CN104262491A - 一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法 - Google Patents

一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，属于大米深加工技术领域。本发明将米渣温水浸泡、除砂、粗去水、磨浆后先进行超声预处理20分钟，声强为360W/cm2；然后经过两次瞬时高压均质处理，条件分别为30～55MPa、22～25MPa，均经过离心分离得下层重相淀粉液，再使用蛋白酶水解淀粉中含有的少量蛋白质，酶解pH值8，酶解温度50℃，酶用量200U/g淀粉、酶解时间30分钟，酶灭活后浓缩干燥得蛋白粉。本发明解决了现有技术中需要大米蛋白同时提取的淀粉纯度不高的问题，制取的大米淀粉高纯。

Description

一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法
技术领域
本发明涉及大米深加工技术领域，更具体地说，涉及一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法。
背景技术
据统计，全球约有一半人都以大米为主食，碎米是大米加工中不可避免的副产物，但目前我国大米加工每年有2000万吨碎大米并未得到合理有效的利用，大米的主要成分是淀粉和蛋白质，其含量分别约为80％和8％。大米淀粉小粒径、高比表面积的特点赋予其诸多优于其它淀粉的物理化学特性。如：可作为添加剂使用且不影响产品的最终风味；可作为脂肪替代品用于脱脂、低脂食品以及化妆品中等等。除此之外，大米淀粉还有诸多独特的生理功能特性。因此，高纯度的大米淀粉可广泛用于化妆品、药品和发酵食品工业等，是目前最有价值的植物淀粉。
大米胚乳是由充满淀粉粒(3-10μm)和球形蛋白体(0.5-4μm)混合物即淀粉体的薄壁细胞组成，因蛋白质与淀粉结合较为牢固，仅用普通的水洗法是不能将其分离的。传统的分离方法中有碱浸法提取和酶水解的方法，此处如果只为了得到大米淀粉可以使用蛋白酶处理，但同时又由于大米中含有的蛋白质较为优质，所以在生产大米淀粉的同时人们也希望能得到可以后续利用的大米蛋白，如何将大米中淀粉与蛋白质更有效的分离成为当下较为急迫需解决的问题。考虑到想同时获得质量较好可用于食品加工的大米蛋白，碱浸法不仅产生大量的工业废水，强碱还能使米蛋白质发生赖-丙反应，产生有毒物质，酶水解法得率虽高，但产生了大量低分子肽，改变了蛋白质的功能，并且味苦，不适合食用，均不是最佳的分离方法。
现有技术中还有一种物理方法分离蛋白质及脂肪，即高压均质法，高压均质法在一定程度上能够高效的分离出人们所要的大米淀粉和大米蛋白，但是经均质后离心取得的下层重相淀粉中仍含有部分蛋白质，不能得到较为纯净的大米淀粉。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明为了克服现有技术中需要大米蛋白同时提取的淀粉不够高纯的不足，提供了一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，其特征在于：将米渣温水浸泡磨浆后先进行超声预处理，然后经过两次瞬时高压均质处理，条件分别为30～55MPa、22～25MPa，均得下层重相淀粉液，再使用蛋白酶水解淀粉中含有的少量蛋白质，浓缩干燥得淀粉。
作为本发明的进一步改进，其步骤为：
(1)磨浆：将米渣在50℃温水浸泡4h，除砂、粗去水后磨浆，磨浆后水分达到80％，过60目振动筛；
(2)超声处理：将米浆超声处理20分钟，声强为360W/cm2；
(3)一次高压均质：超声处理后的米浆过高压均质机瞬时处理，在30～55MPa的压力下细胞结构破碎，米浆粒径小于3微米；
(4)一次离心分离：将步骤(3)的米浆离心分离，得到轻相蛋白液以及重相淀粉液；
(5)二次高压均质：取步骤(4)得到的重相淀粉液二次使用高压均质机处理，压力为22～25MPa；
(6)二次离心分离：将步骤(5)的淀粉液离心分离，得到轻相蛋白液以及重相淀粉液；
(7)酶水解：在二次离心分离后得到的淀粉液中加入蛋白酶，酶解pH值为8，酶解温度50℃，酶用量200U/g淀粉、酶解时间30分钟，酶灭活；
(8)将上述步骤处理后的淀粉液浓缩至含水率40％、在烘干机中烘干成型，得到大米淀粉。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤(7)中酶灭活过程如下，将淀粉浆PH调至7，升温90～100℃灭酶。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤(1)中磨浆采用砂轮磨湿磨。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤(4)和步骤(6)中离心设备为旋液分离器或蝶式离心机。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤(1)中除砂采用两级除砂。
作为本发明的进一步改进，所述的步骤(8)中淀粉液浓缩采用分离机脱水。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，使用超声预处理的方式，超声波具有空化作用，产生的气泡经挤压破裂，可以瞬间产生极强的机械剪切力，可以使大米胚乳细胞的细胞壁松散甚至破裂，同时使淀粉体松散，从而提高下一步生产过程的效率，提高大米蛋白的溶出度，即可得到较为纯净的大米淀粉。
(2)本发明的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，采用高压均质机物理方式提取大米蛋白，不会产生大量工业废水。
(3)本发明的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，进行两次高压均质机处理，随着均质次数的增多，在沉淀层中，蛋白质纯度及回收率有先降低后升高的趋势，即淀粉提取的纯度先身高后降低，经历2次高压均质处理是淀粉内蛋白质含量最少的数值，可直接降低到0.25％以下。
(4)本发明的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，采用2次高压均质处理后继续对淀粉进行蛋白酶处理，进一步降低淀粉内的蛋白杂质，得到高纯度的淀粉。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。
实施例1
本实施例的的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，其特征在于：其步骤为：
(1)磨浆：将米渣在50℃温水浸泡4h，除砂、筛子粗去水、过砂轮磨采用湿磨瞬间磨浆，磨浆后水分达到80％，过60目振动筛，再次除砂；
(2)超声处理：将上述步骤中的米浆流入米浆罐，超声处理20分钟，声强为360W/cm2，超声设备采用上海珂淮仪器有限公司的BILON 92-Ⅱ型超声波细胞粉碎机；
(3)一次高压均质：超声处理后的米浆过高压均质机瞬时处理，在30MPa的压力下细胞结构破碎，米浆粒径小于3微米；
(4)一次离心分离：将步骤(3)的米浆采用旋液分离器离心分离，得到轻相蛋白液以及重相淀粉液；
(5)二次高压均质：取步骤(4)得到的重相淀粉液二次过高压均质机，压力为24MPa；
(6)二次离心分离：将步骤(5)的淀粉液采用旋液分离器离心分离，得到轻相蛋白液以及重相淀粉液；
(7)酶水解：在二次离心分离后得到的淀粉液中加入蛋白酶，酶解pH值8，酶解温度50℃，酶用量200U/g淀粉、酶解时间30分钟，之后将淀粉浆PH调至7，升温至90℃灭酶，此步骤中的蛋白酶采购自合肥兰旭生物技术有限公司；
(8)将上述步骤处理后的淀粉液经分离机分离浓缩至含水率40％、在95℃的烘干机条件中烘干成型，得到大米淀粉。
本实施例中得到的淀粉含氮量为0.24％。
实施例2
本实施例的的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，其特征在于：其步骤为：
(1)磨浆：将米渣在50℃温水浸泡4h，除砂、筛子粗去水、过砂轮磨采用湿磨瞬间磨浆，磨浆后水分达到80％，过60目振动筛，再次除砂；
(2)超声处理：将上述步骤中的米浆流入米浆罐，超声处理20分钟，声强为360W/cm2，超声设备采用上海珂淮仪器有限公司的BILON 92-Ⅱ型超声波细胞粉碎机；
(3)一次高压均质：超声处理后的米浆过高压均质机瞬时处理，在45MPa的压力下细胞结构破碎，米浆粒径小于3微米；
(4)一次离心分离：将步骤(3)的米浆采用蝶式离心机离心分离，得到轻相蛋白液以及重相淀粉液；
(5)二次高压均质：取步骤(4)得到的重相淀粉液二次过高压均质机，压力为22MPa；
(6)二次离心分离：将步骤(5)的淀粉液采用蝶式离心机离心分离，得到轻相蛋白液以及重相淀粉液；
(7)酶水解：在二次离心分离后得到的淀粉液中加入蛋白酶，酶解pH值8，酶解温度50℃，酶用量200U/g淀粉、酶解时间30分钟，之后将淀粉浆PH调至7，升温96℃灭酶，此步骤中的蛋白酶采购自合肥兰旭生物技术有限公司；
(8)将上述步骤处理后的淀粉液经分离机分离浓缩至含水率40％、在95℃的烘干机条件中烘干成型，得到大米淀粉。
本实施例中得到的淀粉含氮量为0.21％。
实施例3
本实施例的的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，其特征在于：其步骤为：
(1)磨浆：将米渣在50℃温水浸泡4h，除砂、筛子粗去水、过砂轮磨采用湿磨瞬间磨浆，磨浆后水分达到80％，过60目振动筛，再次除砂；
(2)超声处理：将上述步骤中的米浆流入米浆罐，超声处理20分钟，声强为360W/cm2，超声设备采用上海珂淮仪器有限公司的BILON 92-Ⅱ型超声波细胞粉碎机；
(3)一次高压均质：超声处理后的米浆过高压均质机瞬时处理，在55MPa的压力下细胞结构破碎，米浆粒径小于3微米；
(4)一次离心分离：将步骤(3)的米浆采用旋液分离器离心分离，得到轻相蛋白液以及重相淀粉液；
(5)二次高压均质：取步骤(4)得到的重相淀粉液二次过高压均质机，压力为25MPa；
(6)二次离心分离：将步骤(5)的淀粉液采用旋液分离器离心分离，得到轻相蛋白液以及重相淀粉液；
(7)酶水解：在二次离心分离后得到的淀粉液中加入蛋白酶，酶解pH值8，酶解温度50℃，酶用量200U/g淀粉、酶解时间30分钟，之后将淀粉浆PH调至7，升温100℃灭酶，此步骤中的蛋白酶采购自合肥兰旭生物技术有限公司；
(8)将上述步骤处理后的淀粉液经分离机分离浓缩至含水率40％、在95℃的烘干机条件中烘干成型，得到大米淀粉。
本实施例中得到的淀粉含氮量为0.19％。

Claims (7)

1.一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，其特征在于：将米渣温水浸泡磨浆后先进行超声预处理，然后经过两次瞬时高压均质处理，条件分别为30～55MPa、22～25MPa，均得下层重相淀粉液，再使用蛋白酶水解淀粉中含有的少量蛋白质，浓缩干燥得淀粉。
2.根据权利要求1所述的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，其特征在于：其步骤为：
(1)磨浆：将米渣在50℃温水浸泡4h，除砂、粗去水后磨浆，磨浆后水分达到80％，过60目振动筛；
(2)超声处理：将米浆超声处理20分钟，声强为360W/cm2；
(3)一次高压均质：超声处理后的米浆过高压均质机瞬时处理，在30～55MPa的压力下细胞结构破碎，米浆粒径小于3微米；
(4)一次离心分离：将步骤(3)的米浆离心分离，得到轻相蛋白液以及重相淀粉液；
(5)二次高压均质：取步骤(4)得到的重相淀粉液二次使用高压均质机处理，压力为22～25MPa；
(6)二次离心分离：将步骤(5)的淀粉液离心分离，得到轻相蛋白液以及重相淀粉液；
(7)酶水解：在二次离心分离后得到的淀粉液中加入蛋白酶，酶解pH值为8，酶解温度50℃，酶用量200U/g淀粉、酶解时间30分钟，酶灭活；
(8)将上述步骤处理后的淀粉液浓缩至含水率40％、在烘干机中烘干成型，得到大米淀粉。
3.根据权利要求2所述的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，其特征在于：所述的步骤(7)中酶灭活过程如下，将淀粉浆PH调至7，升温90～100℃灭酶。
4.根据权利要求3所述的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中磨浆采用砂轮磨湿磨。
5.根据权利要求4所述的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，其特征在于：所述的步骤(4)和步骤(6)中离心设备为旋液分离器或蝶式离心机。
6.根据权利要求5所述的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中除砂采用两级除砂。
7.根据权利要求6所述的一种利用米渣提取高纯度淀粉的方法，其特征在于：所述的步骤(8)中淀粉液浓缩采用分离机脱水。
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