CN105801712B - 一种糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，包括如下步骤：1）一次浸泡：以糯玉米为原料，加入水、乳酸和复合酶，浸泡；2）糯玉米脱胚：对浸泡后的糯玉米进行破碎脱胚；3）二次浸泡：向破碎脱胚后的糯玉米中加入水、复合蛋白酶，静置浸泡，浸泡结束后进入淀粉生产工序。本发明可有效提高糯玉米浸泡效率，缩短浸泡时间，采用安全浸泡剂，浸泡过程中不添加亚硫酸，无SO2污染，同时提高了糯玉米淀粉的得率。
Description
技术领域
本发明涉及玉米淀粉湿法加工技术领域，特别是涉及一种糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法。
背景技术
糯玉米是一种特殊玉米变异类型，糯玉米淀粉主要或全部成分为支链淀粉，在食品加工业中有着特殊的用途和地位，例如，可用于食品的增黏、保型，能稳定冷冻食品的内部结构，在天然果汁中可悬浮果肉等，还可广泛应用于纺织、制药、造纸、黏合剂生产、铸造、建筑和石油等行业，我国蓬勃发展的食品工业对糯玉米支链淀粉也有着巨大的需求。
糯玉米淀粉生产主要采用传统的湿法加工工艺，被称为“水中捞月”。浸泡是湿法工艺中的主要工序之一，浸泡的效果直接影响到后续产品的质量和产量。目前我国普遍采用的浸泡工艺非常耗时，需要30—60小时不等，并在浸泡过程中加入亚硫酸，生产成本高，生产效率低，能源消耗大，废水排放量大，同时所释放的SO2气体污染环境，并且亚硫酸对淀粉生产设备及其管道有强烈腐蚀作用，鉴于上述诸多缺点，急需对浸泡工艺技术进行革新。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，用于解决现有技术中玉米的浸泡时间长、生产成本高、生产效率低、能源消耗大、废水排放量大、污染环境等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，包括如下步骤：
1)一次浸泡：以糯玉米为原料，加入水、乳酸和复合酶，浸泡。浸泡方式可以为静置浸泡、循环动态浸泡等，目的是使糯玉米被充分浸泡。
2)糯玉米脱胚：对浸泡后的糯玉米进行破碎脱胚。
3)二次浸泡：向破碎脱胚后的糯玉米中加入水、复合蛋白酶，静置浸泡，得到淀粉乳浆与破碎玉米的混合物。
进一步地，所述糯玉米的品种包括渝糯851、渝糯7号、渝糯8号、渝糯9号、渝糯11号、渝糯13号等。
进一步地，所述步骤1)中，每吨糯玉米的浸泡用水量为0.6-1.0m3，浸泡方式为循环动态浸泡。
进一步地，所述步骤1)中，乳酸占浸泡液的重量比为5-12％。
进一步地，所述步骤1)中，加入复合酶的重量为糯玉米重量的0.1-0.3％，糯玉米重量是指一次浸泡前的糯玉米初始重量。
进一步地，所述步骤1)中，所述复合酶为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶的混合物，复合酶中的酶活单位如下：纤维素酶10000U/g、半纤维酶10000U/g、果胶酶8000U/g，纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶的重量比为(2-4)：(2-4)：(1-2)。
进一步地，所述步骤1)中，浸泡温度为48-52℃，浸泡时间为12-14h，浸泡液的pH值为3.8-4.2，采用乳酸水溶液、NaOH水溶液调节浸泡液的pH值。
进一步地，所述步骤1)中，浸泡至糯玉米的水分含量为42-46wt％。
进一步地，所述步骤1)中，浸泡水干物质含量为6-8wt％。
进一步地，所述步骤2)中，玉米粒的破碎粒度为5-8瓣，破碎后的玉米整粒率为1-1.5％，游离胚芽率70-85％。所述玉米整粒率是指未被破碎的完整玉米粒数占破碎物颗粒总数的百分比，所述游离胚芽率是指被从整粒玉米上分离下来的胚芽的总重量占脱胚前玉米中胚芽总重量的百分比。
进一步地，所述步骤3)中，每吨糯玉米的浸泡用水量为0.5-0.8m3。
进一步地，所述步骤3)中，加入复合蛋白酶的重量为糯玉米重量的0.1-0.3％，浸泡温度为48-52℃，浸泡时间为4-6h；糯玉米重量是指一次浸泡前的糯玉米初始重量。
进一步地，所述步骤3)中，复合蛋白酶为酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶的混合物，酶活单位如下：酸性蛋白酶10000U/g、木瓜蛋白酶10000U/g，酸性蛋白酶与木瓜蛋白酶的重量比(1-3)：(1-3)。
如上所述，本发明的一种糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，具有以下有益效果：本发明可有效提高糯玉米浸泡效率，缩短浸泡时间，采用安全浸泡剂，浸泡过程中不添加亚硫酸，无SO2污染，同时提高了糯玉米淀粉的得率。
本发明采取循环动态浸泡的方式，浸泡过程中每吨糯玉米用水量为0.6-1.0m3，与目前生产中每吨糯玉米普遍用水量1.1-1.3m3相比，节约用水体积约20％，并且浸泡水可反复使用。在第一次浸泡过程中，添加乳酸和复合酶，乳酸可降低浸泡水的pH值，抑制其他微生物的生长，试验证明pH值为3.8-4.2时效果最好，乳酸和复合酶作用于玉米胚乳细胞壁上，形成洞或坑，使浸泡水进入籽粒内部而作用于蛋白质网，能促进玉米蛋白的软化及膨胀，还能使分子质量相对较高的可溶蛋白发生水解，从而减少浸泡水蒸发浓缩过程中泡沫的产生和胶体的沉淀，乳酸不易挥发而残留在浓缩液中，从而能保持玉米浆浓液中的钙、镁离子含量，从而减少加热管的结垢。试验表明，第一次浸泡的时间12小时左右，浸泡后的糯玉米水分达到42－46wt％,手握松散有弹性，手捏能挤出胚芽，使胚芽充分水合，变得有弹性，有利于胚芽的分离，脱胚率达到70-85％，同时浸泡液中干物质含量达到6-8wt％,玉米中的大部分可溶物质溶解在水中，有利于后序淀粉的洗涤和纯化。随着浸泡时间的延长，糯玉米水分、脱胚率、浸泡液中干物质含量变化不大，从能耗、作业时间等角度考虑，浸泡时间12小时左右。采用脱胚磨破碎脱胚，破碎粒度5－8瓣，破碎率98％以上，有助于第二次浸泡过程中蛋白酶发挥作用，破碎后蛋白酶更容易穿透糯玉米的胚乳与蛋白质底物发生反应，破坏蛋白质网状结构，释放联结的淀粉，提高淀粉得率。通过试验证明，添加复合蛋白酶的淀粉提取率为93％，单一的酸性蛋白酶淀粉提取率为90％，复合蛋白酶的效果明显高于单一的酸性蛋白酶。
与现有技术相比，本发明采用两次浸泡，在第一次浸泡中添加乳酸和复合酶，替代现有技术添加亚硫酸的方法，无SO2污染，在第二次浸泡过程中添加复合蛋白酶，破坏蛋白质网状结构，释放联结的淀粉，淀粉得率提高3％，两段浸泡时间为16-20小时，相比现有技术的60小时，时间大幅缩短，同时浸泡用水的体积相比现有技术节约约20％。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
一种糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，包括如下步骤：
1)一次浸泡:以渝糯851品种的糯玉米为原料，采用浸泡罐进行循环动态浸泡(浸泡液循环进入浸泡罐中对糯玉米进行浸泡，使得糯玉米被充分浸泡)，浸泡比例为每吨糯玉米用水1.0m3，同时添加乳酸和复合酶，乳酸的重量占浸泡液重量的5％，复合酶的重量为糯玉米重量的0.3％，复合酶为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶的混合物，复合酶中的酶活单位如下：纤维素酶10000U/g、半纤维酶10000U/g、果胶酶8000U/g，纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶的重量比为3：3：1，浸泡温度为50℃，浸泡液PH值4.0(采用乳酸水溶液、NaOH水溶液调节浸泡液的pH值)，浸泡时间为12小时。浸泡后的糯玉米水分含量为42wt％，浸泡水中干物质(灰分、蛋白质、碳水化合物的总重)含量为7wt％，湿糯玉米手握松散有弹性，手捏能挤出胚芽，种皮能剥离，并且透亮有光泽。
2)糯玉米脱胚:采用脱胚磨破碎脱胚，破碎粒度5-8瓣(即每粒玉米被破碎成5-8瓣)，整粒率1.5％(即完整玉米粒的粒数占破碎物颗粒总数的百分比为1-1.5％)，游离胚芽率85％(即从玉米上分离下来的胚芽重量占分离前玉米中胚芽重量的百分比为85％)。
3)二次浸泡：采用贮存罐静置浸泡，浸泡比例为每吨糯玉米用水0.6m3，添加复合蛋白酶，复合蛋白酶的重量为糯玉米重量的0.3％，复合蛋白酶为酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶的混合物，酶活单位如下：酸性蛋白酶10000U/g、木瓜蛋白酶10000U/g，酸性蛋白酶与木瓜蛋白酶的重量比1：1，浸泡温度为50℃，浸泡时间为4小时。浸泡结束后，得到淀粉乳浆和破碎玉米的混合物，进入淀粉生产工序，经针磨细粉后，分离出糯玉米淀粉。
一次浸泡的时间对糯玉米水分、后续破碎脱胚的游离胚芽率、浸泡液中干物质含量的影响实验情况如下表：
表1一次浸泡后的糯玉米水分、破碎脱胚后的玉米游离胚芽率、一次浸泡液中干物质含量变化结果表
其中，单位“g/100g糯玉米”是指每100g浸泡前的糯玉米经过一次浸泡后，对应干物质的浸出质量。
从上表1可以看出，浸泡时间达到12h以后，干物质的浸出量变化较小，因此，浸泡时间在12-14h为宜，如果浸泡时间过长，一方面会降低生产效率，另一方面，对淀粉的提取率无明显的提高作用。
通过试验证明，本实施例的糯玉米在提取前淀粉含量为71wt％，添加复合蛋白酶，每100公斤糯玉米可提取糯玉米淀粉66公斤，提取率约为93％(66÷71≈0.93)；而添加单一的酸性蛋白酶，每100公斤糯玉米可提取糯玉米淀粉64公斤，淀粉提取率约为90％；对照处理(不添加蛋白酶)，每100公斤糯玉米可提取糯玉米淀粉57公斤，提取率约为80％，复合蛋白酶的效果明显高于对照组及单一的酸性蛋白酶。
实施例2
1)一次浸泡:以渝糯8号品种的糯玉米为原料，采用浸泡罐循环动态浸泡，浸泡比例为每吨糯玉米用水0.6m3，同时添加乳酸和复合酶，乳酸的重量占浸泡液重量的9％，复合酶的重量为糯玉米重量的0.1％，复合酶为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶的混合物，复合酶中的酶活单位如下：纤维素酶10000U/g、半纤维酶10000U/g、果胶酶8000U/g，纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶的重量比为2：2：1.5，浸泡温度为48℃，浸泡液的pH值3.8(采用乳酸水溶液、NaOH水溶液调节浸泡液的pH值)，浸泡时间为13小时。浸泡后的糯玉米水分含量为44wt％，浸泡水中干物质含量为6wt％，湿糯玉米手握松散有弹性，手捏能挤出胚芽，种皮能剥离，并且透亮有光泽。
2)糯玉米脱胚:采用脱胚磨破碎脱胚，破碎粒度5-8瓣，整粒率1.3％，游离胚芽率78％。
3)二次浸泡：采用贮存罐静置浸泡，浸泡比例为每吨糯玉米用水0.5m3，添加复合蛋白酶，复合蛋白酶的重量为糯玉米重量的0.1％，复合蛋白酶为酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶的混合物，酶活单位如下：酸性蛋白酶10000U/g、木瓜蛋白酶10000U/g，酸性蛋白酶与木瓜蛋白酶的重量比1：3，浸泡温度为52℃，浸泡时间为5小时。浸泡结束后，得到淀粉乳浆和破碎玉米的混合物，进入淀粉生产工序，经针磨细粉后，分离出糯玉米淀粉。
实施例3
1)一次浸泡:以渝糯11号的糯玉米为原料，采用浸泡罐循环动态浸泡，浸泡比例为每吨糯玉米用水0.8m3，同时添加乳酸和复合酶，乳酸的重量占浸泡液重量的12％，复合酶的重量为糯玉米重量的0.2％，复合酶为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶的混合物，复合酶中的酶活单位如下：纤维素酶10000U/g、半纤维酶10000U/g、果胶酶8000U/g，纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶的重量比为2：2：1，浸泡温度为52℃，浸泡液的pH值4.2(采用乳酸水溶液、NaOH水溶液调节浸泡液的pH值)，浸泡时间为14小时。浸泡后的糯玉米水分含量为46wt％，浸泡水中干物质含量为8wt％，湿糯玉米手握松散有弹性，手捏能挤出胚芽，种皮能剥离，并且透亮有光泽。
2)糯玉米脱胚:采用脱胚磨破碎脱胚，破碎粒度5-8瓣，整粒率1.0％，游离胚芽率70％。
3)二次浸泡：采用贮存罐静置浸泡，浸泡比例为每吨糯玉米用水0.8m3，添加复合蛋白酶，复合蛋白酶的重量为糯玉米重量的0.2％，复合蛋白酶为酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶的混合物，酶活单位如下：酸性蛋白酶10000U/g、木瓜蛋白酶10000U/g，酸性蛋白酶与木瓜蛋白酶的重量比3：1，浸泡温度为48℃，浸泡时间为6小时。浸泡结束后，得到淀粉乳浆和破碎玉米的混合物，进入淀粉生产工序，经针磨细粉后，分离出糯玉米淀粉。
上述实施例2和3取得了与实施例1相似的实验结果。
综上所述，本发明采用两次浸泡，在第一次浸泡中添加乳酸和复合酶，替代现有技术添加亚硫酸的方法，无SO2污染，在第二次浸泡过程中添加复合蛋白酶，破坏蛋白质网状结构，释放联结的淀粉，淀粉得率提高3％，两段浸泡时间为16-20小时，相比现有技术的60小时，时间大幅缩短，同时浸泡用水的体积相比现有技术节约约20％。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）一次浸泡：以糯玉米为原料，加入水、乳酸和复合酶，所述复合酶为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶的混合物，浸泡；
2）糯玉米脱胚：对浸泡后的糯玉米进行破碎脱胚；
3）二次浸泡：向破碎脱胚后的糯玉米中加入水、复合蛋白酶，所述复合蛋白酶为酸性蛋白酶、木瓜蛋白酶的混合物，静置浸泡，得到淀粉乳浆与破碎玉米的混合物。
2.根据权利要求1所述的糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，其特征在于：所述步骤1）中，每吨糯玉米的浸泡用水量为0.6-1.0m3，浸泡方式为循环动态浸泡。
3.根据权利要求1所述的糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，其特征在于：所述步骤1）中，乳酸占浸泡液的重量比为5-12%。
4.根据权利要求1所述的糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，其特征在于：所述步骤1）中，加入复合酶的重量为糯玉米重量的0.1-0.3%。
5.根据权利要求1所述的糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，其特征在于：所述步骤1）中，所述复合酶中的酶活单位如下：纤维素酶 10000Ｕ/ｇ、半纤维酶 10000Ｕ/ｇ、果胶酶8000Ｕ/ｇ，纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶的重量比为（2-4）：（2-4）：（1-2）。
6.根据权利要求1所述的糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，其特征在于：所述步骤1）中，浸泡温度为48-52℃，浸泡时间为12-14h，浸泡液的pH值为3.8-4.2。
7.根据权利要求1所述的糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，其特征在于：所述步骤2）中，玉米粒的破碎粒度为5-8瓣，破碎后的玉米整粒率为1-1.5%，游离胚芽率70-85％。
8.根据权利要求1所述的糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，其特征在于：所述步骤3）中，每吨糯玉米的浸泡用水量为0.5-0.8m3。
9.根据权利要求1所述的糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，其特征在于：所述步骤3）中，加入复合蛋白酶的重量为糯玉米重量的0.1-0.3%，浸泡温度为48-52℃，浸泡时间为4-6h。
10.根据权利要求1所述的糯玉米淀粉生产中的玉米浸泡方法，其特征在于：所述步骤3）中，酶活单位如下：酸性蛋白酶 10000Ｕ/ｇ、木瓜蛋白酶 10000Ｕ/ｇ，酸性蛋白酶与木瓜蛋白酶的重量比为（1-3）：（1-3）。
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