CN113735983B - 一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，属于改性淀粉制备技术领域。本发明公开的一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，以常规玉米淀粉生产方法为基础，调整部分工艺：(1)增设泡沫分离器，利用泡沫分离原理，去除原淀粉乳中漂浮蛋白；(2)增设筛网，去除原淀粉乳中多余蛋白；(3)添加少量碱性蛋白酶及脂肪酶，初步将蛋白及脂肪大分子分解成小分子；(4)淀粉乳升温，提高蛋白及脂肪变性机率；(5)添加少量氧化剂，实现轻度氧化，去除部分蛋白。本发明主要针对低脂低蛋白含量玉米淀粉在药用及材料用途方面，因脂肪及蛋白含量过多造成的应用局限问题，提高低脂低蛋白含量玉米淀粉在市场上的普及率。
Description
技术领域
本发明涉及改性淀粉制备技术领域，更具体的说是涉及一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法。
背景技术
玉米粒中的蛋白质含量约为8％～14％，其中20％存在于胚芽中，75％存在于胚乳中。玉米中脂肪含量大约为4.6％，含量因品种各异。脂肪主要存在于胚芽中，胚芽中脂肪含量占35％～40％，其中包含72％的液态脂肪酸和28％的固体脂肪酸。此外，玉米种还含有四类脂肪的磷脂，含量在0.28％左右。
淀粉颗粒通常含有少量的脂类和颗粒结合蛋白，二者的单一或协同作用，对于淀粉的理化特性、颗粒结构特性、加工特性和实际应用等有很大的影响。淀粉与脂类可形成淀粉-脂质复合物，影响淀粉的流变学特性、热学特性、酶解特性及老化特性等；颗粒结合蛋白参与淀粉的合成，影响胚乳的质地及淀粉颗粒的糊化特性、热特性和消化特性等。
对不同原料影响性质不同，脂类成分在稻米的储藏过程中极易发生水解、氧化，促使稻米陈化变质，导致稻米食用品质下降。脱脂可增加马铃薯淀粉的衍射强度，并改变晶体类型，降低淀粉的膨胀系数和峰值黏度；高直链玉米淀粉脱脂后的酸解效应增强，更多的直链淀粉可以形成双螺旋；经脱脂后的糯玉米淀粉磷元素含量显著降低；经脱脂脱蛋白处理后小麦淀粉颗粒表面较光滑，分散程度均匀，偏光十字更加明显；溶解度和膨胀度随温度的增长趋势显著增加；起始温度、峰值温度、终值温度、透明度、峰值黏度、衰减值、回生值显著增加；冻融稳定性、峰值时间显著降低；热焓值无显著变化。由于淀粉脂肪及蛋白含量偏高，在药用及材料方面的应用具有局限性。
因此，提供一种低脂低蛋白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，本发明提供了一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，在常规玉米淀粉生产工艺的基础上，调整步骤(1)-(5)中的至少一步：
(1)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：于底部通入臭氧，利用汽水混合物和液体之间压力不平衡，悬浮物附着气泡上浮，实现蛋白与淀粉乳分离；
(2)增设筛网，安装于精乳罐上端；所述筛网目数120-200目，筛面孔径74-125μm；优选孔径88-100μm，目数150-180目；筛网对进入精乳罐的淀粉乳过筛，去除异物的同时，过滤除去表层蛋白泡沫；
(3)在精乳罐内添加碱性蛋白酶及脂肪酶；所述碱性蛋白酶添加量为淀粉干基质量分数的0.05‰-0.1‰；所述脂肪酶添加量为淀粉干基质量分数的0.25‰-1‰；初步将蛋白及脂肪分解成小分子，便于后续分离去除；
(4)淀粉乳升温，于精乳罐内板换循环升温至55-60℃，计时1h；
(5)在精乳罐内添加氧化剂；所述氧化剂为次氯酸钠、双氧水、高锰酸钾中的至少一种，优选次氯酸钠；所述氧化剂添加量为淀粉干基质量分数的0.5％-1.5％；所述氧化剂与碱性蛋白酶及脂肪酶同时使用时，氧化剂于两酶加入30min后再加入，防止氧化剂与酶反应，造成酶失活。利用次氯酸钠强氧化性，促使蛋白氧化，进而变性失活，又因蛋白质是生命活动的主要承担者，添加次氯酸钠也可抑制泡沫分离器内内菌落繁殖。
进一步，所述常规玉米淀粉生产工艺为：
第一步，净化原料玉米：以优质玉米为原料，去除玉米原料中的碎玉米、杂质；
第二步，浸泡工序：将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50-53℃、浸泡时间40-44h、待破碎玉米罐内新酸SO2浓度为0.16-0.21％；
第三步，粗磨：浸泡后玉米经头道磨和二道磨2道磨，经一二级胚芽旋流器进行胚芽分离；
第四步，细磨：去除胚芽的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进入含有压力曲筛系统的7级纤维洗涤槽进行逆流洗涤，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，后打至精乳罐，此时淀粉乳温度约40℃，进行后续脱水干燥至成品水分≤14％；检测其淀粉成品蛋白及脂肪含量。
进一步，步骤(1)所述泡沫分离器增设2～5台，实现对整体12级底流淀粉乳进行除蛋白预处理。
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低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，具有以下有益效果：
(1)增添泡沫分离器，依据表面吸附原理，蛋白质较强的表面活性，可在泡沫表面的气液界面产生吸附，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，最终上升至淀粉乳液主体上方形成泡沫层，实现与淀粉乳分离，降低初始淀粉乳蛋白质含量；
2)淀粉乳经泡沫分离器后进一步过筛网，过滤除去异物的同时，除去表层漂浮蛋白；
3)升温主要是破坏蛋白质分子中的氢键，蛋白质分子中的酰氧原子核外电子，受质子的影响，向质子移动，相邻的碳原子核外电子向氧移动，相对裸露的碳原子核，被亲核加成，使分子变大，流动性变差，造成蛋白质变性失活，进而去除；
4)添加次氯酸钠，因次氯酸钠具有强氧化性，能够氧化蛋白质，使其失去生物活性，发生变性被除去。
具体实施方式
下面将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。
对比例常规玉米淀粉生产工艺
第一步，净化原料玉米：以优质玉米为原料，去除玉米原料中的碎玉米、杂质；
第二步，浸泡工序：将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50℃、浸泡时间42h、待破碎玉米罐内新酸SO2浓度为0.20％；
第三步，粗磨：浸泡后玉米经头道磨和二道磨2道磨，经一二级胚芽旋流器进行胚芽分离；
第四步，细磨：去除胚芽的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进入含有压力曲筛系统的7级纤维洗涤槽进行逆流洗涤，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，后打至精乳罐，此时淀粉乳温度约40℃，进行后续脱水干燥至成品水分≤14％；检测其淀粉成品蛋白及脂肪含量。
实施例1
一种低脂低蛋白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2台泡沫分离器；其余操作和参数同对比例的常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表1。
表1
与对比例相比，在经泡沫分离器处理后，淀粉蛋白含量较脂肪含量降低更为明显。处理方式主要是将水中蛋白质悬浮物颗粒及油粒带到水面形成浮渣排除。
实施例2
一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，于精乳罐上端分别放置孔径74μm、88μm、100μm、125μm，对应目数200目、180目、150目、120目4个不同尺寸的筛网；其余操作和参数同对比例的常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表2。
表2
| 筛网目数 | 无筛网(对比例) | 120目 | 150目 | 180目 | 200目 |
| 成品蛋白含量/％ | 0.42 | 0.40 | 0.37 | 0.35 | 0.35 |
| 成品脂肪含量/％ | 0.45 | 0.37 | 0.35 | 0.31 | 0.31 |
筛网主要用于去除淀粉乳中的异物及少量蛋白，因淀粉乳浓度偏高，过筛速率随目数增高而缓慢，为保证生产正常运行，优选筛网目数在150-180目。
实施例3
一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，于精乳罐内加入淀粉干基质量分数0.05‰、0.07‰、0.09‰及0.1‰的碱性蛋白酶，同时复配加入淀粉干基质量分数0.3‰、0.5‰、0.8‰及1.0‰的脂肪酶；其余操作和参数同对比例的常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表3。
表3
| 碱性蛋白酶加量/‰ | 未添加(对比例) | 0.05 | 0.07 | 0.09 | 0.1 |
| 脂肪酶加量/‰ | 未添加 | 0.3 | 0.5 | 0.8 | 1.0 |
| 成品蛋白含量/％ | 0.41 | 0.39 | 0.36 | 0.34 | 0.33 |
| 成品脂肪含量/％ | 0.44 | 0.33 | 0.29 | 0.26 | 0.25 |
碱性蛋白酶可水解蛋白质中间部分肽键，又可将蛋白质的氨基或羧基末端降解成氨基酸残基，进而除去蛋白质。脂肪酶可将脂肪分解为脂肪酸、甘油、甘油单酯或二酯等小分子，经洗涤可去除。
实施例4
一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，于精乳罐内经板换循环升温，分别升至55℃、56℃、57℃、58℃、60℃共5个不同温度，待升至指定温度，计时1h；其余操作和参数同对比例的常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表4。
表4
| 淀粉乳温度/℃ | 40(对比例) | 55 | 56 | 57 | 58 | 60 |
| 成品蛋白含量/％ | 0.42 | 0.38 | 0.36 | 0.33 | 0.30 | 0.30 |
| 成品脂肪含量/％ | 0.45 | 0.39 | 0.36 | 0.30 | 0.29 | 0.27 |
实施例5
一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，于精乳罐内分别添加淀粉干基质量分数0.5％、0.7％、0.9％、1.0％、1.5％的次氯酸钠；其余操作和参数同对比例的常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表5。
表5
| 次氯酸钠添加量/％ | 未添加(对比例) | 0.5 | 0.7 | 0.9 | 1.0 | 1.5 |
| 成品蛋白含量/％ | 0.41 | 0.39 | 0.36 | 0.34 | 0.31 | 0.30 |
| 成品脂肪含量/％ | 0.44 | 0.40 | 0.37 | 0.34 | 0.29 | 0.28 |
实施例6
一种低脂低蛋白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3台泡沫分离器，并于精乳罐内经板换循环升温至57℃，计时1h；其余操作和参数同对比例的常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表6。
表6
| — | 成品蛋白含量/％ | 成品脂肪含量/％ |
| 对比例 | 0.42 | 0.43 |
| 实施例6 | 0.30 | 0.22 |
实施例7
一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，于精乳罐上端放置孔径100μm，150目筛网，并于精乳罐内添加淀粉干基质量分数0.9％的次氯酸钠；其余操作和参数同对比例的常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表7。
表7
| — | 成品蛋白含量/％ | 成品脂肪含量/％ |
| 对比例 | 0.43 | 0.42 |
| 实施例7 | 0.31 | 0.23 |
实施例8
一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，于精乳罐内加入淀粉干基质量分数0.08‰的碱性蛋白酶及0.8‰的脂肪酶。反应半小时后，加入干基质量分数0.9％的次氯酸钠；其余操作和参数同对比例的常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表8。
表8
| — | 成品蛋白含量/％ | 成品脂肪含量/％ |
| 对比例 | 0.41 | 0.44 |
| 实施例8 | 0.29 | 0.19 |
实施例9
一种低脂低蛋白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4台泡沫分离器，并于精乳罐内经板换循环升温至56℃，计时1h。后加入干基质量分数0.9％的次氯酸钠；其余操作和参数同对比例的常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表9。
表9
| — | 成品蛋白含量/％ | 成品脂肪含量/％ |
| 对比例 | 0.44 | 0.42 |
| 实施例9 | 0.26 | 0.16 |
实施例10
一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，于精乳罐上端安装180目筛网，精乳罐内加入淀粉干基质量分数0.08‰的碱性蛋白酶及0.8‰的脂肪酶。反应半小时后，加入干基质量分数0.9％的次氯酸钠；其余操作和参数同常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表10。
表10
| — | 成品蛋白含量/％ | 成品脂肪含量/％ |
| 对比例 | 0.42 | 0.43 |
| 实施例10 | 0.24 | 0.15 |
实施例11
一种低脂低蛋白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5台泡沫分离器，精乳罐上端放置180目筛网，经板换循环升温56℃，计时1h。并于精乳罐内加入干基质量分数1.0％的次氯酸钠；其余操作和参数同对比例的常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表11。
表11
| — | 成品蛋白含量/％ | 成品脂肪含量/％ |
| 对比例 | 0.41 | 0.42 |
| 实施例11 | 0.20 | 0.12 |
实施例12
一种低脂低蛋白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5台泡沫分离器，精乳罐上端放置180目筛网，经板换循环升温57℃，计时1h。于精乳罐内加入淀粉干基质量分数0.08‰的碱性蛋白酶及0.8‰的脂肪酶。反应半小时后，加入干基质量分数1.0％的次氯酸钠；其余操作和参数同对比例的常规玉米淀粉生产工艺。检测结果见表12。
表12
| — | 成品蛋白含量/％ | 成品脂肪含量/％ |
| 对比例 | 0.43 | 0.44 |
| 实施例12 | 0.17 | 0.08 |
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)
1.一种低脂低蛋白玉米淀粉的生产方法，其特征在于，在常规玉米淀粉生产工艺的基础上，增加步骤（1）-（3）：
（1）于12级旋流洗涤器中的1级进料管道前增设2~5台泡沫分离器；
（2）精乳罐上端放置120-200目筛网，筛面孔径74-125μm，经板换循环升温55-60℃，计时1h；
（3）于精乳罐内加入淀粉干基质量分数0.05‰-0.1‰的碱性蛋白酶及0.25‰-1‰的脂肪酶，反应0.5h后，于精乳罐内加入淀粉干基质量分数0.5%-1.5%的氧化剂；所述氧化剂为次氯酸钠、双氧水、高锰酸钾中的至少一种；
所述常规玉米淀粉生产工艺为：
第一步，净化原料玉米：以优质玉米为原料，去除玉米原料中的碎玉米、杂质；
第二步，浸泡工序：将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50-53℃、浸泡时间40-44h、待破碎玉米罐内新酸SO2浓度为0.16-0.21%；
第三步，粗磨：浸泡后玉米经头道磨和二道磨2道磨，经一二级胚芽旋流器进行胚芽分离；
第四步，细磨：去除胚芽的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进入含有压力曲筛系统的7级纤维洗涤槽进行逆流洗涤，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，后打至精乳罐，进行后续脱水干燥至成品水分≤14%；检测其淀粉成品蛋白及脂肪含量。
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| GR01 | Patent grant | ||
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