CN108659136B - 一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺，包括以下步骤：(1)制浆：将毛薯块茎去皮后，切片，浸泡10h～12h，取出，放入超细分散机中，加入去离子水，以2000r/min～3000r/min的速度搅拌35min～45min，得到毛薯浆液；(2)酶解：将毛薯浆液和纤维素酶放入酶解罐中，通入混合气体，酶解1h，然后再加入蛋白酶，恒压酶解2h～3h，得到酶解液；(3)干燥：将酶解液放入离心机中，离心处理10min，取沉淀物洗涤干净后，放入真空喷雾干燥机中，得到毛薯淀粉。本发明制备的毛薯淀粉的工艺能够高效去除毛薯块茎中的总植物碱毒素，制备成高效、低毒的毛薯淀粉，为毛薯的工业化推广提供研究基础。

Description

一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺

【技术领域】

本发明涉及淀粉的制备领域，特别涉及一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺。

【背景技术】

毛薯又名黎洞薯、甜薯、鸡窝薯等，是薯蓣属的一个种，其茎块颜色为白色，肉质细嫩，薯皮革质，肉质细软，糖分高，味甜可口，煮熟后易脱皮。熟吃毛薯能健脾止泻，益肺滋肾，解毒敛疮。自古以来，毛薯深受广大老百姓的喜爱。毛薯的医用营养价值非常高，其块茎能促进溃疡的肉芽生长，并有收水生肌，使疮面结疤作用；研成粉末可治汤伤及面部烂疮；配猪腱肉服，可治眼珠突出症。

目前，国内外有关薯蓣属植物的报道主要集中于大薯、山药这两个品种，对于毛薯的研究报道较少，且其主要集中在对毛薯高效栽培的研究、毛薯甲醇提取物如总酚的抗氧化性的研究、采用毛薯制备燃料酒精和毛薯对肌肉类固醇激素与糖尿病病人对胰岛素抗性的影响研究。毛薯块茎中含有少量的毒素，该毒素的主要成分为总植物碱，该毒素会导致人体中度，需对毛薯块茎进行煮熟处理后方可进行食用，而煮熟处理会对部分毛薯淀粉营养成分有所影响，因此毛薯淀粉中的毒素的存在对于毛薯淀粉的应用推广形成了阻碍。而目前对于毛薯块茎中总植物碱毒性的去除的研究较少。因此，研究一种能够高效去除毛薯块茎中的总植物碱毒素、提高毛薯淀粉提取率的高效低毒毛薯淀粉的制备工艺具有巨大的市场推广价值。

【发明内容】

本发明目的在于提供一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺，先用超细分散机制备毛薯浆液；然后对毛薯浆液进行纤维素和蛋白质的酶解，得到黏度较低的酶解液；最后将酶解液离心处理后，取沉淀物进行真空干燥，得到毛薯淀粉。本发明制备毛薯淀粉的工艺能够高效去除毛薯块茎中的总植物碱毒素，制备成高效、低毒的毛薯淀粉，为毛薯的工业化推广提供研究基础。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)制浆：将毛薯块茎去皮后，切片，放入活水中浸泡10h～12h，取出，放入超细分散机中，加入10倍重量份的去离子水，以2000r/min～3000r/min的速度搅拌35min～45min，形成粘度为800mPa·s的毛薯浆液；

(2)酶解：按重量份数计，将1000份毛薯浆液和3～5份纤维素酶放入酶解罐中，通入二氧化碳气体和氮气气体，在压力为0.2MPa～0.3MPa、温度为55℃～70℃的条件下酶解1h，然后再加入1～3份蛋白酶，在40℃～55℃条件下恒压酶解2h～3h，使物料的黏度达150mPa·s，得到酶解液；

(3)干燥：将酶解液放入离心机中，以1000r/min的速度离心处理10min，取沉淀物洗涤干净后，放入真空喷雾干燥机中，在真空度-0.06MPa、进风温度为85℃和进料速度为1m/min的条件下进行喷雾干燥，得到含水量为0.3％～0.8％的毛薯淀粉。

在本发明中，作为进一步说明，步骤(2)所述的酶解罐包括罐体、罐盖、加热层、二氧化碳进气管、氮气进气管和出气管，所述的罐盖盖设于所述的罐体的顶端，所述的加热层包覆所述的罐体的外表面，所述的二氧化碳进气管、所述的氮气进气管和所述的出气管均穿设所述的罐盖。

在本发明中，作为进一步说明，步骤(2)所述的二氧化碳气体和所述的氮气气体的体积比为3：1。

在本发明中，作为进一步说明，步骤(2)所述的纤维素酶的酶活≥7000U/g。

在本发明中，作为进一步说明，步骤(2)所述的蛋白酶的酶活≥8000U/g。

在本发明中，作为进一步说明，步骤(3)所述的洗涤的方式为先经过乙醇洗涤，再经过纯净水洗涤。

部分原料的功能介绍如下：

纤维素酶，在本发明中用于酶解纤维素。

二氧化碳气体，在本发明中用于调节物料的pH值的酸度。

氮气气体，在本发明中用作保护性气体，加大酶解反应的环境压力。

蛋白酶，在本发明中用于酶解蛋白质。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明所述采用的酶解的技术手段，不仅能够高效酶解毛薯块茎中的纤维素和蛋白质，降低总植物碱的含量，还能提高毛薯淀粉的提取率。本发明先采用在纤维素酶和蛋白酶的酶解过程中通入二氧化碳气体的技术手段，使酶解的物料处于弱酸性环境，促进酶解的进行；同时在氮气的高压环境条件下，使总植物碱受压迫且处于厌氧环境中，促进了总植物碱的降解。上述技术手段能够减少了物料中总植物碱、纤维素和蛋白质的含量，提高淀粉的提取率。与此同时，酶解的技术手段还能使物料的黏度下降，减少干燥过程中所受到的物料黏液的阻力，有利于后续毛薯淀粉干燥过程的进行。

2、本发明所采用的制浆方法能够高效制备含有超细微颗粒的毛薯浆液，为后续毛薯浆液的酶解埋下伏笔。本发明将毛薯放入超细分散机中，利用2000r/min～3000r/min的高搅拌速度，将毛薯颗粒被充分剪切，形成超细微颗粒且充分分散在去离子水中。高搅拌速度能够有效地减弱毛薯块茎的随动现象，加速剪切分散效果，克服了毛薯浆液黏液较大、颗粒不易分散的缺点，为后续去除毛薯中总植物碱毒素的进行埋下伏笔。

3、本发明采用在真空条件下喷雾干燥毛薯淀粉的技术手段，能够利用真空的环境尽量保护物料的完整性，减少物料的损失。

【具体实施方式】

实施例1：

1、一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)制浆：将毛薯块茎去皮后，切片，放入活水中浸泡10h，取出，放入超细分散机中，加入10倍重量份的去离子水，以2000r/min的速度搅拌35min，形成粘度为800mPa·s的毛薯浆液；

(2)酶解：按重量份数计，将1000份毛薯浆液和3酶活≥7000U/g的纤维素酶放入酶解罐中，通入二氧化碳气体和氮气气体，在压力为0.2MPa、温度为55℃的条件下酶解1h，然后再加入1份酶活≥8000U/g的蛋白酶，在40℃条件下恒压酶解2h，使物料的黏度达150mPa﹒s，得到酶解液；所述的酶解罐包括罐体、罐盖、加热层、二氧化碳进气管、氮气进气管和出气管，所述的罐盖盖设于所述的罐体的顶端，所述的加热层包覆所述的罐体的外表面，所述的二氧化碳进气管、所述的氮气进气管和所述的出气管均穿设所述的罐盖；所述的二氧化碳气体和所述的氮气气体的体积比为3：1；

(3)干燥：将酶解液放入离心机中，以1000r/min的速度离心处理10min，取沉淀物先经过乙醇洗涤，再经过纯净水洗涤，然后放入真空喷雾干燥机中，在真空度-0.06MPa、进风温度为85℃和进料速度为1m/min的条件下进行喷雾干燥，得到含水量为0.3％的毛薯淀粉。

经计算，毛薯淀粉的提取率为75.3％。

实施例2：

1、一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)制浆：将毛薯块茎去皮后，切片，放入活水中浸泡10.5h，取出，放入超细分散机中，加入10倍重量份的去离子水，以2400r/min的速度搅拌37min，形成粘度为800mPa·s的毛薯浆液；

(2)酶解：按重量份数计，将1000份毛薯浆液和4份酶活≥7000U/g的纤维素酶放入酶解罐中，通入二氧化碳气体和氮气气体，在压力为0.25MPa、温度为60℃的条件下酶解1h，然后再加入1.5份酶活≥8000U/g的蛋白酶，在47℃条件下恒压酶解2.5h，使物料的黏度达150mPa·s，得到酶解液；所述的酶解罐包括罐体、罐盖、加热层、二氧化碳进气管、氮气进气管和出气管，所述的罐盖盖设于所述的罐体的顶端，所述的加热层包覆所述的罐体的外表面，所述的二氧化碳进气管、所述的氮气进气管和所述的出气管均穿设所述的罐盖；所述的二氧化碳气体和所述的氮气气体的体积比为3：1；

(3)干燥：将酶解液放入离心机中，以1000r/min的速度离心处理10min，取沉淀物先经过乙醇洗涤，再经过纯净水洗涤，然后放入真空喷雾干燥机中，在真空度-0.06MPa、进风温度为85℃和进料速度为1m/min的条件下进行喷雾干燥，得到含水量为0.4％的毛薯淀粉。

经计算，毛薯淀粉的提取率为81.2％。

实施例3：

1、一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)制浆：将毛薯块茎去皮后，切片，放入活水中浸泡11.5h，取出，放入超细分散机中，加入10倍重量份的去离子水，以2600r/min的速度搅拌40min，形成粘度为800mPa·s的毛薯浆液；

(2)酶解：按重量份数计，将1000份毛薯浆液和4份酶活≥7000U/g的纤维素酶放入酶解罐中，通入二氧化碳气体和氮气气体，在压力为0.24MPa、温度为57℃的条件下酶解1h，然后再加入2.5份酶活≥8000U/g的蛋白酶，在46℃条件下恒压酶解3h，使物料的黏度达150mPa·s，得到酶解液；所述的酶解罐包括罐体、罐盖、加热层、二氧化碳进气管、氮气进气管和出气管，所述的罐盖盖设于所述的罐体的顶端，所述的加热层包覆所述的罐体的外表面，所述的二氧化碳进气管、所述的氮气进气管和所述的出气管均穿设所述的罐盖；所述的二氧化碳气体和所述的氮气气体的体积比为3：1；

(3)干燥：将酶解液放入离心机中，以1000r/min的速度离心处理10min，取沉淀物先经过乙醇洗涤，再经过纯净水洗涤，然后放入真空喷雾干燥机中，在真空度-0.06MPa、进风温度为85℃和进料速度为1m/min的条件下进行喷雾干燥，得到含水量为0.5％的毛薯淀粉。

经计算，毛薯淀粉的提取率为78.9％。

实施例4：

1、一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)制浆：将毛薯块茎去皮后，切片，放入活水中浸泡11h，取出，放入超细分散机中，加入10倍重量份的去离子水，以2800r/min的速度搅拌40min，形成粘度为800mPa·s的毛薯浆液；

(2)酶解：按重量份数计，将1000份毛薯浆液和4份酶活≥7000U/g的纤维素酶放入酶解罐中，通入二氧化碳气体和氮气气体，在压力为0.26MPa、温度为63℃的条件下酶解1h，然后再加入2.3份酶活≥8000U/g的蛋白酶，在52℃条件下恒压酶解2.5h，使物料的黏度达150mPa·s，得到酶解液；所述的酶解罐包括罐体、罐盖、加热层、二氧化碳进气管、氮气进气管和出气管，所述的罐盖盖设于所述的罐体的顶端，所述的加热层包覆所述的罐体的外表面，所述的二氧化碳进气管、所述的氮气进气管和所述的出气管均穿设所述的罐盖；所述的二氧化碳气体和所述的氮气气体的体积比为3：1；

(3)干燥：将酶解液放入离心机中，以1000r/min的速度离心处理10min，取沉淀物先经过乙醇洗涤，再经过纯净水洗涤，然后放入真空喷雾干燥机中，在真空度-0.06MPa、进风温度为85℃和进料速度为1m/min的条件下进行喷雾干燥，得到含水量为0.6％的毛薯淀粉。

经计算，毛薯淀粉的提取率为78.9％。

实施例5：

1、一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)制浆：将毛薯块茎去皮后，切片，放入活水中浸泡10h，取出，放入超细分散机中，加入10倍重量份的去离子水，以2500r/min的速度搅拌42min，形成粘度为800mPa·s的毛薯浆液；

(2)酶解：按重量份数计，将1000份毛薯浆液和4.5份酶活≥7000U/g的纤维素酶放入酶解罐中，通入二氧化碳气体和氮气气体，在压力为0.27MPa、温度为65℃的条件下酶解1h，然后再加入2份酶活≥8000U/g的蛋白酶，在53℃条件下恒压酶解2.5h，使物料的黏度达150mPa·s，得到酶解液；所述的酶解罐包括罐体、罐盖、加热层、二氧化碳进气管、氮气进气管和出气管，所述的罐盖盖设于所述的罐体的顶端，所述的加热层包覆所述的罐体的外表面，所述的二氧化碳进气管、所述的氮气进气管和所述的出气管均穿设所述的罐盖；所述的二氧化碳气体和所述的氮气气体的体积比为3：1；

(3)干燥：将酶解液放入离心机中，以1000r/min的速度离心处理10min，取沉淀物先经过乙醇洗涤，再经过纯净水洗涤，然后放入真空喷雾干燥机中，在真空度-0.06MPa、进风温度为85℃和进料速度为1m/min的条件下进行喷雾干燥，得到含水量为0.7％的毛薯淀粉。

经计算，毛薯淀粉的提取率为79.0％。

实施例6：

1、一种高效低毒毛薯淀粉的制备工艺，包括以下步骤：

(1)制浆：将毛薯块茎去皮后，切片，放入活水中浸泡12h，取出，放入超细分散机中，加入10倍重量份的去离子水，以3000r/min的速度搅拌45min，形成粘度为800mPa·s的毛薯浆液；

(2)酶解：按重量份数计，将1000份毛薯浆液和5份酶活≥7000U/g的纤维素酶放入酶解罐中，通入二氧化碳气体和氮气气体，在压力为0.3MPa、温度为70℃的条件下酶解1h，然后再加入3份酶活≥8000U/g的蛋白酶，在55℃条件下恒压酶解3h，使物料的黏度达150mPa﹒s，得到酶解液；所述的酶解罐包括罐体、罐盖、加热层、二氧化碳进气管、氮气进气管和出气管，所述的罐盖盖设于所述的罐体的顶端，所述的加热层包覆所述的罐体的外表面，所述的二氧化碳进气管、所述的氮气进气管和所述的出气管均穿设所述的罐盖；所述的二氧化碳气体和所述的氮气气体的体积比为3：1；

(3)干燥：将酶解液放入离心机中，以1000r/min的速度离心处理10min，取沉淀物先经过乙醇洗涤，再经过纯净水洗涤，然后放入真空喷雾干燥机中，在真空度-0.06MPa、进风温度为85℃和进料速度为1m/min的条件下进行喷雾干燥，得到含水量为0.8％的毛薯淀粉。

经计算，毛薯淀粉的提取率为78.8％。

对比例1：具体的制备方法与实施例1基本相同，不同点在于：制浆过程中采用的搅拌速率为300r/min～500r/min，得到的毛薯浆液的粘度为400mPa·s；

对比例2：具体的制备方法与实施例1基本相同，不同点在于：酶解过程中没有通入二氧化碳和氮气气体，酶解压力为常压条件；

对比例3：具体的制备方法与实施例1基本相同，不同点在于：干燥过程中没有采用真空干燥的技术手段。

对比试验1：

总植物碱检测试验：按照对比例1-3和实施例1-6的方法制备100g毛薯淀粉，参考GB/T23354-2009的方法检测毛薯淀粉中总植物碱的含量，具体检测结果见表1。

表1：

	总植物碱含量/％
		对比例1	0.13
对比例2	0.86
		对比例3	0.25
实施例1	0.03
		实施例2	0.02
实施例3	0.04
		实施例4	0.03
实施例5	0.04
		实施例6	0.02

表1的结果表明：总植物碱含量越低，说明毛薯淀粉的含毒量越低，对于人体越无害。对比例2的总植物碱含量最高，实施例2的总植物碱含量最低，说明通过酶解过程中通入二氧化碳和氮气气体，且酶解压力为0.2MPa～0.3MPa的高压条件，能够达到显著降低毛薯淀粉毒性的目的。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (6)

1.一种高效低毒毛薯淀粉的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)制浆：将毛薯块茎去皮后，切片，放入活水中浸泡10h～12h，取出，放入超细分散机中，加入10倍重量份的去离子水，以2000r/min～3000r/min的速度搅拌35min～45min，形成粘度为800mPa﹒s的毛薯浆液；

(2)酶解：按重量份数计，将1000份毛薯浆液和3～5份纤维素酶放入酶解罐中，通入二氧化碳气体和氮气气体，在压力为0.2MPa～0.3MPa、温度为55℃～70℃的条件下酶解1h，然后再加入1～3份蛋白酶，在40℃～55℃条件下恒压酶解2h～3h，使物料的黏度达150mPa﹒s，得到酶解液；

(3)干燥：将酶解液放入离心机中，以1000r/min的速度离心处理10min，取沉淀物洗涤干净后，放入真空喷雾干燥机中，在真空度-0.06MPa、进风温度为85℃和进料速度为1m/min的条件下进行喷雾干燥，得到含水量为0.3％～0.8％的毛薯淀粉。

2.根据权利要求1所述的一种高效低毒毛薯淀粉的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的酶解罐包括罐体、罐盖、加热层、二氧化碳进气管、氮气进气管和出气管，所述的罐盖盖设于所述的罐体的顶端，所述的加热层包覆所述的罐体的外表面，所述的二氧化碳进气管、所述的氮气进气管和所述的出气管均穿设所述的罐盖。

3.根据权利要求1所述的一种高效低毒毛薯淀粉的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的二氧化碳气体和所述的氮气气体的体积比为3：1。

4.根据权利要求1所述的一种高效低毒毛薯淀粉的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的纤维素酶的酶活≥7000U/g。

5.根据权利要求1所述的一种高效低毒毛薯淀粉的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的蛋白酶的酶活≥8000U/g。

6.根据权利要求1所述的一种高效低毒毛薯淀粉的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的洗涤的方式为先经过乙醇洗涤，再经过纯净水洗涤。