低蛋白大米的制备方法及应用前景

◎张进城，刘红彦，刘汉民

（中恩（天津）营养科技有限公司，天津 300308）

低蛋白大米的制备方法及应用前景

◎张进城，刘红彦，刘汉民

（中恩（天津）营养科技有限公司，天津 300308）

低蛋白饮食是治疗慢性肾脏病的重要方法。低蛋白大米替代普通大米作为主食，可减轻慢性肾脏病患者肾脏负担，延缓病程，提高生存质量。本文对低蛋白大米的制备方法进行了综述，分别介绍了酸法、碱法、酶法、发酵法、挤压法和种植培育法制备低蛋白大米。此外，低蛋白大米的应用前景乐观，对慢性肾脏病患者的营养治疗非常有意义。

低蛋白大米；制备方法；应用前景

2012年中国肾脏病流行病学调查显示，我国慢性肾脏病（Chronic Kidney Disease， CKD）患者约有1.195亿，发病率已达10.8%［1］，成为我国公众健康的重要问题。最近十几年研究发现，通过低蛋白饮食，可保护残余肾功能，减轻肾小球高滤过、蛋白尿等症状，延缓慢性肾病病程，推迟患者进入透析的时间［2］。

关于如何进行低蛋白饮食，过去由于营养知识缺乏，认为低蛋白饮食即一日三餐只能以麦淀粉与蔬菜为主，坚决禁食奶、蛋、肉、鱼等富含优质蛋白的食物，从而导致患者营养不良，多数患者难以长久坚持，对低蛋白饮食依从性好的患者只能达到51%。为避免慢性肾脏病患者蛋白质摄入过量增加肾负担或盲目实施低蛋白饮食而限制食物摄入量导致的营养不良，国家颁布及修订了《慢性肾脏病蛋白营养治疗共识》，对蛋白质摄入量限制、优质蛋白质的比例及热量摄入等进行了要求［3］。由于我们日常食用的主食如米、面中蛋白质属于非优质蛋白，且含量较高，肾病患者每日从主食中摄入的蛋白质含量基本已经达到限量，若再补充动物来源的优质蛋白，蛋白质摄入量往往超标，产生较多的蛋白质分解代谢产物，使肾负担过重，容易加重病情。因此肾病患者宜选用低蛋白主食（如低蛋白大米等）代替普通主食，可适当补充优质蛋白质，改善营养不良，提高生活质量。本文对低蛋白大米的制备方法及应用前景进行了综述。

1 大米蛋白的组成

大米中蛋白质含量约占6%～8%，是一种优质植物蛋白，主要由四种蛋白组成，分别为谷蛋白、球蛋白、清蛋白和醇溶蛋白。其中，谷蛋白占总量的75%～90%，分子量为19～90 kDa，溶于稀酸或稀碱溶液；球蛋白占总量的2%～10%，分子量为16～130 kDa，溶于0.5mol/L NaCl溶液；清蛋白占总量的2%～5%，分子量为10～200 kDa，溶于水；醇溶蛋白占总量的1%～5%，分子量为7～12.6 kDa，溶于70%～80%乙醇。大米蛋白主要以两种蛋白体（PB-Ⅰ和PB-Ⅱ）的形式存在［4］。从蛋白质总量分布上看，从米粒外层到内层，蛋白质含量逐渐降低；从蛋白质种类分布上看，清蛋白和球蛋白在米粒外层含量最高，越往中心含量越低，而谷蛋白含量呈相反变化，醇溶蛋白分布较均匀。

2 低蛋白大米的制备方法

2.1 酸法

大米中的谷蛋白可溶于稀酸溶液，刘英 等［5］将大米用盐酸溶液浸泡，促进米中蛋白质溶出，以制备低蛋白大米。结果发现，盐酸浓度为1.5 mol/L，温度30 ℃，浸泡大米36 h，可达到最佳的效果，经过上述工艺处理后大米中的蛋白质含量降低了32.4%，整米率为85.31%，低蛋白大米的白度也较为理想。由于酸法提取大米蛋白的效率不高，所以实际应用中并不太多。

2.2 碱法

碱法分离大米中的蛋白质主要是利用大米谷蛋白的碱溶性，碱液可使大米淀粉结构疏松，且会破坏蛋白质分子氢键，使其增溶，促进大米淀粉与蛋白质分离。方奇林 等［6］采用碱提酸沉的方法分离大米中的蛋白质，得到的最佳工艺为0.3% NaOH溶液，提取大米蛋白4 h，料液比1∶6，大米蛋白提取率可达87.46%，纯度达80.7%，大米蛋白分离效果较好。但由于碱浓度高，易引起蛋白质的变性，加剧Maillard反应，影响大米色泽，从而影响低蛋白大米的品质，且环保压力大，这也是工业生产应用中需要思考及解决的问题［4］。

2.3 酶法

利用生物蛋白酶水解蛋白质，使蛋白质降解为可溶性肽而被抽提的方法，因其反应条件温和，生产安全，在食品工业化生产中较为常见。汪小禄 等［7］以稻花香大米为原料，采用蛋白酶酶解制备低蛋白大米，考察蛋白质含量、大米的完整性及色泽变化。实验结果显示，酸性蛋白酶酶解大米效果最佳，且当酶解温度为50 ℃，酶添加量为0.5%，酶解17 h后，于40 ℃干燥4 h，可获得蛋白含量低于2%的低蛋白大米，且颜色白，形态规整，外观较好。杨永生 等［8］以大米为原料，用碱性蛋白酶水解大米粉，通过单因素及正交实验，得到碱性蛋白酶添加量为1.2%，酶解温度为55 ℃，pH为10，料液比1∶6，酶解9 h，制备的低蛋白低磷大米粉蛋白含量仅为0.32%，磷含量仅为45.65 mg/100 g。由此可见，采用酶法脱除大米蛋白制备低蛋白大米较为适宜，且蛋白酶大多属于食品添加剂，在食品生产应用中较为安全。

2.4 发酵法

早在2001年，日本就已申请了采用乳酸菌发酵法脱除大米中蛋白质方法的专利。利用乳酸菌发酵法制备低蛋白大米的代表品牌越后低蛋白大米，蛋白含量仅为0.38%，在日本受广大肾病患者所欢迎。据研究，乳酸菌代谢产生的蛋白酶可分解大米中的蛋白质，且发酵所产的乳酸也可促进大米中蛋白质的溶出［9］。张玉荣 等利用植物乳酸菌对整粒大米进行发酵处理，发酵120 h后，大米中蛋白质含量可降低40%［10］。周常等选取5株乳酸菌对酶脱蛋白大米进行发酵，结果显示，乳酸菌在脱除大米蛋白方面并不理想，且对米粒的破坏性也比较大［11］。因此筛选适合发酵大米的菌株是非常重要的。

2.5 挤压法

挤压再制低蛋白米，是将分离蛋白后的大米淀粉或其他淀粉，经过搅拌、调质、螺杆挤压熟化、造粒成形、干燥及冷却包装等加工处理，得到具有与大米形状类似的产品。吴丽 等［12］以大米淀粉为原料，优化物料含水量、螺杆转速、温度等参数，通过改良挤压技术制备低蛋白质构米，蛋白质含量仅为（0.43±0.01）%，外观和色泽也接近普通大米。如今，挤压再制米在国内外应用较为成熟，市场已有几种挤压再制的低蛋白大米产品。但再制低蛋白大米与普通大米的外观和口感仍有一定的区别，目前国内消费者对挤压再制低蛋白大米评价和接受度整体不高。

2.6 种植培育法

由于慢性肾脏病患者对低蛋白大米的迫切需求，通过种植培育低蛋白含量的稻谷品种也成为专家们的目标。根据大米中的谷蛋白可被人体消化吸收，而醇溶蛋白不能被消化的原理，专家们将目标转向了培育低谷蛋白高醇溶蛋白的稻米品种研发中。日本Iida等［13］通过物理或化学诱变“日本优”的种子，已培育成低谷蛋白水稻品种“LGC-1”，该品种可吸收的谷蛋白含量低于4%，不能被吸收的醇溶蛋白含量比普通大米高。南京农业大学万建民教授等［14］以“LGC-1”为母本，与“越光”为父本杂交、回交，利用SSR标记辅助选择，获得W3660低谷蛋白水稻品种，可溶性蛋白含量只有3.58%。但这种培育的大米整体蛋白含量与普通大米含量接近。而通过转基因或人工诱变的方法获得的低谷蛋白水稻品种在实际扩大种植中可能会存在一定的局限性。目前，日本由原料大米深加工制备的低蛋白大米在慢性肾脏病患者中应用的比较广泛。

3 低蛋白大米的应用及前景

随着市面上低蛋白，甚至无蛋白产品的诞生，促进了低蛋白饮食的实施，已成为慢性肾脏病患者营养治疗中重要的部分。日本早在1994年就已采用脱蛋白米对慢性肾功能衰竭患者肾功能衰竭发展的抑制效果进行了临床实验［15］，结果发现脱蛋白米的顺从性良好，使低蛋白饮食治疗容易持续，对病情有效率达50%，可抑制慢性肾功能衰竭的发展。近十几年，日本一些企业已开发了多种低蛋白大米，销量逐年递增，大众认可度高，目前部分低蛋白大米产品也已出口到我国，被部分慢性肾脏病患者所认识和接受。

我国慢性肾脏病人群基数大，低蛋白饮食营养治疗意识还较差。随着医生及慢性肾脏病患者对低蛋白饮食治疗方法的熟知，以及大多数人以大米为主食的饮食习惯，未来慢性肾脏病患者对低蛋白大米产品的需求会越来越多，低蛋白大米的市场前景是非常可观的。

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Preparation Method and Application Prospect of Low Protein Rice

Zhang Jincheng， Liu Hongyan， Liu Hanmin
（Sinofn（tianjin）Nutritionals-Tech Co.，Ltd.， Tianjin 300308， China）

Low protein diet is an important method for the treatment of chronic kidney disease. Instead of ordinary rice， the low protein rice can be taken as a staple food. It can reduce the burden of kidney in patients with chronic kidney disease. It can also delay the progress of the disease and improve the quality of life.This paper had reviewed the preparation methods of low protein rice including acid， alkali， enzyme， fermentation，extrusion and cultivation. In addition， there is a bright application prospect of the low protein rice， It is very significant for the nutritional therapy of patients with chronic kidney disease.

Low protein rice； Preparation method； Application prospect

TS212

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.14.044