CN102138626B - 一种小麦深加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小麦深加工方法,该方法依据小麦的生化性质,采用酶的分离技术提取,可从小麦面粉中一步直接提出谷朊粉,α-变性淀粉,同时将剩余的水解液再进行提取即可得到小麦白蛋白,小麦球蛋白、多种可溶性微量元素和矿物质混合盐,可溶性缮食纤维等产品,通过该方法获得的六种产品全是高附加值产品。该方法解决了污水排放的难题。

Description

一种小麦深加工方法
技术领域
本发明涉及一种小麦深加工方法,该方法从小麦中同时一步提取谷朊粉、α-变性淀粉、小麦白蛋白、球蛋白、多种可溶性微量元素+矿物质和可溶性膳食纤维。
背景技术
目前全世界小麦深加工的工艺有五种:1、马丁法;2、拜特法;3、雷肖法;4、旋水分离法;5、拉西奥法。这五种工艺均是依据小麦的物理性质采用常规的的机械设备提取的。前四种工艺只能从小麦面粉中提出谷朊粉,A淀粉两种产品,第五种工艺能提出谷朊粉,A淀粉,B淀粉三种产品,其中只有谷朊粉一种是畅销的高附加值产品,而A淀粉和B淀粉均为滞销的低附加值产品。这五种工艺都有污水无法排出的环保难题。
马丁法:国外最早的工艺称马丁法,也就是水洗法,利用小麦面筋蛋白不溶于水的性质,用大量水将小麦淀粉洗去,留下不溶于水的面筋,烘干后磨成粉,称为谷朊粉,面∶水=1∶17,用人工水洗出面筋团,用最普通的三足式过滤离心机分离出A淀粉;该工艺只能取得谷朊粉,A淀粉两种产品,谷朊粉收率11-13%,A淀粉收率50-60%,大量的污水无法处理,污染环境。
拜特法:第二次世界大战期间,因蛋白质资源极其短缺,马丁法工艺不能连续生产,随之产生了拜特法,也称变性马丁法。马丁法是水洗面团到面筋,拜特法是将面团浸在水中,切成筋粒,用筛子筛理而得到面筋。
将面粉与温水连续加入双螺旋搅拌器,外螺旋叶将物料搅入底部而内螺旋叶以相反方向作用,面粉混合后的浆叶静置片刻进入切割泵同时加入冷水,在泵叶的激烈搅拌下面筋与淀粉分离,这时的面筋呈小粒凝乳状,经60-150目振动筛筛理,筛出面筋凝乳,再用水喷洒使面筋从筛上落下;再用第二道振动筛水洗一遍即成。此法面∶水=1∶10,比马丁法先进。再用三足式过滤离心机将面浆中的A淀粉提出,大量污水无法处理。
雷肖法:将面粉∶水=1∶2比例打入卧式搅拌器内混合成均匀的液浆,用离心器将液浆分成轻相(面筋相)和重相(淀粉相)两部分。淀粉相经水冲洗后干燥得一级淀粉;面筋相用泵打入静置器,在30-50℃静置10-90mim,使面筋水解成线状物,最后再加水进入第二级混合器,并激烈搅拌混合生成大块面筋后分离取出,面∶水=1∶8,两次加水,工艺水可重复使用,A淀粉分离还是用三足式离心机。谷朊粉收率10-13%,A淀粉收率50-60%。
旋水分离法:
将小麦面粉打成浆,采用12台旋水分离器(玉米淀粉厂用于分离洗涤可溶性纤维的设备),六次加水依次进行分离,将面筋团分离出来,烘干成谷朊粉,剩余的各种淀粉浆混合在一起泵至酒精车间发酵酒精。这种工艺,面∶水=1∶8,谷朊粉收率10-12%。
拉西奥法:也就是三相卧螺沉降离心机法:
将小麦面粉打成浆,先经三相卧螺离心机分离成A、B、C三种浆,A浆经二相离心机分离出A淀粉;B浆经旋转筛水洗出面筋蛋白,筛出的B浆水再经二相卧螺分离出B淀粉,大量的污水无法排放,C浆无法利用。面∶水=1∶6。
国内小麦的深加工方法几乎是沿用了国外的拜特法、旋水分离法和拉西奥法,拜特法和旋水分离法只能从小麦面粉中提出谷朊粉,A淀粉两种产品;拉西奥法能分离出谷朊粉,A淀粉,B淀粉三种产品,其中只有谷朊粉一种是畅销的高附加值产品,而A淀粉和B淀粉均为滞销的低附加值产品,同时由于大量的污水无法排放,造成严重污染。
谷朊粉:该产品有五十年的历史,最早在欧洲兴起,面包是欧洲人的主食,可是面包不易保湿,在常温条件下2-3日,其中水分蒸发就干硬,应用谷朊粉的吸水性,在面包皮上涂一层谷朊粉,就可从空气中不断吸收水份,使面包保湿松软长达1-3个月,因而用量很大,后来南北美洲、澳洲、非洲甚至亚洲面包生产商前后都采用了此技术,全世界形成了一个广大的销售市场,需求量很大,近10年来因国外生产的五种工艺都解决不了污水排放问题,许多生产厂陆续被停产,因而需求量转向不发达国家,我国90年代有3个生产厂,逐步发展至今大大小小约有1000个企业生产谷朊粉,分布在河南、山东、河北、江苏等地,工艺技术主要采用用马丁法、拜特法和旋水分离法,莲花味精集团采用拉西奥法。国外食品行业需求量很大,我国每年谷朊粉出口量逐年增多,河南天冠集团有7条谷朊粉生产线,年产量达10万吨以上;今年新加坡客商在江苏南通又新建7条谷朊粉生产线,年产量达8万吨以上。
α-变性淀粉:
国内α-变性淀粉主要用于方便面行业和饲料业行业,但都是以玉米淀粉为原料加工生产的,生产成本高,国内尚无以小麦面粉为原料一步直接生成α-变性淀粉,本发明是以小麦面粉为原料,一步生成α-变性淀粉,生产成本低,有竞争力。
本发明针对目前小麦深加工中存在的问题,经过大量的实验,研制出一种小麦深加工方法,该方法依据小麦的生化性质,采用酶的分离技术提取,可从小麦面粉中一步直接提出谷朊粉,α-变性淀粉,同时将剩余的水解液再进行提取即可得到小麦白蛋白,小麦球蛋白、多种可溶性微量元素和矿物质混合盐,可溶性缮食纤维等产品,通过该方法获得的六种产品全是高附加值产品。该方法解决了污水排放的难题。
发明内容
本发明目的在于,提供一种小麦深加工方法,该方法依据小麦的生化性质,采用酶的分离技术提取,可从小麦面粉中一步直接提出谷朊粉,α-变性淀粉,同时将剩余的水解液再进行提取即可得到小麦白蛋白,小麦球蛋白、多种可溶性微量元素和矿物质混合盐,可溶性缮食纤维等产品,通过该方法获得的六种产品全是高附加值产品。该方法解决了污水排放的难题。
本发明所述的一种小麦深加工方法,按下列步骤进行:
a、将小麦面粉按重量比面∶水=1∶3打成浆,进行水解反应,温度25-90℃,时间4小时,得到水解液和不溶性物质;
b、将步骤a分离出的不溶物质加入水和α-淀粉酶进行酶解反应,温度5-68℃,真空度10-96kpa,时间0.5-4小时,进行固液分离,得到的固体面筋蛋白,液体备用;
c、将步骤b分离的固体面筋蛋白直接进入喷雾干燥塔进行喷雾干燥即可得到谷朊粉;
d、将步骤b分离出的液体进行灭酶,温度95-105℃,时间0.5-1小时,经真空浓缩,喷雾干燥,即可得到α-变性淀粉;
e、再将步骤a分离出的水解液进入反应釜(1)进行反应,pH2.0-5.5,温度35-90℃,时间2小时,固体分离,得到白蛋白粗品,再经冷冻干燥,即可得到白蛋白成品;
f、将步骤e剩余的液体进入下一个反应釜(2),pH5.5-6.5,温度35-90℃,时间2小时,固体分离,得到球蛋白粗品,再经冷冻干燥,即可得到球蛋白成品;
g、将步骤f剩余的液体进入下一个反应釜(3),pH6.5-9.0,温度35-90℃,时间2小时,固体分离,得到多种微量元素+矿物质粗品,再经冷冻干燥,即可得到多种微量元素+矿物质的成品;
h、将步骤g剩余的液体进入下一个反应釜(4),pH9.0-13.0,温度35-90℃,时间2小时,固体分离,得到可溶性膳食纤维粗品,再经冷冻干燥,即可得到可溶性膳食纤维的成品;
i、再将步骤h剩余的水溶性混合糖直接泵入发酵罐中即可。
步骤a中所用打浆水的温度为20-40℃。
步骤b面筋蛋白为小颗粒状。
本发明所述的小麦深加工方法,该方法将小麦面粉打成浆,先将浆水水解后分离出可溶性物质,然后对不溶物质进行酶解反应后,生成面筋蛋白和α-变性淀粉,所获得的面筋蛋白是小粒状,直接进入喷雾干燥塔进行干燥即可得到谷朊粉;而已有技术中获得的面筋蛋白是团状,还需切成小粒拌入干粉后磨成粉后才能烘干成为谷朊粉。所获得的α-变性淀粉,可溶于冷水、广泛应用于方便面或鳗鱼饲料,利润大大超过已有技术中A淀粉或B淀粉。
本发明所述的方法中从可溶性浆水中还可提取出小麦白蛋白,小麦球蛋白,多种可溶性微量元素和矿物质混合盐及可溶性膳食纤维等产品。这六种产品均是高附加值产品;而已有技术中只能产出谷朊粉一种高附加值产品。本发明所述的方法可将小麦面粉中100%的面筋蛋白全部提出,也能将小麦面粉中100%的淀粉转化成α-变性淀粉,;同时,该方法将小麦面粉中所有的成份全部利用,变成产品提出来,没有废气、废水、废渣排出,没有浪费,投资小(是拉西奥法的十分之一),生产成本低,解决了污水排出的难题。
本发明所述方法中使用的α-淀粉酶为市售产品。
附图说明
图1为本发明工艺流程图
具体实施方式
实施例1(以1吨小麦面粉为基数)
a、将小麦面粉1吨按重量比面∶水=1∶3打成浆,打浆水的温度为20℃,进行水解反应,温度25℃,时间4小时,得到水解液和不溶性物质;
b、将步骤a分离出的不溶物质按重量比1∶3加入水,再加入α-淀粉酶0.2%进行酶解反应,温度5℃,真空度10kpa,时间0.5小时,进行固液分离,得到的固体面筋蛋白为小颗粒状,液体备用;
c、将步骤b分离的固体面筋蛋白直接进入喷雾干燥塔进行喷雾干燥即可得到谷朊粉10%;
d、将步骤b分离出的液体按常规方法进行灭酶,温度95℃,时间0.5小时,经真空浓缩,喷雾干燥,即可得到α-变性淀粉66%;
e、再将步骤a分离出的水解液进入反应釜(1)进行反应,pH2.0,温度35℃,时间2小时,固体分离,得到白蛋白粗品,再经冷冻干燥,即可得到白蛋白成品1%;
f、将步骤e剩余的液体进入下一个反应釜(2),pH6.5,温度35℃,时间2小时,固体分离,得到球蛋白粗品,再经冷冻干燥,即可得到球蛋白成品1%;
g、将步骤f剩余的液体进入下一个反应釜(3),pH7.8,温度35℃,时间2小时,固体分离,得到多种微量元素+矿物质粗品,再经冷冻干燥,即可得到多种微量元素+矿物质的成品2%;
h、将步骤g剩余的液体进入下一个反应釜(4),pH11.0,温度35℃,时间2小时,固体分离,得到可溶性膳食纤维粗品,再经冷冻干燥,即可得到可溶性膳食纤维的成品0.5%;
i、再将步骤h剩余的水溶性混合糖1%直接泵入发酵罐中即可。
实施例2(以1吨小麦面粉为基数)
a、将小麦面粉1吨按重量比面∶水=1∶3打成浆,打浆水的温度为30℃,进行水解反应,温度50℃,时间4小时,得到水解液和不溶性物质;
b、将步骤a分离出的不溶物质按重量比1∶3加入水,再加入α-淀粉酶1%进行酶解反应,温度35℃,真空度65kpa,时间2.0小时,进行固液分离,得到的固体面筋蛋白为小颗粒状,液体备用;
c、将步骤b分离的固体面筋蛋白直接进入喷雾干燥塔进行喷雾干燥即可得到谷朊粉12%;
d、将步骤b分离出的液体进行灭酶,温度100℃,时间45分钟,经真空浓缩,喷雾干燥,即可得到α-变性淀粉64%;
e、再将步骤a分离出的水解液进入反应釜(1)进行反应,pH4.0,温度65℃,时间2小时,固体分离,得到白蛋白粗品,再经冷冻干燥,即可得到白蛋白成品1%;
f、将步骤e剩余的液体进入下一个反应釜(2),pH 5.5,温度65℃,时间2小时,固体分离,得到球蛋白粗品,再经冷冻干燥,即可得到球蛋白成品1%;
g、将步骤f剩余的液体进入下一个反应釜(3),pH 6.5,温度65℃,时间2小时,固体分离,得到多种微量元素+矿物质粗品,再经冷冻干燥,即可得到多种微量元素+矿物质的成品2%;
h、将步骤g剩余的液体进入下一个反应釜(4),pH13.0,温度65℃,时间2小时,固体分离,得到可溶性膳食纤维粗品,再经冷冻干燥,即可得到可溶性膳食纤维的成品0.5%;
i、再将步骤h剩余的水溶性混合糖2%直接泵入发酵罐中即可。
实施例3(以1吨小麦面粉为基数)
a、将小麦面粉按体积比面∶水=1∶3打成浆,打浆水的温度为40℃,进行水解反应,温度90℃,时间4小时,得到水解液和不溶性物质;
b、将步骤a分离出的不溶物质按重量比1∶3加入水,再加入α-淀粉酶2%进行酶解反应,温度68℃,真空度96kpa,时间4小时,进行固液分离,得到的固体面筋蛋白为小颗粒状,液体备用;
c、将步骤b分离的固体面筋蛋白直接进入喷雾干燥塔进行喷雾干燥即可得到谷朊粉13%;
d、将步骤b分离出的液体进行灭酶,温度105℃,时间1小时,经真空浓缩,喷雾干燥,即可得到α-变性淀粉62%;
e、再将步骤a分离出的水解液进入反应釜(1)进行反应,pH5.5,温度90℃,时间2小时,固体分离,得到白蛋白粗品,再经冷冻干燥,即可得到白蛋白成品1%;
f、将步骤e剩余的液体进入下一个反应釜(2),pH6.0,温度90℃,时间2小时,固体分离,得到球蛋白粗品,再经冷冻干燥,即可得到球蛋白成品1%;
g、将步骤f剩余的液体进入下一个反应釜(3),pH9.0,温度90℃,时间2小时,固体分离,得到多种微量元素+矿物质粗品,再经冷冻干燥,即可得到多种微量元素+矿物质的成品2%;
h、将步骤g剩余的液体进入下一个反应釜(4),pH9.0,温度90℃,时间2小时,固体分离,得到可溶性膳食纤维粗品,再经冷冻干燥,即可得到可溶性膳食纤维的成品0.5%;
i、再将步骤h剩余的水溶性混合糖3%直接泵入发酵罐中即可。
通过本发明所述的方法获得的小麦各种产品的收率,因小麦品种而异。

Claims (2)

1.一种小麦深加工方法,其特征在于按下列步骤进行:
a、将小麦面粉按重量比面∶水=1∶3打成浆,进行水解反应,温度25-90℃,时间4小时,得到水解液和不溶性物质;
b、将步骤a分离出的不溶物质加入水和α-淀粉酶进行酶解反应,温度5-68℃,真空度10-96kpa,时间0.5-4小时,进行固液分离,得到的固体面筋蛋白,液体备用;
c、将步骤b分离的固体面筋蛋白直接进入喷雾干燥塔进行喷雾干燥即可得到谷朊粉;
d、将步骤b分离出的液体进行灭酶,温度95-105℃,时间0.5-1小时,经真空浓缩,喷雾干燥,即可得到α-变性淀粉;
e、再将步骤a分离出的水解液进入反应釜(1)进行反应,pH2.0-5.5,温度35-90℃,时间2小时,固体分离,得到白蛋白粗品,再经冷冻干燥,即可得到白蛋白成品;
f、将步骤e剩余的液体进入下一个反应釜(2),pH5.5-6.5,温度35-90℃,时间2小时,固体分离,得到球蛋白粗品,再经冷冻干燥,即可得到球蛋白成品;
g、将步骤f剩余的液体进入下一个反应釜(3),pH6.5-9.0,温度35-90℃,时间2小时,固体分离,得到多种微量元素+矿物质粗品,再经冷冻干燥,即可得到多种微量元素+矿物质的成品;
h、将步骤g剩余的液体进入下一个反应釜(4),pH9.0-13.0,温度35-90℃,时间2小时,固体分离,得到可溶性膳食纤维粗品,再经冷冻干燥,即可得到可溶性膳食纤维的成品;
i、再将步骤h剩余的水溶性混合糖直接泵入发酵罐中即可。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于步骤a中所用打浆水的温度为20-40℃。
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