CN103232522A - 碎米联产制备麦芽糖浆和蛋白质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用碎米联产制备麦芽糖浆和蛋白质的方法，包括以下步骤：1）向碎米中加水浸泡，然后碾磨成米浆；2）将米浆离心分离得到上清液和沉淀；3）将上清液浓缩后冷冻干燥得到大米蛋白；4）将沉淀调浆后加入α-淀粉酶水解淀粉，液化得溶液；5）将步骤4）得到的溶液离心脱渣后加入糖化酶，反应至DE值为55~60，然后加入活性炭脱色，过滤，滤液进行离子交换，最后浓缩成高麦芽糖浆。本发明实现了对碎米资源的充分利用，在制得高得率、色泽白的麦芽糖浆的同时还制得功能性更好的食品级大米蛋白，并降低生产成本，对于提高稻米生产的附加值、促进农业增效，提高农民收入，具有重大的意义。

Description

碎米联产制备麦芽糖浆和蛋白质的方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种用碎米联产制备麦芽糖浆和蛋白质的方法。

背景技术

大米碾制过程中通常会产生10~30%的碎米，目前，我国每年大米加工产生的碎米约为1700多万吨。由于碎米的硬度低、碎米淀粉易溶于水以及碎米的糊化度高等因素，碎米的蒸煮特性及食用品质大大低于同一品种的整米，因此，碎米很少被直接用于蒸煮米饭。使碎米资源得到最大化利用并提高碎米综合利用增值空间不仅可以提高稻谷加工企业的经济效益，也有助于全面提升我国稻谷综合利用科技水平。

碎米的主要成分是淀粉，含量高达70%-80%。大米淀粉颗粒非常小，在2μm-8μm范围内，且颗粒尺寸均一。大米淀粉的这一特性，使碎米中提取的淀粉用于一些特殊领域，如新闻纸和照相纸用的粉末、化妆品、牙膏用的底料、糖果的糖衣、衣服的上浆剂等。此外，大米淀粉中直链淀粉的比例恰当，有利于淀粉改性，因此大米淀粉不仅用于生产普通淀粉、改性淀粉，还用于生产功能性淀粉，如淀粉基脂肪替代品等。

碎米中蛋白质的含量一般在8%左右，与其他谷物蛋白质相比，其含量虽然不是最高，但是具有其他谷物蛋白质所无法比拟的三大优势：1)合理的氨基酸组成。大米蛋白的氨基酸组成与WHO/FAO推荐的人体所需理想营养模式非常接近，必须氨基酸构成比较完整，第一限制性氨基酸赖氨酸的含量高于其他谷物，仅次于大豆蛋白。在所有谷物蛋白中，大米蛋白不含任何抗营养因子。2)蛋白质的利用率高。大米蛋白的生物价高达77，在谷物中占第一位；大米蛋白的效用比率也明显高于其他谷物，大米蛋白的可消化性大于90%。3) 大米蛋白的另一重要优势体现在它的低过敏性、无色素干扰以及柔和不刺激的味道，是目前世界公认的婴幼儿食品的最佳蛋白源。

日本、美国等发达国家，大米深加工基础较好，主要利用碎米开发米淀粉、米蛋白、淀粉糖产品，并对开发过程中的副产物进一步开发利用，实现了对碎米资源的充分增值利用。我国对碎米资源的研究与利用主要集中在传统食品开发（如米线、米糕、汤圆）、休闲食品开发（如饼干、膨化米果）、以及充当饲料与工业原料。碎米用作工业原料，主要用于生产大米淀粉、大米蛋白质、大米肽、淀粉糖浆、味精、酿酒和工业酒精等。

碎米联产制备麦芽糖浆和蛋白质的的相关工艺还未见报道。在传统的碎米制备麦芽糖浆工艺中，碎米在浸泡、磨米调浆后直接进行液化，尽管在经过后续的脱渣、喷雾干燥过程后也能得到一部分大米蛋白质，但是由于液化和喷雾干燥过程中温度较高，得到的大米蛋白质不仅色泽灰暗而且已经部分或者完全变性。此外，大量的实验室研究结果也表明，采用传统工艺制备所得的大米蛋白质的溶解性、乳化起泡性等功能性质差，利用价值低。

发明内容

本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种用碎米联产制备麦芽糖浆和蛋白质的方法。该方法可以同时制备高质量的麦芽糖浆和蛋白质，从而使碎米资源得到最大化利用。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种用碎米制备麦芽糖浆和蛋白质的方法，包括以下步骤：

1）按重量向碎米中加入5~10倍的水，在20~50℃条件下浸泡2~5小时，然后碾磨成米浆；

2）将米浆在3000~4000 转/分的转速下离心，分离得到上清液和沉淀；

3）将上清液减压浓缩成相对密度为1.2~1.35 的浓缩液，然后在-10℃~-50℃和真空压力1.3~13帕条件下，冷冻干燥48~72小时得到大米蛋白质；

4）将步骤2）得到的沉淀加入5~10倍的水，在1000~1500转/分的转速下搅拌20~40分钟，调浆至含固量为25~50%，然后调节pH值至6.0后加入α-淀粉酶水解淀粉，按1吨浆加0.4~0.55L   α-淀粉酶的量进行添加，混匀后微波加热3~5分钟，使淀粉在93~95℃糊化，然后在95~99℃的恒温水浴锅中保温30~45分钟，DE值达到13~20；

5）将步骤4）得到的浆液离心脱渣后加入糖化酶，所述糖化酶与α-淀粉酶的体积比为3~5?1，在40~70℃，pH为4.0~5.0的条件下反应至DE值为55~60，然后按重量加入1.0~1.5%的活性炭脱色，过滤，滤液在35~60℃条件下进行离子交换，浓缩成麦芽糖浆。

优选的，步骤1）中，按重量向碎米中加入6倍的水，在50℃条件下浸泡2小时，然后碾磨成米浆。

优选的，步骤5）中，脱色的时间为0.5~3小时，脱色的温度为60~95℃。

优选的，所述离子交换的流速1.0~2.0ml/min。

与传统工艺相比，本发明通过离心分离和冷冻干燥先将碎米浆中的蛋白质提取出来，一方面有利于大米蛋白质和淀粉的充分分离，另一方面能避免蛋白质受到长时间的高温处理影响。本工艺带来的直接优势就是：1）蛋白质的减少有利于糖化过程中更多的淀粉水解，从而增加糖的转化率、提高麦芽糖浆的得率。 2) 糖化后的糖浆中蛋白质或氨基酸含量降低，提高过滤和精制的效果，从而降低生产成本、提高了糖浆的白度。3) 采用本工艺制备获得的大米蛋白质的色泽白且有光泽，而采用传统工艺制得的大米蛋白质颜色较暗且无光泽，这主要归因于新工艺的处理过程能在极大程度上避免蛋白质和糖之间的美拉德褐变。此外，美拉德反应是广泛存在于食品工业的一种非酶褐变，是羰基化合物（还原糖类）和氨基化合物（氨基酸和蛋白质）间的反应，经过复杂的历程最终生成棕色甚至是黑色的大分子物质类黑精或称拟黑素，所以又称羰胺反应。这类反应不仅影响食品的颜色，而且对其香味也有重要作用，因此也将此反应称为非酶褐变反应。通常在温度20~25℃，水分含量10%~15%，pH值大于3以上时即可发生美拉德反应。美拉德反应对食品的影响主要体现在①香气和色泽的产生，②营养价值的降低，③抗氧化性的产生，④有毒物质的产生。因此，从营养与安全的角度考虑，在大米蛋白质被广泛应用于婴幼儿食品配方中的大背景下，本发明所涉及的工艺改进具有积极重要的意义。

本发明不仅实现了对碎米资源的充分利用，还可以制得高得率、色泽白的麦芽糖浆和功能性更好的食品级大米蛋白。对于实现粮食增值、促进农业增效，提高农民收入，解决“三农”问题，具有重大的社会意义和实践价值。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种用碎米制备麦芽糖浆和蛋白质的方法，包括以下步骤：

1）按重量向碎米中加入6倍的水，在40℃条件下浸泡3小时，然后碾磨成米浆；

2）将米浆在3500 转/分的转速下离心，分离得到上清液和沉淀；

3）将上清液减压浓缩成相对密度为1.3 的浓缩液，然后在-20℃和真空压力5帕条件下，冷冻干燥56小时得到大米蛋白质；

4）将步骤2）得到的沉淀加入8倍的水，在1000转/分的转速下搅拌30分钟，调浆至含固量为30%，然后调节pH值至6.0后加入α-淀粉酶水解淀粉，按1吨浆加0.5L   α-淀粉酶的量进行添加，混匀后微波加热4分钟，使淀粉在93~95℃糊化，然后在95~99℃的恒温水浴锅中保温40分钟，DE值达到15；

5）将步骤4）得到的浆液离心脱渣后加入糖化酶，所述糖化酶与α-淀粉酶的体积比为4?1，在50℃，pH为4.5的条件下反应至DE值为58，然后按重量加入1.2%的活性炭脱色，过滤，滤液在50℃条件下进行离子交换，浓缩成麦芽糖浆。将离心脱渣后得到的残渣用热风进行干燥，得到副产品（渣料）。

相比于传统工艺，本实施例制备所得的高麦芽糖浆（干物质75%）的得率提高了约3.0% - 3.5%，且高麦芽糖浆质量满足产品需求。同时，由于本工艺中在碎米浆液化前先提取了大米蛋白质，米浆中的蛋白质和氨基酸含量大大降低，高麦芽糖浆的色泽白，并有效节约了脱色材料活性炭和离子交换树脂，降低企业生产成本。

本实施例中大米蛋白提取率达到85%，纯度为70%。得到的大米蛋白的乳化性、起泡性、起泡稳定性、吸水性和吸油性均优于采用传统高麦芽糖浆生产工艺制备所得大米蛋白质。

本工艺的创新点为：

1．联产工艺：相比于传统工艺，本工艺突出优势在于先期提取大米蛋白质然后再制备高麦芽糖浆。一条工艺得到两种优质产品，即食品级大米蛋白质和高麦芽糖浆。

2．相比于传统工艺，采用本工艺制备高麦芽糖浆（干物质75%）的得率提高了约3.0% - 3.5%，主要原因在于糖化过程中蛋白质和淀粉结合物的减少有利于更多淀粉的水解，从而增加了糖的转化率、提高了麦芽糖浆的得率。

3. 相比于传统工艺，本工艺制得的高麦芽糖浆色泽白，这主要是由于新工艺通过离心分离先期提取并去除了大部分的大米蛋白质，在很大程度上避免了后续高温条件下蛋白质和糖之间的美拉德褐变反应程度；并有效节约了脱色材料活性炭和离子交换树脂，降低企业生产成本。

4．传统工艺中的液化和热风干燥过程中温度较高、处理时间较长，得到的大米蛋白质已经部分或者完全变性，从而降低了大米蛋白质的纯度、溶解性和功能性。相比于传统工艺，采用本工艺制备所得的大米蛋白质未经液化处理，并采用冷冻方式干燥大米蛋白质，得到天然未变性蛋白质，纯度高、溶解性好、功能性好，色泽也更好。色泽好的主要原因在于新工艺在很大程度上避免了高温条件下蛋白质和糖之间的美拉德褐变反应程度。

Claims (4)

1.一种用碎米制备麦芽糖浆和蛋白质的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）按重量向碎米中加入5~10倍的水，在20~50℃条件下浸泡2~5小时，然后碾磨成米浆；

2）将米浆在3000~4000 转/分的转速下离心，分离得到上清液和沉淀；

3）将上清液减压浓缩成相对密度为1.2~1.35 的浓缩液，然后在-10℃~-50℃和真空压力1.3~13帕条件下，冷冻干燥48~72小时得到大米蛋白质；

4）将步骤2）得到的沉淀加入5~10倍的水，在1000~1500转/分的转速下搅拌20~40分钟，调浆至含固量为25~50%，然后调节pH值至6.0后加入α-淀粉酶水解淀粉，按1吨浆加0.4~0.55L   α-淀粉酶的量进行添加，混匀后微波加热3~5分钟，使淀粉在93~95℃糊化，然后在95~99℃的恒温水浴锅中保温30~45分钟，DE值达到13~20；

5）将步骤4）得到的浆液离心脱渣后加入糖化酶，所述糖化酶与α-淀粉酶的体积比为3~5?1，在40~70℃，pH为4.0~5.0的条件下反应至DE值为55~60，然后按重量加入1.0~1.5%的活性炭脱色，过滤，滤液在35~60℃条件下进行离子交换，浓缩成麦芽糖浆。

2.根据权利要求1所述的用碎米制备麦芽糖浆和蛋白质的方法，其特征在于：步骤1）中，按重量向碎米中加入6倍的水，在50℃条件下浸泡2小时，然后碾磨成米浆。

3.根据权利要求1所述的用碎米制备麦芽糖浆和蛋白质的方法，其特征在于：步骤5）中，脱色的时间为0.5~3小时，脱色的温度为60~95℃。

4.根据权利要求1所述的用碎米制备麦芽糖浆和蛋白质的方法，其特征在于：所述离子交换的流速1.0~2.0ml/min。