CN101372702A - 一种缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用高压和复合酶联合浸泡从而缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法。在压力0.1～0.5MPa、蛋白酶加入量450～1350IU/g玉米、纤维素酶加入量15～80IU/g、浸泡温度30～60℃、浸泡时间10～20h条件下，浸泡后玉米含水量41.7％～45.3％，玉米淀粉得率69.2％～71.6％，浸泡液中干物质含量3.6％～4.1％，蛋白质含量0.040～0.045mg/mL。本发明方法克服了传统浸泡工艺存在的浸泡时间过长、能源消耗过大、SO2气体污染环境等缺点，实现玉米淀粉低成本、高效率、低能耗、环境友好的生产技术突破，增强了我国玉米淀粉及下游产业在国际市场的竞争力。
Description
技术领域
本发明属于玉米深加工领域，具体涉及一种利用高压和复合酶联合浸泡从而缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法。
背景技术
目前，玉米淀粉湿法加工工艺是国际上采用的主要工艺，在加工过程中所涉及的第一道工序是玉米浸泡工序，浸泡效果的好坏、浸泡时间的长短直接影响加工中淀粉成品和其他副产品的收率、质量和生产成本。
传统玉米浸泡工艺普遍采用亚硫酸在48～53℃条件下，在8～12只浸泡罐逆流循环浸泡的间歇操作，浸泡时间为36～48h，1吨商品玉米耗蒸汽157kJ，产生0.7～1.0吨稀玉米浆。该方法存在浸泡时间长，生产成本高、生产效率低，耗能高，废水排放量大等缺点，同时所释放SO2气体污染环境，亚硫酸对设备和管道有强烈腐蚀作用，因此需要进行浸泡工艺技术革新，
我国目前仍然使用传统亚硫酸浸泡工艺。美国、巴西等国已经把新玉米浸泡技术应用于生产中，浸泡时间大大缩短，降低了生产成本、提高了生产效率，提高了玉米淀粉成品及下游产品的国际竞争力。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用高压和复合酶联合浸泡的工艺，有效地缩短玉米浸泡时间，从而实现玉米深加工低成本、高效率、低能耗、环境友好的生产技术突破，使我国玉米深加工产业技术发生重大变革，增强我国玉米深加工产业在国际市场的竞争力，具有较好社会效益和经济效益。
本发明采取的步骤是：
a)浸泡前预处理：选颗粒饱满，无虫蛀，无霉变的玉米，除去杂质，清洗3～5次，淋干过夜后，放入到多功能反应釜中。
b)浸泡：按与玉米质量比为1～3：1加入自来水后，按450～1350IU/g玉米加入蛋白酶，按15～80IU/g玉米加入纤维素酶，搅拌均匀，盖上多功能反应釜盖。
c)加压：打开空气压缩机，维持多功能反应釜压力0.1～0.5MPa，采用蒸汽发生器和反应釜加套中冷却装置调节反应釜内浸泡温度30～60℃，浸泡10～20h。
进一步地，在上述步骤中，是将3.5kg玉米放入到10L多功能反应釜中；是按与玉米质量比为1～2：1的比例加入自来水，按685～1200IU/g玉米加入蛋白酶，按20～60IU/g玉米加入纤维素酶；多功能反应釜压力为0.2～0.4MPa，反应釜内浸泡温度40～50℃，浸泡时间为12～15h。
上述方法中所述的蛋白酶为碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶。
按上述条件浸泡后的效果检测：经测定浸泡后玉米含水量41.7％～45.3％，玉米淀粉得率69.2％～71.6％，浸泡液中干物质含量3.6％～4.1％，蛋白质含量0.040～0.045mg/mL。
本发明涉及的实验方法：
1、浸泡后玉米水分含量的测定：
用吸水纸除去浸泡后玉米表面上的水分，用烘干后恒重的铝盒称取样品9～10g(精确称量至0.001g)，置于105±2℃的烘箱中，干燥至恒重，放入干燥器内，冷却(30min)至室温，称重计算。
2、浸泡液中干物质含量的测定：
用恒重的锡纸盒称取一定量的样品(称量锡纸盒以及装入样品锡纸盒的重量m1和m2)，置于105±2℃的烘箱中，烘至恒重，放入干燥器内，冷却至室温，称量重量m3，(m3—m1/m2—m1)×100％即为干物质的含量。
3、浸泡液中蛋白质含量的测定：
(一)考马斯亮蓝试剂的制备：考马斯亮蓝G-250 100mg溶于50mL95％乙醇，加入100mL 85％H3PO4，用蒸馏水稀释至1000mL，滤纸过滤。
(二)标准蛋白质溶液的制备：纯的牛血清血蛋白，根据其纯度用0.15mol/LNacl配置成100μg/mL蛋白溶液.。
(三)标准曲线的制作：
表1：制作标准曲线的数据点
以A595nm为纵坐标，标准蛋白含量为横坐标(六个点为10ug、20ug、30ug、40ug、50ug、60ug)，如上表数据所示，在坐标轴上绘制标准曲线。
(四)蛋白质含量的测定：取2支10mL具塞试管A、B，A试管中放入1mL 0.15mol/L NaCl、5mL考马斯亮蓝试剂；B试管中放入0.9mL 0.15mol/L NaCl、5mL考马斯亮蓝试剂及0.1mL待测样品，放置2min后，以A试管液体做空白，用1cm光径比色杯在595nm下比色，记录B试管中样品的光密度OD595nmL，并通过标准曲线查得待测样品中蛋白质的含量x。
4、玉米淀粉得率的测定：取100g浸泡后的玉米，放入搅碎器中以转速9400～9500r/min进行5min的粗磨，浆液通过40#的筛子过滤，筛上物用蒸馏水冲洗，所得的浆液在搅碎器中以转速12000r/min进行3min细磨，用蒸馏水冲洗搅碎器，所得的混合液通过200#的筛子过滤分离纤维，过滤后的浆液静止1h，倒出上清液，底部部分通过加入上清液调到比重为1.04。调整完比重的浆液及剩余的上清液分别用恒流泵以50mL/min被泵到淀粉流槽上，用塑料铲收集淀粉放入到干燥器中干燥、称重，淀粉槽上的淀粉重量即被确定。
本发明的有益效果是：可以解决目前玉米淀粉加工中存在的浸泡时间长(36～48h)，SO2污染严重，生产周期长，能源消耗高等问题，实现玉米淀粉低成本、高效率、低能耗、环境友好的生产技术突破，能够有效地增强我国玉米淀粉及下游产业在国际市场的竞争力，具有较好社会效益和经济效益。
具体实施方式
实施例1：
选颗粒饱满，无虫蛀，无霉变的玉米整粒3.5kg，除去杂质，清洗三次后，淋干过夜后，放入到10L多功能反应釜中，加入与玉米质量比为1：1水后，按1200IU/g玉米比例加入诺维信生物技术有限公司生产的碱性蛋白酶(Alkalineprotease)，按20IU/g玉米加入肇东日成酶制剂有限公司生产的纤维素酶，搅拌均匀，调节空气压缩机使反应釜种压力保持0.2MPa大气压，调节蒸汽发生器和方应釜中的冷却装置保持浸泡液温度45℃，浸泡15h后，卸去压力，打开反应釜盖子，取出浸泡的玉米和浸泡液。分别测得浸泡后玉米水分含量为43.2％，浸泡液中干物质含量3.75％，浸泡液中蛋白质含量为0.041mg/mL，淀粉得率70.45％。
实施例2：
选颗粒饱满，无虫蛀，无霉变的玉米整粒3.5kg，除去杂质，清洗三次后，淋干过夜后，放入到10L多功能反应釜中，加入与玉米质量比为1：1水后，按1000IU/g玉米比例加入宁夏和氏璧生物技术有限公司生产的酸性蛋白酶(Acidprotease)，按20IU/g玉米加入肇东日成酶制剂有限公司生产的纤维素酶，搅拌均匀，调节空气压缩机使反应釜种压力保持0.2MPa大气压，调节蒸汽发生器和反应釜中的冷却装置保持浸泡液温度45℃，浸泡12h后。卸去压力，打开反应釜盖子，取出浸泡的玉米和浸泡液。分别测得浸泡后玉米水分含量为44.5％，浸泡液中干物质含量3.85％，浸泡液中蛋白质含量为0.043mg/mL，淀粉得率70.63％。
实施例3：
选颗粒饱满，无虫蛀，无霉变的玉米整粒3.5kg，除去杂质，清洗三次后，淋干过夜后，放入到10L多功能反应釜中，加入与玉米质量比为1：1水后，按1200IU/g玉米比例加入南宁庞博生物工程有限公司生产的菠萝蛋白酶(Bromelain)，按20IU/g玉米加入肇东日成酶制剂有限公司生产的纤维素酶，搅拌均匀，调节空气压缩机使反应釜种压力保持0.2MPa大气压，调节蒸汽发生器和方应釜中的冷却装置保持浸泡液温度45℃，浸泡15h后。卸去压力，打开反应釜盖子，取出浸泡的玉米和浸泡液。分别测得浸泡后玉米水分含量为43.3％，浸泡液中干物质含量3.7％，浸泡液中蛋白质含量为0.041mg/mL，淀粉得率69.9％。
Claims (9)
1.一种缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法，其步骤如下：
a)浸泡前预处理：选颗粒饱满，无虫蛀，无霉变的玉米，除去杂质，清洗3～5次，淋干过夜后，放入到多功能反应釜中。
b)浸泡：按与玉米质量比为1～3：1加入自来水后，按450～1350IU/g玉米加入蛋白酶，按15～80IU/g玉米加入纤维素酶，搅拌均匀，盖上多功能反应釜盖。
c)加压：打开空气压缩机，维持多功能反应釜压力0.1～0.5MPa，采用蒸汽发生器和方应釜加套中冷却装置调节反应釜内浸泡温度30～60℃，浸泡10～20h。
2.如权利要求1所述的一种缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法，其特征在于：是将3.5kg玉米放入到10L多功能反应釜中。
3.如权利要求1所述的一种缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法，其特征在于：是按与玉米质量比为1～2：1加入自来水。
4.如权利要求1所述的一种缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法，其特征在于：是按685～1200IU/g玉米加入蛋白酶。
5.如权利要求1所述的一种缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法，其特征在于：是按20～60IU/g玉米加入纤维素酶。
6.如权利要求1所述的一种缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法，其特征在于：多功能反应釜压力为0.2～0.4Mpa。
7.如权利要求1所述的一种缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法，其特征在于：反应釜内的浸泡温度为40～50℃。
8.如权利要求1所述的一种缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法，其特征在于：浸泡时间为12～15h。
9.如权利要求1-8任何一项所述的一种缩短玉米淀粉生产过程中玉米浸泡时间的方法，其特征在于：蛋白酶为碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、菠萝蛋白酶或木瓜蛋白酶。
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