專利名稱：一種米糠活性物提取和綜合利用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及米糠、谷胚等稻米加工副產(chǎn)物中活性物提取和綜合利用方法，具體涉 及分離技術(shù)綜合提取米糠、谷胚等中活性物，提高米糠、谷胚等加工的附加值，屬于稻米精 深加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，中國每年稻谷總產(chǎn)量在2.0億t左右，占全國糧食總產(chǎn)量的 42%,占世界稻谷總產(chǎn)量的35%左右，但在加工過程中有1000多萬噸的米糠未被食品工業(yè) 利用。米糠富含優(yōu)質(zhì)蛋白、纖維素、礦物元素、B族維生素(VB1、VB2、VB6)、大量食物纖維素 等營養(yǎng)素及多糖、觀碳烷醇、30碳烷醇、神經(jīng)酰胺等生理功能卓越的活性物質(zhì)。米糠中所 含脂肪主要為不飽和脂肪酸，必需脂肪酸含量達(dá)47%，還含有70多種抗氧化成分。國外最 新研究證明，米糠含有稻米64%的營養(yǎng)成分及90%以上的人體所需元素。米糠中，蛋白質(zhì) 含量約12% 18%、脂肪16% 20%、礦物質(zhì)12%、膳食纖維約14%、碳水化合物總量約 50%，這些天然營養(yǎng)物質(zhì)具有預(yù)防心血管疾病、調(diào)節(jié)血糖、預(yù)防腫瘤、抗疲勞、減肥、美容等 多種功能，在國外被譽(yù)為“天賜營養(yǎng)源”。美國和日本是目前世界上研究開發(fā)米糠資源最發(fā) 達(dá)的國家。γ -氨基丁酸(GABA)是生物體內(nèi)廣泛存在的一種非蛋白質(zhì)氨基酸，由谷氨酸或谷 氨酸鈉經(jīng)谷氨酸脫羧酶脫羧產(chǎn)生，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要遞質(zhì)。具有改善腦機(jī)能、調(diào)整血 壓、鎮(zhèn)靜神經(jīng)、改善失眠、腎功能活化以及肝功能活化等作用。米糠是稻谷加工時(shí)的副產(chǎn)物， 由于米糠中的米胚含有谷氨酸脫羧酶且活力較高，能將谷氨酸轉(zhuǎn)化為GABA，因此米糠是一 種很好的制備GABA的原料。神經(jīng)酰胺對(duì)皮膚具有增白、保濕及緩解過敏性皮炎癥狀等功效。原先神經(jīng)酰胺制 品主要取自小麥為原料，制品價(jià)格昂貴?，F(xiàn)由米糠制取神經(jīng)酰胺，價(jià)格較低，目前在日本市 場上有含米糠神經(jīng)酰胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3%以上粉末型和液狀型制品，作為美容食品的重要原 料。采用不同的提取工藝可以得到多種米糠多糖，如RBS，PBF-P, RBF-PM, MDP, RON, MGN-3等，它們都具有顯著的生物活性和保健功能，如抗腫瘤、免疫增強(qiáng)和降血糖等。利用米糠中豐富而全面的營養(yǎng)成分和膳食纖維開發(fā)營養(yǎng)和健康食品，是研究最 早、產(chǎn)品最多的米糠食品。如美國RiceX 公司的米糠營養(yǎng)纖維(RiceX Fiber Compex), 美國利普曼公司也有類似的產(chǎn)品。為了得到米糠、谷胚等中的營養(yǎng)物質(zhì)，國內(nèi)對(duì)米糠營養(yǎng)成分制備進(jìn)行了開 發(fā)，米糠方面的專利很多，如陳正行等人發(fā)明的“一種米糠多糖的分離純化方法(ZL 200610166325. 2) ”介紹了一種米糠多糖的分離純化方法，張暉等人發(fā)明的“一種以米糠為 原料制備高濃度Y-氨基丁酸粉的方法(ZL 200610166426. X)”介紹了從米糠中分離得到 Y-氨基丁酸的方法等。本發(fā)明提供了一種米糠中活性物的綜合制備方法，符合綠色安全加 工方向，有巨大發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種不同以往米糠活性物制備方法，利用分離技術(shù)在提取 高附加值的Y -氨基丁酸的同時(shí)，根據(jù)其它活性物的物理化學(xué)特性，獲得天然米糠神經(jīng)酰 胺、米糠多糖和米糠膳食纖維等米糠的其它活性物，充分利用生物資源，減少生產(chǎn)過程的廢 物污染的產(chǎn)生，能產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明提供的分離技術(shù)綜合提取米糠中活性物的方法，是在提取活性物Y-氨基 丁酸的同時(shí)，利用提取后的濾餅，根據(jù)活性物的物理化學(xué)特性，按一定順序提取其它活性 物，先利用兩性溶劑提取出天然米糠神經(jīng)酰胺，沉淀物再加入水煮沸得到米糠多糖，剩余的 沉淀可得米糠膳食纖維。步驟如下(1)內(nèi)源酶法步驟以精米加工過程中的副產(chǎn)物米糠、谷胚等為原料，加入水，料 液的重量體積比為1 6 8，加入米糠重量0.05% 0.5%的谷氨酸化合物，加入谷氨酸 化合物重量0. 6% 1. 0%的可溶性鈣鹽，按照0. 5 1. Ommol/L的濃度加入磷酸吡哆醛， 調(diào)節(jié)PH到5. 5 6. 0，在溫度30 40°C條件下反應(yīng)6 12h。(2) Y-氨基丁酸提取步驟將Y-氨基丁酸富集液離心分離取上清液，加入上清 液體積70% 80%的乙醇，沉淀10 14h，離心分離取上清液，經(jīng)過微濾后，濾液經(jīng)多效減 壓濃縮至固形物含量達(dá)到20% 30%后噴霧干燥，出風(fēng)口溫度為85 95°C，即得Y -氨基 丁酸粉。(3)天然米糠神經(jīng)酰胺提取步驟提取GABA后的米糠濾餅加兩性溶劑，液料的重 量比為3 8 1，兩性溶劑二氯甲烷甲醇水的重量比為10 30 5 20 0. 5 3 ； 在35 60°C攪拌3. 5 幾，趁熱過濾，初分出濾液1和濾餅1 ；濾液1在-30 -15°C冷卻 沉淀，分出沉淀物經(jīng)高效硅膠柱層析分離，用二氯甲烷甲醇的重量比為7 15 0.5 1. 5的混合溶劑洗脫，溶劑濃縮，獲神經(jīng)酰胺復(fù)合物；天然米糠神經(jīng)酰胺提取后的濾餅1備 用。(4)米糠多糖提取步驟將步驟(3)中的濾餅1按液料的重量比10 20 0. 5 3加水，中性條件下煮沸3 5h，濾液和濾餅2分離，濾液用60% 80%乙醇沉淀，獲米糠 多糖粗品；米糠多糖提取后的濾餅2備用。(5)米糠膳食纖維提取步驟將步驟(4)米糠多糖提取后的濾餅2經(jīng)洗滌、離心脫 水并烘干，后再粉碎至160 200目，得米糠膳食纖維產(chǎn)品。本發(fā)明的特征還在于步驟(1)，加入的谷氨酸化合物可以是谷氨酸、谷氨酸鉀、谷氨酸鈉等。本發(fā)明的特征還在于步驟(1)，加入的可溶性鈣鹽可以是醋酸鈣、氯化鈣等。本發(fā)明的特征還在于步驟(2)，上清液經(jīng)過0. 4 10 μ m微濾膜微濾，再以50nm的 無機(jī)陶瓷膜在0. 2MPa壓力下超濾，濾液經(jīng)多效減壓濃縮至固形物含量達(dá)到20% 30%后 噴霧干燥，出風(fēng)口溫度為85 95°C，即得高含量Y -氨基丁酸粉。本發(fā)明的特征還在于步驟(5)，濾餅2經(jīng)洗滌、離心脫水并烘干，粉碎后擠壓膨化， 再粉碎至160 200目，得米糠膳食纖維產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、根據(jù)各種活性物的物理化學(xué)特性，利用不同的提取手段和不同溶劑，分步提取，互不影響，一一提取。2、在同批原料同時(shí)獲數(shù)種高附加值的米糠活性物。3、充分利用生物資源，減少生產(chǎn)過程的廢物污染的產(chǎn)生，產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1，米糠制備天然Y-氨基丁酸、天然米糠神經(jīng)酰胺、米糠多糖和米糠膳食纖維 等米糠活性物工藝流程框圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的米糠活性物的提取方法作進(jìn)一步說明，以助于理 解本發(fā)明的內(nèi)容。發(fā)明實(shí)施例11.天然Y-氨基丁酸轉(zhuǎn)化和提取新鮮米糠粉碎后過36目篩，取過篩后的米糠 IOkg,依次加入70kg水，30g谷氨酸，0. 3g的氯化鈣，按照0. 5mmol/L的濃度加入磷酸吡哆 醛，在溫度40°C、pH5.6條件下反應(yīng)。幾后離心分離得上清液和濾餅1。上清液加入42L乙 醇，沉淀8h，離心取上清液，經(jīng)過微濾后，再經(jīng)50nm的無機(jī)陶瓷膜在0. 2MPa壓力下進(jìn)行超 濾，濾液經(jīng)二效減壓濃縮至固形物含量達(dá)到30%后噴霧干燥，出風(fēng)口溫度為95°C，得高含 Y -氨基丁酸粉37g，乙醇回收再利用。2.天然米糠神經(jīng)酰胺提取用步驟1的濾餅1加入50Kg兩性溶劑二氯甲烷/甲 醇/水(20/10/1)在40°C攪拌4h，趁熱過濾，獲濾餅2備用，濾液在-20°C冷卻沉淀12h，沉 淀物溶解后用高效硅膠柱層析，洗脫劑用二氯甲烷/甲醇(9/1)，獲4. 3g的黃色粉狀物，含 57%天然米糠神經(jīng)酰胺，溶劑回收再利用。3.米糠多糖提取用步驟2提取植物神經(jīng)酰胺后的濾餅2，按液料比10 1加水 調(diào)，煮沸3h，過濾，獲濾餅3，濾液用60%乙醇沉淀，離心，獲多糖粗品572g，乙醇回收再利用。4.米糠膳食纖維提取濾餅3經(jīng)洗滌、離心脫水并烘干，粉碎后擠壓膨化，再粉碎 至160目，得米糠膳食纖維產(chǎn)品3036g。
權(quán)利要求
1.一種從米糠、谷胚中提取Y氨基丁酸、天然米糠神經(jīng)酰胺、米糠多糖、米糠膳食纖維 等的方法，其特征在于所述的米糠、谷胚是精米加工過程中的副產(chǎn)物，經(jīng)過內(nèi)源酶法轉(zhuǎn)化 得到Y(jié)-氨基丁酸(GABA)，離心分離得到上清液，所得上清液含有γ-氨基丁酸，再依次提 取出天然米糠神經(jīng)酰胺、米糠多糖，最后剩余物可制備米糠膳食纖維。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的按一定順序米糠活性物提取和綜合利用的生產(chǎn)方法，其 特征在于該方法的工藝步驟如下(1)所述的內(nèi)源酶法轉(zhuǎn)化的步驟為以精米加工過程中的副產(chǎn)物米糠、谷胚等為原料， 加入水，料液的重量體積比為1 6 8，加入米糠重量0.05% 0.5%的谷氨酸化合物，加 入谷氨酸化合物重量0. 6% 1. 0%的可溶性鈣鹽，按照0. 5 1. Ommol/L的濃度加入磷酸 吡哆醛，調(diào)節(jié)PH到5. 5 6. 0，在溫度30 40°C條件下反應(yīng)6 1濁。(2)所述的Y-氨基丁酸的純化方法為將Y-氨基丁酸富集液離心分離取上清液，加 入上清液體積70% 80%的乙醇，沉淀10 14h，離心分離取上清液，經(jīng)過微濾后，濾液經(jīng) 多效減壓濃縮至固形物含量達(dá)到20% 30%后噴霧干燥，出風(fēng)口溫度為85 95°C，即得 Y-氨基丁酸粉。(3)所述的天然米糠神經(jīng)酰胺的提取方法為提取GABA后的米糠濾餅加兩性溶劑， 液料的重量比為3 8 1，兩性溶劑二氯甲烷甲醇水的重量比為10 30 5 20 0.5 3;在35 60°C攪拌3.5 訃，趁熱過濾，初分出濾液1和濾餅1;濾液1 在-30 -15°C冷卻沉淀，分出沉淀物經(jīng)高效硅膠柱層析分離，用二氯甲烷甲醇的重量比 為7 15 0. 5 1. 5的混合溶劑洗脫，溶劑濃縮，獲神經(jīng)酰胺復(fù)合物；天然米糠神經(jīng)酰胺 提取后的濾餅1備用。(4)所述的米糠多糖的提取步驟為將步驟(3)中的濾餅1按液料的重量比10 20 0. 5 3加水，中性條件下煮沸3 5h，濾液和濾餅2分離，濾液用60% 80%乙醇 沉淀，獲米糠多糖粗品；米糠多糖提取后的濾餅2備用。(5)所述的米糠膳食纖維的提取步驟為將步驟(4)米糠多糖提取后的濾餅2經(jīng)洗滌、 離心脫水并烘干，后再粉碎至160 200目，得到外觀呈粉末狀、色澤呈微白色至白色的米 糠膳食纖維產(chǎn)品。
3.如權(quán)利要求2所述的Y-氨基丁酸的轉(zhuǎn)化方法，其特征還在于步驟(1)，加入的谷氨 酸化合物可以是谷氨酸、谷氨酸鉀、谷氨酸鈉等。
4.如權(quán)利要求2所述的Y-氨基丁酸的轉(zhuǎn)化方法，其特征還在于步驟(1)，加入的可溶 性鈣鹽可以是醋酸鈣、氯化鈣等。
5.如權(quán)利要求2所述的Y-氨基丁酸的純化方法，其特征還在于步驟O)，上清液經(jīng) 過0. 4 10 μ m微濾膜微濾，再以50nm的無機(jī)陶瓷膜在0. 2MPa壓力下超濾，濾液經(jīng)多效減 壓濃縮至固形物含量達(dá)到20% 30%后噴霧干燥，出風(fēng)口溫度為85 95°C，即得高含量 Y-氨基丁酸粉。
6.如權(quán)利要求2所述的米糠膳食纖維制備方法，其特征還在于步驟(5)，濾餅2經(jīng)洗 滌、離心脫水并烘干，粉碎后擠壓膨化，再粉碎至160 200目，得米糠膳食纖維產(chǎn)品。
全文摘要
一種綜合提取米糠、谷胚等稻米加工副產(chǎn)物中活性物的方法，以米糠、谷胚等為原料，先經(jīng)內(nèi)源酶法轉(zhuǎn)化并提取得到γ氨基丁酸，再根據(jù)活性物的物理化學(xué)特性按一定順序提取，利用提取γ氨基丁酸后的濾餅用兩性溶劑提取天然米糠神經(jīng)酰胺，然后利用乙醇分步沉淀獲得米糠多糖，濾餅經(jīng)擠壓膨化等后制備米糠膳食纖維，充分利用米糠和谷胚等稻米加工副產(chǎn)物資源，減少生產(chǎn)過程的廢棄物的產(chǎn)生，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C08B37/00GK102041280SQ200910153310
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者劉士旺, 劉寶鑒, 吳元鋒, 崔艷麗, 平麗娟, 楊志祥, 毛建衛(wèi), 葛青, 黃 俊 申請(qǐng)人:浙江科技學(xué)院