CN101928349B

CN101928349B - 一种电生功能水在玉米淀粉生产的浸泡工艺中的应用

Info

Publication number: CN101928349B
Application number: CN2010102420019A
Authority: CN
Inventors: 李里特; 乌云达来; 刘海杰; 郝建雄; 熊科; 刘瑞
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2030-07-30
Also published as: CN101928349A

Abstract

本发明公开了一种属于玉米淀粉深加工技术领域的电生功能水在玉米淀粉生产的浸泡工艺中的应用。本发明中使用的电生功能水是pH值为2～5，氧化还原电位为900～1300mV，有效氯浓度为250～500mg/L的酸性电生功能水；和/或pH值为9～13，氧化还原电位为-870～-580mV的碱性电生功能水。本发明克服了现有湿法浸泡的缺陷，所使用的电生功能水，生产方法简单、生产成本低，从而有效的降低淀粉生产成本，具有显著的经济效益；所用电生功能水安全、无害，在使用后可以还原为普通水，对环境不会造成危害，同样对使用者来说安全，没有伤害性和残留性，具有显著的社会和环境效益。

Description

一种电生功能水在玉米淀粉生产的浸泡工艺中的应用

技术领域

本发明涉及玉米淀粉深加工技术领域，具体涉及一种电生功能水在玉米淀粉生产的浸泡工艺中的应用。

背景技术

电生功能水(Electrolyzed Functional Water，EFW)又称电解水(Electrolyzedoxidation Water，EO water)或电解离子水，是将水在一种特殊装置中经电场处理后，使水的pH值、氧化还原电位(ORP值)、有效氯浓度(ACC)等指标发生改变而产生的具有特殊功能的酸性离子水和碱性离子水的总称。电生功能水特殊的理化性质决定了其特殊的特点，主要可概括为：(1)电生功能水中的强酸性离子水具有瞬时杀菌的功效，杀菌谱广。(2)无残留，不污染环境。电生功能水与传统的化学消毒、杀菌药剂有很大的不同，其含有的活性成分性质不稳定，与光、空气以及有机物等接触后，这些成分会逐步分解，其氧化还原电位会逐步下降趋于正常，逐渐还原为普通的水，作用完毕排放后对环境无任何污染。(3)对人无毒、副作用，使用安全可靠。从老鼠、哺乳动物到人类志愿者进行了皮肤刺激性试验、皮肤过敏试验、口腔粘膜刺激试验、急性眼刺激试验、细胞毒性试验、染色体异常试验及微核试验等，发现所观测的各项指标均无显著变化，证明强酸性离子水无毒、副作用，无蓄积毒性，对皮肤无刺激，安全性很高。对电生功能水进行腐蚀性试验的研究表明：电生功能水对不锈钢基本无腐蚀，对铜、铝及碳钢仅有低度腐蚀作用，使用安全可靠。由上述可见，电生功能水较一般的防腐杀菌剂具有更高的安全性。(4)制取方便，成本低廉。电生功能水制取装置结构比较简单，在制取过程中无需大量的化学原料以及复杂的单元操作，与生产传统化学制剂相比成本低廉，有利于其在医疗卫生、食品加工尤其是农业生产等各项事业中推广应用。

目前，玉米淀粉生产主要采用湿法浸泡工艺。玉米浸泡的质量直接影响到后道工序淀粉的正常生产以及淀粉的得率、质量和产量。湿法浸泡是将玉米在含有SO₂的水溶液中浸泡，达到软化玉米籽粒，分散包埋淀粉的蛋白基质，释放出可溶性物质的目的，然后通过将浸泡好的玉米经脱胚、精磨、淀粉和蛋白质的离心分离、淀粉的洗涤、干燥等一系列工序生产淀粉。目前的浸泡工艺是把玉米籽粒浸泡在0.2％～0.3％的SO₂溶液中，在48～55℃下保持48～72h。传统湿法浸泡虽然可以得到高纯度的淀粉和多种高价值的副产品，但SO₂的使用会造成环境污染、设备腐蚀等问题，因此，研究新的、环保型的生产工艺已成为必然。目前减少或代替SO₂的方法有(1)酶法。如：浸泡液里添加蛋白酶、纤维酶、混合酶制剂等。(2)加乳酸法。(3)物理法。如高压浸泡。(4)碱法剥皮加工法等等。

但上述代替或减少SO₂的方法具有一定的局限性，如酶法普遍存在酶制剂的制备较复杂，成本高，难以实现规模化应用。高压浸泡法投资较大，规模小，难以推广。而碱法剥皮工艺对设备的要求高，腐蚀性强，也不利于环保。

本发明使用酸性电生功能水和碱性功能水浸泡玉米，从而完全代替传统工艺的SO₂浸泡法，其中，电生功能水的制备简单，能够有效降低生产成本，而且有利于环境保护。

发明内容

本发明目的在于提供一种电生功能水在玉米淀粉生产的浸泡工艺中的应用。

一种电生功能水在玉米淀粉生产的浸泡工艺中的应用，所述电生功能水是pH值为2～5，氧化还原电位ORP为900～1300mV，有效氯浓度为250～500mg/L的酸性电生功能水；和/或pH值为9～13，氧化还原电位为-870～-580mV的碱性电生功能水。

所述酸性电生功能水的pH值优选为2.5，有效氯浓度优选为300mg/L。

所述碱性电生功能水的pH值优选为13。

上述电生功能水在玉米淀粉生产浸泡工艺中的应用的具体方法是按照如下操作步骤进行的：

(1)将原料玉米浸没于酸性电生功能水中，在50℃-52℃条件下浸泡43小时，再用与酸性电生功能水同体积的碱性电生功能水清洗浸泡过的玉米谷粒1次；

(2)将清洗好的玉米谷粒与碱性电生功能水混合，并一同置于搅拌器中，在9400～9500rpm/min的转速下进行3min的粗磨得到粗磨浆液，其中，碱性电生功能水的用量是原料玉米的1.5倍；

(3)然后再用碱性电生功能水清洗搅拌器，其中，清洗用的碱性电生功能水的用量为步骤(2)中碱性电生功能水用量的2倍，将清洗液与粗磨浆液混合后置于50℃-52℃的条件下震荡浸泡5小时。

所述震荡的速率为100-130rpm/min。

经过上述浸泡工艺处理后的玉米浆液，可以直接用于现有湿法浸泡工艺的提取工艺。

上述电生功能水的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照质量百分比为0.2～1％的比例将电解质溶解于蒸馏水中，充分搅拌均匀，然后分别置于电功能水发生器的两个电解槽中；

(2)在电压为15～30V、电流为0.5～3A、电极距为5～20mm、极板面积为108cm²进行电解反应10～30min；即在阳极电解槽得到酸性电生功能水，在阴极电解槽得到碱性电生功能水。

上述制备方法中所述的电解质是指氯化钠、氯化钾、氯化钙或氯化镁等。

上述制备方法中所述的电功能水发生器可参见实用新型专利《一种制备强酸化水的装置》(专利号为：ZL96244992.x)

与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果为：(1)本发明克服了现有湿法浸泡的缺陷，所使用的电生功能水，生产方法简单、生产成本低，从而有效的降低淀粉生产成本，具有显著的经济效益；(2)本发明所用电生功能水安全、无害，在使用后可以还原为普通水，对环境不会造成危害，同样对使用者来说安全，没有伤害性和残留性，具有显著的社会和环境效益。

附图说明

图1是本发明使用的淀粉分离槽。

具体实施方式

以下实施例使用的电生功能水的指标为：

实施例1：酸性电生功能水(pH 2.5、ORP 1250mV、有效氯浓度300mg/L)碱性电生功能水(ORP -870mv、pH 13)

实施例2：酸性电生功能水(pH 5、ORP 900mV、有效氯浓度500mg/L)碱性电生功能水(ORP-790mv、pH 12)

实施例3：酸性电生功能水(pH 2.5、ORP 1300mV、有效氯浓度250mg/L)碱性电生功能水(ORP-580mv、pH 9)

实施例1利用电生功能水提取玉米淀粉的方法(包括本发明的浸泡工艺和现有的提取工艺)

(1)浸泡工艺

本实施例所使用的电生功能水指标为：酸性电生功能水(pH 2.5、ORP1250mv、有效氯浓度300mg/L)，碱性电生功能水(pH 13、ORP-870mv)。

把100.0g玉米放在500ml锥形瓶中，加入200ml的酸性电生功能水，在52℃恒温培养箱中静止浸泡43小时，浸泡结束后把浸泡水移入量筒内测量其体积，在50℃鼓风干燥24h，测定其浸泡水里的干物质量。然后用200mL碱性电生功能水清洗玉米谷粒1次，清洗好的谷粒与150mL的碱性电生功能水一同放在搅拌器中在转速9400～9500rpm/min条件下进行3min的粗磨，粗磨后的浆液放入1000ml的锥形瓶中，然后用300ml的碱性电生功能水清洗搅拌器，将清洗液合并到粗磨后的浆液里，在52℃恒温培养箱里震荡(125rpm/min)浸泡5h，共浸泡48h。

(2)提取工艺

A、将步骤(1)浸泡后的浆液通过7#的筛子过滤，筛上物用100mL蒸馏水冲洗，留在筛上的胚和皮(粗纤维)用50℃烘干24hr，并测定其重量。

B、通过筛子的浆液静置30min，大约1340mL的上清液被倒出作为上清液1保留；大约含有30％固体的底部浆液在转速12500r/min下进行3min的精磨，再用250mL水清洗搅拌器，将精磨得到的浆液和清洗液混合并通过200#的筛子进行过滤分离精纤维，精纤维用上清液1冲洗后再用750mL水冲洗，分离出的精纤维用50℃的温度烘干24hr，并测定其重量。

C、将过滤得到的浆液和冲洗水混合后放置1h，大约1800mL的上清液被倒出作为上清液2保存，底部部分通过加入上清液2调到比重为1.04，混合的浆液用恒流泵以50mL/min的速度被泵到淀粉流槽上，然后依次将剩余的上清液2及150mL的水以同样的速率泵到淀粉槽上。淀粉在淀粉槽上干燥20h后用塑料铲收集后50℃烘干24hr，测量水分，淀粉槽上的淀粉重量被确定。分离淀粉所用的淀粉分离槽为特制的长244cm，宽5.00cm，高2.54cm的U铝槽，倾斜度为0.0156cm/cm(见图1)。

测量从淀粉槽流出来的液体体积，并取三份75ml样品，在50℃烘干24hr，测定重量，计算麸质回收量。

玉米中各种成分的收率见表1，得到的淀粉的纯度99.1％。

同时设置对比实验，即采用传统湿法浸泡工艺提取玉米淀粉方法(包括传统SO₂浸泡工艺和现有的提取工艺)，具体方法如下：

取100.0g玉米，放入500ml锥形瓶中，加入200ml含0.2％SO₂(偏亚硫酸钠)的浸泡液静止浸泡52℃48hr。浸泡结束后把浸泡水移入量筒内测量其体积，在50℃鼓风干燥24hr，测定其浸泡水里的干物质量。然后用150mL水清洗玉米谷粒。清洗好的谷粒与150mL的水放在搅拌器中在转速9400～9500rpm/min下进行4min的粗磨；粗磨后的浆液放入1000ml的锥形瓶中，然后用300ml水清洗搅拌器，将清洗液合并到粗磨后的浆液里，然后采用现有提取工艺(与实施例1相同)进行玉米淀粉的提取。结果见表1。

表1使用电生功能水浸泡工艺和传统SO₂浸泡工艺提取玉米淀粉收率比较

从表1可以看出，采用电生功能水浸泡玉米的方法获得67.2±1.6(％)的淀粉，传统的SO₂溶液浸泡方法获得67.4±1.0(％)的淀粉，经统计分析，电生功能水浸泡玉米的新方法与传统的SO₂浸泡方法在淀粉得率上没有显著性差异(n＝10，p≤0.05)。结果显示，该新方法利用电生功能水完全代替SO₂溶液，浸泡玉米48hr，得到了传统方法相同的结果。

实施例2

本实施例所使用的电生功能水指标为：酸性电生功能水(pH 5、ORP900mV、有效氯浓度500mg/L)，碱性电生功能水(pH 12、ORP-790mv)。浸泡工艺和提取工艺的操作步骤与实施例1相同。获得的淀粉得率为67.1±1.8。

实施例3

本实施例所使用的电生功能水指标为：酸性电生功能水(pH 2.5、ORP1300mv、有效氯浓度250mg/L)，碱性电生功能水(pH 9、ORP-580mv)。浸泡工艺和提取工艺的操作步骤与实施例1相同。获得的淀粉得率为66.8±1.6。

Claims

1.一种电生功能水在玉米淀粉生产的浸泡工艺中的应用，其特征在于，所述电生功能水是pH值为2～5，氧化还原电位为900～1300mV，有效氯浓度为250～500mg/L的酸性电生功能水和pH值为9～13，氧化还原电位为-870～-580mV的碱性电生功能水。

2.根据权利要求1所述的电生功能水在玉米淀粉生产的浸泡工艺中的应用，其特征在于，所述酸性电生功能水的pH值为2.5，有效氯浓度为300mg/L。

3.根据权利要求1所述的电生功能水在玉米淀粉生产的浸泡工艺中的应用，其特征在于，所述碱性电生功能水的pH值为13。

4.根据权利要求1所述的电生功能水在玉米淀粉生产的浸泡工艺中的应用，其特征在于，所述应用的具体方法是按照如下操作步骤进行的：

5.根据权利要求4所述的电生功能水在玉米淀粉生产的浸泡工艺中的应用，其特征在于，所述震荡的速率为100-130rpm/min。