米糠蛋白提取研究进展

张兆琴，万小保

米糠蛋白提取研究进展

张兆琴，万小保

（江西省粮油科学技术研究所，江西南昌330029）

我国稻米加工仍处于初级加工阶段，米糠作为稻米加工后的主要副产品，富含油脂和蛋白质。从米糠中提取米糠蛋白，不仅能提高产品附加值，而且具有良好的开发前景。米糠蛋白营养高、过敏性低，而且是非转基因产品，是一种优质的植物蛋白资源，在食品、医药、保健品、化妆品等工业生产中具有广泛的应用前景。通过综述米糠蛋白的主要提取技术，对米糠的综合利用提供参考。

米糠蛋白；提取；进展

我国稻谷产量占粮食总产量的30%以上，然而稻米加工一直处于初级加工阶段，有效利用率仅为60%~65%，加工前后的价值比例仅为1∶1.04，几乎持平[1]。作为稻米加工的主要副产品，米糠年产量达1 200×104t以上。米糠中含有蛋白质、油脂、多糖和维生素、不饱和脂肪酸及膳食纤维等各种生物活性物质。目前，我国的米糠大部分用于饲料，用于提取米糠油等高价值产品的米糠只有不到10%，利用率极低。米糠中蛋白质含量为12%~15%[2]，脱脂米糠中约含20%的蛋白质[3]，其中可溶性蛋白质约为70%，与大豆蛋白相近。米糠蛋白中必需氨基酸含量及组成较合理，氨基酸组成更接近FAO/WHO的推荐模式。

从当今食品工业的发展趋势看，植物蛋白在膳食补充和食品加工中的地位日益重要。为了减少饱和脂肪酸的摄入，不能食用过多动物蛋白，植物蛋白不仅可以弥补膳食中蛋白质的不足，还含有一些生物活性物质，有利于人体健康。米糠蛋白具有易消化、营养价值高、过敏性低等优点，是一种优质的植物蛋白资源。米糠蛋白在食品、化妆品工业中应用极其广泛，可作为营养强化剂添加到食品中，也作为稳定剂和增稠剂添加到液体和半固体饮料中，还可作为发泡剂添加到蛋糕中，而在肉制品中起乳化、增稠及黏结的作用，米糠蛋白的衍生物（乙酰化多肽钾盐）是化妆品的重要配料。

1 米糠蛋白提取技术

碱法、物理法和酶法是目前报道米糠蛋白的主要提取方法，这几种方法各有优劣。

1.1 碱法

高浓度的碱液可以破坏米糠结构，使其变得疏松，也能水解蛋白质中的氢键、酰胺键、二硫键等次级键，使某些极性基团发生解离，从而使蛋白质分子表面具有相同电荷，促进结合物与蛋白质分离，有利于蛋白质的溶出。该方法简单易行，米糠蛋白得率随着碱液浓度的增加而增大，但碱液浓度过高，蛋白质中赖氨酸与丙氨酸、胱氨酸发生缩合反应，生成有毒化合物[4]，使赖氨酸营养价值大大降低。此外，碱液浓度较高时会产生蛋白质变性和水解、美拉德反应，从而促使产品颜色加深[5]、非蛋白成分增加等一些不利反应，降低提取率。此外，碱液浓度过高，对设备的腐蚀及后续处理带来许多不便。

1.2 物理法

物理法是将全脂或脱脂米糠采用胶体磨、均质、超微粉碎及超声波、亚临界萃取等破坏米糠细胞结构，使米糠蛋白溶出。据报道，全脂米糠经微粉碎和均质后，蛋白质得率比单纯水溶液得率提高75%，脱脂米糠经物理方法处理，其蛋白质得率可提高18.7%[6]。该法存在得率较低、对设备投资的要求高等缺点。

1.3 酶法

近年来，关于酶法提取米糠蛋白的报道较多。酶法反应条件温和、蛋白提取得率较高，且能更多保留蛋白质营养价值；同时也避免传统碱法提取米糠蛋白所带来的负面效应。糖酶、蛋白酶、植酸酶由于作用机理不同，被广泛地应用于米糠蛋白的提取中。

糖酶被称为细胞破壁酶，主要有纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶，作用方式是通过降解细胞纤维、破碎植物细胞壁，使其内容物充分游离出而达到提取蛋白的目的。此外，木质素酶、木聚糖酶也能达到提高米糠蛋白提取率的目的[7-8]。

适当采用蛋白酶可以提高米糠蛋白得率。蛋白酶对米糠蛋白具有降解和修饰作用，使其变成可溶性肽，从而将蛋白提取出，同时也会将与蛋白相连其他物质水解，提高蛋白质得率；且蛋白质多肽链被水解成短肽链，提高蛋白质消化率；同时，经蛋白酶部分水解米糠蛋白，其功能性质发生变化，如溶解性增强，乳化性和乳化稳定性提高。

米糠含植酸盐10%左右，蛋白质分子与植酸阴离子结合会引起结构改变，形成不溶性蛋白质-植酸复合体[9]。植酸酶水解植酸磷酸盐残基，有利于增加蛋白溶解性和提高蛋白纯度。采用2种或2种以上复合酶提取米糠蛋白可以更好地提高蛋白得率或改善蛋白风味，目前研究一般是糖酶与蛋白酶或植酸酶结合使用。有研究采用复合多糖酶分别与戊聚糖酶、蛋白酶作用提取米糠蛋白，得率比使用单一酶高10%左右。将半纤维素酶和植酸酶按比例复合后，米糠蛋白的提取率达到92%[10]。

1.4 物理法结合酶法

有研究表明，首先对脱脂米糠进行热稳定化，再采用酶水解提取蛋白质，米糠蛋白提取率提高。Tang SH等人[11]的试验数据表明，分别单独采用反复冻融、超声波、高速剪切和高压时，米糠蛋白提取率分别是12%，15%，16%和11%；分别采用淀粉酶和蛋白酶从经超声波处理的米糠中提取米糠蛋白，米糠蛋白提取率达到33.9%和57.8%；若将淀粉酶和蛋白酶同时用于经高压处理的米糠，米糠蛋白提取率达到66.6%。试验结果表明，物理法和酶法相结合更有利于米糠蛋白的提取[12]。

2 米糠蛋白市场发展趋势

在世界范围的蛋白质资源供给中，植物蛋白占蛋白质总量的70%，而动物蛋白仅为30%。此外，植物蛋白具有经济性、营养性和功能性等优点，在建立健康的饮食结构方面所起的作用也越来越受人们重视。目前，国内市场的植物蛋白主要是大豆蛋白，广泛应用于肉制品、乳制品、面制品和蛋白饮料等行业。添加2%~5%的大豆蛋白，可以更好地防止肉制品肉汁离析，起到保水、保脂的作用，而且能改善肉制品的品质、口感。冰激凌的乳化性质、乳糖结晶、“起砂”等，采用大豆分离蛋白代替脱脂奶粉后得到明显改善。添加5%的大豆分离蛋白，面包体积明显增大、货架期延长。

米糠蛋白中，清蛋白∶球蛋白∶谷蛋白∶醇溶蛋白的比例约为37∶36∶22∶5[13]。米糠蛋白的消化率达90%以上，生物效价与酪蛋白相近，其赖氨酸含量高于大豆蛋白，氨基酸组成符合FAO/WHO推荐模式，是一种营养价值较高的植物蛋白。随着人口增长和国民收入水平提高，城乡居民对食品消费需求不但继续保持较快增长的趋势，而且从生存型消费转向健康型、享受型消费，从“吃饱、吃好”向“安全、健康”转变，食品消费更加多样化，消费总量持续增长。以稻米加工的副产品米糠为原料制备的米糠蛋白符合天然、安全、保健等要求，市场需求巨大。按照蛋白平均添加量3%计算，2015年肉类总产量8 500×104t、肉类制品及副产品1 500× 104t，需要蛋白45×104t，市场前景十分广阔。

3结语

“十二五”食品工业发展规划把“安全卫生、营养健康”作为基本原则，把“安全、优质、营养、健康、方便”作为发展方向，倡导适度加工，保护食品的有效营养成分，引导健康消费。研究和推广米糠精深加工及米糠蛋白提取技术，不仅能推动我国米糠蛋白的工业化生产，提供米糠蛋白的利用价值和应用范围，而且对缓解我国蛋白质资源紧缺现状具有重要的现实意义。

[1]刘正敏.中国粮油市场分析报告[J].粮食与油脂，2007（2）：29-30.

[2]Sudarat Jiamyangyuen，Voranuch Srijesdaruk，W James Harper.Extraction of rice bran protein concentrate and its application in bread[J].Songklanakarin Journal of Science and Technology，2005，27（1）：55-64.

[3]范馨文.不同脱脂条件对米糠蛋白提取及结构的影响研究[D].大庆：黑龙江八一农垦大学，2014.

[4]邹翀，何东平，尤梦圆，等.米糠蛋白提取及纯化工艺的研究[J].农业机械，2013（3）：32-35.

[5]王雪飞.酶法制备米糠分离蛋白的研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2003.

[6]吴思.大米蛋白提取与酶解条件研究[J].天津职业院校联合学报，2010（9）：13-15.

[7]Wang M，Hettiarachy N SQ，Burk M，et al.Preparation and functional properties of rice bran protein isolate[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry，1999，7（2）：411-416.

[8]Hannmourgjai P.Enzymatic process for extracting oil and protein from rice bran[J].Journal of the American Oil Chemists Society，2001，78（8）：817-821.

[9]江爱芝，王燕.米糠蛋白提取方法研究进展[J].粮食与油脂，2009（10）：11-12.

[10]王立，周素梅，陈正行.提取米糠蛋白的探讨[J].西部粮油科技，2002（3）：35-37.

[11]Tang SH，Hettiarachchy N S，Shellhammer T H.Protein extraction from heat-stabilized defatted rice bran.Ⅰ.Physical processing and enzyme treatments[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2002，50（25）：7 444-7 448.

[12]Tang S H，Hettiarachchy N S，Eswaranandam S.Protein extraction from heat-stabilized defatted rice bran.Ⅱ.The role of amylase，celluslast，and viscozyme[J].Journal of Food Science，2003，68（2）：471-475.

[13]Hamada JS．Characterization and functionalpropertiesof rice bran proteinsmodified by commercialexoproteases and endoproteases[J].Journal of Food Science，2000，65（2）：305-310.◇

Advance Research on Extraction Technology of Rice Bran Protein

ZHANG Zhaoqin，WAN Xiaobao
（JiangxiResearch Institute of Cereal and Oils Science and Technology，Nanchang，Jiangxi330029，China）

The processing of rice in our country is still at original state.As themain by-product in rice processing，the rice bran is rich in oil and protein.The protein extraction from rice bran not only increases utilization of rice，but also has very good development prospects.As a high quality plant protein，the rice bran protein is highly nutritious，low anaphylactic and non-GMO，can be widely used in food processing，medicine，health products and cosmetics.This article briefly summarizes the extraction technology of rice bran protein，presents the reference for the comprehensive utilization of rice bran.

rice bran protein；extraction；advance

TS210.9

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.06.047

1671-9646（2017）06b-0054-02

2017-04-28

张兆琴（1983—），女，硕士，工程师，研究方向为粮油食品加工技术。