米糠蛋白利用的研究進展

王昕

摘 要：本文綜述了米糠蛋白提取方法與應(yīng)用價值的研究現(xiàn)狀。提取米糠蛋白的方法有化學(xué)法、物理法、酶法等，其中酶法是米糠蛋白提取研究的重點方向 。由于米糠蛋白具有低過敏性、抗癌活性和保健功能等特性，所以米糠蛋白在醫(yī)藥、食品、化妝品等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：米糠蛋白;提取方法;應(yīng)用價值

Abstract：This article reviews the current research status of rice bran protein extraction methods and application value. The methods of extracting rice bran protein include chemical method， physical method， enzymatic method， etc. Among them， enzymatic method is the research focus of extracting rice bran protein. Because rice bran protein has the characteristics of hypoallergenic， anti-cancer activity and health care function， rice bran protein has broad application prospects in medicine， food， cosmetics and other fields.

Key words：Rice bran protein; Extraction method; Application value

中圖分類號：TS210.9

稻米加工業(yè)是農(nóng)產(chǎn)品加工的重要組成部分，是食品工業(yè)基礎(chǔ)，我國稻谷的加工副產(chǎn)品米糠年產(chǎn)量超過了1 000萬t[1]。米糠的主要成分是稻谷中的果皮、種皮、珠心層、糊粉層、米胚和少量的碎米，通常米糠中水分為7%～14%、灰分為8%～12%、無氮浸出物為33%～53%、油脂為14%～24%、蛋白質(zhì)為12%～16%，米糠中的蛋白質(zhì)比普通精米高1倍[2-3]。因此，提取米糠中的蛋白，是利用米糠資源的有效途徑之一。

目前人們在米糠蛋白的利用上已取得不少成功經(jīng)驗，如利用米糠蛋白的低過敏性、抗癌活性和保健功能等開發(fā)藥品、食品、化妝品等。本文對目前米糠蛋白的提取方法和利用情況進行了綜述。

1 米糠蛋白的提取

目前化學(xué)法、物理法和酶法是提取米糠蛋白的主要方法。

1.1 化學(xué)法

提取米糠蛋白的傳統(tǒng)方法是采用化學(xué)法提取，或稱之為堿法?；瘜W(xué)法提取米糠蛋白的原理是米糠中的氫鍵、二硫鍵、酰胺鍵被高濃度堿水解，從而獲得更多的蛋白質(zhì)的方法?；瘜W(xué)法的工藝優(yōu)點是成本低，缺點是高濃度堿條件下米糠蛋白易變性，加劇美拉德反應(yīng)，非蛋白物質(zhì)溶解，產(chǎn)生褐色物質(zhì)，影響米糠蛋白產(chǎn)品的品質(zhì)[4]。堿法提取工藝如下：米糠中加入水，調(diào)節(jié)溫度和pH值，容器中反應(yīng)后離心過濾，取上清液，調(diào)節(jié)等電點，離心過濾，干燥后獲得米糠蛋白。

鄒鯉嶺、李昌盛[5]用響應(yīng)面回歸分析法優(yōu)化化學(xué)法研究了提取米糠蛋白的工藝條件，最終優(yōu)化條件為：溫度39 ℃、pH值9、時間1.7 h，在該條件下米糠蛋白的提取率為80.97%，對工業(yè)化生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

曲曉婷、張名位等[6]人采用較弱堿性和較低溫度的方法提取米糠蛋白，通過二次通用旋轉(zhuǎn)正交組合設(shè)計優(yōu)化工藝條件。最終優(yōu)化條件為：溫度40 ℃、pH值11、時間2 h，在該條件下蛋白提取率達到80.93%，并且該方法不僅提取率高，而且保持了蛋白質(zhì)特性。

1.2 物理法

利用均質(zhì)機、膠體磨或超微粉化設(shè)備破碎米糠中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而溶出米糠蛋白的方法稱為物理法。這種方法的優(yōu)點是提取的米糠蛋白結(jié)構(gòu)完整，缺點是設(shè)備要求較高、提取率較低，通常配合酶法等其他提取方法使用。金世合，陳正行[7]研究表明，全脂米糠經(jīng)物理法研磨后，米糠白質(zhì)回收率可提高12%～17%;用該方法提取脫脂米糠后，米糠蛋白回收率提高5%左右。物理法提取工藝如下：米糠加水形成漿料，經(jīng)膠體磨研磨后均質(zhì)，離心后取上清液濃縮干燥，得到米糠蛋白產(chǎn)品。

1.3 酶法

采用酶法進行提取的研究近年來較多，用于提取米糠蛋白的酶目前主要有3類：蛋白酶、細(xì)胞破壁酶、植酸酶，酶法提取米糠蛋白的優(yōu)點是不產(chǎn)生有害物質(zhì)，反應(yīng)條件溫和，保留了更多米糠蛋白的營養(yǎng)價值。

1.3.1 蛋白酶

蛋白酶通過降解和修飾作用把米糠蛋白溶解為可溶性肽，將米糠蛋白抽提出來的同時水解掉與米糠蛋白相連的其他物質(zhì)，可使米糠蛋白的回收率顯著提高。而且蛋白質(zhì)多肽鏈被水解成短肽鏈，提高了蛋白質(zhì)的消化率。在45 ℃、pH 9、水解度（DH）10%的條件下，米糠蛋白的提取率達到90%。經(jīng)蛋白酶提取得到的米糠蛋白功能、性質(zhì)發(fā)生了有利變化，溶解性增加，乳化性和乳化穩(wěn)定性也有所提高。

1.3.2 細(xì)胞破壁酶

細(xì)胞破壁酶通過破壞植物細(xì)胞壁，使內(nèi)部蛋白游離出來，從而達到提取蛋白的目的，主要有纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶等。米糠中植物纖維含量較高，纖維與蛋白質(zhì)的結(jié)合阻礙了蛋白質(zhì)的分離提取，可以采用細(xì)胞破壁酶對其進行水解。

1.3.3 植酸酶

米糠中存在不溶性的“蛋白質(zhì)-植酸復(fù)合體”，通過植酸酶水解植酸的磷酸鹽殘基，利于增加米糠蛋白溶解性，提高米糠蛋白純度。

1.3.4 復(fù)合酶

復(fù)合酶法是采用2種及2種以上的酶提取米糠蛋白的方法，能夠提高米糠蛋白收率，改善米糠蛋白風(fēng)味。目前的研究一般是細(xì)胞破壁酶與蛋白酶或植酸酶結(jié)合使用。劉穎、田文娟[8]等人先用α-淀粉酶水解米糠淀粉，再用植酸酶和纖維素酶破壞其中的植酸和纖維素，達到分步高效提取米糠蛋白的目的。其工藝流程和條件為：粗米糠粉碎后過100目篩子，加入

20 U·g-1的α-淀粉酶和pH 6.2的緩沖液至固液比為1∶8，在溫度為62 ℃的水浴鍋中酶解2.5 h（期間加HCl、NaOH維持pH值為6±0.05），之后加入

300 U·g-1植酸酶和50 U·g-1纖維素酶，在55 ℃的水浴鍋中繼續(xù)酶解2.5 h，期間維持pH值為5.5±0.05，最后85 ℃滅酶20 min，在轉(zhuǎn)速3 000 r·min-1的離心機中離心30 min，收集上清液并記錄體積，測定米糠蛋白提取率。經(jīng)這3種酶的分步提取后，米糠蛋白得提取率達到77.41%，純度可達到68.83%。

2 米糠蛋白的應(yīng)用

2.1 利用米糠蛋白生產(chǎn)活性多肽

利用蛋白酶催化水解米糠蛋白時，米糠蛋白被降解成不同鏈長的多肽小分子，再通過分離，可制得不同的活性多肽，制得的多肽具有調(diào)節(jié)人體增強機體防御功能、生理節(jié)律和預(yù)防疾病等功能，如類阿片拮抗肽和降血壓肽。

吳建平[9]利用胃蛋白酶水解米糠蛋白時獲得4種降血壓肽，降血壓肽作為較成熟的一種生物活性肽，通過抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶的活性，從而使血壓下降，達到治療高血壓的目的。來源于米糠蛋白的降血壓肽，無毒副作用，安全性高，是高血壓患者的一劑良藥。

陳季旺等人[10]對胰蛋白酶水解低溫工藝制備的脫脂米糠蛋白進行離體豚鼠回腸檢定，得出其水解產(chǎn)物具有明顯的類阿片拮抗活性，而高溫脫脂米糠蛋白的胰蛋白酶水解產(chǎn)物沒有類阿片拮抗活性，說明可以采用低溫脫脂米糠蛋白生產(chǎn)具有鎮(zhèn)痛作用的類阿片拮抗肽。

2.2 利用米糠蛋白生產(chǎn)嬰幼兒蛋白粉

米糠蛋白具有易吸收、低敏性、高營養(yǎng)價值的特點，很適合嬰兒和特殊人群使用。米糠蛋白中的主要4種蛋白成分比例大概為：清蛋白∶球蛋白∶谷蛋白∶醇溶蛋白=37∶36∶22 ∶5，符合FAO/WHO推薦的氨基酸組成，因此可作為嬰幼兒斷乳時理想的食品原料。并且到現(xiàn)在為止還沒有嬰幼兒對大米過敏的報道，將以米糠為原料的大米蛋白粉作為嬰幼兒的營養(yǎng)食品具有重要意義。

2.3 利用米糠蛋白生產(chǎn)食品添加劑

低脂肪蛋糕產(chǎn)品中利用米糠蛋白代替雞蛋白，制成蛋白發(fā)泡粉，可發(fā)揮良好的發(fā)泡作用。米糠蛋白在蛋白酶水解、脫酰胺作用后產(chǎn)生大量的天門冬酰胺和谷氨酰胺，可作為谷氨酸類風(fēng)味增強劑，取代味精產(chǎn)品，避免了過量使用谷氨酸及其鈉鹽對人體產(chǎn)生的毒副作用。米糠蛋白也可以直接作為添加劑，在蜜餞、糖果、奶制品、火腿腸中應(yīng)用，既能增強營養(yǎng)，又能改善風(fēng)味。

2.4 利用米糠蛋白分離干酪素

干酪素屬于磷蛋白類的復(fù)合蛋白，又稱酪素、酪蛋白等，是化工原料的重要組成部分。可用于紙張涂料、木材粘膠料、紡織品槳料中;也可用于制造防水纖維、塑料、合成樹脂等。開展米糠蛋白干酪素分離技術(shù)研究對緩解奶制干酪素的供求矛盾具有重要意義，并且充分利用了米糠資源，提高了農(nóng)產(chǎn)品副加值。

2.5 利用米糠蛋白生產(chǎn)保健食品

研究表明，經(jīng)高溫處理的米糠用番木瓜蛋白酶水解，并添加酸味劑沉淀后，將分離出的固體物質(zhì)制成一種透明狀米糠蛋白營養(yǎng)飲料，已發(fā)展成一種牛奶代用品。

2.6 米糠蛋白衍生物應(yīng)用于化妝品

乙酰化多肽鉀鹽作為米糠蛋白的衍生物在日本化妝行業(yè)中應(yīng)用廣泛，乙?；嚯拟淃}對皮膚刺激性小，表面活性高，有顯著的亮澤和再生毛發(fā)的效果。

3 米糠蛋白利用的現(xiàn)存困難及展望

3.1 提取工藝方面

米糠蛋白缺乏實用性的主要原因是其提取難度大。在天然狀態(tài)下，米糠中植酸、半纖維素等物質(zhì)的聚集作用以及米糠蛋白含有較多的二硫鍵，使米糠蛋白不易溶于普通溶劑。雖然米糠蛋白的營養(yǎng)價值和保健功能得到了公眾的認(rèn)可，但是目前還沒有工業(yè)化的米糠蛋白產(chǎn)品。

在米糠的提取工藝方面，化學(xué)法提取技術(shù)應(yīng)用較廣泛，化學(xué)法工藝成本低，但制備的米糠蛋白易變性，影響了最終蛋白產(chǎn)品的品質(zhì)。酶法目前仍僅在實驗室中應(yīng)用，酶法能保留米糠蛋白的營養(yǎng)價值，但提取的米糠蛋白中淀粉含量比較高，影響米糠蛋白提取率和米糠蛋白的純度。因此采用明顯降低提取成本的非蛋白酶（如淀粉酶）提取米糠蛋白，將多種方法結(jié)合使用提取米糠蛋白應(yīng)是科研工作者今后的研究重點。

3.2 應(yīng)用價值方面

在米糠蛋白的應(yīng)用方面，目前稻米加工中生產(chǎn)的細(xì)糠，主要用作家畜飼料，極大地浪費了米糠這一寶貴資源。由于米糠蛋白的功能性質(zhì)和營養(yǎng)價值不斷被大眾認(rèn)知，科研工作者和企業(yè)越來越重視米糠蛋白在醫(yī)藥保健和食品工業(yè)方面的應(yīng)用。米糠蛋白的可開發(fā)利用范圍非常廣，可使傳統(tǒng)的稻谷工業(yè)發(fā)生導(dǎo)向性變化。

4 結(jié)語

我國是一個擁有豐富米糠資源的國家，隨著人民生活水平的不斷提高，研究推廣穩(wěn)定的米糠蛋白提取利用技術(shù)可滿足我國的社會發(fā)展需求，使米糠蛋白資源得到科學(xué)合理利用，為稻谷加工創(chuàng)造更高的價值，而且促進了我國稻米產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此米糠蛋白開發(fā)利用前景十分廣闊，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益不可估量。

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