利用米渣制备米蛋白及其工业设计研究

论文摘要

大米蛋白是公认的优质植物蛋白,具有氨基酸组成比例合理和低过敏性等特性,非常适合作为婴幼儿和特殊人群的营养食品,国内外高度重视大米蛋白的研究和产品开发。本论文主要研究了利用换仓米制备淀粉糖后的副产品—米渣为原料制备大米蛋白的技术,初步探讨其工业设计问题。讨论了高温液化处理对米渣中蛋白组分和蛋白提取率的影响:高温液化使清蛋白、球蛋白含量降低,难溶性蛋白含量增加:在广泛pH值范围内,蛋白提取率急剧下降。通过比较研究碱提酸沉法、蛋白酶法和排杂法三种不同的米蛋白制备方法,可得如下结果:碱法提取米蛋白,蛋白收率最低,溶解性也差,已不再适合米渣蛋白的提取;在蛋白酶法中,蛋白酶种类对米蛋白提取效果影响很大,综合考虑产品感观质量和收率,中性蛋白酶是最佳酶选。酶法获得的产品纯度低,但溶解性能好,说明蛋白酶对产品能起到改性的作用:对于排杂法,耐高温α-淀粉酶除杂效果最好,蛋白纯度和提取率都非常高,但产品溶解性能差。将排杂法和蛋白酶法结合起来,能够生产出优质的米蛋白产品。完整的米蛋白生产工艺路线包括:排杂法制备米渣浓缩蛋白（正己烷脱脂、水洗脱糖）、中性蛋白酶水解增溶米渣浓缩蛋白（最佳工艺条件pH 7.8,酶量0.4%,时间10h,液固比7:1）、活性炭脱色（最佳工艺条件加炭量3%,脱色时间35min）、喷雾干燥。在此工艺条件下,大米蛋白总回收率为62.66%,产品纯度86.4%,产品呈乳白色粉末状,溶解性能好。对以上试验成果进行总结分析,结果显示,此工艺简单、用水量小、三废排放量少,对环境污染小。在此基础上,探讨了一些工业设计方面的问题,对主物料米蛋白作物料衡算,简单分析了经济效益情况,最后设计出简单的中试工艺流程图,说明此工艺路线有望实现大规模工业化生产。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 大米蛋白的性质和营养价值
• 1.1.1 大米蛋白组成
• 1.1.2 大米蛋白结构和性质
• 1.1.2.1 大米中贮藏性蛋白
• 1.1.2.2 代谢活性蛋白
• 1.1.3 加热和陈化作用对大米蛋白的影响
• 1.1.4 大米蛋白的营养、保健作用
• 1.2 大米蛋白的应用
• 1.3 大米蛋白的制备、生产现状
• 1.3.1 大米蛋白制备技术
• 1.3.1.1 碱法提取大米蛋白
• 1.3.1.2 蛋白酶法提取大米蛋白
• 1.3.1.3 淀粉酶法制备米渣浓缩蛋白
• 1.3.2 国内外大米蛋白产品生产现状
• 1.4 选题的意义和研究背景
• 1.5 主要研究内容
• 第二章 大米蛋白制备方法探讨
• 2.1 材料、试剂与设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 米渣组分及性质
• 2.2.1.1 原料中四种蛋白组分的提取分离
• 2.2.1.2 高温液化对米蛋白提取率的影响
• 2.2.2 米渣蛋白制备方法
• 2.2.2.1 碱提酸沉法
• 2.2.2.2 蛋白酶法
• 2.2.2.3 排杂法
• 2.3 测定方法
• 2.3.1 蛋白质含量测定
• 2.3.2 粗脂肪的测定
• 2.3.3 总糖的测定
• 2.3.4 灰分的测定
• 2.4 计算方法
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 米渣原料成分分析
• 2.5.1.1 原料常规成分含量分析
• 2.5.1.2 米渣中四种蛋白质含量分析
• 2.5.2 高温液化对大米蛋白提取率的影响
• 2.5.3 碱提工艺条件的研究
• 2.5.4 酶法水解提取米渣蛋白的研究
• 2.5.5 排杂法制备米渣浓缩蛋白
• 2.5.6 米蛋白制备方法的综合比较
• 2.6 本章小结
• 第三章 蛋白酶水解米渣浓缩蛋白的研究
• 3.1 材料、试剂与设备
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 试剂
• 3.1.3 设备
• 3.2 分析方法
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 米渣浓缩蛋白制备工艺研究
• 3.3.2 蛋白酶水解增溶米渣浓缩蛋白
• 3.3.3 酶解液脱色
• 3.3.3.1 吸附树脂脱色法
• 3.3.3.2 活性炭脱色法
• 3.4 结果和讨论
• 3.4.1 米渣原料脱脂
• 3.4.2 脱脂米渣脱糖
• 3.4.2.1 水洗脱糖工艺条件优选
• 3.4.2.2 耐高温α-淀粉酶脱糖工艺优化
• 3.4.2.3 脱糖方法的选择
• 3.4.3 中性蛋白酶水解增溶米渣浓缩蛋白工艺研究
• 3.4.4 酶解液脱色方法比较研究
• 3.4.4.1 树脂脱色法
• 3.4.4.2 活性炭脱色法
• 3.4.4.3 吸附脱色和活性炭脱色综合比较
• 3.4.5 干燥方式的选择
• 3.5 大米蛋白产品测试分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 工业设计初步探讨
• 4.1 工艺流程方框图
• 4.2 物料衡算与能量衡算探讨
• 4.3 经济效益估算
• 4.4 生产工艺流程设计
• 4.4.1 化工设备的选型
• 4.4.2 化学反应过程分类
• 4.4.3 中试设计工艺流程图
• 结论和展望
• 参考文献
• 致谢