[01238274]低温米糠粕膳食纤维提取关键技术

稻谷是我国最主要的粮食作物之一,我国水稻的播种面积约占粮食作物总面积的1/4,产量约占全国粮食总产量的1/2,在商品粮中占一半以上,产区遍及全国各地。2014年我国稻谷年产量达1.7亿吨之多,占全球总量的28%以上。米糠是稻谷加工过程中所产生的副产品,我国米糠年产量超过1400万吨,这显示出其丰富的资源潜力。 米糠是大米加工的主要副产物之一,是糙米碾制成大米过程中时糙米的种皮、果皮、糊粉层、胚及部分碎米组成,其主要化学成分以糖类、脂肪、蛋白质、纤维素、半纤维素,另外还含有较多的维生素、植酸盐和矿物质等营养素,如生育酚、生育酚三烯和γ-谷维醇等近百种具有各种功能的生物活性因子,集中了64%的稻米营养素以及90%以上的人体必需元素。 米糠富约含20%左右脂肪,且多为不饱和脂肪酸,通常用于制取优质米糠油。提取米糠油后的低温米糠粕中仍然还含有淀粉、蛋白质、膳食纤维等丰富的营养成分,且大米蛋白质是致敏性最低、最安全的蛋白。因此,低温米糠粕可以加以利用,进一步提高米糠利用价值。 膳食纤维（Dietary Fiber,DF）是指在植物中天然存在的、可提取的或合成的碳水化合物的聚合物,其聚合度DP≥3、不能被人体小肠消化吸收、对人体有健康意义的物质。它被称为继水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素之外的“第七大营养素”[23]。 目前我国公民对高热量、高蛋白、高脂肪食品和精细食品摄取量大大增加,膳食纤维的摄取量相对减少,忽略了膳食营养平衡,导致“由于膳食不平衡或营养过剩造成的文明病（肥胖、肠胃疾病、心血管疾病、糖尿病）成为危害我国人民健康的主要疾病”（ 卫生部、科技部、国家统计局最新一轮《中国居民营养与健康现状》调查报告）。膳食纤维的因由各个单糖连接起来的大分子结构具有很多独特的物化特性,如高持水力、高溶解性、高黏性、阳离子交换作用、强吸附作用、发酵作用以及无能量填充剂,这些物化特性赋予了膳食纤维一些特殊的功能,其应对“文明病”具有重要作用,其与文明病关系的研究是目前国际研究热点。 因此,武汉轻工大学与中兴能源（湖北）有限公司协作,以低温脱脂米糠粕为原料,开展制取膳食纤维提取膳食纤维研究工作。 （1）应用领域和技术原理 本成果“一步复合酶法”技术是采用淀粉酶、蛋白酶等多种生物酶酶解技术,通过一步酶解低温脱脂米糠中的淀粉、蛋白,以提取其中膳食纤维。 本成果“超声辅助碱解-一步复合酶法-离心聚集”技术是首先通过超声辅助碱解快速松散蛋白、淀粉、膳食纤维的结合状态,利于酶作用,再利用为蛋白质滴等电点沉淀离心分离提高膳食纤维的提取率和纯度。 （2）性能指标 采用“一步复合酶法”从低温脱脂米糠粕制取水不溶性膳食纤维的纯度为72.69 %,提取率为78.34%。 采用“超声辅助碱溶—一步复合酶法—离心聚集”方法由低温脱脂米糠粕制取的水不溶性膳食纤维纯度83.64%,提取率45.96%。 （1）“一步复合酶法”技术采用α-、β-淀粉酶、中性蛋白酶和木瓜蛋白酶复配同时作用,简化了工艺、大大缩短酶解时间、加热时间,降低成本。“超声辅助碱溶—一步复合酶法—离心聚集”技术,利用超声辅助碱溶加快蛋白质结构的松散,利于酶作用,等电点沉淀离心,利于提高提取膳食纤维的纯度。 （2）通过国内文献检索系统,对国内外近10年中国科技成果数据库数据等14个相关网络数据库和美国DIALOG国际联机检索系统进行了检索,均未见采用“一步复合酶法”或“超声辅助碱溶—一步复合酶法—离心聚集”技术从低温脱脂米糠中提取水不溶性膳食纤维特征相同的成果、专利和非专利。 本项目技术已开展了小规模试用,技术成熟。 本项目技术可用于米厂和米糠油生产企业。2014年我国稻谷年产量达1.7亿吨之多,米糠年产量超过1400万吨。而且由米糠粕提取膳食纤维是对米糠第二次利用。 本项目技术工艺简化,生产中会产生废水、废气和粉尘,但无有毒物质产生,可采用常规废水处理、粉尘控制技术控制,安全性高。本项目成果研究开展小规模试用（3t/d）,需进一步扩大生产规模。无