低蛋白大米的制備方法及應用前景

◎張進城，劉紅彥，劉漢民

（中恩（天津）營養科技有限公司，天津 300308）

低蛋白大米的制備方法及應用前景

◎張進城，劉紅彥，劉漢民

（中恩（天津）營養科技有限公司，天津 300308）

低蛋白飲食是治療慢性腎臟病的重要方法。低蛋白大米替代普通大米作為主食，可減輕慢性腎臟病患者腎臟負擔，延緩病程，提高生存質量。本文對低蛋白大米的制備方法進行了綜述，分別介紹了酸法、堿法、酶法、發酵法、擠壓法和種植培育法制備低蛋白大米。此外，低蛋白大米的應用前景樂觀，對慢性腎臟病患者的營養治療非常有意義。

低蛋白大米；制備方法；應用前景

2012年中國腎臟病流行病學調查顯示，我國慢性腎臟病（Chronic Kidney Disease， CKD）患者約有1.195億，發病率已達10.8%［1］，成為我國公眾健康的重要問題。最近十幾年研究發現，通過低蛋白飲食，可保護殘余腎功能，減輕腎小球高濾過、蛋白尿等癥狀，延緩慢性腎病病程，推遲患者進入透析的時間［2］。

關于如何進行低蛋白飲食，過去由于營養知識缺乏，認為低蛋白飲食即一日三餐只能以麥淀粉與蔬菜為主，堅決禁食奶、蛋、肉、魚等富含優質蛋白的食物，從而導致患者營養不良，多數患者難以長久堅持，對低蛋白飲食依從性好的患者只能達到51%。為避免慢性腎臟病患者蛋白質攝入過量增加腎負擔或盲目實施低蛋白飲食而限制食物攝入量導致的營養不良，國家頒布及修訂了《慢性腎臟病蛋白營養治療共識》，對蛋白質攝入量限制、優質蛋白質的比例及熱量攝入等進行了要求［3］。由于我們日常食用的主食如米、面中蛋白質屬于非優質蛋白，且含量較高，腎病患者每日從主食中攝入的蛋白質含量基本已經達到限量，若再補充動物來源的優質蛋白，蛋白質攝入量往往超標，產生較多的蛋白質分解代謝產物，使腎負擔過重，容易加重病情。因此腎病患者宜選用低蛋白主食（如低蛋白大米等）代替普通主食，可適當補充優質蛋白質，改善營養不良，提高生活質量。本文對低蛋白大米的制備方法及應用前景進行了綜述。

1 大米蛋白的組成

大米中蛋白質含量約占6%～8%，是一種優質植物蛋白，主要由四種蛋白組成，分別為谷蛋白、球蛋白、清蛋白和醇溶蛋白。其中，谷蛋白占總量的75%～90%，分子量為19～90 kDa，溶于稀酸或稀堿溶液；球蛋白占總量的2%～10%，分子量為16～130 kDa，溶于0.5mol/L NaCl溶液；清蛋白占總量的2%～5%，分子量為10～200 kDa，溶于水；醇溶蛋白占總量的1%～5%，分子量為7～12.6 kDa，溶于70%～80%乙醇。大米蛋白主要以兩種蛋白體（PB-Ⅰ和PB-Ⅱ）的形式存在［4］。從蛋白質總量分布上看，從米粒外層到內層，蛋白質含量逐漸降低；從蛋白質種類分布上看，清蛋白和球蛋白在米粒外層含量最高，越往中心含量越低，而谷蛋白含量呈相反變化，醇溶蛋白分布較均勻。

2 低蛋白大米的制備方法

2.1 酸法

大米中的谷蛋白可溶于稀酸溶液，劉英 等［5］將大米用鹽酸溶液浸泡，促進米中蛋白質溶出，以制備低蛋白大米。結果發現，鹽酸濃度為1.5 mol/L，溫度30 ℃，浸泡大米36 h，可達到最佳的效果，經過上述工藝處理后大米中的蛋白質含量降低了32.4%，整米率為85.31%，低蛋白大米的白度也較為理想。由于酸法提取大米蛋白的效率不高，所以實際應用中并不太多。

2.2 堿法

堿法分離大米中的蛋白質主要是利用大米谷蛋白的堿溶性，堿液可使大米淀粉結構疏松，且會破壞蛋白質分子氫鍵，使其增溶，促進大米淀粉與蛋白質分離。方奇林 等［6］采用堿提酸沉的方法分離大米中的蛋白質，得到的最佳工藝為0.3% NaOH溶液，提取大米蛋白4 h，料液比1∶6，大米蛋白提取率可達87.46%，純度達80.7%，大米蛋白分離效果較好。但由于堿濃度高，易引起蛋白質的變性，加劇Maillard反應，影響大米色澤，從而影響低蛋白大米的品質，且環保壓力大，這也是工業生產應用中需要思考及解決的問題［4］。

2.3 酶法

利用生物蛋白酶水解蛋白質，使蛋白質降解為可溶性肽而被抽提的方法，因其反應條件溫和，生產安全，在食品工業化生產中較為常見。汪小祿 等［7］以稻花香大米為原料，采用蛋白酶酶解制備低蛋白大米，考察蛋白質含量、大米的完整性及色澤變化。實驗結果顯示，酸性蛋白酶酶解大米效果最佳，且當酶解溫度為50 ℃，酶添加量為0.5%，酶解17 h后，于40 ℃干燥4 h，可獲得蛋白含量低于2%的低蛋白大米，且顏色白，形態規整，外觀較好。楊永生 等［8］以大米為原料，用堿性蛋白酶水解大米粉，通過單因素及正交實驗，得到堿性蛋白酶添加量為1.2%，酶解溫度為55 ℃，pH為10，料液比1∶6，酶解9 h，制備的低蛋白低磷大米粉蛋白含量僅為0.32%，磷含量僅為45.65 mg/100 g。由此可見，采用酶法脫除大米蛋白制備低蛋白大米較為適宜，且蛋白酶大多屬于食品添加劑，在食品生產應用中較為安全。

2.4 發酵法

早在2001年，日本就已申請了采用乳酸菌發酵法脫除大米中蛋白質方法的專利。利用乳酸菌發酵法制備低蛋白大米的代表品牌越后低蛋白大米，蛋白含量僅為0.38%，在日本受廣大腎病患者所歡迎。據研究，乳酸菌代謝產生的蛋白酶可分解大米中的蛋白質，且發酵所產的乳酸也可促進大米中蛋白質的溶出［9］。張玉榮 等利用植物乳酸菌對整粒大米進行發酵處理，發酵120 h后，大米中蛋白質含量可降低40%［10］。周常等選取5株乳酸菌對酶脫蛋白大米進行發酵，結果顯示，乳酸菌在脫除大米蛋白方面并不理想，且對米粒的破壞性也比較大［11］。因此篩選適合發酵大米的菌株是非常重要的。

2.5 擠壓法

擠壓再制低蛋白米，是將分離蛋白后的大米淀粉或其他淀粉，經過攪拌、調質、螺桿擠壓熟化、造粒成形、干燥及冷卻包裝等加工處理，得到具有與大米形狀類似的產品。吳麗 等［12］以大米淀粉為原料，優化物料含水量、螺桿轉速、溫度等參數，通過改良擠壓技術制備低蛋白質構米，蛋白質含量僅為（0.43±0.01）%，外觀和色澤也接近普通大米。如今，擠壓再制米在國內外應用較為成熟，市場已有幾種擠壓再制的低蛋白大米產品。但再制低蛋白大米與普通大米的外觀和口感仍有一定的區別，目前國內消費者對擠壓再制低蛋白大米評價和接受度整體不高。

2.6 種植培育法

由于慢性腎臟病患者對低蛋白大米的迫切需求，通過種植培育低蛋白含量的稻谷品種也成為專家們的目標。根據大米中的谷蛋白可被人體消化吸收，而醇溶蛋白不能被消化的原理，專家們將目標轉向了培育低谷蛋白高醇溶蛋白的稻米品種研發中。日本Iida等［13］通過物理或化學誘變“日本優”的種子，已培育成低谷蛋白水稻品種“LGC-1”，該品種可吸收的谷蛋白含量低于4%，不能被吸收的醇溶蛋白含量比普通大米高。南京農業大學萬建民教授等［14］以“LGC-1”為母本，與“越光”為父本雜交、回交，利用SSR標記輔助選擇，獲得W3660低谷蛋白水稻品種，可溶性蛋白含量只有3.58%。但這種培育的大米整體蛋白含量與普通大米含量接近。而通過轉基因或人工誘變的方法獲得的低谷蛋白水稻品種在實際擴大種植中可能會存在一定的局限性。目前，日本由原料大米深加工制備的低蛋白大米在慢性腎臟病患者中應用的比較廣泛。

3 低蛋白大米的應用及前景

隨著市面上低蛋白，甚至無蛋白產品的誕生，促進了低蛋白飲食的實施，已成為慢性腎臟病患者營養治療中重要的部分。日本早在1994年就已采用脫蛋白米對慢性腎功能衰竭患者腎功能衰竭發展的抑制效果進行了臨床實驗［15］，結果發現脫蛋白米的順從性良好，使低蛋白飲食治療容易持續，對病情有效率達50%，可抑制慢性腎功能衰竭的發展。近十幾年，日本一些企業已開發了多種低蛋白大米，銷量逐年遞增，大眾認可度高，目前部分低蛋白大米產品也已出口到我國，被部分慢性腎臟病患者所認識和接受。

我國慢性腎臟病人群基數大，低蛋白飲食營養治療意識還較差。隨著醫生及慢性腎臟病患者對低蛋白飲食治療方法的熟知，以及大多數人以大米為主食的飲食習慣，未來慢性腎臟病患者對低蛋白大米產品的需求會越來越多，低蛋白大米的市場前景是非常可觀的。

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［12］吳 麗，羅舜菁，劉成梅，等.改良擠壓技術制備低蛋白質構米的研究［J］.食品與機械，2012，28（3）：214-219.

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Preparation Method and Application Prospect of Low Protein Rice

Zhang Jincheng， Liu Hongyan， Liu Hanmin
（Sinofn（tianjin）Nutritionals-Tech Co.，Ltd.， Tianjin 300308， China）

Low protein diet is an important method for the treatment of chronic kidney disease. Instead of ordinary rice， the low protein rice can be taken as a staple food. It can reduce the burden of kidney in patients with chronic kidney disease. It can also delay the progress of the disease and improve the quality of life.This paper had reviewed the preparation methods of low protein rice including acid， alkali， enzyme， fermentation，extrusion and cultivation. In addition， there is a bright application prospect of the low protein rice， It is very significant for the nutritional therapy of patients with chronic kidney disease.

Low protein rice； Preparation method； Application prospect

TS212

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.14.044