高蛋白米粉的生产和营养学评价

一 一 些 墅 些 ： ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ~ ~ ~ ～ ～ ~ ~ ~ ～ ～ ~ ~ ~ ～ ～ ~ ~ ~ ～ ～ ～ TS ． 又f 高蛋白米粉的生产和营养学评价 四 川省 轻工 研究所 张方晓 襁晤 木牺 兽j} 稚 、 ．~~~~~~~~～～～~~~～～～～~~~～~~~~~~’ ～～～~' 本研究有三个 目的：1．研究用两种台湾 稻米生产高蛋 白米粉的最适条件；2、研究高 ， 蛋白米粉的营养质量：3．研究舔加走豆蛋白 质对大米蛋白质营养质量的作甩 材料和 一 、 材特 大米 (Sativa oryzae)：由台湾台中 农业改良站提供 试验中采用的逮两种大米 台南67号和台中3号是台湾主 要 的 靛 培品 种。大米经脱壳．磨粉(约20目过筛 )后在 -- 20~0贮藏备用。芽孢杆菌 Bacillus sp．，： 粗a一淀粉酶．耧氨酸和苏氨黢由$1gm~化 学公司提供。按Worthi~gton酶手 册一书 中所述的方法测得所用酶的活力为每 fag78 单位。所用的分离大豆蛋白质是以当地市场 贿得的大豆为原料 大豆先经壤碎．再用正 已 烷 抽 提两 次 (溶剂 ：豆 精 =10：llJI v／w )，然后离心分离除去上屡清液，将脱 脂不溶性物质进行真空干燥。干燥后的不溶 物再用稀碗溶液 (PH=l0)抽提，将离 心 分离后的可溶部分用酸调至PH=4～5 再离 心沉降所得沉淀物即分离大豆蛋白。浆状的 分离大豆噩自在高压 釜 中 用 12l℃温度处 理 15分钟 ．然后作冷冻干燥 ，冷冻干燥的分离 大豆蛋白含有91．5盼的蛋 白质r N=6．25)。 ： 、 高蛋白米粉的生产 由台南67号大米生产高蛋白米粉的最适 参数可用下列通用方法确定。米粉浆在100℃ 下煮拂30分钟 ，使淀粉 糊化．然 后 冷 却至 eO℃．甩a一淀粉酶妊理 以 消 化 糊 化了淀 粉。消化结束后，在 10，000×g离心力下离 心分离得浆状沉淀物，将其冷冻千澡得高蛋 白米粉。确定最适生产参数 的程 序 描述如 下 ： ． 1． r淀耪酶浓度 r ． 为确定生产高蛋 白米粉所需的最适q一 淀粉酶浓度 ．可采用数种不同浓度的q 一淀 粉酶(O．5mg／ml：0．25mg／ml：0．1mg／ml 0 OSmg／m1)米水解米淀粉 浆 中 的大米淀 粉。可按Wo；th~ington酶所述的方法- 稍加改动后 溅量由米粉浆释 出 !=il『还原糖 ( 麦芽糖汁 )。在典型的试验中．将离心 分离后的上层请液加水适当 稀释 后，取0．1 m1加于0．1mj的二硝基水杨酸试剂，并煮沸 5分钟 煮沸后的反应混和物在 流 动 水 中 冷却至大约25℃．并卸 lOml蒸馏水稀释．然 后用 Spectroni,c 20型分光光度计在540mm 波长下测量颜色强度。由标准麦芽精曲线汁 算出所释放出的还愿糖 (以麦芽糖汁 )．并 以此为米粉中淀粉去除率指数。用二硝基水 扬酸试剂测定还原糖量既快又方便 虽然这 种方法通常不用于测定还原糖，但测定米粉 淀粉的水解程度还是适台的 2．a一淀粉酶的作用时间 在壤适Ⅱ一淀粉酶浓度下(0 25mg／m1． 由上述试验所确定 )的最适淀粉消化时问可 维普资讯 http://www.cqvip.com 塞 墼 堡 塑壁 !塞 用下列方法确定 ：将加有a一淀粉酶的米粉 浆分别保温培养l0．20，40，60．90，120， l80分钟．及24小时，然后测定所 释放 出的 还原糖 (以麦芽糖计 )。 ． 3．a一淀粉酶的作用温度 米粉 中的淀粉分别在 3种 温 度 (50 o． 6O。和7o℃ )下．用 q～淀粉酶处理2o．4o， 60，80．100和I 20分钟，以确定Ⅱ一淀粉酶 从米粉浆中除去淀粉的最适反应温度。涣 定 释出的还原糖量 (以麦芽糖 汁 )。 4．钙对a一淀耪酶处理 的影响 ．、 钙有稳定q一 淀粉酶的活性作用。在经 糊化的米粉浆中加入不同量的 2呖CaCI溶 液 (0．2 0．25．3ora1)，然后加入a一淀粉 酶，以确定钙对口一淀粉酶消化 作 用 的影 响 测定释放 的还原糖量 (以麦芽糖汁 )。 确定了用台南67号种大米生产高蛋白米 粉的最适条件后，可用同样的方法确定 由台 中3号种大米生产高蛋 白米粉的最适条件。 三、近似化学蛆成 采用AOAC(1980)法测定水份，粗蛋 白 (嘶Nx 5．95)，教份，粗 纤维．_艺醚萃 取物 钙和磷。用其他方法测定碳水化台物 含量 - 1．氨基酸分析 脱壳大米米粉和高蛋 白米粉(台南67号 ) 的氨基酸组成的测定均作双样 ，大约100mg 脱壳大米米粉或2 Omg高蛋 白米粉置于1．8× 15cm试管中 加入lOml~配制的6NHCI溶 液 将试管放入干冰浴冷冻，在50uHg真空 下保持 1分钟．然后密封 在 IOOB下酸解 24小时。按Moore氏所述方法酸解和测定含 硫氨基酸，如蛋氮酸和半胱氨酸 除色氨酸 外，其它所有氨基酸均用 BecRmanl20C墅 氨基酸自动分析仪测定。用蛋 白质含量换算 因子5．95计算舞基酸组成 2．蛋白质营养价值的评价 朋f 南6 7弓J 种大米 造 的 高 ‘蛋 白米 2 粉，增补了L一赖氨酸(2g赖氨 酸 ／】∞g蛋白 质和L一苏氨酸(0．5g苏氨酸／100g蛋 自质) 的台南6 7号品种大米高蛋 白米粉及同一高蛋 I 米粉与大豆分离蛋白混和物，都用蛋自质 功效比值法(AOAC．19g0)澍定蛋白质的营 养质量．蛋白质观原消化率由下列公式确定： 蛋 白质观消化率 (％ ) 一 xlOoV, N — N吸收 结果和讨论 ． 高蛋 白米粉 的制造 ： 、 d‘一淀粉酵崩水解淀 粉 的Ⅱ4-1．4院糖 键 并从淀粉l申释出葡萄糖．麦芽糖 麦芽 兰糖和极限糊精，从而降低了淀粉的平均分 子量．还原糖的释出置 ●以麦芽糖计 )可作 为淀粉除击程度的指数。 安验来看口一淀 粉酶 浓度为0．5mz／ml 时．’还原糖产生量最大。 然而用浓度为0．批 rag／m'l的a一淀粉酶作用00分钟 后．。所产生 盼还原糖量与酶浓度为0．5mg／h'i时的糟差 不至 o．2m (以麦芽帮计 ) 浓度为0 25和 0．5m#,／ml舶G．--淀粉酶在作用9O_分钟后，。。其 承解韶力都接近稳定状态。将0．25mg／ml浓 厦的 —淀粉醇选l用于 后生产高蛋 自水粉 乏用 一． ． 一淀粉酶 浓度为0．25mg／ml时 ’温岌 对d一淀‘粉酶水解能力 的影响， 锤经不同时 间莳消化处理后，发现在6o℃温度下还原糖 的释出量为最大。 一 ． 添l加CaC1：可提高米粉浆的还原糖释蹦 量。在所试的曾种浓穗下，还原糖释出量只 有很水差别 ’ ，： 。 。 在5O'6，6O℃ 70℃时分别加 入,,25ml 2嚼CaCI~溶液 一对还原糖生成结 果 表 明 60℃下口一淀粉酶的水解能力仍然最强 。 根据生产参数研究获得的结果．生产高 蛋白米粉的最适工艺条件为 Ⅱ一淀粉酶浓度 ．0．．25mg／mI； 一、 维普资讯 http://www.cqvip.com 杌卅★品弊控1∞3年，I2囊总蔓! 酶柞用时闻： 9O分钟 ； 酶柞用温度． 6O℃； CaCI：用量： 2 5m1 2嘧CaCl 2溶液 (每升米粉浆 )。 高蛋 白米粉的产率大约是原米粉重量 的 18．6％，蛋白质回收率约为99％。蛋白质回 工艺流程 ： 收率如此高是由于(1)原水溶性 蛋 自 己变 性 并能被沉淀下来；(2)部份所用a 淀 粉酶可能己蠹性 可被离心分离所沉降。表 l指出以所示两个大米品种为原料的脱壳大 米米粉和扁蛋白米粉的近似营养组份分析及 其钙磷含量 。 ． 臣匠至 I1 淀粉糊化 100*C 30分钟 ‘ a一淀粉酶作用 由口入2 ( 5m 每 滞 液 I I酶浓度为o．25mg／m1—60"C，9o分钟 ． ’离心分离 。。lo，000×g．10分钟 + + + f上 层 清 液 沉 淀 物 ． + 冷 冻 干 燥 ● 商 蛋 白 米 粉 表 1．脱壳大米米 粉和高蛋白米粉的近似化学组成。 脱 壳 大 米 米 粉 扁 蛋 白 米 粉 组成成份 (％ ) 台南87号 台中3号 台南6十号 台中3号 蛋白质 (N×5．95) 7．17 7．2l 38．54 38．50 粗脂肪 1．51 。 1．42 l 2，．90． 1 3．00 灰 份 0．78 0．80 2．92 2．87 水 份 1 2·．00 l 2．00 3．18 3．14 碳水化台物 77．e 3 78．36 39．96 39．99 钙 O．01 0．0l 1．11 1．14 磷 O．45 0．42 1．44 1．40 纤 维 C．2 O．2l 2．50 2．5 0 3 维普资讯 http://www.cqvip.com 塑宣 塞 ! !萋基塑 璺蔓! 塑 高蛋白米粉蛋自质台量 比原米糟高出 5 倍多，粗脂肪也有所增加．脱壳大米米粉的钙 磷比约为 l：42-',-45．在高蛋白米粉生产过 程 中添加CaC1 能使钙磷比增加至 大约O．8 左右。据报遭，世界人均摄入食物的钙磷比 估计要低于0．75一岁或一岁以上的儿童，钙 的建议膳食允许量与磷的相同 (即钙磷比为 1)。膳食中钙磷比失调，如摄入的磷过高 或钙过低．会逐渐导致动物骨骼缩小，使人 的甲状腺激素浓度增加。出生 不久的婴儿． 若完全吃高蛋白米粉，那么米粉中钙古量应 调整至使钙磷出为1．0。加 工 过 程 中 添加 CaC1 所得的高蛋白米粉璺白色，不加CaC l 的米粉呈淡棕色 氨基融组成 表 二 结果表明台南67号品种大米含有很高的 硫氨基酸 (蛋氨酸和半胱氨酸 )，赖氨酸和 苏氨酸量很低 而赖氨酸又是第一限制必需 氨基酸。参照FAO暂行氨基酸模式(FAO／ WHO 1973)，赖氨酸的氨 基 酸 评 分为 60晒 从脱壳大米米粉加工成高蛋白米粉， 加工过程对氨基酸组成不会有明显影响。 蛋白质的功效比值 (PER)和蛋白质表 观消化率 ： 表 2是三种试样 的PER值和蛋白质表观 消化率 高蛋白米粉 (HPRF)、添 加了赖 氨酸和苏氨酸的高蛋白米粉 (HPR F+Lyj +Thr)和添加了分离大豆蛋白质的高蛋 白 米粉 (HPRF+SI)。 类 型 PER· 修正质PER ． ‘蛋白表观消化率 (％) 酪 蛋 白 2．42+0．1 3 2．50 ’ N．A‘ ， HPRF 2．10±0．42 ，2．I 7 97．00±0．35 HPRF+Lys+Thr 3．1 3±0．14 3．23 95．94±0．61 HPRF+SI 2．66±0．49 2．75 97．70±0．2 7 注：a．平均值 ⅡS．E，b．平均值 ，c．无效。 高蛋白米粉的PER值=0．1 7，接近于肉 类蛋白原的PER值 (约为2．3)．添 加赖氨 酸和苏氨酸后，高蛋白米粉的PER值增加到 3．23．比牛奶酪蛋 白的PER(2．5)还 高。把 高蛋 白米粉与大豆蛋白质结台食用，其 PER 值可 从2．17增至2．75，这同样高于酪 蛋白 的参苡标准 这个结果被认为是分离大豆蛋 白中赖氨酸含量高，而含硫氨基酸含量低 缘故 米粉与分离大豆蛋白质混合后其PER 值升高，这是食物蛋 白质互补作H J的现象。 三种试样的蛋白质表观 消 化 率 都 非 常高 (95 9"-97．7o／0) 今后的研究需要探明高蛋白水粉的功能 4 性 和水解淀粉的利用，水解淀粉的利用可降 低高蛋白米3盼的生产成本，水解淀粉可用来 制敏高果糖糖浆或用作微生物发酵的碳源。 喷雾干燥和滚筒干燥可用来取代冷冻干燥， 以降低成本 然而，须阐明的是，它们对最 后产品 的功能和营养特性都有待探明。 结 论 可H制造出蛋白质含量接近38％的高蛋 白术粉．用台南67号品种大米黼作的高蛋白 米粉 ．其蛋白质功效比值是2．17 增补限制 氨基酸 (赖氨酸和苏氨酸)后，高蛋白米粉 的PER值可提高至超过酪蛋白。与分离大豆 蛋白质结合食用时 ．高蛋白米粉的PER值也 将增加，并超过酪蛋白 维普资讯 http://www.cqvip.com