CN101536727A - 米糠提取分离蛋白的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及米糠提取分离蛋白的生产方法，有效解决从米糠中提取分离出蛋白，以满足人们健康饮食的需要问题，其解决的技术方案是，本发明由以下步骤实现：(1)糠粞分离、(2)造粒、(3)烘干、(4)浸出、(5)低温脱溶、(6)脱脂粕一次萃取、(7)一次分离、(8)二次萃取、(9)二次分离、(10)酸沉、(11)分离凝乳、(12)中和、(13)杀菌、(14)增压、喷雾干燥、(15)包装，十五个工序完成，实现了从米糠到米糠分离蛋白的一体化规模生产，为米糠深加工提供了良好的技术和创新方法，有效解决了工业化从米糠中分离蛋白的技术难题，满足人们餐饮中对蛋白的需要，具有巨大的经济和社会效益。
Description
一、技术领域
本发明涉及化工领域，特别是一种米糠提取分离蛋白的生产方法。
二、背景技术
米糠是一种价廉、营养丰富的稻米加工副产品，我国年产米糠1，400万吨以上，是一种量大面广可再生资源。米糠含有丰富营养物质，其中脱脂米糠中蛋白质含量可高达18％。目前，大部分米糠仍用作动物饲料，资源浪费严重，因此，从米糠中寻求新的蛋白质资源，增加米糠附加值具有重要现实意义。米糠蛋白是公认优质植物蛋白质，其必需氨基酸组成平衡合理，其中赖氨酸含量较高，米糠蛋白生物效价很高，其营养价值可与鸡蛋、牛乳相媲美，消化率可达90％以上，且米糠蛋白是低过敏性蛋白。那么，如何有效利用米糠采用造粒预处理、低温脱溶工艺，制取脱脂米糠粕，然后采用先进的碱溶酸沉工艺更好地保证米糠蛋白的营养价值，从米糠中提取分离出蛋白，使米糠蛋白作为一种新型蛋白质资源，可直接用于改善食品的营养和质构，也可用于生物活性肽的生产。目前对食用米糠分离蛋白还未见报道。
三、发明内容
本发明之目的就是提供一种米糠提取分离蛋白的生产方法，有效解决从米糠中提取分离出蛋白，以满足人们健康饮食的需要问题，其解决的技术方案是，本发明由以下步骤实现：(1)糠粞分离、(2)造粒、(3)烘干、(4)浸出、(5)低温脱溶、(6)脱脂粕一次萃取、(7)一次分离、(8)二次萃取、(9)二次分离、(10)酸沉、(11)分离凝乳、(12)中和、(13)杀菌、(14)增压、喷雾干燥、(15)包装，十五个工序完成，实现了从米糠到米糠分离蛋白的一体化规模生产，为米糠深加工提供了良好的技术和创新方法，有效解决了工业化从米糠中分离蛋白的技术难题，满足人们餐饮中对蛋白的需要，具有巨大的经济和社会效益。
四、附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
图2为本发明的工艺设备连接图。
五、具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
由图1给出，本发明是由以下步骤实现的：
1、糠粞分离：米糠原料中夹杂着大约5％的破米粒、泥块、石子等杂物，筛选分离除去这些杂物，为后段生产打下良好基础；
2、造粒：把筛选分离后的米糠送入造粒机加工成糠粒；
3、烘干：造粒后的米糠颗粒，加热，温度控制在80-90℃，对米糠颗粒进行干燥，烘干后使颗粒中的水分控制在7.5-8.5％，从而为米糠浸出工序打下良好基础；
4、浸出：被烘干后的米糠颗粒，以120分钟每转的速度运转，浸出，并用有机溶剂正己烷自上而下逆流循环喷淋，加入有机溶剂量与物料量为1∶1.1-1.4，有机溶剂温度控制在50-55℃，使物料在120分钟内经历浸透、浸泡、沥干、再浸透、再浸泡、再沥干、新鲜溶剂冲洗、最后沥干工艺过程，浸出后的米糠粒子进入低温脱溶工段，富含米糠油的有机溶剂进入蒸发浓缩分离工段去提米糠毛油，蒸发出来的有机溶剂通过冷凝回收后再循环利用，浸出后的米糠粕中残油(干)≤0.8％；
5、低温脱溶：对浸出的米糠颗粒进行一次脱溶，米糠颗粒在脱溶装置中翻腾前进，被逆向的过热溶剂汽体加热，湿粕中的溶剂随过热溶剂汽体蒸发出来，湿粕温度控制在75-80℃，脱溶装置带有夹层套加热，夹层套中间接蒸汽加热温度控制在80～85℃，溶剂气体被风机抽走，进入冷凝器回收溶剂；
经脱溶的粕再进行二次脱溶，物料以每分钟7转的转速翻腾前进，脱溶装置壳层用间接蒸汽加热，物料温度控制在60～65℃，进一步去除粕中残留溶剂。脱溶后的米糠粕中含水≤10％，粕中粗蛋白≥18％，粕NSI值55～85％，粕灰分≤6.5％，粕中残溶≤500PPM，粕粗纤维≤3.0％(干基)；
6、一次萃取：把低温脱溶后的米糠粕，按米糠粕与水重量比为1∶9加入50℃温水，添加浓度为20％的NaOH，调整PH值8.5-9.5，搅拌速度60转/分钟，搅拌5分钟转入低速搅拌，萃取120分钟，消除表面泡，直到排完料停止搅拌；
7、一次分离：排出的混合液经离心分离糠渣和蛋白乳液；
8、二次萃取：一次萃取分离出来的糠渣中残留蛋白，再次加6倍50℃的温水和NaOH溶液调整溶液到PH值为10.5-11.5；
9、二次分离：离心分离同一次分离，使糠渣中蛋白的浓度为16％；
10、酸沉：对一次和二次萃分离后取得到的乳液进行搅拌混合，加入乳液重量的0.1-0.2％的消泡剂和乳液重量5-7倍的温水，加入亚硫酸钠，调PH值在7±0.2，搅拌速度为60转/分中，把HCl(盐酸)配制成3.6％的稀酸液加入，调PH值为4.5-5，使乳液与HCl充分混合沉淀；
11、分离凝乳：分离清液和凝乳，将上清液中的凝乳量在0.01ml/10ml以下作为废液排放，使凝乳的固形成份在35-45％，将其磨细，以便中和时完全溶解；
12、中和：加10％NaOH溶液中和反应35-45min后，加水稀释为PH7.1±0.1，为防止凝乳腐败，夹套中通冷水冷却，将凝乳温度冷却到15℃以下，调整PH值到PH7.1±0.1；
13、杀菌：乳液先经粗滤，杀菌，杀菌温度125-135℃，时间15-20s，压力为0.27-0.35Mpa，然后在真空度8Kpa下急冷到58℃以下；
14、增压、喷雾干燥：喷雾压为6-8Mpa，热风温度145±2℃，排风温度在75±2℃，风量为33000m3/h，防止出潮粉和结块；
15、包装：分离蛋白制品过筛网，入包、封口，包装，紫外线消毒，储放，成品备用。
由图2给出，本发明在实施中，还可以由以下步骤实现：
1、糠粞分离：米糠原料由定量绞龙1送到提升机2-1中，提升机2-1然后输送到糠粞分离筛3中，筛除夹杂在米糠中大约5％的破米粒、泥块、石子等杂物，为后段生产打下良好基础；
2、造粒：从糠粞分离筛3中出来的米糠用提升机2-2输送到造粒机4中，加工成糠粒，糠粒为φ3×5毫米的长条形；
3、烘干：从造粒机4中出来的米糠颗粒用提升机2-3送到流化床5中，通过直接加热，温度控制在85℃，对米糠粒子进行干燥，使粒子中的水分控制在8％，从而为米糠浸出工序打下良好基础；
4、浸出：被烘干后的米糠颗粒由曲刮板6-1输送到浸出工段的存料箱7中，存料箱7中料位高保持在1.4米，用曲刮板6-2输送到密封绞龙8-1中，米糠颗粒由密封绞龙8-1输送到浸出器9的浸出格中，浸出格料仓以120分钟每转的速度运转，有机溶剂正己烷自上而下循环逆流循环喷淋，加入有机溶剂量与物料量为1∶1.1-1.4，有机溶剂温度控制在50℃，当每格浸出格料仓里的物料在120分钟内经历浸透、浸泡、沥干、再浸透、再浸泡、再沥干、新鲜溶剂冲洗、最后沥干等工艺过程，浸出后的米糠粒子，进入低温脱溶工段，富含米糠油的有机溶剂进入蒸发浓缩分离工段去提米糠毛油，分离出来的有机溶剂通过冷凝回收后在循环利用。浸出后的米糠粕中残油(干)≤0.8％；
5、低温脱溶：由浸出器出来的米糠颗粒进入曲刮板6-3中，从曲刮板6-3中出来的米糠颗粒被提升到封闭绞龙8-2中，然后进入A筒脱溶装置10中，进行一次脱溶，米糠粒子在A筒脱溶装置10中以每分钟7转的转速翻腾前进，被被逆向的过热溶剂汽体加热，湿粕中的溶剂随过热溶剂汽体蒸发出来，湿粕温度控制在78℃，A筒脱溶装置10带有夹层套加热，夹层套中间接蒸汽加热温度控制在82.5℃，带有温度显示装置来调整A筒粕温。A筒中的溶剂气体被正己烷风机11抽走，进入冷凝器12回收溶剂；
经A筒脱溶装置10的粕经封闭阀进入B筒脱溶装置13进行二次脱溶，物料在B筒中同A筒中一样，以每分钟7转的转速翻腾前进，壳层用间接蒸汽加热，筒体温度控制在78℃，物料温度控制在62.5℃，带有温度显示装置来调整B筒粕温，进一步去除粕中残留溶剂。脱溶后的米糠粕中含水≤10％，粕中粗蛋白≥15％，粕NSI值50％可调节，粕灰分≤6.5％，粕中残溶≤500PPM，粕粗纤维≤3.0％(干基)。被输送到一次萃取工段；
6、一次萃取工段：把低温脱溶后的米糠粕用曲刮板6-4送入一次萃取釜14中，按1∶9加入50℃温水，添加浓度为20％的NaOH，调整PH值9左右，搅拌速度60转/分钟，搅拌5分钟转入低速搅拌，反应120分钟，必要时添加2％的消泡剂消除表面泡，直到排完料停止搅拌；
7、一次分离：排出的混合液经离心机15-1分离糠渣和蛋白乳液；
8、二次萃取工段：一次萃取分离出来的糠渣中残留蛋白，经泵16-1被输送到萃取釜中，再次加6倍温水(50℃)和NaOH溶液调整溶液到PH值为11；
9、二次分离：二次萃取液被泵16-2输送到离心机15-2中分离出糠渣和蛋白液；
10、酸沉：一次和二次萃分离后取得到的乳液泵入酸沉罐17中。同时进行每分钟60转的速度搅拌，加入乳液重量的0.2％的消泡剂和乳液重量6倍的温水，加入亚硫酸钠，调其PH值，要求PH值在7，搅拌速度60转/分钟，把HCI配制成3.6％的稀酸液加入，调PH值为4.5，使乳液与HCI充分混合；
11、分离凝乳：用卧式螺杆分离机18分离清液和凝乳，确定好的上清液中的凝乳量在0.01ml/10ml以下作为废液排放，凝乳的固形成份对制品的蛋白纯度有很大的影响，要求在40％为宜，流入上清液中的凝乳直接影响回收率，予以控制，凝乳流动性差，加入冷水后，用解碎机19将其磨细，加水温度越低越好，防止凝乳受热变质，也有抑制细菌繁殖的目的，要检查凝乳完全粉碎，以便中和时完全溶解；
12、中和：解碎后的的凝乳用螺杆泵20输送到中和罐21中，加10％NaOH溶液中和，反应时间40min，为防止凝乳腐败，中和后加水稀释，为防止凝乳腐，中和锅夹套通冷水，将凝乳温度冷却到15℃以下；
13、杀菌：中和后的乳液先经粗滤器22粗虑，以防凝乳中的疙瘩堵塞喷嘴，然后进入闪蒸灭菌器23杀菌温度140℃，时间18s，压力为0.3Mpa，然后在真空度8Kpa下急冷到58℃以下，进入闪蒸罐24冷却了的料液极易胶体化，为了不使在罐内滞留，要抽出泵25常处于空载状态；
14、增压、喷雾干燥：，从抽出泵25出来的乳液被输送到喷雾干燥塔26中，脱水干燥处理，喷雾压为12Mpa，热风温度145℃，塔内排风温度在75℃，风量为33000m3/h，如蛋白制品水分高，空气温度高，要增加风量，防止出潮粉和结块；
15、包装：分离蛋白制品通过80目金属网，可直接从喷雾塔下锥底放料，入包、封口，包装要在紫外线下进行。
本发明制备的蛋白经测试，完全符合蛋白食用质量指标，具体是：
组织状态：松散粉状、不结块，
色泽：具有粉状米糠蛋白固有的乳白色，均匀一致
气味：具有粉状米糠蛋白固有的气味，无异味
粗蛋白：≥85％
水分：≤7％
NSI：≥80％
粗脂肪：≤1％
灰分：≤3.8％
PH值：6.8-7.2
砷(mg/kg以As计)：≤0.5％
铝(mg/kg以Pn计)：≤1.0％
细菌总数：≤3000，
由上述可知，本发明采用科学的步骤、物理和化学方法相结合，有效地解决了工业化从米糠分离蛋白技术技术难题，增加了米糠粕的附加值，经济和社会效益巨大。
Claims (2)
1、一种米糠提取分离蛋白的生产方法，其特征在于，由以下步骤实现：
(1)、糠粞分离：米糠原料中夹杂着大约5％的破米粒、泥块、石子等杂物，筛选分离除去这些杂物；
(2)、造粒：把筛选分离后的米糠送入造粒机加工成糠粒；
(3)、烘干：造粒后的米糠颗粒，加热，温度在80-90℃，对米糠颗粒进行干燥，烘干后使颗粒中的水分在7.5-8.5％；
(4)、浸出：被烘干后的米糠颗粒，以120分钟每转的速度运转，浸出，并用有机溶剂正己烷自上而下逆流循环喷淋，加入有机溶剂量与物料量为1∶1.1-1.4，有机溶剂温度在50-55℃，使物料在120分钟内经历浸透、浸泡、沥干、再浸透、再浸泡、再沥干、新鲜溶剂冲洗、最后沥干工艺过程，浸出后的米糠粒子进行低温脱溶，富含米糠油的有机溶剂进入蒸发浓缩分离工段去提米糠毛油，蒸发出来的有机溶剂通过冷凝回收后再循环利用，浸出后的米糠粕中残油≤0.8％；
(5)、低温脱溶：对浸出的米糠颗粒进行一次脱溶，米糠颗粒在脱溶装置中翻腾前进，被逆向的过热溶剂汽体加热，湿粕中的溶剂随过热溶剂汽体蒸发出来，湿粕温度在75-80℃，脱溶装置带有夹层套加热，夹层套中间接蒸汽加热温度在80～85℃，溶剂气体被风机抽走，进入冷凝器回收溶剂；
经脱溶的粕再进行二次脱溶，物料以每分钟7转的转速翻腾前进，脱溶装置壳层用间接蒸汽加热，物料温度控制在60～65℃，进一步去除粕中残留溶剂，脱溶后的米糠粕中含水≤10％，粕中粗蛋白≥18％，粕NSI值55～85％，粕灰分≤6.5％，粕中残溶≤500PPM，粕粗纤维≤3.0％；
(6)、一次萃取：把低温脱溶后的米糠粕，按米糠粕与水重量比为1∶9加入50℃温水，添加浓度为20％的NaOH，调整PH值8.5-9.5，搅拌速度60转/分钟，搅拌5分钟转入低速搅拌，萃取120分钟，消除表面泡，直到排完料停止搅拌；
(7)、一次分离：排出的混合液经离心分离糠渣和蛋白乳液；
(8)、二次萃取：一次萃取分离出来的糠渣中残留蛋白，再次加6倍50℃的温水和NaOH溶液调整溶液到PH值为10.5-11.5；
(9)、二次分离：离心分离同一次分离，使糠渣中蛋白的浓度为16％；
(10)、酸沉：对一次和二次萃分离后取得到的乳液进行搅拌混合，加入乳液重量的0.1-0.2％的消泡剂和乳液重量5-7倍的温水，加入亚硫酸钠，调PH值在7±0.2，搅拌速度为60转/分，把HCl配制成3.6％的稀酸液加入，调PH值为4.5-5，使乳液与HCl充分混合沉淀；
(11)、分离凝乳：分离清液和凝乳，将上清液中的凝乳量在0.01ml/10ml以下作为废液排放，使凝乳的固形成份在35-45％，将其磨细，以便中和时完全溶解；
(12)、中和：加10％NaOH溶液中和反应35-45min后，加水稀释为PH7.1±0.1，为防止凝乳腐败，夹套中通冷水冷却，将凝乳温度冷却到15℃以下，调整PH值到PH7.1±0.1；
(13)、杀菌：乳液先经粗滤，杀菌，杀菌温度125-135℃，时间15-20s，压力为0.27-0.35Mpa，然后在真空度8Kpa下急冷到58℃以下；
(14)、增压、喷雾干燥：喷雾压为6-8Mpa，热风温度145±2℃，排风温度在75±2℃，风量为33000m3/h，防止出潮粉和结块。
2、根据权利要求1所述的米糠提取分离蛋白的生产方法，其特征在于，由所说的以下步骤实现：
(1)、糠粞分离：米糠原料由定量绞龙(1)送到提升机(2-1)中，提升机(2-1)然后输送到糠粞分离筛(3)中，筛除夹杂在米糠中的杂物；
(2)、造粒：从糠粞分离筛(3)中出来的米糠用提升机(2-2)输送到造粒机(4)中，加工成糠粒，糠粒为φ3×5毫米的长条形；
(3)、烘干：从造粒机(4)中出来的米糠颗粒用提升机(2-3)送到流化床(5)中加热，温度控制在85℃，对米糠粒子进行干燥，使粒子中的水分控制在8％；
(4)、浸出：被烘干后的米糠颗粒由曲刮板(6-1)输送到浸出工段的存料箱(7)中，存料箱(7)中料位高保持在1.4米，用曲刮板(6-2)输送到密封绞龙(8-1)中，米糠颗粒由密封绞龙(8-1)输送到浸出器(9)的浸出格中，浸出格料仓以120分钟每转的速度运转，有机溶剂正己烷自上而下循环逆流循环喷淋，加入有机溶剂量与物料量为1∶1.1-1.4，有机溶剂温度控制在50℃，当每格浸出格料仓里的物料在120分钟内经历浸透、浸泡、沥干、再浸透、再浸泡、再沥干、新鲜溶剂冲洗、最后沥干，浸出后的米糠粒子，进入低温脱溶工段，富含米糠油的有机溶剂进入蒸发浓缩分离工段去提米糠毛油，分离出来的有机溶剂通过冷凝回收后在循环利用，浸出后的米糠粕中残油≤0.8％；
(5)、低温脱溶：由浸出器出来的米糠颗粒进入曲刮板(6-3)中，从曲刮板(6-3)中出来的米糠颗粒被提升到封闭绞龙(8-2)中，然后进入A筒脱溶装置(10)中，进行一次脱溶，米糠粒子在A筒脱溶装置(10)中以每分钟7转的转速翻腾前进，被被逆向的过热溶剂汽体加热，湿粕中的溶剂随过热溶剂汽体蒸发出来，湿粕温度控制在78℃，A筒脱溶装置(10)带有夹层套加热，夹层套中间接蒸汽加热温度控制在82.5℃，带有温度显示装置来调整A筒粕温，A筒中的溶剂气体被正己烷风机(11)抽走，进入冷凝器(12)回收溶剂；
经A筒脱溶装置(10)的粕经封闭阀进入B筒脱溶装置(13)进行二次脱溶，物料在B筒中同A筒中一样，以每分钟7转的转速翻腾前进，壳层用间接蒸汽加热，筒体温度控制在78℃，物料温度控制在62.5℃，带有温度显示装置来调整B筒粕温，进一步去除粕中残留溶剂，脱溶后的米糠粕中含水≤10％，粕中粗蛋白≥15％，粕NSI值50％可调节，粕灰分≤6.5％，粕中残溶≤500PPM，粕粗纤维≤3.0％，被输送到一次萃取工段；
(6)、一次萃取工段：把低温脱溶后的米糠粕用曲刮板(6-4)送入一次萃取釜(14)中，按1∶9加入50℃温水，添加浓度为20％的NaOH，调整PH值为9，搅拌速度60转/分钟，搅拌5分钟转入低速搅拌，反应120分钟，添加消泡剂消除表面泡；
(7)、一次分离：排出的混合液经离心机(15-1)分离糠渣和蛋白乳液；
(8)、二次萃取工段：一次萃取分离出来的糠渣中残留蛋白，经泵(16-1)被输送到萃取釜中，再次加6倍50℃温水和NaOH溶液调整溶液到PH值为(11)；
(9)、二次分离：二次萃取液被泵(16-2)输送到离心机(15-2)中分离出糠渣和蛋白液；
(10)、酸沉：一次和二次萃分离后取得到的乳液泵入酸沉罐(17)中，同时进行每分钟60转的速度搅拌，加入乳液重量的0.2％的消泡剂和乳液重量6倍的温水，加入亚硫酸钠，调其PH值，要求PH值为7，搅拌速度60转/分钟，把HCI配制成3.6％的稀酸液加入，调PH值为4.5，使乳液与HCI充分混合；
(11)、分离凝乳：用卧式螺杆分离机(18)分离清液和凝乳，确定好的上清液中的凝乳量在0.01ml/10ml以下作为废液排放，凝乳的固形成份为40％，加入冷水后，用解碎机(19)将其磨细，防止凝乳受热变质；
(12)、中和：解碎后的的凝乳用螺杆泵(20)输送到中和罐(21)中，加10％NaOH溶液中和，反应时间40min，为防止凝乳腐败，中和后加水稀释，为防止凝乳腐，中和锅夹套通冷水，将凝乳温度冷却到15℃以下；
(13)、杀菌：中和后的乳液先经粗滤器(22)粗虑，以防凝乳中的疙瘩堵塞喷嘴，然后进入闪蒸灭菌器(23)，杀菌温度140℃，时间18s，压力为0.3Mpa，然后在真空度8Kpa下急冷到58℃以下，进入闪蒸罐(24)冷却了的料液极易胶体化，为了不使在罐内滞留，要抽出泵(25)常处于空载状态；
(14)、增压、喷雾干燥：，从抽出泵(25)出来的乳液被输送到喷雾干燥塔(26)中，脱水干燥处理，喷雾压为12Mpa，热风温度145℃，塔内排风温度在75℃，风量为33000m3/h，防止出潮粉和结块；
(15)、包装：分离蛋白制品通过80目金属网，直接从喷雾塔下锥底放料，入包、封口，包装要在紫外线下进行。
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2009
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