CN106519045B - 一种乳酸与过氧化氢协同浸泡提取玉米淀粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及玉米淀粉提取技术领域,特别涉及一种乳酸与过氧化氢协同浸泡提取玉米淀粉的方法:将玉米粒打入浸泡罐，然后向浸泡罐中添加乳酸浸泡；将浸泡过的玉米粗破碎，使玉米颗粒破碎成6‑8瓣，然后加入过氧化氢溶液浸泡，然后经过胚分离、细磨、分浆、离心分离和干燥得到淀粉。本发明在一次浸泡后向浸泡罐中加入过氧化氢溶液，取缔了亚硫酸的使用，减少了环境污染，同时降低了对设备的腐蚀性，为扩大生产减少了玉米浸泡罐的投资，又极大的改善了车间的生产环境，玉米淀粉收率由单纯使用亚硫酸浸泡的56%左右提高到67%左右，具有显著的经济效益。

Description

一种乳酸与过氧化氢协同浸泡提取玉米淀粉的方法

技术领域

本发明涉及玉米淀粉提取技术领域,特别涉及一种乳酸与过氧化氢协同浸泡提取玉米淀粉的方法。

背景技术

我国是世界淀粉生产大国，淀粉产量仅次于美国，居世界第二位，其中玉米淀粉占整个淀粉生产的80%以上。玉米淀粉的用途十分广泛，除供食用与加工食品外，更广泛的应用于纺织、造纸、医药、石油、发酵及化工等行业。

目前，国内多采用湿磨工艺生产玉米淀粉。玉米浸泡工序是淀粉加工过程中最重要的一道工序，浸泡效果的好坏、时间的长短能够直接影响玉米淀粉成品以及其他副产品的质量、收率和成本。传统玉米浸泡工艺采用亚硫酸溶液进行浸泡，非常耗时，需要48—60小时不等，生产成本高，生产效率低，能源消耗大，废水排放量大。同时较高浓度的亚硫酸溶液会带来一系列负面影响，如设备腐蚀、地下水污染、产品中亚硫酸残留等。鉴于上述诸多缺点，急需对浸泡工艺技术进行革新。

目前，国际上多采用湿磨工艺生产玉米淀粉，在加工过程中所涉及的第一道工序是玉米浸泡工序，浸泡效果的好坏、浸泡时间的长短直接影响淀粉成品和其他副产品的收率、质量和生产成本，所以玉米浸泡工序被称为最重要的一道工序。玉米胚乳中的淀粉与蛋白结合牢固，蛋白质基质在外部将淀粉颗粒包裹，为使淀粉颗粒能够更好的释放出来，所以需要破坏或者削弱蛋白质与淀粉颗粒之间的结合力，使淀粉游离出来。传统的玉米浸泡普遍采用亚硫酸溶液进行浸泡，亚硫酸虽然具有打破蛋白质的网状结构、钝化胚芽、防腐以及有助于乳酸形成等作用，但较高浓度的亚硫酸溶液会在一定程度上造成设备腐蚀、地下水污染、产品中亚硫酸残留等问题。

乳酸菌是玉米浸泡液中的主要菌种，它在玉米浸泡过程中发挥着重要作用。乳酸菌能够产生乳酸，研究表明，乳酸能够促进玉米蛋白质软化和膨胀，保持溶液中的镁离子和钙离子，有利于减少不溶性物质的沉积。乳酸菌与亚硫酸联合作用，可增强对玉米的浸泡效果，加速水分进入玉米籽粒，缩短浸泡时间，促进玉米中淀粉和蛋白质的分离，从而减少亚硫酸带来的不良影响，提高玉米淀粉的产率和质量。

CN 105801712 A公开了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。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。

CN 104558213 A公开了一种制备玉米淀粉的浸泡工艺，包括以下步骤 ：（1）一次浸泡；（2）接种乳酸菌得到发酵液；（3）粗破碎；（4）二次浸泡：向所述步骤（2）制得的发酵液中加入玉米总量 0.1～0.3% 的纤维素酶0.2-0.5% 的酸性蛋白酶，在48～52℃下保持 4～6 小时，进入淀粉的生产工序。在玉米浸泡过程中，不但能够缩短玉米浸泡时间，而且能够提高玉米淀粉收率，玉米淀粉收率由原来的68%左右提高到69.5%左右，具有显著的经济效益。

上述乳酸与酶协同浸泡的思路是近期应用较广的方法，但因为酶的加入，成本增加。因此，寻求一种更加节能、低成本的浸泡方法，是研究的一个方向。

发明内容

为了解决以上现有技术中乳酸与酶协同浸泡提取玉米淀粉的方法中存在的工艺要求高、成本高的问题，本申请公开了一种成本低、提取率高的乳酸与过氧化氢协同浸泡提取玉米淀粉的方法。

本发明是通过以下措施实现的：

一种乳酸与过氧化氢协同浸泡提取玉米淀粉的方法，包括以下步骤：

（1）将玉米粒打入浸泡罐，然后向浸泡罐中添加乳酸浸泡；

（2）将浸泡过的玉米粗破碎，使玉米颗粒破碎成6-8瓣，然后加入过氧化氢溶液浸泡，然后经过胚分离、细磨、分浆、离心分离和干燥得到淀粉。

所述的方法，优选玉米粒与乳酸的质量比为1:0.003-0.02。

所述的方法，优选玉米粒与过氧化氢的质量比为1:0.0075-0.06。

所述的方法，优选乳酸配制成溶液后加入，溶液浓度为0.2-1%，玉米粒与溶液质量比为1:1.5-2。

所述的方法，优选过氧化氢配制成溶液后加入，溶液浓度为0.5-3%，玉米粒与溶液质量比为1:1.5-2。

所述的方法，优选玉米粒与乳酸的质量比为1:0.006-0.009。

所述的方法，优选玉米粒与过氧化氢的质量比为1:0.0075-0.06。

所述的方法，优选步骤（1）中乳酸浸泡温度为50～52℃，浸泡12-16小时。

所述的方法，优选步骤（2）中过氧化氢浸泡温度50±2℃，时间20h。

所述的方法，优选步骤（1）中玉米粒与乳酸的质量比为1: 0.009，乳酸浸泡温度为50～52℃，浸泡16小时；步骤（2）中玉米粒与过氧化氢的质量比为1: 0.03，过氧化氢浸泡温度50±2℃，时间20h。

本发明的有益效果：

（1）乳酸不但能促进玉米蛋白质软化和膨胀，缩短浸泡时间，还可保持溶液中的镁离子和钙离子，从而有利于减少蒸发设备不溶性物质的沉积，本发明在浸泡初始阶段向浸泡液中添加乳酸溶液，迅速提高浸泡液的乳酸浓度，使玉米籽粒细胞壁的破壁速率加快，从而提高浸泡效率；

（2）本发明在一次浸泡后向浸泡罐中加入过氧化氢溶液，取缔了亚硫酸的使用，减少了环境污染，同时降低了对设备的腐蚀性，为扩大生产减少了玉米浸泡罐的投资，又极大的改善了车间的生产环境；

（3）本发明方法先粗破碎再进行二次浸泡，缩短了浸泡时间，浸泡时间由过去的48-60小时以上缩短到36小时以内；

（4）本发明在玉米浸泡过程中，不但能够缩短玉米浸泡时间，而且能够提高玉米淀粉收率，玉米淀粉收率由单纯使用亚硫酸浸泡的56%左右提高到67%左右，具有显著的经济效益。

附图说明

图1 淀粉得率随加过氧化氢量变化曲线，

图2 淀粉得率随加过氧化氢量变化曲线，

图3 淀粉得率随加过氧化氢量变化曲线，

图4 淀粉得率随过氧化氢量变化曲线，

图5淀粉得率随过氧化氢浸泡时间变化曲线，

图6淀粉得率随初始乳酸浓度变化曲线，

图7淀粉得率随乳酸浸泡时间变化曲线。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。

实施例1：

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

玉米：含水量12.6%，由菱花集团有限公司（济宁，山东）玉米淀粉生产车间提供；过氧化氢；其他试剂为分析纯。

1.2 仪器与设备

YP201N电子天平（上海菁海仪器有限公司），303A2电热恒温培养箱（南通宏大实验仪器有限公司），DHG系列电热恒温鼓风干燥箱（上海新苗医疗器械制造有限公司），西厨多功能粉碎机（铂欧五金厂），HHS恒温水浴锅（江苏国胜实验仪器厂），LXJ64-01离心机（河北省吴桥电机厂）。

1.3 试验方法

1.3.1 乳酸与过氧化氢协同浸泡工艺

乳酸与过氧化氢协同浸泡提取玉米淀粉工艺经过两次浸泡：第1步：将玉米粒打入浸泡罐，然后向浸泡罐中添加乳酸溶液，浸泡，使玉米胚吸水，以便在后续的粗磨工序中不易破碎；第2步，将玉米粗破碎，使玉米颗粒破碎成6-8瓣，然后加入过氧化氢溶液，破坏蛋白质网使淀粉析出。经过胚分离、细磨、分浆、离心分离和干燥得到淀粉。

1.3.2 淀粉得率

把浸泡后的玉米连同浸泡液一起倒入粉碎机中细粉碎，所得混合液过先过50目筛，再过250目筛，滤液4℃静置过夜。然后3000r/min离心分离淀粉后，烘干、称重，计算淀粉得率。

Y=（W₂/W₁）×100%

式中，Y为淀粉得率；W₂为淀粉质量；W₁为玉米干重。

实施例2：

①准确称取40g玉米，在初始乳酸浓度0.6%、乳酸浸泡16h、过氧化氢作用时间20h、常温条件下，调pH=8后浸泡，分别按0.5%、1%、1.5%、2%、3%的过氧化氢量往浸泡液中添加过氧化氢。加过氧化氢量对玉米淀粉得率的影响如图1所示，可以看出，淀粉得率随着过氧化氢量的增加而不断提高，当加过氧化氢量增加至2%之后，玉米淀粉得率有所下降。

②准确称取40g玉米，在初始乳酸浓度0.6%、乳酸浸泡16h、过氧化氢作用时间20h、常温条件下浸泡，分别按0.5%、1%、1.5%、2%、3%的过氧化氢量往浸泡液中添加过氧化氢。加过氧化氢量对玉米淀粉得率的影响如图2所示，可以看出，淀粉得率随着过氧化氢量的增加而不断提高，当过氧化氢量增加至2%之后，玉米淀粉得率有所下降。

③准确称取40g玉米，在初始乳酸浓度0.6%、乳酸浸泡16h、过氧化氢作用时间20h、在50±2℃条件下，调pH=8后浸泡，分别按0.5%、1%、1.5%、2%、3%的过氧化氢量往浸泡液中添加过氧化氢。加过氧化氢量对玉米淀粉得率的影响如图3所示，可以看出，淀粉得率随着过氧化氢量的增加而不断提高，当过氧化氢量加量增加至2%之后，玉米淀粉得率趋于稳定。

④准确称取40g玉米，在初始乳酸浓度0.6%、乳酸浸泡16h、过氧化氢作用时间20h、在50±2℃下浸泡，分别按0.5%、1%、1.5%、2%、3%的过氧化氢量往浸泡液中添加过氧化氢。加过氧化氢量对玉米淀粉得率的影响如图4所示，可以看出，淀粉得率随着过氧化氢量的增加而不断提高，当加过氧化氢量增加至2%之后，玉米淀粉得率趋于稳定。在50±2℃下，淀粉得率高，且过氧化氢作用明显，减少了调节pH带来的繁琐操作步骤。

⑤准确称取40g玉米，在初始乳酸浓度0.6%、乳酸浸泡16h、过氧化氢浓度2%，在50±2℃下浸泡，分别按过氧化氢作用时间10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h、24h、26h、28h、30h浸泡玉米。加过氧化氢作用时间对玉米淀粉得率的影响如图5所示，可以看出，淀粉得率随着过氧化氢作用时间的延长而不断提高，当加过氧化氢作用时间延长至20h之后，玉米淀粉得率趋于平衡。

上述玉米与乳酸溶液质量比为1:1.5，与过氧化氢溶液质量比为1:1.5。

实施例3：

（1）初始乳酸浓度对淀粉得率的影响

准确称取40g玉米，乳酸浸泡16h、浸泡温度50±2℃条件下，分别按0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%的初始乳酸浓度往浸泡液中添加乳酸，过氧化氢浓度2%，浸泡条件同实施例2中操作④，玉米与乳酸溶液、过氧化氢的重量比分别为1:1.5。初始乳酸浓度对玉米淀粉得率的影响如图6所示，随着初始乳酸浓度的增加，淀粉得率不断提高，当初始乳酸浓度增加至0.6%以后，玉米淀粉得率反而开始下降。这是因为乳酸能够促进玉米蛋白质软化和膨胀，保持溶液中的镁离子和钙离子，加速水分进入玉米籽粒，促进玉米中淀粉和蛋白质的分离，因此在适当浓度范围内 淀粉得率随着初始乳酸浓度的增加而不断提高。但是乳酸过量在提高蛋白质溶解度的同时会促进蛋白质变性，使得淀粉和蛋白质的分离更加困难，所以当乳酸浓度升至0.6%以后，玉米淀粉的得率反而开始下降。

（2）乳酸浸泡时间对淀粉得率的影响

准确称取40g玉米，在初始乳酸浓度0.6%、浸泡温度50±2℃条件下，分别按乳酸浸泡时间6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h浸泡玉米，过氧化氢浓度2%，浸泡条件同实施例2中操作④，玉米与乳酸溶液、过氧化氢的重量比分别为1:1.5。乳酸浸泡时间对玉米淀粉得率的影响如图7所示，开始阶段，随着乳酸浸泡时间的延长，淀粉得率不断提高，16h后趋于稳定，但是当乳酸浸泡时间延长至18h以后，玉米淀粉的得率反而开始下降，这可能是因为乳酸作用时间过长会导致蛋白质变性，使得淀粉和蛋白质的分离更加困难，因而淀粉得率降低。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种乳酸与过氧化氢协同浸泡提取玉米淀粉的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将玉米粒打入浸泡罐，然后向浸泡罐中添加乳酸浸泡；

（2）将浸泡过的玉米粗破碎，使玉米颗粒破碎成6-8瓣，然后加入过氧化氢溶液浸泡，然后经过胚分离、细磨、分浆、离心分离和干燥得到淀粉。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于玉米粒与乳酸的质量比为1:0.003-0.02。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于玉米粒与过氧化氢的质量比为1:0.0075-0.06。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于乳酸配制成溶液后加入，溶液浓度为0.2-1%，玉米粒与溶液质量比为1:1.5-2。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于过氧化氢配制成溶液后加入，溶液浓度为0.5-3%，玉米粒与溶液质量比为1:1.5-2。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于玉米粒与乳酸的质量比为1:0.006-0.009。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）中乳酸浸泡温度为50～52℃，浸泡12-16小时。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）中过氧化氢浸泡温度50±2℃，时间20小时。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）中玉米粒与乳酸的质量比为1:0.009，乳酸浸泡温度为50～52℃，浸泡16小时；步骤（2）中玉米粒与过氧化氢的质量比为1:0.03，过氧化氢浸泡温度50±2℃，时间20小时。