CN113234177B - 一种高直链玉米淀粉的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高直链玉米淀粉的生产方法，属于高直链玉米淀粉加工工艺技术领域。本发明公开的一种高直链玉米淀粉的生产方法，以常规高直链玉米淀粉加工方法为基础，调整浸泡工艺指标要求、在纤维洗涤过程加入纤维素酶和/或增设泡沫分离器。本发明公开的一种高直链玉米淀粉的生产方法，提高了高直链玉米淀粉产率，降低了加工成本。

Description

一种高直链玉米淀粉的生产方法

技术领域

本发明涉及高直链玉米淀粉加工工艺技术领域，更具体的说是涉及一种高直链玉米淀粉的生产方法。

背景技术

高直链玉米是指玉米淀粉中直链淀粉含量在55％～85％的特用型玉米，高直链玉米淀粉是一种性能独特的天然高分子材料，因直链含量高于50％，与普通玉米淀粉在分子结构和理化性质存在较大差异，具有强度高、凝胶力强及成膜性好等特点；高直链玉米淀粉经溶解后与氢键结合，可形成刚性不透明胶体，这一特性用于糖果业，可以使糖果类保持固定的形状和完整的造型，缩短硬化时间降低成本；被广泛应用于高档食品、降解塑料级石油钻井工业，经济效益十分显著。

常规高直链玉米淀粉加工工艺流程为：玉米经浸泡，粗磨破碎使胚芽分离；再经细磨破碎使淀粉和纤维及其他组分分离，主要是麸质；最后水洗进行烘干，干燥得产品。在整个加工过程中，浸泡工艺即通过SO₂溶解于水浸泡玉米颗粒，使胚乳中淀粉颗粒和蛋白颗粒有效分离，胚乳和胚芽有效分离，浸泡参数为浸泡时长48-52h，浸泡温度49-51℃，浸泡亚硫酸浓度0.18-0.19％；但因高直链玉米颗粒分子结构中，淀粉和蛋白的连接比较紧密，常规浸泡加工工艺生产的高直链玉米淀粉出率低，仅达45％左右，且淀粉中蛋白含量远高于国家标准，吨产量的生产时间长，产品成本很高；因浸泡效果对后序分离效果、淀粉成品收率及淀粉品质有直接影响。针对这些缺点，需要在保证产品品质及原料利用率的基础上，对常规高直链玉米淀粉加工工艺进行局部调整。

因此，提供一种高直链玉米淀粉的生产方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高直链玉米淀粉的生产方法，以常规高直链玉米淀粉加工方法为基础，调整部分加工工艺参数，提高高直链玉米淀粉产率，降低加工成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高直链玉米淀粉的生产方法，在常规高直链玉米淀粉加工工艺的基础上，调整步骤(1)-(3)中的至少一步：

(1)调整浸泡工艺指标要求：提高浸泡期间温度至52-54℃，延长浸泡时间至55-60h，提高待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度至0.20-0.25％；

(2)在纤维洗涤过程加入纤维素酶，添加于7级纤维洗涤槽中第5级洗涤槽内，添加量为55-70g/t玉米，优选为60-67g/t玉米加量；提高分离物料纯度、降低能耗，从而提高淀粉收率；

(3)增设泡沫分离器，安装于12级旋流洗涤器中的1级进料管道前，去除蛋白降低菌落总数。

进一步，所述常规高直链玉米淀粉加工工艺为：

第一步，净化原料玉米：以优质高直链玉米为原料，去除高直链玉米原料中的碎玉米、杂质；

第二步，浸泡工序：将高直链玉米置于浸泡罐中经多罐串联逆流循环浸泡，即将前一罐浸泡液倒入本罐，本罐浸泡液倒入后一罐，11个罐相互贯通串联组成一个浸泡液可以循环的浸泡罐组；在新装罐高直链玉米中加老浆，浸泡时间长的高直链玉米加新酸，罐与罐之间有规律循环；这种流程可使玉米和浸泡液中的可溶性物质保持一定浓度差，把玉米中可溶性物质充分浸提出来；浸泡期间浸泡指标参数为浸泡温度49-51℃、浸泡时间48-52h、待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度为0.18-0.19％；浸泡循环操作为：打开1#罐滤管阀门，启动玉米输送泵，与老浆按1:2.5-3体积比进行上料，待上料至规定量，补加老浆至高出物料0.5-1m，启动罐底部循环泵将底部浸泡液泵出，再从罐顶端加入，使罐内浸泡液成动态循环状态，实现罐内自循环，循环过程中开启蒸汽阀门将罐内温度控制在49-51℃之间；此时2#罐处于空罐状态，3#罐正在进行玉米破碎，4#罐排空前一轮新酸，处于待破碎状态，5#罐为本轮新酸浸泡(自循环中)；3#罐破碎期间，4#新酸(约110m³)全部打至6#罐，6#罐1/3的浸泡液打至7#罐，7#罐1/3的浸泡液打至8#罐，按以上规律6#→11#浸泡罐依次倒灌，最终10#罐1/3的浸泡液打至11#罐，11#罐则排空老浆(排至玉米浸泡液存储罐，用于2#罐上料使用)，倒罐期间对6#罐补加新酸220m³，此时补加的新酸主要用于6#罐自身新酸浸泡使用及补齐各罐液位。

第三步，粗磨：目的主要是分离胚芽，最大限度地使胚芽完整的分离出来，主要分头道磨和二道磨2道磨。泡后玉米经头道磨破碎成碎玉米(5-7瓣/粒)，由胚芽泵送至一级胚芽旋流器，胚芽从顶流流出去往胚芽洗涤工序；底流返回二道磨(9-11瓣/粒，无整粒存在)进行二次破碎，经胚芽泵送至二级胚芽旋流器，此时顶流与头道磨破碎经曲筛分出的浆料混合，再次进入一级胚芽旋流器进行胚芽分离，底流浆液则进入细磨工序；

第四步，细磨：主要是剥离纤维内的淀粉，细磨效果的检测，主要是纤维联接淀粉含量。一级胚芽旋流器底流浆液主要为淀粉、纤维及蛋白的混合液，进入针磨及三联筛进行两级细磨剥离纤维内的淀粉，使淀粉最大限度地脱离出来；细磨后的浆液进行纤维分离，即通过纤维洗涤工序进一步将纤维分离出来；

第五步，纤维分离：经7级逆流洗涤，最大限度地分离与纤维联接的淀粉。细磨后的浆液与洗涤水一起进入含有压力曲筛系统的7级纤维洗涤槽的第1级纤维洗涤槽内，筛下物(淀粉与蛋白混合液)进入下道工序；2-7级纤维洗涤槽用于筛理第1道曲筛的筛上物，即每道曲筛的筛上物(纤维)依次送至下一道曲筛进一步筛洗，直至将纤维中的游离淀粉清理干净，纤维从第7级筛面排出；第3-7道曲筛的筛下物，携带着洗涤下来的游离淀粉逐级向前移动，用来稀释和清洗前道曲筛物料集收槽中的筛上物，即第2-6道曲筛的物料收集槽中，进入前道曲筛的筛上物是用下道曲筛的筛下物来稀释和清洗，直至返到第2道曲筛，最后由第1和2道曲筛的筛下物共同分出一级粗淀粉乳，去往精制工段进行淀粉及蛋白分离；

第六步，淀粉的分离与精制：一级粗淀粉乳经预浓缩机进行初步浓缩，后进入主分离机，溢流主要为蛋白，进入浓缩机进行浓缩，后进入蛋白加工工序；底流为二级粗淀粉乳，主要是淀粉及少量蛋白的混合液，送至12级旋流洗涤器进行逆流洗涤(洗涤水由最后一级进入，含较多杂质的溢流从第一级排出)，后打至淀粉乳罐(精乳罐)进行后续脱水干燥；检测其淀粉成品蛋白含量及其他指标。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种高直链玉米淀粉的生产方法，具有以下有益效果：

1)高温利于浸泡进行，适当提高浸泡温度会满足有益微生物生长需求，同时抑制酵母等有害菌生长；提高亚硫酸浓度既可杀菌又能加速削弱蛋白质基质内的联接键，降低玉米籽粒的机械强度，使玉米软化、蛋白质网破坏变松散，淀粉颗粒充分释放，提高高直链玉米淀粉收率。

2)增设泡沫分离器，提高了蛋白分离效果。

3)本发明通过添加调整纤维素酶加量，促使物料间植物细胞壁催化而快速分解，提高分离物料纯度，特别是对纤维的脱水率加工易干燥，降低纤维中淀粉的含量，从而提高淀粉收率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明浸泡工序中浸泡罐组的示意图；

其中，1-11为1-11#罐。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

高直链玉米购买于山东美辰生物科技有限公司；纤维素酶购于白银赛诺生物科技有限公司。

对比例常规高直链玉米淀粉加工工艺

第一步，净化原料玉米：以高直链玉米为原料，去除高直链玉米原料中的碎玉米、杂质；

第二步，浸泡工序：将高直链玉米置于浸泡罐中经多罐串联逆流循环浸泡，11个罐相互贯通串联组成一个浸泡液可以循环的浸泡罐组(图1)；浸泡期间浸泡指标参数为浸泡温度49-51℃、浸泡时间48-52h、待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度为0.18-0.19％；

第三步，粗磨：泡后玉米经头道磨破碎成碎玉米，由胚芽泵送至一级胚芽旋流器，胚芽从顶流流出去往胚芽洗涤工序；底流返回二道磨进行二次破碎，经胚芽泵送至二级胚芽旋流器，此时顶流与头道磨破碎经曲筛分出的浆料混合，再次进入一级胚芽旋流器进行胚芽分离，底流浆液进入细磨工序；

第四步，细磨：一级胚芽旋流器底流浆液进入针磨及三联筛进行两级细磨剥离纤维内的淀粉；细磨后的浆液进行纤维分离；

第五步，纤维分离：细磨后的浆液与洗涤水一起进入含有压力曲筛系统的7级纤维洗涤槽的第1级纤维洗涤槽内，筛下物进入下道工序；每道曲筛的筛上物依次送至下一道曲筛进一步筛洗，直至将纤维中的游离淀粉清理干净，纤维从第7级筛面排出；第3-7道曲筛的筛下物，携带着洗涤下来的游离淀粉逐级向前移动，用来稀释和清洗前道曲筛物料集收槽中的筛上物，最后由第1和2道曲筛的筛下物共同分出一级粗淀粉乳，去往精制工段进行淀粉及蛋白分离；

第六步，淀粉的分离与精制：一级粗淀粉乳经预浓缩机进行初步浓缩，后进入主分离机，溢流主要为蛋白，进入浓缩机进行浓缩，后进入蛋白加工工序；底流为二级粗淀粉乳，主要是淀粉及少量蛋白的混合液，送至12级旋流洗涤器进行逆流洗涤，后打至淀粉乳罐进行后续脱水干燥；检测其淀粉成品蛋白含量及其他指标。

实施例1调整浸泡工艺参数

一种高直链玉米淀粉的生产方法，调整浸泡工艺指标要求：提高浸泡期间温度至52-54℃，延长浸泡时间至55-60h，提高待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度至0.20-0.25％；其余操作和参数同常规高直链玉米淀粉加工工艺。具体浸泡条件和检测结果见表1。

表1

随浸泡条件调整，玉米表皮由半渗透膜变为渗透膜，颗粒内的可溶物更多地渗透至浸泡液中。浸泡液中亚硫酸可破坏掉颗粒内部蛋白质网二硫键，使被蛋白质包裹着的淀粉颗粒变为游离状态。还可使不溶性蛋白转变为可溶性蛋白，抑制有害菌群繁殖，促使乳酸杆菌的繁殖和生产乳酸，又因乳酸可将颗粒内部蛋白质网由紧密变成松散，减小蛋白质颗粒粒度，使蛋白更加容易溶解到浸泡液中，利于后续分离，淀粉收率及成品蛋白较调整前均有明显改善。

实施例2

一种高直链玉米淀粉的生产方法，于7级纤维洗涤槽中第5级洗涤槽内，分别按55、60、65、67、70g/t玉米加量加入纤维素酶；除添加纤维素酶外，其余操作和参数同常规高直链玉米淀粉加工工艺(浸泡工艺参数为浸泡温度51℃，浸泡时长52h，待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度0.19％)。检测结果见表2。

表2

由表2可知，随纤维素酶加量增大，纤维联接淀粉含量随之降低。纤维素酶是一种复合酶，主要作用于纤维表皮，将粗纤维分解成细纤维，更容易脱水挤干。在相同洗水时，洗涤更为彻底，附着在纤维表层的淀粉含量更少，淀粉收率相对升高。但因纤维素酶中含有一定量的淀粉酶，会引起提高纤维素酶加量，淀粉收率反而有所下降，故加量应严格控制。

实施例3

一种高直链玉米淀粉的生产方法，于12级旋流洗涤器中的1级进料管道前增设泡沫分离器。除增设泡沫分离器外，其余操作和参数同常规高直链玉米淀粉加工工艺(浸泡工艺参数为浸泡温度49℃，浸泡时长48h，待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度0.18％)。检测结果见表3。

表3

泡沫分离器依据表面吸附原理，利用通气鼓泡将淀粉乳中的蛋白在气-液界面并借助浮力向上移动，实现与淀粉乳分离。因蛋白质具有较强的表面活性，可在泡沫表面的气液界面产生吸附，最终上升至淀粉乳液主体上方形成泡沫层，从上端溢流槽进入溢流罐，经泵打入主分离机进行蛋白分离。

实施例4

一种高直链玉米淀粉的生产方法，调整浸泡工艺指标要求：提高浸泡期间温度至54℃，延长浸泡时间至58h，提高待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度至0.24％；于7级纤维洗涤槽中第5级洗槽内加入67g/t玉米的纤维素酶。除调整浸泡工艺指标及添加纤维素酶外，其余操作和参数同常规高直链玉米淀粉加工工艺(浸泡工艺参数为浸泡温度49℃，浸泡时长48h，待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度0.18％)。检测结果见表4。

表4

实施例5

一种高直链玉米淀粉的生产方法，7级纤维洗涤槽中第5级洗涤槽内添加67g/t玉米加量的纤维素酶，并于12级旋流洗涤器中的1级进料管道前增设泡沫分离器。除添加纤维素酶和增设泡沫分离器外，其余操作和参数同常规高直链玉米淀粉加工工艺(浸泡工艺参数为浸泡温度51℃，浸泡时长52h，待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度0.19％)。检测结果见表5。

表5

实施例6

一种高直链玉米淀粉的生产方法，调整浸泡工艺指标要求：提高浸泡期间温度至54℃，延长浸泡时间至60h，提高待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度至0.25％。于7级纤维洗涤槽第5级洗涤槽内添加67g/t玉米的纤维素酶，同时于12级旋流洗涤器中的1级进料管道前增设泡沫分离器。除调整浸泡工艺指标、添加纤维素酶及增设泡沫分离器外，其余操作和参数同常规高直链玉米淀粉加工工艺(浸泡工艺参数为浸泡温度51℃，浸泡时长52h，待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度0.19％)。检测结果见表6。

表6

实施例7

一种高直链玉米淀粉的生产方法，调整浸泡工艺指标要求：提高浸泡期间温度至54℃，延长浸泡时间至60h，提高提高待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度至0.25％。同时于12级旋流洗涤器中的1级进料管道前增设泡沫分离器。除调整浸泡工艺指标及增设泡沫分离器外，其余操作和参数同常规高直链玉米淀粉加工工艺(浸泡工艺参数为浸泡温度49℃，浸泡时长48h，待破碎玉米罐内新酸SO₂浓度0.18％)。检测结果见表7。

表7

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种高直链玉米淀粉的生产方法，其特征在于，在高直链玉米淀粉加工工艺的基础上，调整步骤（1）-（3）：

（1）调整浸泡工艺指标要求：提高浸泡期间温度至52-54℃，延长浸泡时间至55-60h，提高待破碎玉米罐内SO₂浓度至0.20-0.25%；

（2）在纤维洗涤过程加入纤维素酶，添加于7级纤维洗涤槽中第5级洗涤槽内，添加量为55-70g/t玉米；

（3）增设泡沫分离器，安装于12级旋流洗涤器中的1级进料管道前；

所述高直链玉米淀粉加工工艺为：

第一步，净化原料玉米：以高直链玉米为原料，去除高直链玉米原料中的碎玉米、杂质；

第二步，浸泡工序：将高直链玉米置于浸泡罐中经多罐串联逆流循环浸泡，11个罐相互贯通串联组成一个浸泡液可以循环的浸泡罐组；浸泡期间浸泡指标参数为浸泡温度49-51℃、浸泡时间48-52h、待破碎玉米罐内SO₂浓度为0.18-0.19%；

第三步，粗磨：泡后玉米经头道磨破碎成碎玉米，由胚芽泵送至一级胚芽旋流器，胚芽从顶流流出去往胚芽洗涤工序；底流返回二道磨进行二次破碎，经胚芽泵送至二级胚芽旋流器，此时顶流与头道磨破碎经曲筛分出的浆料混合，再次进入一级胚芽旋流器进行胚芽分离，底流浆液进入细磨工序；

第四步，细磨：一级胚芽旋流器底流浆液进入针磨及三联筛进行两级细磨剥离纤维内的淀粉；细磨后的浆液进行纤维分离；

第五步，纤维分离：细磨后的浆液与洗涤水一起进入含有压力曲筛系统的7级纤维洗涤槽的第1级纤维洗涤槽内，筛下物进入下道工序；每道曲筛的筛上物依次送至下一道曲筛进一步筛洗，直至将纤维中的游离淀粉清理干净，纤维从第7级筛面排出；第3-7道曲筛的筛下物，携带着洗涤下来的游离淀粉逐级向前移动，用来稀释和清洗前道曲筛物料集收槽中的筛上物，最后由第1和2道曲筛的筛下物共同分出一级粗淀粉乳，去往精制工段进行淀粉及蛋白分离；

第六步，淀粉的分离与精制：一级粗淀粉乳经预浓缩机进行初步浓缩，后进入主分离机，溢流主要为蛋白，进入浓缩机进行浓缩，后进入蛋白加工工序；底流为二级粗淀粉乳，主要是淀粉及少量蛋白的混合液，送至12级旋流洗涤器进行逆流洗涤，后打至淀粉乳罐进行后续脱水干燥；检测其淀粉成品蛋白含量及其他指标。

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