發(fā)酵法產(chǎn)米糠蛋白的研究進(jìn)展

姜加良

吉林工商學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130507

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發(fā)酵法產(chǎn)米糠蛋白的研究進(jìn)展

姜加良

吉林工商學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130507

從糧食部對(duì)米糠蛋白年產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)來(lái)看，米糠蛋白年產(chǎn)量(2×106t)約占米糠年產(chǎn)量的14.29%，從比例上看，米糠蛋白產(chǎn)量并不是很高，但是因?yàn)槊卓返鞍拙哂械瓦^(guò)敏性、高營(yíng)養(yǎng)性的優(yōu)良特性，人們對(duì)其的需求也越來(lái)越多。但是，由于米糠蛋白的提取率以及提取純度都比較低，無(wú)法滿足人們對(duì)其日益增長(zhǎng)的需要。為了讓米糠蛋白的產(chǎn)量能夠滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需要，實(shí)現(xiàn)米糠蛋白的工業(yè)化生產(chǎn)，需對(duì)米糠蛋白的生產(chǎn)方法進(jìn)行具體深入的研究。

發(fā)酵法；米糠蛋白；生產(chǎn)方法

米糠中含有眾多營(yíng)養(yǎng)成分以及人體必需元素，米糠里面12%到16%的蛋白含量使米糠蛋白的生物效價(jià)高達(dá)2.5，非常適合人們食用。由于米糠蛋白具有低過(guò)敏性、易消化的優(yōu)良特性，可將米糠蛋白作為嬰兒配方原料供嬰兒食用，因此，研究米糠蛋白的生產(chǎn)方法具有較高的生物價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

一、發(fā)酵法的定義

發(fā)酵法的要求是藥物需要經(jīng)過(guò)凈制或者是處理，條件是在一定溫度或者濕度下，作用條件是經(jīng)過(guò)霉菌或者是酶的催化、分解作用，結(jié)果是使藥物發(fā)泡發(fā)芽。

在米糠蛋白中富含有球蛋白、谷蛋白、清蛋白以及醇蛋白。四種蛋白的含量不盡相同，醇蛋白的含量相對(duì)較低，其他三種蛋白含量相對(duì)較高。從目前的技術(shù)來(lái)說(shuō)，提取米糠蛋白并無(wú)單一方法，通常需要借助酶的催化作用。發(fā)酵法便是綜合利用霉菌和酶催化的共同作用，將米糠蛋白提取出來(lái)，供人類(lèi)使用。發(fā)酵法生產(chǎn)米糠蛋白已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，發(fā)酵法有著本身操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，米糠蛋白有著成本低、營(yíng)養(yǎng)性高、過(guò)敏性低等優(yōu)勢(shì)，因此，發(fā)酵法和米糠蛋白的結(jié)合是工業(yè)化生產(chǎn)米糠蛋白的不二之選。

二、酶在生產(chǎn)米糠蛋白中的作用分析

發(fā)酵法生產(chǎn)米糠蛋白可以充分利用酶來(lái)進(jìn)行，讓米糠蛋白在中或者是弱堿性的環(huán)境下被提取出來(lái)。中性和弱堿性可以避免米糠蛋白在強(qiáng)堿性的情況下失去營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，進(jìn)而產(chǎn)生有害物質(zhì)，危害食用者健康。發(fā)酵法首先需要將米糠處理干凈，選擇酶的最佳作用溫度，在一定的濕度條件下，利用糖酶的作用，使糖酶去攻擊細(xì)胞壁，進(jìn)而糖基質(zhì)中會(huì)有更多的蛋白質(zhì)被釋放，提高米糠蛋白的提取率。由于植酸和蛋白會(huì)發(fā)生相互作用，因此，也可利用植酸酶將植酸溶解，解除植酸對(duì)提取米糠蛋白的影響。米糠蛋白中的各類(lèi)蛋白的溶解性很低，蛋白酶可以將蛋白水解，水解之后的蛋白的溶解性更高，方便對(duì)米糠蛋白的提取。經(jīng)過(guò)酶的催化作用，米糠蛋白的提取率更高、純度也更高[1]。

糖酶在提取米糠蛋白中的作用。糖酶的種類(lèi)非常豐富，包括：纖維素酶、果膠酶、細(xì)胞壁水解酶、淀粉酶等等。米糠中的主要碳水化合物是半纖維素以及纖維素，因此使用纖維素酶作為糖酶或者半纖維素酶作為糖酶提取米糠蛋白已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。植物細(xì)胞壁由纖維素和果膠組成，細(xì)菌細(xì)胞壁由肽聚糖組成，因此糖酶可以水解細(xì)胞壁，提取米糠蛋白。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于米糠蛋白的提取，若使用淀粉酶，則酶在PH值為6.5(接近中性)，反應(yīng)溫度在45℃，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)時(shí)提取率最優(yōu)；在反應(yīng)條件相同的狀態(tài)下，用果膠酶、纖維素酶、肽聚糖酶四種糖酶分別提取米糠蛋白，從結(jié)果中看，纖維素酶對(duì)米糠蛋白的提取率最優(yōu)。

植酸酶在提取米糠蛋白中的作用。植酸酶的主要作用是破環(huán)植酸和蛋白之間的相互作用，之前就有Wang專(zhuān)家對(duì)植酸酶的作用進(jìn)行研究，研究表明，如果僅使用植酸酶來(lái)提取米糠蛋白，那么蛋白的提取率僅維持在57%左右水平，如果將肽聚糖酶和植酸酶復(fù)合使用，那么蛋白的提取率可上升至75%左右，從中可以看出，溶解細(xì)胞壁和破壞植酸兩者對(duì)提取米糠蛋白有共同的促進(jìn)作用。

復(fù)合酶在提取米糠蛋白中的作用。復(fù)合酶的使用可以使蛋白的提取率更高，目前應(yīng)用復(fù)合酶提取米糠蛋白已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。專(zhuān)家劉穎等人為了研究復(fù)合酶對(duì)蛋白的提取作用，在植酸酶、淀粉酶和纖維素酶的分布作用下，選擇最佳提取條件，先運(yùn)用淀粉酶對(duì)淀粉的水解，作為第一步提取，再向里面添加纖維素酶以及植酸酶作為進(jìn)一步提取，最終米糠蛋白的提取率上升到77.45%，米糠蛋白的純度高達(dá)68.9%。除專(zhuān)家劉穎之外，李坤、王騰宇先后也進(jìn)行了復(fù)合酶提取米糠蛋白的實(shí)驗(yàn)，李坤進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中蛋白提取率高達(dá)80.1%，王騰宇進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中蛋白提取率達(dá)到70.34%[2]。

蛋白酶對(duì)在提取米糠蛋白中的作用。蛋白酶可以將蛋白水解成更小的單位，使其更容易水解。專(zhuān)家王騰宇等人進(jìn)行了不同蛋白酶對(duì)米糠蛋白提取效果的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中選取了四種較為有效的蛋白酶：酸性、堿性、中性、風(fēng)味，將這四種蛋白酶分別放置在最優(yōu)的反應(yīng)條件下，堿性蛋白酶對(duì)米糠蛋白的提取率最高，酸性蛋白酶對(duì)米糠蛋白的提取率最低，而風(fēng)味蛋白酶和中性蛋白酶分別處于第二第三的位置，但四種蛋白酶的提取率均小于60%。在王騰宇之后，Apinunjarupong又進(jìn)行了菠蘿蛋白酶的提取實(shí)驗(yàn)，在最有利條件下，提取率高達(dá)75.5%。Apinunjarupong專(zhuān)家之后，Hamada改進(jìn)了風(fēng)味蛋白酶以及堿性蛋白酶的反應(yīng)條件，將王騰宇的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提升至87%和81%，較之前有了重大突破[3]。

從上述酶對(duì)米糠蛋白提取率的影響中可以發(fā)現(xiàn)，酶法提取米糠蛋白相對(duì)于堿性方法提取米糠蛋白的效果更佳顯著，但相關(guān)成本也更高，將米糠蛋白酶解之后產(chǎn)生米糠肽，降低了蛋白質(zhì)的起泡性、風(fēng)味等特性，同時(shí)，米糠蛋白經(jīng)過(guò)水解之后，可能會(huì)釋放出略帶苦味的肽，這會(huì)影響米糠蛋白的食用性以及口感。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，發(fā)酵法生產(chǎn)米糠蛋白最核心的步驟便是酶的催化分解作用。酶解米糠蛋白所用的糖酶(纖維素酶、果膠酶、肽聚糖酶等等)成本相對(duì)較高，這直接增加了生產(chǎn)米糠蛋白的成本。目前，米糠蛋白已被應(yīng)用在了食品包裝材料、嬰兒配方食品、食品添加劑、可食性膜等方面，由于植物蛋白的制造成本相對(duì)較低，而我國(guó)市場(chǎng)對(duì)米糠蛋白的需求越來(lái)越高，實(shí)現(xiàn)米糠蛋白的工業(yè)化生產(chǎn)是一項(xiàng)十分緊迫的事情，因此，研究發(fā)酵法生產(chǎn)米糠蛋白，并實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)具有十分重要意義。

[1]呂飛，許宙，程云輝.米糠蛋白提取及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J].食品與機(jī)械，2014，03：234-238.

[2]王騰宇，周鳳超，王玉，李振嵐，于殿宇.米糠蛋白提取及其應(yīng)用[J].糧油加工，2010，08：74-76.

[3]曲曉婷，張名位，溫其標(biāo)，張雁，張瑞芬，魏振承，池建偉，唐小俊.米糠蛋白提取工藝的優(yōu)化及其特性研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，02：525-532.

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