【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于陶瓷膜分离技术无酸提取纯化大米碱液中大米蛋白的方法，属于膜分离。
技术介绍
1、大米是一种全球主食谷物。它主要由淀粉、蛋白质和少量的脂质、纤维和矿物质组成。虽然大米以各种形式直接消费，但它也是淀粉产品制造的原料。相比之下，作为淀粉制造副产品的含蛋白质组分，即米渣，被认为价值有限，被丢弃或简单地补充到动物饲料中。这种利用不足忽视了水稻的经济潜力，并在丢弃在废水中时导致环境问题。水稻胚乳中的蛋白质含量约为7％，由于其出色的低过敏性，具有显著的营养价值，使其成为食品、营养保健品和制药行业增值应用的多功能候选者。然而，大米蛋白的水溶性较差，无论是作为溶液中的分散相还是作为两相界面中的稳定剂，都严重阻碍了其稳定性。
2、策略性地提取和制备大米蛋白和多肽是高效利用大米的关键[1,2]。工业提取通常涉及使用碱性溶液，如氢氧化钾(koh)和氢氧化钠(naoh)，来破坏谷蛋白内的键，从而提高蛋白质的溶解性。尽管这种方法有效，提取率在30％–85％。但这个过程面临包括大量化学用品使用和产生难以去除的盐离子等问题[3]。碱水解通常后面会跟着酸沉淀步骤，用盐酸等调整ph值至蛋白质的等电点，以停止反应并使蛋白质沉淀[4]。随后的步骤包括离心和洗涤以去除盐分和化学物质。不幸的是，这些离子杂质难以去除，并且可能会损害蛋白质产品的质量[5]。因此，开发高效的分离技术和减少化学品的使用具有重要意义。
3、另外，由于不同提取来源的含有蛋白质溶液的性质差异较大，提取液中除了蛋白质之外，其他的复杂成分也会影响到蛋白质的存在
4、参考文献：
5、[1]y.cai,q.li,d.li,c.sun,y.bao,f.li,s.jiang,optimizing the extractionofprotein from
6、broken rice using response surface methodology and comparing theprotein functional
7、properties,journal ofcereal science,113(2023)103726.
8、[2]b.tan,m.norhaizan,l.chan,rice bran:from waste to nutritious foodingredients,nutrients,
9、15(2023)2503.
10、[3]p.xu,y.qian,r.wang,z.chen,t.wang,entrapping curcumin in thehydrophobic reservoir
11、ofrice proteins toward stable antioxidant nanoparticles,foodchemistry,387(2022)132906.[4]prakash j,ramanatham g.effect ofstabilizationofrice bran on the extractability and recovery ofproteins[j].nahrung-food,1994,38(1):87-95.
12、[5]xu p,qiany,wang r,et al.entrapping curcumin in the hydrophobicreservoir ofrice proteins
13、toward stable antioxidant nanoparticles[j].food chemistry,2022,387.
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：现有技术中在碱溶酸沉法提取大米蛋白时，会消耗大量的酸和碱，同时制备的蛋白性质较差，营养成分流失，生成盐离子难以去除。本专利技术结合膜分离技术对大米蛋白提取工艺进行改进，将粉碎后的大米用naoh溶解，离心或粗滤处理后获得含蛋白的清液，避免了加酸使蛋白达到等电点沉淀和盐的生成。然后从大米蛋白提取的膜分离应用过程设计出发，以纯化和浓缩大米碱提液中谷蛋白为目标，选择合适的膜材料，优化膜孔径、操作参数、料液浓度和ph，明晰膜污染机理，以增强膜分离性能。
2、技术方案是：
3、一种膜分离提取纯化大米蛋白的方法，包括如下步骤：
4、步骤1，将大米研磨、碱溶液中进行提取，获得大米碱提液；
5、步骤2，采用微滤膜或者超滤膜对大米碱提液进行过滤，使大米蛋白被浓缩，浓缩液干燥后获得大米蛋白。
6、步骤1中，研磨过程中是先粉碎，再过60–100目筛，以去除较大颗粒；碱溶液中进行提取时，固液重量比1:10至1:100，使用koh或naoh将混合物ph调至9–13，优选ph为12，温度10–40℃，时间2–10h。
7、大米碱提液需要经过离心或粗滤处理后再进入步骤2，以去除淀粉颗粒等不溶性杂质。
8、所述的离心处理转速为3000–5000rpm，优选是4000rpm。
9、所述的粗滤为助滤剂辅助的板框过滤或抽滤过程；助滤剂为珍珠岩、硅藻土、纤维素粉、石墨烯、活性炭、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等，优选是纤维素粉，加入量为0.1％–15％，优选是5％。
10、所述的步骤2中，采用的微滤膜的孔径100nm–3000nm，采用超滤膜的孔径是8–25nm；优选8nm的超滤膜。
11、微滤膜或者超滤膜的工作条件是：0.5–3m/s的膜面流速，0.5–3bar的操作压力。
12、进行过滤的过程中，进行一定时间后，再在浓缩液中加入淀粉酶进行酶解，再对酶解液进行浓缩和渗滤操作。
13、所述的一定时间是1.5–5h，操作条件是20–50℃条件下酶解2–4小时，渗滤操作中加入原料液体积0.5–1.5倍的水。
14、在步骤1获得的大米碱提液中还加入分散剂。
15、所述的分散剂是羧甲基纤维素，其取代度(ds)是0.7–1.2，分子量(mw)是90000–700000；在未进行酶解的大米碱提液的浓缩过程中，优选采用mw＝250000、ds＝0.9的羧甲基纤维素，在对酶解液进行浓缩和渗滤操作的过程中，优选采用mw＝25本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，步骤1中，研磨过程中是先粉碎，再过60–100目筛，以去除较大颗粒；碱溶液中进行提取时，固液重量比1:10至1:100，使用KOH或NaOH将混合物pH调至9–13，优选pH为12，温度10–40℃，时间2–10h。
3.根据权利要求1所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，大米碱提液需要经过离心或粗滤处理后再进入步骤2。
4.根据权利要求1所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，所述的步骤2中，采用的微滤膜的孔径100nm–3000nm，采用超滤膜的孔径是8–25nm；优选8nm的超滤膜。
5.根据权利要求1所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，微滤膜或者超滤膜的工作条件是：0.5–3m/s的膜面流速，0.5–3bar的操作压力。
6.根据权利要求1所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，过滤一定时间后，在浓缩液中加入淀粉酶进行酶解，再对酶解液进行浓缩和渗
7.根据权利要求3所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，离心处理转速为3000–5000rpm，优选是4000rpm。
8.根据权利要求3所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，所述粗滤处理，粗滤为助滤剂辅助的板框过滤或抽滤过程；助滤剂为珍珠岩、硅藻土、纤维素粉、石墨烯、活性炭、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，加入量为0.1％–15％；优选是纤维素粉，优选加入量为5％。
9.根据权利要求6所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，所述的过滤一定时间是1.5–5h，操作条件是20–50℃条件下酶解2-4小时，渗滤操作中加入原料液体积0.5–1.5倍的水。
10.根据权利要求1或6所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，在步骤1获得的大米碱提液中还加入分散剂；分散剂是羧甲基纤维素，其取代度(DS)为0.7–1.2，分子量(MW)为90000–700000；在未进行酶解的大米碱提液的浓缩过程中，优选采用MW＝250000、DS＝0.9的羧甲基纤维素，在对酶解液进行浓缩和渗滤操作的过程中，优选采用MW＝250000、DS＝1.2的羧甲基纤维素。
...【技术特征摘要】
1.一种膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，步骤1中，研磨过程中是先粉碎，再过60–100目筛，以去除较大颗粒；碱溶液中进行提取时，固液重量比1:10至1:100，使用koh或naoh将混合物ph调至9–13，优选ph为12，温度10–40℃，时间2–10h。
3.根据权利要求1所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，大米碱提液需要经过离心或粗滤处理后再进入步骤2。
4.根据权利要求1所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，所述的步骤2中，采用的微滤膜的孔径100nm–3000nm，采用超滤膜的孔径是8–25nm；优选8nm的超滤膜。
5.根据权利要求1所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，微滤膜或者超滤膜的工作条件是：0.5–3m/s的膜面流速，0.5–3bar的操作压力。
6.根据权利要求1所述的膜分离提取纯化大米蛋白的方法，其特征在于，过滤一定时间后，在浓缩液中加入淀粉酶进行酶解，再对酶解液进行浓缩和渗滤操作。
【专利技术属性】
技术研发人员：陈献富，谢钰龙，王茂松，王瑜，邱鸣慧，柯威，范益群，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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