(yīng)用,諸如飲料、烘烤食品和乳品應(yīng)用。
[0037] 本發(fā)明還涉及一種產(chǎn)生(優(yōu)選地具有大于50wt% (按干物質(zhì)計(jì))的蛋白質(zhì)含量) (優(yōu)選地,脫脂的)米糠水解物組合物的方法,所述方法包括:
[0038] _添加含水液體,優(yōu)選地水,到(優(yōu)選地,脫脂的)米糠中;
[0039] -將液體與固體級(jí)分分離,以獲得經(jīng)洗滌的固體級(jí)分;
[0040] -添加酶或者酶組合物到經(jīng)洗滌的固體級(jí)分的懸液中,所述懸液的濃度在5wt% 與30wt%之間,優(yōu)選地在12wt%與30wt%之間;
[0041] -優(yōu)選地在6與8之間的pH下進(jìn)行酶孵育;
[0042] -進(jìn)行所述酶孵育到水解程度為10%與16%之間的DH(水解度);
[0043] -在30°C與80°C之間,優(yōu)選地在45°C與65°C之間的溫度下進(jìn)行所述酶孵育;以及
[0044] -任選地將液體與固體級(jí)分分離;
[0045] 其中所述酶或者酶組合物包含內(nèi)切蛋白酶。
[0046] 本發(fā)明還涉及(優(yōu)選地,脫脂的)米糠水解物組合物,所述米糠水解物組合物包含 大于90%的分子量(Mff)大于500Da的(多)肽以及至少10%,優(yōu)選地在10%和16%之間 的水解度。優(yōu)選地,所述(優(yōu)選地,脫脂的)米糠水解物組合物包含大于95%的分子量大于 500Da的(多)肽。
[0047] 本發(fā)明還提供了(優(yōu)選地,脫脂的)米糠水解物組合物,所述米糠水解物組合物包 括大于50wt% (按干物質(zhì)計(jì))的(多)肽,并且具有在10%與16%之間的DH(水解度), 以及大于90 %,優(yōu)選地