米糠中有效成分的提取及殘?jiān)醚芯?pdf

1、作為世界上第一的水稻種植大國,我國的水稻年產(chǎn)量約1.85億噸,加工后可以得到約1000噸米糠,米糠的資源相當(dāng)豐富,但卻沒有得到充分的利用。目前,我國的米糠多應(yīng)用于動物飼料,然而,這樣的利用大大降低了米糠應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國經(jīng)濟(jì)和糧食工業(yè)的飛速發(fā)展,人們已經(jīng)不僅僅局限于米糠在動物飼料行業(yè)的簡單利用。一些規(guī)模較大的稻谷加工企業(yè)和集團(tuán)開始嘗試對米糠進(jìn)行深一步的利用研究。人們開始認(rèn)識到從米糠中將一些有效成分提取出來所得到的附加值,不僅可以為

2、社會提供優(yōu)質(zhì)的米糠蛋白和多糖、米糠油、脫脂米糠及谷維素、維生素、植酸鈣、糠蠟等產(chǎn)品,還可推動飼料工業(yè)、油脂工業(yè)及食品工業(yè)的發(fā)展,對緩和我國飼料資源、油脂資源及食品資源緊缺的局面具有良好的社會意義。
　　 米糠蛋白作為優(yōu)質(zhì)的植物性蛋白,不僅彌補(bǔ)了膳食中蛋白質(zhì)攝取量不足的缺陷,其本身含有的生理活性物質(zhì),也具有一定的防治心血管疾病功能,并且鑒于其對人體較低的過敏性,可以直接作為蛋白添加劑,是開發(fā)保健食品良好的基料。米糠多糖作為一種結(jié)構(gòu)

3、復(fù)雜的雜多糖,在抗腫瘤、增強(qiáng)免疫力、抗細(xì)菌感染及降血糖血脂等方面具有明顯的生物活性。鑒于上述因?yàn)?米糠蛋白和多糖的提取越來越多的受到了科研工作者的關(guān)注。致力于開發(fā)一種高效實(shí)用的提取技術(shù)成為工藝上一個(gè)重要的突破點(diǎn)。
　　 然而,在對米糠中有效成分的提取技術(shù)上,提取率較低、提取成本較高等原因阻礙著人們對其中有效成分的有效利用。目前,米糠中的有效成分多糖和米糠蛋白多數(shù)是被單獨(dú)提取的,且提取技術(shù)傳統(tǒng)單一。因米糠中的蛋白和多糖的總量均不超

4、過5％,分別單獨(dú)提取不僅會增加最終產(chǎn)品開發(fā)的成本,主要是存在提取得率不高、不容易提取的困難。基于上述分析,本文在提取過程中采用脈沖超聲輔助提取技術(shù)對脫脂米糠中的多糖和蛋白進(jìn)行同時(shí)提取的研究方案。以蛋白和多糖提取得率為指標(biāo),優(yōu)化提取條件。在后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)中,分別通過酸沉和醇沉的方法得到米糠蛋白和米糠多糖。改善了米糠中由于蛋白和多糖含量較低、提取困難和提取得率較低的局面。
　　 本文研究了液料比、提取時(shí)間、提取溫度、超聲發(fā)出時(shí)間和超

5、聲間歇時(shí)間等因素對蛋白和多糖得率的影響。通過單因素試驗(yàn)對脈沖超聲輔助提取條件進(jìn)行優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果表明:液料比、提取溫度和提取時(shí)間三個(gè)因素對目標(biāo)提取物的提取效果影響較為顯著,并優(yōu)化出脫脂米糠蛋白和多糖的脈沖超聲輔助提取最佳條件為:液料比10mL／g、提取時(shí)間50min、提取溫度50℃、超聲發(fā)出時(shí)間4.0s、超聲間歇時(shí)間2.0s。在此最佳條件下,脫脂米糠蛋白和多糖的總得率為4.93％。
　　 在明確了影響超聲輔助同時(shí)提取米糠中蛋白和多

6、糖的各因素的顯著性后,又通過試驗(yàn),測定了提取液中蛋白和多糖濃度隨液料比和超聲提取溫度的變化情況。結(jié)果分析發(fā)現(xiàn),提取溫度是影響米糠中蛋白和多糖的溶出的重要因素,當(dāng)提取溫度提高到45℃和50℃時(shí)提取液中蛋白和多糖的濃度分別出現(xiàn)顯著上升；隨著提取溫度的增加,米糠提取液中蛋白的平衡濃度線性上升,多糖的平衡濃度45℃之后才顯著上升,蛋白和多糖的起始提取速率均表現(xiàn)為先下降后上升的變化趨勢。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),分別建立了脫脂米糠中蛋白和多糖脈沖超聲輔助提取

7、的二級動力學(xué)模型。提取模型的建立可以很好的指導(dǎo)米糠蛋白和多糖的產(chǎn)品提取。試驗(yàn)的過程中采用酸沉蛋白和醇沉多糖的工藝,為最后蛋白和多糖的后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)提供的良好的條件。試驗(yàn)結(jié)果也進(jìn)一步證明,采用超聲輔助的技術(shù)可以有效的提高米糠中蛋白和多糖提取得率,使得米糠蛋白和米糠多糖的容易提取成為了可能。
　　 脫脂米糠經(jīng)超聲輔助提取多糖和蛋白之后,其主要成分剩下纖維素、灰分和維生素等,其中米糠纖維素的含量相當(dāng)?shù)母摺Ｒ话愕奶崛〖夹g(shù)已經(jīng)很難對其奏效

8、,并且在植物組織中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素容易通過共價(jià)鍵或非共價(jià)鍵緊密結(jié)合形成木質(zhì)纖維,大量的木質(zhì)纖維將纖維素和半纖維素緊緊包裹使其很難被降解,這也形成了米糠纖維難以利用的障礙。為了達(dá)到對米糠提取后殘?jiān)挠行Ю?我們通過厭氧發(fā)酵技術(shù)利用米糠渣制備生物氣燃料,以活性污泥為產(chǎn)氫菌源,以米糠殘?jiān)鼮榈孜镞M(jìn)行產(chǎn)氫試驗(yàn)。研究了溫度、初始pH和米糠渣與活性污泥VS比對米糠渣厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的影響。確定了最佳厭氧制氫的條件為:初始pH值7.0、米糠渣與污