CN103169024B - 一种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法，这种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法如下，一、将原料芸豆进行预处理、磨浆，得到滤液和筛上物滤渣和残渣；二、调整筛下物滤液浓度，旋流分离，得到上层蛋白质浆，下层粗淀粉浆，将粗淀粉浆料洗涤、脱水干燥、粉碎筛分，得到芸豆淀粉；三、上层蛋白质浆进行超滤、超声、干燥，得蛋白质粉；四、筛上物滤渣与残渣中加入清水，超声后，进行酶解，压滤得到滤液和滤渣；滤渣加入清水，超声处理、蒸煮，离心分离得到上清液和沉淀物；将沉淀物洗涤、干燥、粉碎、过筛后得到水不溶性膳食纤维粉；将上清液和滤液合并，真空浓缩、干燥得到全水溶性膳食纤维粉。本发明产业链条长，无三废污染，经济效益显著。

Description

一种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法

一、技术领域

本发明涉及的是农产品深加工领域，具体涉及的是一种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法。

二、背景技术

芸豆是全球栽培面积仅次于大豆的食用豆类作物之一。中国是芸豆主产国和主要出口国，年产量超过80万吨，年出口量达60万吨。

芸豆含淀粉25-30%，粗纤维15-20%，蛋白质20-25%，脂肪1-1.5%，钙50-100mg/100g，钾1500-1800mg/100g，镁150-200mg/100g，钠0.5-1mg/100g，维生素2-5mg/100g以及皂苷、异黄酮、尿毒酶、低聚糖、香豆素、生物碱和多种球蛋白等微量功能因子，是一种典型的高蛋白、低脂、高钾、高镁、低钠、氨基酸种类齐全、营养丰富的药食同源型杂粮作物，可用于精制淀粉、蛋白粉和活性肽、膳食纤维、黄酮、α-淀粉酶抑制剂、血细胞凝集素和天然色素等功能因子以及功能性方便休闲保健食品的研究和开发，可满足普通大众型、中老年型、儿童型、孕妇型及糖尿病、高血脂、肥胖病、心血管疾病、低血钾症和忌盐等特殊病患专供型等各种人群营养膳食保健需求，市场开发前景极为广阔。

芸豆淀粉颗粒小（中位径D₅₀为20-25μm）、直链淀粉相对含量高（30-40%），较其他谷类豆类淀粉具有良好的冷热糊稳定性、低溶解性、限制性膨胀性、高透光性、抗剪切性、强凝胶性、易凝沉性以及较短糊丝、较高终黏度值和回生值等，是生产制造粉丝、粉皮、凉粉、米线、皮冻、果冻等方便休闲食品的优良原料。

芸豆蛋白富含18种氨基酸，特别是赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸等8种人体必需氨基酸种类齐全，其组成模式高于FAO/WHO推荐标准模式值，与主粮相比具有良好的生物效价和消化吸收性以及较高的营养价值。

芸豆膳食纤维是一种不易被人体消化吸收的食物营养素。可溶性芸豆膳食纤维有助于减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，控制血糖合理水平，减轻胆固醇在肝脏沉积以及脂肪变性程度。不可溶性芸豆膳食纤维主要用于肠道，可促进排泄、软化粪便，预防便秘和憩室炎，减低消化道中细菌排出的毒素，加速粪脂和粪胆汁酸排出。均衡科学膳食芸豆膳食纤维，有助于润肠通便、降血压、降血脂、调节血糖、解毒抗癌、预防结石和动脉硬化、改善口腔及牙齿功能、防治痔疮以及健美减肥等。

    现代人崇尚天然绿色、健康安全的生活理念，再加上近年来患有糖尿病、高血压、高血脂、高血糖、结肠癌、心脑血管病、胆结石、脂肪肝、冠心病、肥胖症、痛风以及肿瘤等现代“文明病”人群大量涌现，因此，天然谷物杂粮杂豆类精制食品、方便休闲食品、功能食品已成为今后国际粮食产业发展的必然趋势。

    我国芸豆种植面积广、品种资源优势明显。然而，长期以来我国芸豆产业一直处于品种选育、种植、收购、外销等初级阶段，加工企业少而小，精深加工程度低，加工研发水平低端落后，技术推广相对滞后，标准化体系不健全，基础设施薄弱，科技投入不足；产业发展仅限于鲜食和出口，产业化链条短、进程缓慢，产品品质差、附加值低，极大的阻碍了我国芸豆产业良性健康可持续发展。

现有相关生产技术主要体现在：专利申请号为200910163369.3的中国发明专利申请公开了一种豆类（豌豆、蚕豆和绿豆）淀粉现代加工工艺，却存在淀粉纯度不足，仅限于粉丝、粉皮、凉粉制作，应用领域受限；加工工艺采用传统酸浆自然发酵培养法，生产周期长，工序繁杂，环境气候影响大，工艺质量不稳定；没有配备蛋白和纤维回收装置，综合利用水平低等问题。专利申请号为200810159224.1的中国发明专利申请公开了一种从含淀粉的豆类（绿豆、豌豆、蚕豆、豇豆、芸豆、红豆）中分离淀粉的方法，却存在预干燥温度较高（80℃/1h），淀粉和蛋白已部分变性；干法微粉化后筛选淀粉和蛋白颗粒法，能耗高，产品精度低，品质差，应用领域受限，且存在环境污染，无纤维综合利用等问题。专利号为ZL03134921.8的中国发明专利公开了一种豆类（豌豆、蚕豆和绿豆）综合利用工艺，却存在滤渣仅限于饲料；碱溶酸沉法分离蛋白制备，生产环境污染大，蛋白易变性，成品品质功能性差；自然沉淀后的淀粉浆与上层蛋白浆采用排浆管分离，工序繁杂，周期长，淀粉精度差，蛋白残留量高，应用领域受限等问题。专利号为ZL201010224110.8的中国发明专利公开了一种从豆类（绿豆、豌豆、蚕豆、豇豆、芸豆、红豆）淀粉生产中提取膳食纤维的方法，却仅限于水不溶物性膳食纤维的提取分离；采用微细化干法针磨粉碎，能耗高，噪音大，淀粉和纤维级分差异性小，精制纯化困难；采用高浓度碱液（10-50%）脱色，环境污染严重，产品品质差等问题。目前，我国市场上还没有提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的生产加工技术及相关产品销售。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法，这种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法用于解决目前我国芸豆资源加工产业化链条短、生产环境易受污染的问题。

本发明采用的技术方案是：这种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法如下，

一、将原料芸豆进行预处理、浸泡、磨浆，得到浆料和残渣，将浆料过200目曲面筛，得到滤液和筛上物滤渣，将筛上物滤渣与上述残渣合并用于膳食纤维的提取，滤液用于淀粉和蛋白提取；

二、淀粉的旋流分离提取：

   g、调整步骤一中曲面筛下物滤液浓度为波美度6-8，然后采用碟片式离心分离机在4600r/min转速下高速旋流分离10-20min，得到上层淡黄浆为蛋白质浆，下层乳白浆为粗淀粉浆；

   h、将粗淀粉浆料采用十二级旋流器进行逐级逆流洗涤，料水比为1:3.5，得到波美度11-13的精淀粉浆；

  i、通过卧式刮刀离心机进行脱水，得到含水量30%-38%的半干半湿淀粉；

   j、通过气流干燥、冷却、粉碎、80目筛分工序，得到含水量小于14%的芸豆淀粉；

三、蛋白的分离提取：

   k、将步骤二中上层蛋白质浆分别进行超滤和超声处理，然后通过喷雾干燥得到含水量小于6%，蛋白纯度大于90%的蛋白质粉；

四、膳食纤维粉的提取分离：

l、将步骤一中筛上物滤渣与残渣组成的混合渣加入5倍质量的清水，通过超声处理得到混合浆料；

m、在混合浆料中加入复合酶制剂，进行一次酶解；

n、酶解液用板框式压滤机压滤，滤液用于浆料调浆循环使用；将滤渣用4倍质量的清水洗涤滤干后，再加入5倍质量的清水及复合酶制剂进行二次酶解；结束后，用板框式压滤机压滤得到滤液和滤渣；滤液用于水溶性膳食纤维的提取，滤渣用于水不溶性膳食纤维的提取；

o、将步骤n中滤渣加入5倍重量的清水，超声处理后转入高压高温蒸煮锅中中，在0.1-0.2MPa、温度120-133℃条件下高压蒸煮10-20min，然后离心分离得到上清液和沉淀物； 

p、将沉淀物洗涤、干燥、粉碎、过100目筛后得到含水量小于10%的水不溶性膳食纤维粉；

q、将步骤o中上清液和步骤n中滤液合并，采用降膜式三效蒸发浓缩器进行真空浓缩处理，至物料固形物浓度为20-30%，然后喷雾干燥得到含水量小于8%的全水溶性膳食纤维粉。

上述方案中将原料芸豆进行预处理、浸泡、磨浆、过滤的具体方法为：

a、将芸豆原料分别进行筛选、风选、比重分选、磁选、精选，清除杂质；

b、将除杂后的芸豆浸泡于亚硫酸氢钠溶液中，亚硫酸氢钠溶液浓度0.1%-0.2%，料液比为1:3，在20-45℃温度下浸泡12-24h；

c、浸泡后捞出置于室温3倍质量清水中，充分搅拌洗涤10min后，捞出沥干；

   d、将沥干后芸豆加入4倍原料重量的清水中，室温浸泡20min后，采用兼具浆渣自分离功能的内置筛网为100目的磨浆机磨浆，得到一次浆料；

   e、残渣加4倍清水进行二次磨浆，浆渣自分离得到二次浆料和二次残渣；

f、合并一次浆料和二次浆料，并过所述的200目曲面筛，得到滤液和筛上物滤渣，将筛上物滤渣与上述二次残渣合并用于膳食纤维的提取。

上述方案步骤二中气流干燥时，进风口温度140-160℃，出风口温度60-70℃。

上述方案中超声处理采用工业型超声波超微粉碎仪，超声波功率800-2400W，超声温度30-50℃，超声时间5-15min；喷雾干燥的工艺条件为干燥进口温度130-140℃，出口温度60-75℃。

上述方案步骤四中一次酶解工艺条件为向混合浆料中加入α-淀粉酶和蛋白酶的复合酶制剂，在温度40-50℃，pH为9条件下酶解2-3h；复合酶制剂的加入量为混合浆料质量的0.5%-1%，复合酶制剂中真菌α-淀粉酶与碱性蛋白酶的质量比为3:2。

上述方案步骤四中二次酶解工艺条件为向滤渣及清水的混合液中加入纤维素酶和木聚糖酶的复合酶制剂，在温度50-60℃，pH为5.5条件下酶解1-2h；复合酶制剂的加入量为滤渣及清水质量的0.3%-0.7%，复合酶制剂中纤维素酶和木聚糖酶的质量比为1:3。

上述方案步骤四中真空浓缩工艺条件为真空度0.09MPa，温度55-65℃。

上述方案中芸豆为红芸豆或黑芸豆或白芸豆或紫花芸豆或奶白花芸豆或黑花芸豆或喜鹊花芸豆。

有益效果：

1、本发明综合利用水平高、产业链条延长、增值高效。常规工艺仅生产一种芸豆淀粉或芸豆纤维或芸豆蛋白，产业链条短，效益低。而本发明可在一条生产线上连续提取分离芸豆淀粉、芸豆蛋白粉、水溶性芸豆膳食纤维以及水不溶性芸豆膳食纤维四种产品。目前市场芸豆价格均价在6元/公斤计算。1吨芸豆可生产200公斤芸豆精制淀粉、100公斤芸豆速溶蛋白粉、30公斤水溶性膳食纤维粉以及120公斤水不溶性膳食纤维粉。按照豆类分离蛋白市场均价25元/公斤、芸豆精制淀粉20元/公斤、水溶性膳食纤维精粉100元/公斤、水不溶性膳食纤维粉15元/公斤计算，则可实现销售额达11300元，增值5300元，税后利润1500元。与常规法仅生产芸豆淀粉、蛋白及纤维饲料相比，实现吨芸豆加工税后利润增加额达1000元以上，经济效益显著。

2、本发明中生产工艺环保、周期短、无三废污染。采用亚硫酸氢钠取代氢氧化钠和亚硫酸，作为新型浸泡剂，更有助于加速水分向芸豆内部扩散速率，有利于裂解芸豆蛋白与淀粉复合基质空间键合作用，促进蛋白分子间和分子内二硫键解聚，加速淀粉分子释放；且使用量小、性质更加稳定、环境污染相对较小、产品残留率低、产品精度较高、质量品质稳定。同时采用了渣浆自分离磨浆、碟片式旋流离心分离、旋流洗涤、刮刀离心脱水以及气流干燥等集成机械化工艺，取代强酸强碱浸泡、酸浆培养、自然沉淀等传统淀粉提取分离工艺，生产过程自动化程度高、无废水废渣排放、生产周期短、全年可连续生产、节能减耗、高效便捷，更加适应于大规模工业化生产。

四、附图说明：

图1为本发明的流程框图。

五、具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步说明，

实施实例1：

如图1所示，这种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法如下，

称取精选除杂后的红芸豆100Kg，于20℃条件下浸泡于浓度为0.2%的300L亚硫酸氢钠溶液中24h后，捞出置于300L清水中，充分搅拌洗涤10min后，捞出沥干。然后将洗涤后的芸豆加入400L清水中，室温浸泡20min后，采用兼具浆渣自分离功能的内置筛网为100目的磨浆机磨浆，得到一次浆料。残渣再加入400L清水中进行二次磨浆，浆渣分离得到二次浆料和湿渣，合并一次和二次浆料得混合浆料，过200目筛，得到筛下物细浆料用于芸豆淀粉和芸豆蛋白提取；筛上物残渣与上述湿渣合并后的混合渣用于芸豆膳食纤维提取。 

调整筛下物细浆料浓度为波美度6，然后采用碟片式旋流离心分离机在4600r/min转速下高速旋流分离10min，得到上层淡黄浆为蛋白质浆，下层乳白浆为粗淀粉浆。将粗淀粉浆料采用十二级旋流器进行逐级逆流洗涤，料水比为1:3.5，得到波美度11的精淀粉浆。然后通过卧式刮刀离心机进行脱水，得到含水量30%的半干半湿淀粉。最后通过气流干燥（进风口温度160℃，出风口温度70℃）、冷却、粉碎、80目筛分等工序，得到19.6Kg芸豆淀粉，淀粉产品含水量13.8%，蛋白残留量0.35%（干基），灰分0.11%（干基），淀粉颗粒中位径D₅₀为24.8μm，白度 95.8%。

将上层蛋白质溶液进行超滤处理，并采用工业型超声波细胞粉碎仪在温度30℃、超声波功率800W条件下，超声粉碎均质化处理15min后，喷雾干燥得到含水量5.8%，蛋白纯度95.8%的蛋白质粉11.3Kg。喷雾干燥进口温度140℃，出口温度75℃。

将上述混合渣加入500L清水，采用工业型超声波超微粉碎机在温度50℃、超声波功率2400W条件下，超声粉碎均质化处理5min后，加入占浆料质量分数1%（w/w）的真菌α-淀粉酶和蛋白酶的复合酶制剂（真菌α-淀粉酶与碱性蛋白酶的比例为3:2），在温度50℃，pH为9条件下酶解2h。酶解结束后，将酶解液用板框式压滤机压滤，然后将滤渣用400L清水洗涤滤干后，再加入500L清水及占浆料质量分数0.7%（w/w）的纤维素酶和木聚糖酶的复合酶制剂（纤维素酶和木聚糖酶的比例为1:3），在温度60℃，pH为5.5条件下酶解1h后，用板框式压滤机压滤得到滤液和滤渣。将滤渣加入500L的清水，置于工业型超声波超微粉碎机，在超声波功率1200W、温度50℃条件下超声粉碎细化处理5min后，转入高压高温蒸煮锅中，在压力0.2MPa、温度133℃条件下，高压蒸煮10min，然后离心分离得到上清液和沉淀物。将上清液和滤液合并，采用降膜式三效蒸发浓缩器进行真空浓缩处理，真空度为0.09 MPa，温度为55℃条件下浓缩至物料固形物浓度为30%，最后通过喷雾干燥得到含水量7.1%的全水溶性膳食纤维粉2.8Kg。喷雾干燥进口温度140℃，出口温度65℃。将沉淀物洗涤、干燥、粉碎、过100目筛后得到含水量9.7%的水不溶性膳食纤维粉11.1Kg。

实施实例2：

这种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法如下，

称取精选除杂后的白芸豆100Kg，于45℃条件下浸泡于浓度为0.1%的300L亚硫酸氢钠溶液中12h后，捞出置于300L清水中，充分搅拌洗涤10min后，捞出沥干。然后将洗涤后的芸豆加入400L清水中，室温浸泡20min后，采用兼具浆渣自分离功能的内置筛网为100目的磨浆机磨浆，得到一次浆料。残渣再加入400L清水中进行二次磨浆，浆渣分离得到二次浆料和湿渣，合并一次和二次浆料得混合浆料，过200目筛，得到筛下物细浆料用于芸豆淀粉和芸豆蛋白提取；筛上物残渣与上述湿渣合并后的混合渣用于芸豆膳食纤维提取。 

调整筛下物细浆料浓度为波美度8，然后采用碟片式旋流离心分离机在4600r/min转速下高速旋流分离20min，得到上层淡黄浆为蛋白质浆，下层乳白浆为粗淀粉浆。将粗淀粉浆料采用十二级旋流器进行逐级逆流洗涤，料水比为1:3.5，得到波美度13的精淀粉浆。然后通过卧式刮刀离心机进行脱水，得到含水量37.2%的半干半湿淀粉。最后通过气流干燥（进风口温度140℃，出风口温度60℃）、冷却、粉碎、80目筛分等工序，得到21.2Kg芸豆淀粉，淀粉产品含水量13.1%，蛋白残留量0.38%（干基），灰分0.13%（干基），淀粉颗粒中位径D₅₀为24.1μm，白度 94.6%。

将上层蛋白质溶液进行超滤处理，并采用工业型超声波细胞粉碎仪在温度40℃、超声波功率1200W条件下，超声粉碎均质化处理5min后，喷雾干燥得到含水量5.6%，蛋白纯度93.6%的蛋白质粉12.1Kg。喷雾干燥进口温度130℃，出口温度60℃。

将上述混合渣加入500L清水，采用工业型超声波超微粉碎机在温度40℃、超声波功率1800W条件下，超声粉碎均质化处理10min后，加入占浆料质量分数0.5%（w/w）的真菌α-淀粉酶和蛋白酶的复合酶制剂（真菌α-淀粉酶与碱性蛋白酶的比例为3:2），在温度40℃，pH为9条件下酶解3h。酶解结束后，将酶解液用板框式压滤机压滤，然后将滤渣用400L清水洗涤滤干后，再加入500L清水及占浆料质量分数0.3%（w/w）的纤维素酶和木聚糖酶的复合酶制剂（纤维素酶和木聚糖酶的比例为1:3），在温度50℃，pH为5.5条件下酶解2h后，用板框式压滤机压滤得到滤液和滤渣。将滤渣加入500L的清水，置于工业型超声波超微粉碎机中，在超声波功率800W、温度45℃条件下超声粉碎细化处理10min后，转入高压高温蒸煮锅中，在压力0.1MPa、温度120℃条件下，高压蒸煮20min，然后离心分离得到上清液和沉淀物。将上清液和滤液合并，采用降膜式三效蒸发浓缩器进行真空浓缩处理，真空度为0.09 MPa，温度为65℃条件下浓缩至物料固形物浓度为25%，最后通过喷雾干燥得到含水量7.7%的全水溶性膳食纤维粉3.1Kg。喷雾干燥进口温度130℃，出口温度70℃。将沉淀物洗涤、干燥、粉碎、过100目筛后得到含水量9.8%的水不溶性膳食纤维粉11.5Kg。

实施实例3：

这种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法如下，

称取精选除杂后的黑芸豆100Kg，于35℃条件下浸泡于浓度为0.15%的300L亚硫酸氢钠溶液中16h后，捞出置于300L清水中，充分搅拌洗涤10min后，捞出沥干。然后将洗涤后的芸豆加入400L清水中，室温浸泡20min后，采用兼具浆渣自分离功能的内置筛网为100目的磨浆机磨浆，得到一次浆料。残渣再加入400L清水中进行二次磨浆，浆渣分离得到二次浆料和湿渣，合并一次和二次浆料得混合浆料，过200目筛，得到筛下物细浆料用于芸豆淀粉和芸豆蛋白提取；筛上物残渣与上述湿渣合并后的混合渣用于芸豆膳食纤维提取。 

调整筛下物细浆料浓度为波美度7，然后采用碟片式旋流离心分离机在4600r/min转速下高速旋流分离15min，得到上层淡黄浆为蛋白质浆，下层乳白浆为粗淀粉浆。将粗淀粉浆料采用十二级旋流器进行逐级逆流洗涤，料水比为1:3.5，得到波美度12的精淀粉浆。然后通过卧式刮刀离心机进行脱水，得到含水量38%的半干半湿淀粉。最后通过气流干燥（进风口温度150℃，出风口温度65℃）、冷却、粉碎、80目筛分等工序，得到20.8Kg芸豆淀粉，淀粉产品含水量13.3%，蛋白残留量0.32%（干基），灰分0.12%（干基），淀粉颗粒中位径D₅₀为24.7μm，白度 94.2%。

将上层蛋白质溶液进行超滤处理，并采用工业型超声波细胞粉碎仪在温度45℃、超声波功率1200W条件下，超声粉碎均质化处理9min后，喷雾干燥得到含水量5.7%，蛋白纯度94.9%的蛋白质粉12.3Kg。喷雾干燥进口温度135℃，出口温度65℃。

将上述混合渣加入500L清水，采用工业型超声波超微粉碎机在温度40℃、超声波功率1200W条件下，超声粉碎均质化处理10min后，加入占浆料质量分数0.8%（w/w）的真菌α-淀粉酶和蛋白酶的复合酶制剂（真菌α-淀粉酶与碱性蛋白酶的比例为3:2），在温度45℃，pH为9条件下酶解2.5h。酶解结束后，将酶解液用板框式压滤机压滤，然后将滤渣用400L清水洗涤滤干后，再加入500L清水及占浆料质量分数0.5%（w/w）的纤维素酶和木聚糖酶的复合酶制剂（纤维素酶和木聚糖酶的比例为1:3），在温度55℃，pH为5.5条件下酶解1.5h后，用板框式压滤机压滤得到滤液和滤渣。将滤渣加入500L的清水，置于工业型超声波超微粉碎机中，在超声波功率1200W、温度45℃条件下超声粉碎细化处理10min后，转入高压高温蒸煮锅中，在压力0.15MPa、温度127℃条件下，高压蒸煮15min，然后离心分离得到上清液和沉淀物。将上清液和滤液合并，采用降膜式三效蒸发浓缩器进行真空浓缩处理，真空度为0.09 MPa，温度为60℃条件下浓缩至物料固形物浓度为20%，最后通过喷雾干燥得到含水量7.9%的全水溶性膳食纤维粉3.3Kg。喷雾干燥进口温度135℃，出口温度70℃。将沉淀物洗涤、干燥、粉碎、过100目筛后得到含水量9.1%的水不溶性膳食纤维粉11.3Kg。

实施实例4：

这种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法如下，

称取精选除杂后的花芸豆100Kg，于40℃条件下浸泡于浓度为0.17%的300L亚硫酸氢钠溶液中20h后，捞出置于300L清水中，充分搅拌洗涤10min后，捞出沥干。然后将洗涤后的芸豆加入400L清水中，室温浸泡20min后，采用兼具浆渣自分离功能的内置筛网为100目的磨浆机磨浆，得到一次浆料。残渣再加入400L清水中进行二次磨浆，浆渣分离得到二次浆料和湿渣，合并一次和二次浆料得混合浆料，过200目筛，得到筛下物细浆料用于芸豆淀粉和芸豆蛋白提取；筛上物残渣与上述湿渣合并后的混合渣用于芸豆膳食纤维提取。 

调整筛下物细浆料浓度为波美度8，然后采用碟片式旋流离心分离机在4600r/min转速下高速旋流分离13min，得到上层淡黄浆为蛋白质浆，下层乳白浆为粗淀粉浆。将粗淀粉浆料采用十二级旋流器进行逐级逆流洗涤，料水比为1:3.5，得到波美度13的精淀粉浆。然后通过卧式刮刀离心机进行脱水，得到含水量36.1%的半干半湿淀粉。最后通过气流干燥（进风口温度160℃，出风口温度70℃）、冷却、粉碎、80目筛分等工序，得到21.7Kg芸豆淀粉，淀粉产品含水量13.6%，蛋白残留量0.3%（干基），灰分0.1%（干基），淀粉颗粒中位径D₅₀为23.9μm，白度 95.2%。

将上层蛋白质溶液进行超滤处理，并采用工业型超声波细胞粉碎仪在温度45℃、超声波功率1200W条件下，超声粉碎均质化处理12min后，喷雾干燥得到含水量5.4%，蛋白纯度95.5%的蛋白质粉12.7Kg。喷雾干燥进口温度135℃，出口温度70℃。

将上述混合渣加入500L清水，采用工业型超声波超微粉碎机在温度40℃、超声波功率1200W条件下，超声粉碎均质化处理12min后，加入占浆料质量分数0.6%（w/w）的真菌α-淀粉酶和蛋白酶的复合酶制剂（真菌α-淀粉酶与碱性蛋白酶的比例为3:2），在温度45℃，pH为9条件下酶解3h。酶解结束后，将酶解液用板框式压滤机压滤，然后将滤渣用400L清水洗涤滤干后，再加入500L清水及占浆料质量分数0.6%（w/w）的纤维素酶和木聚糖酶的复合酶制剂（纤维素酶和木聚糖酶的比例为1:3），在温度55℃，pH为5.5条件下酶解2h后，用板框式压滤机压滤得到滤液和滤渣。将滤渣加入500L的清水，置于工业型超声波超微粉碎机中，在超声波功率1200W、温度50℃条件下超声粉碎细化处理14min后，转入高压高温蒸煮锅中，在压力0.18MPa、温度131℃条件下，高压蒸煮13min，然后离心分离得到上清液和沉淀物。将上清液和滤液合并，采用降膜式三效蒸发浓缩器进行真空浓缩处理，真空度为0.09 MPa，温度为58℃条件下浓缩至物料固形物浓度为22%，最后通过喷雾干燥得到含水量7.3%的全水溶性膳食纤维粉3.4Kg。喷雾干燥进口温度135℃，出口温度75℃。将沉淀物洗涤、干燥、粉碎、过100目筛后得到含水量8.8%的水不溶性膳食纤维粉11.4Kg。

本发明中料水比为质量体积比，单位为g/mL；料液比为质量体积比，单位为g/mL。

Claims (6)

1.一种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法，其特征在于：这种提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法如下，

一、将原料芸豆进行预处理、浸泡、磨浆，得到浆料和残渣，将浆料过200目曲面筛，得到滤液和筛上物滤渣，将筛上物滤渣与上述残渣合并用于膳食纤维的提取，滤液用于淀粉和蛋白提取；

二、淀粉的旋流分离提取：

   g、调整步骤一中曲面筛下物滤液浓度为波美度6-8，然后采用碟片式离心分离机在4600r/min转速下高速旋流分离10-20min，得到上层淡黄浆为蛋白质浆，下层乳白浆为粗淀粉浆；

   h、将粗淀粉浆料采用十二级旋流器进行逐级逆流洗涤，料水比为1:3.5，得到波美度11-13的精淀粉浆；

  i、通过卧式刮刀离心机进行脱水，得到含水量30%-38%的半干半湿淀粉；

   j、通过气流干燥、冷却、粉碎、80目筛分工序，得到含水量小于14%的芸豆淀粉；

三、蛋白的分离提取：

   k、将步骤二中上层蛋白质浆分别进行超滤和超声处理，然后通过喷雾干燥得到含水量小于6%，蛋白纯度大于90%的蛋白质粉；

四、膳食纤维粉的提取分离：

l、将步骤一中筛上物滤渣与残渣组成的混合渣加入5倍质量的清水，通过超声处理得到混合浆料；

m、在混合浆料中加入复合酶制剂，进行一次酶解，一次酶解工艺条件为向混合浆料中加入α-淀粉酶和蛋白酶的复合酶制剂，在温度40-50℃，pH为9条件下酶解2-3h；复合酶制剂的加入量为混合浆料质量的0.5%-1%，复合酶制剂中真菌α-淀粉酶与碱性蛋白酶的质量比为3:2；

n、酶解液用板框式压滤机压滤，滤液用于浆料调浆循环使用；将滤渣用4倍质量的清水洗涤滤干后，再加入5倍质量的清水及复合酶制剂进行二次酶解，二次酶解工艺条件为向滤渣及清水的混合液中加入纤维素酶和木聚糖酶的复合酶制剂，在温度50-60℃，pH为5.5条件下酶解1-2h；复合酶制剂的加入量为滤渣及清水质量的0.3%-0.7%，复合酶制剂中纤维素酶和木聚糖酶的质量比为1:3；结束后，用板框式压滤机压滤得到滤液和滤渣；滤液用于水溶性膳食纤维的提取，滤渣用于水不溶性膳食纤维的提取；

o、将步骤n中滤渣加入5倍重量的清水，超声处理后转入高压高温蒸煮锅中，在0.1-0.2MPa、温度120-133℃条件下高压蒸煮10-20min，然后离心分离得到上清液和沉淀物； 

p、将沉淀物洗涤、干燥、粉碎、过100目筛后得到含水量小于10%的水不溶性膳食纤维粉；

q、将步骤o中上清液和步骤n中滤液合并，采用降膜式三效蒸发浓缩器进行真空浓缩处理，至物料固形物浓度为20-30%，然后喷雾干燥得到含水量小于8%的全水溶性膳食纤维粉。

2.根据权利要求1所述的提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法，其特征在于：所述的将原料芸豆进行预处理、浸泡、磨浆、过滤的具体方法为：

a、将芸豆原料分别进行筛选、风选、比重分选、磁选、精选，清除杂质；

b、将除杂后的芸豆浸泡于亚硫酸氢钠溶液中，亚硫酸氢钠溶液浓度0.1%-0.2%，料液比为1:3，在20-45℃温度下浸泡12-24h；

c、浸泡后捞出置于室温3倍质量清水中，充分搅拌洗涤10min后，捞出沥干；

   d、将沥干后芸豆加入4倍原料重量的清水中，室温浸泡20min后，采用兼具浆渣自分离功能的内置筛网为100目的磨浆机磨浆，得到一次浆料；

   e、残渣加4倍清水进行二次磨浆，浆渣自分离得到二次浆料和二次残渣；

f、合并一次浆料和二次浆料，并过所述的200目曲面筛，得到滤液和筛上物滤渣，将筛上物滤渣与上述二次残渣合并用于膳食纤维的提取。

3.根据权利要求2所述的提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法，其特征在于：所述的步骤二中气流干燥时，进风口温度140-160℃，出风口温度60-70℃。

4.根据权利要求3所述的提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法，其特征在于：所述的步骤三和步骤四中超声处理采用工业型超声波超微粉碎仪，超声波功率800-2400W，超声温度30-50℃，超声时间5-15min；喷雾干燥的工艺条件为干燥进口温度130-140℃，出口温度60-75℃。

5.根据权利要求1所述的提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法，其特征在于：所述的步骤四中真空浓缩工艺条件为真空度0.09MPa，温度55-65℃。

6.根据权利要求5所述的提取芸豆淀粉并联产芸豆蛋白粉和膳食纤维粉的方法，其特征在于：所述的芸豆为红芸豆或黑芸豆或白芸豆或紫花芸豆或奶白花芸豆或黑花芸豆或喜鹊花芸豆。

Images