CN104672299B - 一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,包括如下步骤:1)、处理由湿磨法生产玉米淀粉工艺中的麸质浓缩步骤产生的工艺水，得到第一透过液和富含玉米黄粉的第一截留液；2）、使用截留分子量为10～200kDa的超滤膜，在3～4Bar、35～45℃下，过滤第一透过液，得第二透过液和富含可溶性蛋白的第二截留液；3）、将第二截留液在75～150℃下加热0.3s～31min，凝结析出第一蛋白产品，分离后，得到第一蛋白产品和分离液；将分离液浓缩干燥制得第二蛋白产品。本发明的回收工艺，突破了传统上仅对经麸质浓缩步骤所产生工艺水中的不溶性玉米黄粉进行处理的工艺偏见；不仅可得两种蛋白产品，还能提高玉米黄粉的产率。

Description

一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺

技术领域

本发明属于谷物综合利用深加工领域，具体涉及一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺。

背景技术

玉米淀粉通常使用湿磨法生产，先将玉米净化，然后通过浸泡、脱胚、精磨、洗涤分离、预浓缩等步骤后，进一步使用主分离机分离出淀粉和麸质水。上述分离出的淀粉继续通过下序的生产程序精制，而分离出的麸质水会使用离心机进一步浓缩（即玉米黄粉浓缩，也称麸质浓缩），这一步骤会产出浓缩后的玉米黄粉和溢流水。在连续的工业生产中，通常将这一步骤中产出的溢流水作为工艺水，并用于其他工序。工艺水中往往含有一些没有被离心去除完全的玉米黄粉，当继续用于其他工序时，效果较差，为了提高上述工艺水的使用效果并回收玉米黄粉，现有技术中出现了一些采用浓缩或其他方法去除或回收工艺水中玉米黄粉的工艺。

美国专利文献US5773076公开了一种使用膜技术分离回收由麸质浓缩分离出的过程水（即上述工艺水）组成的玉米浸泡水中的不溶性麸质蛋白（即玉米黄粉，也称黄粉蛋白），通过2nm～500nm的微滤膜、5kDa～100kDa的超滤膜的单独使用或联用，使得截留液中干物含量至少有30%，并最终将其混入到玉米高蛋白饲料中。中国专利文献CN102452739A公开了一种麸质水的处理方法，该方法包括将麸质水浓缩，得到浓缩物和工艺水，所述工艺水中含有不溶性蛋白质，将工艺水与絮凝剂溶液混合，并进行气浮分离；所述絮凝剂为能够使工艺水中的不溶性蛋白质絮凝和/或沉降的物质。本发明的方法能使所述工艺水中的不溶性蛋白质与水进行有效分离，由此大大提高了麸质蛋白粉（即黄粉蛋白）的产率。

上述专利文献中公开的处理工艺水的方法，均是将不溶性蛋白质（主要是玉米黄粉）从工艺水中除去，以获得较为干净的工艺水用于其他工序以及回收玉米黄粉。经本发明人研究发现，在湿磨法生产玉米淀粉的脱胚、精磨等步骤中，会有一部分可溶性蛋白被带至待分离的淀粉和麸质水的混合体系中，该部分蛋白在还原条件下的十二烷基硫酸铵聚丙烯酰胺凝胶电泳图中大于3kDa，以3～30kDa为主，并且在合适的处理条件下在酸性条件下有很好的溶解性、起泡性等功能特性，可以应用于如酸性饮品等酸性食品体系中。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于突破传统上仅对工艺水中的不溶性玉米黄粉进行回收或处理、以获得较为干净的工艺水和少量玉米黄粉的工艺偏见，提供一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺。

为此，本发明提供一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，包括如下步骤:

1)、处理由湿磨法生产玉米淀粉工艺中的麸质浓缩步骤产生的工艺水，得到第一透过液和富含玉米黄粉的第一截留液；

2）、使用截留分子量为10～200kDa的超滤膜，在3～4Bar、35～45℃下，过滤所述第一透过液，得第二透过液和富含可溶性蛋白的第二截留液；

3）、将所述第二截留液在75～150℃下加热0.3s～31min，凝结析出第一蛋白产品，固液分离后，得到所述第一蛋白产品和分离液。

所述步骤1）中，使用孔径为0.1～1μm的微滤膜，在2～3Bar、45～50℃下，过滤处理所述工艺水，得到所述第一截留液和所述第一透过液。

所述步骤1）中，使用截留分子量在200～500 kDa的超滤膜在2～3 Bar，40～50℃下，过滤处理所述工艺水，得到所述第一截留液和所述第一透过液。

所述步骤1）中，所述第一截留液中的所述玉米黄粉的浓度为在所述工艺水中浓度的3～20倍。

所述步骤1）中，还包括将所述第一截留液进行脱水、干燥以制得玉米黄粉产品的步骤。

所述步骤2)中，使用截留分子量为50～150kDa的超滤膜过滤所述第一透过液。

在所述步骤2）中，所述微滤膜/超滤膜为管式膜、卷式膜、平板膜、中空纤维膜、膜生物反应器中的一种或几种的组合。

所述微滤膜/超滤膜为金属膜、陶瓷膜、有机膜、无机膜中的一种或几种的组合。

所述超滤膜为卷式有机膜。

所述管式膜至少包括管式金属膜、管式陶瓷膜。

所述可溶性蛋白为还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量在3kDa～70kDa的部分。

所述步骤2）中，所述第二截留液中所述可溶性蛋白的浓度为在所述第一透过液中浓度的1.5～15倍。

所述步骤3) 中，将所述第二截留液在80～120℃下加热11s～18min。

所述步骤3）中，所述固液分离的方法为离心机分离法。

所述离心机分离法为：使用离心机在1500～10000g的离心力下离心30s～15 min。

所述步骤3）中，所述固液分离的方法为过滤分离法。

所述过滤分离法为：使用板框压滤。

所述步骤3）中，还包括使用管束干燥机或真空干燥所述第一蛋白产品的步骤。

在所述步骤3）中，还包括干燥所述分离液制得第二蛋白产品的步骤。

采用真空、喷雾或冷冻的方式干燥所述分离液。

所述第二蛋白产品为可溶解于pH为2.0～5.0水相体系中的耐热酸性蛋白。

在干燥所述分离液之前，还包括对所述分离液真空脱臭，以制得可用于酸性食品或酸性饮品的第二蛋白产品的步骤。

还包括将所述第二透过液排放到工艺水储罐或直接作为其它工序用水的步骤。

所述工艺水中干物质的重量份含量为1.1%～3.0%。

所述工艺水的pH值为3.8～4.5。

本发明的一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺具有以下优点：

1.本发明的一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，突破了传统上仅对经麸质浓缩步骤所产生工艺水中的不溶性玉米黄粉进行处理的工艺偏见。通过两次过滤工艺水，得到富含可溶性蛋白的第二截留液，并将上述第二截留液在75～150℃条件下加热0.3s～31min，第一蛋白产品受热后凝结析出，分离即可得到第一蛋白产品和分离液。上述第一蛋白产品可用于动物饲料，其中所含蛋白属于玉米胚芽蛋白，氨基酸组成优于玉米黄粉中的蛋白，且在水中分散性好，可在胃酸环境中被分解，而玉米黄粉中的大部分蛋白则很难在该环境中降解；该蛋白产品灰分含量≤2%，植酸含量低≤1%，因此，在饲料配料后对单胃动物日粮中矿物元素利用的影响小（傅启高 植酸对单胃动物的抗营养作用.动物营养学报 1998，10(4) ，1～10）。

2.本发明的一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，通过将上述的分离液进行浓缩干燥处理，可得到第二蛋白产品。第二蛋白产品为酸性蛋白，在酸性条件下具有良好的溶解性，可广泛应用于酸性水相体系中，如澄清水果汁，碳酸饮料，发酵或调制乳品等饮料中，并可为以上产品提供蛋白强化。本专利提供的第二蛋白产品可在每100 mL无蛋白饮料中提供4 g以上蛋白，而不影响饮料产品原本的澄清度和稳定性，可以使饮料产品作为“蛋白质来源，或含有蛋白质”（GB 28050-2011），也可作为蛋白含量大于2%的乳制品的蛋白强化来源，增加其蛋白质含量至“高，或富含蛋白质”的水平（GB 28050-2011）。所以，在酸性饮品中有很好的应用前景。

3.本发明的一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，步骤3）中采用离心机的方式或者板框压滤的方法处理第二截留液，得到第一蛋白产品和分离液。不会引入其他物质，在达到分离目的的同时还能够保证第二截留液的纯净，不影响下一步骤对于分离液的处理。并且也不会改变原有工艺水的pH值等参数，不影响原有工艺水的用途。

4.本发明的一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，步骤1）中采用微滤膜或超滤膜过滤工艺水能够在达到分离目的的同时不引人其他物质，不会改变原有工艺水的pH值等参数，不影响原有工艺水的用途。

5.本发明的一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，步骤2）中采用超滤膜过滤第一透过液，均可以将分子量在10～200kDa（优选是50～150kDa）范围内的可溶性蛋白有选择性的分离出来，使得后续得到的第二截留液中符合生产要求的可溶性蛋白产品纯度高，且还可以增加多个超滤膜，实现不同分子量段的可溶性蛋白分别回收。而且还可以在达到分离目的的同时不引人其他物质，不会改变原有工艺水的pH值等参数，不影响原有工艺水的用途，十分方便。

6.本发明的一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，步骤1）中过滤工艺水得到的第一截留液中玉米黄粉的浓度较大，可以直接经脱水、干燥程序或者并入到玉米的湿法生产工序中，生产得到玉米黄粉，提高了玉米黄粉的回收产率。

7.本发明的一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，步骤2）中得到的第二透过液可以直接排放进入到工艺水储液罐中，也可以作为其他生产工序的工艺水直接使用。由于工艺水中的大部分黄粉蛋白和可溶性蛋白已经被过滤回收了，因此第二透过液更加纯净，作为工艺水的使用效果更好。

附图说明

图1是本发明的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺的流程示意图。

图2是在还原条件下分子量4kDa～70kDa的可溶性蛋白的十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳图。

其中，图2中，泳道1为工艺水中可溶性蛋白的SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳图，泳道2为标准分子量蛋白。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺做进一步的详细说明。应当指出的是以下实施例1-6中对源自麸质浓缩离心机中排出的溢流工艺水中干物质含量数值和pH值数值均不用于限定所用的工艺水，而仅是所用工艺水的客观参数。

实施例1

本实施例提供一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，如图1所示，包括如下步骤：

1）取干物质含量为1.1%，pH值为3.9的源自麸质浓缩离心机中排出的溢流工艺水，使用孔径为0.1μm的管式金属膜在3Bar，50℃下浓缩过滤，得到第一截留液和第一透过液；将第一截留液脱水、干燥后制得玉米黄粉；

2）使用截留分子量为10kDa的、膜材质为聚醚砜的卷式有机膜，在4Bar，45℃下过滤在上述步骤1）中得到的第一透过液，得第二截留液和第二透过液；

3）将步骤2）中的第二截留液在80℃下加热18min，此时其中的一部分可溶性蛋白受热后凝结析出（即第一蛋白产品）；使用离心机在2000g离心力下离心10min，分离得到第一蛋白产品和分离液；

4）将步骤3）中的分离液浓缩、干燥，制得第二蛋白产品。

作为对本实施例中步骤1）的一种改进，当玉米黄粉在上述第一截留液中的浓度为使用管式金属膜过滤前在工艺水中浓度的3倍时，将第一截留液脱水、干燥制得玉米黄粉。

作为对本实施例中步骤2）的一种改进，当所述第二截留液中可溶性蛋白的浓度为第一透过液中可溶性蛋白浓度的1.5倍时，再进行步骤3）。

在上述步骤1）或步骤2）中还可以增加多个超滤膜，实现不同分子量段的可溶性蛋白分别回收。

作为对本实施例步骤3）的一种改进，还可以包括使用管束干燥机对所述第一蛋白产品进行干燥的步骤。

作为对本实施例中步骤4）的一种改进，当分离液浓缩至其中可溶性蛋白的重量份浓度大于15%后，再进行喷雾干燥，制得第二蛋白产品。

本实施例步骤1）中的干物质是指玉米黄粉和可溶性蛋白，可溶性蛋白是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～70kDa的部分（如图2所示）。其中，步骤3）中的得到的第一蛋白产品是指：还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量20kDa～70kDa的部分；步骤4）中得到的第二蛋白产品是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～20kDa的部分，其是一种可溶解于pH2.0～5.0水相体系中的耐热酸性蛋白粉。

本实施例步骤1）和步骤2）中得到的第一透过液和第二透过液的全部或部分均可以直接排放到工艺水储罐中储存或者直接作为淀粉生产其他工序的工艺水。

上述工艺中，可溶性蛋白分子量测定方法使用的还原条件下SDS聚丙烯酰胺蛋白质凝胶电泳中的分离胶为均一凝胶，样品还原剂为β-巯基乙醇。

本实施例中，上述还原条件是指在样品中添加5%（v/v）的β-巯基乙醇，SDS是指十二烷基硫酸钠，分离胶为浓度为30%（w/v）的均一聚丙烯酰胺凝胶，并使用考马斯亮蓝染色。

实施例2

本实施例提供一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，如图1所示，包括如下步骤：

1)取干物质含量为3.0%，pH值为4.2的源自麸质浓缩离心机中排出的溢流工艺水，使用孔径为1μm的管式陶瓷膜在2Bar，45℃下浓缩过滤，得到第一截留液和第一透过液；将第一截留液脱水、干燥后制得玉米黄粉；

2)使用截留分子量为100kDa的、膜材质为聚砜的卷式有机膜，在4Bar，35℃下过滤在上述步骤1）中得到的第一透过液，得第二截留液和第二透过液；

3)将步骤2）中的第二截留液在120℃下加热11s，此时其中的一部分可溶性蛋白受热后凝结析出（即第一蛋白产品）；使用离心机在10000g离心力下离心30s，分离得到第一蛋白产品和分离液；

4)将步骤3）中的分离液浓缩、干燥，制得第二蛋白产品。

作为对本实施例中步骤1）的一种改进，当玉米黄粉在上述第一截留液中的浓度为使用管式陶瓷膜过滤前在工艺水中浓度的5倍时，将第一截留液脱水、干燥制得玉米黄粉。

作为对本实施例中步骤2）的一种改进，当所述第二截留液中可溶性蛋白的浓度为第一透过液中可溶性蛋白浓度的1.7倍时，对上述第二截留液进行渗滤，之后再进行步骤3）。

在上述步骤1）或步骤2）中还可以增加多个超滤膜，实现不同分子量段的可溶性蛋白分别回收。

作为对本实施例步骤3）的一种改进，还可以包括使用管束干燥机对所述第一蛋白产品进行干燥的步骤。

作为对本实施例中步骤4）的一种改进，当分离液浓缩至其中可溶性蛋白的重量份浓度大于15%后，在65℃，真空度0.05Mpa下脱臭，再进行喷雾干燥，制得第二蛋白产品。

本实施例步骤1）中的干物质是指玉米黄粉和可溶性蛋白，可溶性蛋白是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～70kDa的部分（如图2所示）。其中，步骤3）中的得到的第一蛋白产品是指：还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量20kDa～70kDa的部分；步骤4）中得到的第二蛋白产品是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～20kDa的部分，其是一种可溶解于pH2.0～5.0水相体系中的耐热酸性蛋白粉。

本实施例步骤1）和步骤2）中得到的第一透过液和第二透过液的全部或部分均可以直接排放到工艺水储罐中储存或者直接作为淀粉生产其他工序的工艺水。

上述工艺中，可溶性蛋白分子量测定方法使用的还原条件下SDS聚丙烯酰胺蛋白质凝胶电泳中的分离胶为梯度凝胶，样品还原剂为二硫苏糖醇。

本实施例中，上述还原条件是指在样品中添加6%（v/v）的二硫苏糖醇，SDS是指十二烷基硫酸钠，分离胶是浓度为25%（w/v）的梯度聚丙烯酰胺凝胶，并使用考马斯亮蓝染色。

实施例3

本实施例提供一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，如图1所示，包括如下步骤：

1)取干物质含量为2.0%，pH值为3.8的源自麸质浓缩离心机中排出的溢流工艺水，使用孔径为0.5μm的管式陶瓷膜在2Bar，45℃下浓缩过滤，得到第一截留液和第一透过液；将第一截留液脱水、干燥后制得玉米黄粉；

2)使用截留分子量为200kDa的、膜材质为聚偏氟乙烯的卷式有机膜，在3.5Bar，40℃下过滤在上述步骤1）中得到的第一透过液，得第二截留液和第二透过液；

3)将步骤2）中的第二截留液在75℃下加热31min，此时其中的一部分可溶性蛋白受热后凝结析出（即第一蛋白产品）；使用离心机在1500g离心力下离心15min，分离得到第一蛋白产品和分离液；

4)将步骤3）中的分离液浓缩、干燥，制得第二蛋白产品。

作为对本实施例中步骤1）的一种改进，当玉米黄粉在上述第一截留液中的浓度为使用管式陶瓷膜过滤前在工艺水中浓度的4倍时，将第一截留液脱水、干燥制得玉米黄粉。

作为对本实施例中步骤2）的一种改进，当所述第二截留液中可溶性蛋白的浓度为第一透过液中可溶性蛋白浓度的1.9倍时，再进行步骤3）。

在上述步骤1）或步骤2）中还可以增加多个超滤膜，实现不同分子量段的可溶性蛋白分别回收。

作为对本实施例步骤3）的一种改进，还可以包括使用管束干燥机对所述第一蛋白产品进行干燥的步骤。

作为对本实施例中步骤4）的一种改进，当分离液浓缩至其中可溶性蛋白的重量份浓度大于15%后，冷冻干燥，制得第二蛋白产品。

本实施例步骤1）中的干物质是指玉米黄粉和可溶性蛋白，可溶性蛋白是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～70kDa的部分（如图2所示）。其中，步骤3）中的得到的第一蛋白产品是指：还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量20kDa～70kDa的部分；步骤4）中得到的第二蛋白产品是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～20kDa的部分，其是一种可溶解于pH2.0～5.0水相体系中的耐热酸性蛋白粉。

本实施例步骤1）和步骤2）中得到的第一透过液和第二透过液的全部或部分均可以直接排放到工艺水储罐中储存或者直接作为淀粉生产其他工序的工艺水。

上述工艺中，可溶性蛋白分子量测定方法使用的还原条件下SDS聚丙烯酰胺蛋白质凝胶电泳中的分离胶为均一凝胶，样品还原剂为β-巯基乙醇。

本实施例中，上述还原条件是指在样品中添加6%（v/v）的β-巯基乙醇，SDS是指十二烷基硫酸钠，分离胶是浓度为20%（w/v）的均一聚丙烯酰胺凝胶，并使用考马斯亮蓝染色。

实施例4

本实施例提供一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，如图1所示，包括如下步骤：

1)取干物质含量为1.5%，pH值为4.5的源自麸质浓缩离心机中排出的溢流工艺水，使用截留分子量为500kDa的卷式聚偏氟乙烯膜在2Bar，45℃下浓缩过滤，得到第一截留液和第一透过液；将第一截留液脱水、干燥后制得玉米黄粉；

2)使用截留分子量为100kDa的、膜材质为改性纤维素的卷式有机膜，在3Bar，38℃下过滤在上述步骤1）中得到的第一透过液，得第二截留液和第二透过液；

3)将步骤2）中的第二截留液在150℃下加热0.3s，此时其中的一部分可溶性蛋白受热后凝结析出（即第一蛋白产品）；使用板框压滤，分离得到第一蛋白产品和分离液；

4)将步骤3）中的分离液浓缩、干燥，制得第二蛋白产品。

作为对本实施例中步骤1）的一种改进，当玉米黄粉在上述第一截留液中的浓度为使用卷式聚偏氟乙烯膜过滤前在工艺水中浓度的10倍时，将第一截留液脱水、干燥制得玉米黄粉。

作为对本实施例中步骤2）的一种改进，当所述第二截留液中可溶性蛋白的浓度为第一透过液中可溶性蛋白浓度的5倍时，再进行步骤3）。

在上述步骤1）或步骤2）中还可以增加多个超滤膜，实现不同分子量段的可溶性蛋白分别回收。

作为对本实施例步骤3）的一种改进，还包括对所述第一蛋白产品进行真空干燥的步骤。

作为对本实施例中步骤4）的一种改进，当分离液浓缩至其中可溶性蛋白的重量份浓度大于15%后，真空干燥，制得第二蛋白产品。

本实施例步骤1）中的干物质是指玉米黄粉和可溶性蛋白，可溶性蛋白是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～70kDa的部分（如图2所示）。其中，步骤3）中的得到的第一蛋白产品是指：还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量20kDa～70kDa的部分；步骤4）中得到的第二蛋白产品是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～20kDa的部分，其是一种可溶解于pH2.0～5.0水相体系中的耐热酸性蛋白粉。

本实施例步骤1）和步骤2）中得到的第一透过液和第二透过液的全部或部分均可以直接排放到工艺水储罐中储存或者直接作为淀粉生产其他工序的工艺水。

上述工艺中，可溶性蛋白分子量测定方法使用的还原条件下SDS聚丙烯酰胺蛋白质凝胶电泳中的分离胶为均一凝胶，样品还原剂为二硫苏糖醇。

本实施例中，上述还原条件是指在样品中添加6%（v/v）的二硫苏糖醇，SDS是指十二烷基硫酸钠，分离胶是浓度为15%（w/v）的均一聚丙烯酰胺凝胶，并使用考马斯亮蓝染色。

实施例5

本实施例提供一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，如图1所示，包括如下步骤：

1)取干物质含量为1.8%，pH值为4的源自麸质浓缩离心机中排出的溢流工艺水，使用截留分子量为200kDa的卷式聚偏氟乙烯膜在3Bar，50℃下浓缩过滤，得到第一截留液和第一透过液；将第一截留液脱水、干燥后制得玉米黄粉；

2)使用截留分子量为100kDa的、膜材质为聚砜的卷式有机膜，在3Bar，38℃下过滤在上述步骤1）中得到的第一透过液，得第二截留液和第二透过液；

3)将步骤2）中的第二截留液在80℃下加热18min，此时其中的一部分可溶性蛋白受热后凝结析出（即第一蛋白产品）；使用离心机在5000g离心力下离心2min，分离得到第一蛋白产品和分离液；

4)将步骤3）中的分离液浓缩、干燥，制得第二蛋白产品。

作为对本实施例中步骤1）的一种改进，当玉米黄粉在上述第一截留液中的浓度为使用卷式聚偏氟乙烯膜过滤前在工艺水中浓度的15倍时，将第一截留液脱水、干燥制得玉米黄粉。

作为对本实施例中步骤2）的一种改进，当所述第二截留液中可溶性蛋白的浓度为第一透过液中可溶性蛋白浓度的10倍时，再进行步骤3）。

在上述步骤1）或步骤2）中还可以增加多个超滤膜，实现不同分子量段的可溶性蛋白分别回收。

作为对本实施例步骤3）的一种改进，还包括对所述第一蛋白产品进行真空干燥的步骤。

作为对本实施例中步骤4）的一种改进，当分离液浓缩至其中可溶性蛋白的重量份浓度大于15%后，真空干燥，制得第二蛋白产品。

本实施例步骤1）中的干物质是指玉米黄粉和可溶性蛋白，可溶性蛋白是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～70kDa的部分（如图2所示）。其中，步骤3）中的得到的第一蛋白产品是指：还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量20kDa～70kDa的部分；步骤4）中得到的第二蛋白产品是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～20kDa的部分，其是一种可溶解于pH2.0～5.0水相体系中的耐热酸性蛋白粉。

本实施例步骤1）和步骤2）中得到的第一透过液和第二透过液的全部或部分均可以直接排放到工艺水储罐中储存或者直接作为淀粉生产其他工序的工艺水。

上述工艺中，可溶性蛋白分子量测定方法使用的还原条件下SDS聚丙烯酰胺蛋白质凝胶电泳中的分离胶为梯度凝胶，样品还原剂为β-巯基乙醇。

本实施例中，上述还原条件是指在样品中添加6%（v/v）的β-巯基乙醇，SDS是指十二烷基硫酸钠，分离胶是浓度为15%（w/v）的梯度聚丙烯酰胺凝胶，并使用考马斯亮蓝染色。

实施例6

本实施例提供一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，如图1所示，包括如下步骤：

1)取干物质含量为2.5%，pH值为4的源自麸质浓缩离心机中排出的溢流工艺水，使用截留分子量为300kDa的卷式聚砜膜在2.5Bar，40℃下浓缩过滤，得到第一截留液和第一透过液；将第一截留液脱水、干燥后制得玉米黄粉；

2)使用截留分子量为100kDa的、膜材质为聚砜的卷式有机膜，在3Bar，38℃下过滤在上述步骤1）中得到的第一透过液，得第二截留液和第二透过液；

3)将步骤2）中的第二截留液在80℃下加热18min，此时其中的一部分可溶性蛋白受热后凝结析出（即第一蛋白产品）；使用离心机在10000g离心力下离心30s，分离得到第一蛋白产品和分离液；

4)将步骤3）中的分离液浓缩、干燥，制得第二蛋白产品。

作为对本实施例中步骤1）的一种改进，当玉米黄粉在上述第一截留液中的浓度为使用卷式聚砜膜过滤前在工艺水中浓度的20倍时，将第一截留液脱水、干燥制得玉米黄粉。

作为对本实施例中步骤2）的一种改进，当所述第二截留液中可溶性蛋白的浓度为第一透过液中可溶性蛋白浓度的15倍时，再进行步骤3）。

在上述步骤1）或步骤2）中还可以增加多个超滤膜，实现不同分子量段的可溶性蛋白分别回收。

作为对本实施例步骤3）的一种改进，还包括对所述第一蛋白产品进行真空干燥的步骤。

作为对本实施例中步骤4）的一种改进，当分离液浓缩至其中可溶性蛋白的重量份浓度大于15%后，真空干燥，制得第二蛋白产品。

本实施例步骤1）中的干物质是指玉米黄粉和可溶性蛋白，可溶性蛋白是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～70kDa的部分（如图2所示）。其中，步骤3）中的得到的第一蛋白产品是指：还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量20kDa～70kDa的部分；步骤4）中得到的第二蛋白产品是指还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量3kDa～20kDa的部分，其是一种可溶解于pH2.0～5.0水相体系中的耐热酸性蛋白粉。

本实施例步骤1）和步骤2）中得到的第一透过液和第二透过液的全部或部分均可以直接排放到工艺水储罐中储存或者直接作为淀粉生产其他工序的工艺水。

上述工艺中，可溶性蛋白分子量测定方法使用的还原条件下SDS聚丙烯酰胺蛋白质凝胶电泳中的分离胶为均一凝胶，样品还原剂为二硫苏糖醇。

本实施例中，上述还原条件是指在样品中添加6%（v/v）的二硫苏糖醇，SDS是指十二烷基硫酸钠，分离胶是浓度为10%（w/v）的均一聚丙烯酰胺凝胶，并使用考马斯亮蓝染色。

作为对本实施例的一种变形，本实施例步骤1）和步骤2）中所使用的膜还可以是管式膜、卷式膜、平板膜、中空纤维膜、金属膜、陶瓷膜、有机膜、无机膜、膜生物反应器中的一种或几种组合。

耐热酸性蛋白复溶实验结果

申请人以实施例1-6所得到的耐热酸性蛋白（分别记为样品1-6号）配置成50 mL，蛋白浓度1%（w/v）的溶液，使用0.1 N的盐酸或氢氧化钠调节至所需的不同酸性pH条件，缓慢搅拌15min使均匀，迅速加热到85℃并维持1 min后再迅速水冷或冰冷却至室温，将样品等分为两份，分别按照下述方法测量个样品透光度以及蛋白溶解度。

透光度：直接将样品用分光光度计（UNICO UV-2802PC型）在600 nm波长下测量透光率。

蛋白溶解度：根据文献Journal of Food Science 1985, 50, 1715-1718记录方法，略作修改。将上述1%蛋白溶液使用氯化钠调节离子强度至0.1，混合溶解均匀后取25 mL在10000g下离心5 min，使用双缩脲法测定离心前样品溶液及离心后清液中的蛋白含量，并分别记为C0和C1。蛋白溶解度使用下式计算：

蛋白溶解度（%）=(C1/C0)×100。

实验结果记录见表1：

表1. 耐热酸性蛋白样品透光度以及蛋白溶解度

	样品1号	样品2号	样品3号	样品4号	样品5号	样品6号
							pH	4.0	2.0	3.0	5.0	3.8	4.2
透光率%	97.70%	93.30%	95.50%	90.16%	92.68%	89.13%
							溶解度%	100%	95%	98%	92%	94%	91%

较高透光率表示较大的澄清度，蛋白溶解度越高在酸性条件下及经受热处理时蛋白的稳定性越高。因此，可知以上样品在酸性条件下，具有很高的耐热性能，并且由其所配置的溶液具有很高的澄清程度。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (23)

1.一种玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,包括如下步骤:

1)、处理由湿磨法生产玉米淀粉工艺中的麸质浓缩步骤产生的工艺水，得到第一透过液和富含玉米黄粉的第一截留液；

所述步骤1)中，使用孔径为0.1～1μm的微滤膜，在2～3Bar、45～50℃下，过滤处理所述工艺水，得到所述第一截留液和所述第一透过液；

或所述步骤1)中，使用截留分子量在200～500kDa的超滤膜在2～3Bar，40～50℃下，过滤处理所述工艺水，得到所述第一截留液和所述第一透过液；

2)、使用截留分子量为10～200kDa的超滤膜，在3～4Bar、35～45℃下，过滤所述第一透过液，得第二透过液和富含可溶性蛋白的第二截留液；

3)、将所述第二截留液在75～150℃下加热0.3s～31min，凝结析出第一蛋白产品，固液分离后，得到所述第一蛋白产品和分离液。

2.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：所述步骤1)中，所述第一截留液中的所述玉米黄粉的浓度为在所述工艺水中浓度的3～20倍。

3.根据权利要求2所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：所述步骤1)中，还包括将所述第一截留液进行脱水、干燥以制得玉米黄粉产品的步骤。

4.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：所述步骤2)中,使用截留分子量为50～150kDa的超滤膜过滤所述第一透过液。

5.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：所述微滤膜或超滤膜为管式膜、卷式膜、平板膜、中空纤维膜、膜生物反应器中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：所述微滤膜或超滤膜为金属膜、陶瓷膜、有机膜、无机膜中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：所述超滤膜为卷式有机膜。

8.根据权利要求5所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：所述管式膜包括管式金属膜、管式陶瓷膜。

9.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：所述可溶性蛋白为还原条件下十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶显示的分子量在3kDa～70kDa的部分。

10.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：所述步骤2)中，所述第二截留液中所述可溶性蛋白的浓度为在所述第一透过液中浓度的1.5～15倍。

11.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,其特征在于:所述步骤3)中,将所述第二截留液在80～120℃下加热11s～18min。

12.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,其特征在于:所述步骤3)中，所述固液分离的方法为离心机分离法。

13.根据权利要求12所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,其特征在于:所述离心机分离法为：使用离心机在1500～10000g的离心力下离心30s～15min。

14.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,其特征在于:所述步骤3)中，所述固液分离的方法为过滤分离法。

15.根据权利要求14所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,其特征在于:所述过滤分离法为：使用板框压滤。

16.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,其特征在于:所述步骤3)中，还包括使用管束干燥机或真空干燥所述第一蛋白产品的步骤。

17.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,其特征在于:在所述步骤3)中，还包括干燥所述分离液制得第二蛋白产品的步骤。

18.根据权利要求17所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,其特征在于：采用真空、喷雾或冷冻的方式干燥所述分离液。

19.根据权利要求17所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,其特征在于:所述第二蛋白产品为可溶解于pH为2.0～5.0水相体系中的耐热酸性蛋白。

20.根据权利要求17所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺,其特征在于:在干燥所述分离液之前，还包括对所述分离液真空脱臭，以制得可用于酸性食品或酸性饮品的第二蛋白产品的步骤。

21.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：还包括将所述第二透过液排放到工艺水储罐或直接作为其它工序用水的步骤。

22.根据权利要求1所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：所述工艺水中干物质的重量份含量为1.1％～3.0％。

23.根据权利要求22所述的玉米淀粉工艺水蛋白回收工艺，其特征在于：所述工艺水的pH值为3.8～4.5。

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