CN116120473A - 基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，包括如下步骤：获取小麦粉，并对所述小麦粉进行筛分、称重；制取臭氧水；将小麦粉与臭氧水混合制成面浆；将制成的面浆进行醒发；将中醒发后的面浆与臭氧水进行混合后进行均质，制成面糊悬浊液；对面糊悬浊液进行离心分离，得到A淀粉浆液和面筋相；对面筋相进行洗涤分离，得到B淀粉浆液和面筋蛋白；对A淀粉浆液和步骤S700中得到的B淀粉浆液进行气干燥，得到小麦淀粉；对面筋蛋白进行干燥，得到谷朊粉。本发明的实施例的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，一方面能够大大提高A淀粉和谷朊粉的得率，另一方面能够大大降低生产过程中微生物的数量。
Description
技术领域
本发明属于小麦淀粉加工领域，具体涉及一种基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法。
背景技术
粮食安全是国家安全重要基础。近年来，随着谷朊粉和淀粉被广泛应用于食品、饲料和医疗行业，谷朊粉和淀粉供需不平衡，开发高效绿色的工艺愈发重要。作为小麦淀粉的主要成分，面筋和淀粉的分离已成为一个重要的工业过程。
在现代工业生产中，主流的分离方法是将小麦粉与水混合成面糊，而后通过离心分级。在相同的离心力场中，面糊的不同成分承受不同的离心力，形成不同的离心层：重相(A淀粉)、中相(B淀粉、损坏淀粉、面筋)、轻相(戊聚糖等)。
采用面糊法提取淀粉和面筋的过程已多次优化，如添加木聚糖酶和过氧化物酶，改变水粉比，控制水温和醒发时间等以提高淀粉和活性面筋分数的产量和纯度，减少B或C淀粉。这些技术都是提高面筋蛋白的聚集，从而使面筋蛋白更容易分离，这是增加淀粉、谷朊粉产率的重要因素。
目前我国谷朊粉和小麦淀粉的生产还不成熟，小麦深加工转化率较低，因此寻找稳定、可靠的淀粉、谷朊粉加工工艺，对于大规模生产谷朊粉至关重要。另一方面，生产过程中面糊含水量高、营养丰富，容易导致微生物快速生长繁殖导致变质的问题也亟待解决。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的实施例提出一种基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，一方面能够大大提高A淀粉和谷朊粉的得率，另一方面能够大大降低生产过程中微生物的数量。
本发明实施例的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，包括如下步骤：
步骤S100：获取小麦粉，并对所述小麦粉进行筛分、称重；
步骤S200：制取臭氧水；
步骤S300：将步骤S100中的小麦粉与步骤S200中的臭氧水混合制成面浆；
步骤S400：将步骤S300中制成的面浆进行醒发；
步骤S500：将所述步骤S300中醒发后的面浆与所述步骤S200的臭氧水进行混合后进行均质，制成面糊悬浊液；
步骤S600：对所述步骤S500中面糊悬浊液进行离心分离，得到A淀粉浆液和面筋相；
步骤S700：对所述步骤S600中的面筋相进行洗涤分离，得到B淀粉浆液和面筋蛋白；
步骤S800：对步骤S600中得到的A淀粉浆液和步骤S700中得到的B淀粉浆液进行气干燥，得到小麦淀粉；
对步骤S700中得到的面筋蛋白进行干燥，得到谷朊粉。
在一些实施例中，所述步骤S200中的臭氧水的浓度为1.20-1.80mg/L。
在一些实施例中，所述步骤S200中的臭氧水的制取方法包括以下步骤：
步骤S210：将氧气通入臭氧发生器，并利用高频陶瓷沿面放电产生的高压静电对氧气进行电离制取臭氧；
步骤S220：利用高效气水涡轮混合器将步骤S210中制取的臭氧通入水中，制成臭氧水。
在一些实施例中，所述步骤S300中的小麦粉与臭氧水的比例为1:1.2。
在一些实施例中，所述步骤S400中的面浆在40℃的温度下醒发30min。
在一些实施例中，所述步骤S500中臭氧水的质量为所述步骤S100中小麦粉的质量的2倍。
在一些实施例中，所述步骤S600中的采用卧式螺旋离心机对所述步骤S500中的面糊悬浊液进行离心分离。
在一些实施例中，所述步骤S800中，所述A淀粉浆液和B淀粉浆液采用浓缩烘干的方式进行干燥；
所述面筋蛋白采用脱水烘干的方式进行干燥。
在一些实施例中，所述步骤S700中洗涤分离所用水为无菌水。
在一些实施例中，在所述步骤S100至所述步骤S800中的任一步骤中，均需要取样检测微生物数量。
附图说明
图1是本发明实施例的小麦淀粉的加工方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面详细描述本发明实施例的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法。
本发明实施例的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法包括以下步骤：
步骤S100：获取小麦粉，并对小麦淀粉进行筛分、称重；
步骤S200：制取臭氧水；
步骤S300：将步骤S100中的小麦粉与步骤S200中的臭氧水混合制成面浆；
步骤S400：将步骤S300中制成的面浆进行醒发；
步骤S500：将步骤S300中醒发后的面浆与步骤S200的臭氧水进行混合后进行均质，制成面糊悬浊液；
步骤S600：对步骤S500中面糊悬浊液进行离心分离，得到A淀粉浆液和面筋相；
步骤S700：对步骤S600中的面筋相进行洗涤分离，得到B淀粉浆液和面筋蛋白；
步骤S800：对步骤S600中得到的A淀粉浆液和步骤S700中得到的B淀粉浆液进行气干燥，得到小麦淀粉；
对步骤S700中得到的面筋蛋白进行干燥，得到谷朊粉。
本发明实施例的加工方法通过利用臭氧水与小麦粉进行混合制得面浆，具有以下优点：
(1)提升了A淀粉的得率和A淀粉和谷朊粉的纯度；
(2)降低了生产过程中材料中的菌落数目。
(3)使得分离出的谷朊粉中的谷蛋白的大聚体含量得以增加和游离巯基得以降低，以及吸水率和面筋指数都得以大幅提升，面筋网络结构增强，使得面筋蛋白具有更强的功能特性，有利于后续开发新的谷朊粉深加工产品，大大的提高了经济效益。
(4)大幅改善了所分离出谷朊粉的流变学特性，使得面筋蛋白的粘弹性和表面疏水性增加，还使得面筋蛋白的三维网络结构更有序且致密。
下面进一步描述本发明实施例的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法。
本发明实施例的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法包括以下步骤：
步骤S100：获取小麦粉，并对小麦粉进行筛分、称重；
上述步骤S100中所获取的小麦粉，应保证小麦粉无颗粒状杂物，且干燥无结块，以及具有高蛋白和破损淀粉含量低的小麦粉。
步骤S200：制取臭氧水；
上述步骤S200中，可采用以下步骤制取臭氧水。
步骤S210：将氧气通入臭氧发生器，并利用高频陶瓷沿面放电产生的高压静电对氧气进行电离制取臭氧；
步骤S220：利用高效气水涡轮混合器将步骤S210中制取的臭氧通入水中，制成臭氧水。
能够理解的是，制取臭氧水的所用水应呈微酸性，避免由于水的PH值过高导致臭氧水分解。
同时，为了防止臭氧发生器的压力过大，应避免臭氧发生器的出口具有较大的阻力。
能够理解的是，为了防止臭氧水腐蚀管路，臭氧水输送管路应采用不锈钢和聚氯乙烯。或对输送管路做防腐处理。
为保证工作人员的身体健康，制取臭氧的环境应保持通风，防止工作人员吸入臭氧对其呼吸系统造成损伤。
本发明实施例的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法中制取臭氧水的方式不局限于上述一种，本领域技术人员能够根据实际需要采用符合生产要求的臭氧水的制取方法。
步骤S300：将步骤S100中的小麦粉与步骤S200中的臭氧水混合制成面浆。
上述步骤S300中的小麦粉与臭氧水的比例为1:1.2，臭氧水的浓度为1.2-1.8mg/L。
上述臭氧水的浓度一方面具有较好的杀菌性能，另一方面也不会破坏面筋蛋白结构，大大提高了A淀粉和谷朊粉的得率。
同时上述步骤S300中所用的臭氧水应现用现制，如需保存时，应在低温下进行保存，例如4℃。同时在使用前应对臭氧水中的微生物数量进行检测，避免由于微生物数量过多而污染面浆。
本发明实施例的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法通过引入臭氧水与小麦粉混合形成面糊，通过臭氧的强氧化性催化面筋蛋白的游离巯基反应生成二硫键，促进面筋蛋白的聚合，以提高面糊中各组分的密度差，从而利于A淀粉、面筋蛋白的分离。本工艺能够提高A淀粉和活性面筋组分的产量和纯度，减少B淀粉及纤维组分。
同时，臭氧具有极强的杀菌能力，尤其溶于水中，杀菌能力更强。由于臭氧水高效绿色的杀菌性能，有利于整个生产过程的微生物灭杀净化，降低杀菌成本。
由此通过利用臭氧水与小麦粉进行混合制得面浆，具有以下优点：
(1)提升了A淀粉的得率和A淀粉和谷朊粉的纯度；
(2)降低了生产过程中材料中的菌落数目。
(3)使得分离出的谷朊粉中的谷蛋白的大聚体含量得以增加和游离巯基得以降低，以及吸水率和面筋指数都得以大幅提升，面筋网络结构增强，使得面筋蛋白具有更强的功能特性，有利于后续开发新的谷朊粉深加工产品，大大的提高了经济效益。
(4)大幅改善了所分离出谷朊粉的流变学特性，使得面筋蛋白的粘弹性和表面疏水性增加，还使得面筋蛋白的三维网络结构更有序且致密。
步骤S400：将步骤S300中制成的面浆进行醒发；
上述步骤S400中，将面浆的温度控制在40℃下醒发30min，上述醒发参数有利于面筋网格的形成，并能够提高产量。
步骤S500：将步骤S300中醒发后的面浆与步骤S200的臭氧水进行混合后进行均质，制成面糊悬浊液；
上述步骤S400中，臭氧水的质量为步骤S100中小麦粉的质量的2倍，换言之，臭氧水与小麦粉的比例为2:1，上述水粉比的面浆有利于降低在均质过程中对均质机械锁造成的损伤，同时能够保证面浆中无结块面团，使得面浆能够在输送管道中正常流动，避免面浆堵塞输送管道。
步骤S600：对步骤S500中面糊悬浊液进行离心分离，得到A淀粉浆液和面筋相。
上述步骤S600中，采用卧式螺旋离心机对面浆步骤S500中面浆悬浊液进行离心分离，得到上中下三层液相，
例如，上层为清相，清相为水溶物、纤维等。
中层为面筋相，面筋相包括面筋蛋白和B淀粉浆液；
下层为A淀粉浆液。
也就是说，面浆悬浊液进行离心分离后能够得到A淀粉浆液和面筋相。
步骤S700：对步骤S600中的面筋相进行洗涤分离，得到B淀粉浆液和面筋蛋白；
上述步骤S700中，洗涤分离所用水为无菌水。
步骤S800：对步骤S600中得到的A淀粉浆液和步骤S700中得到的B淀粉浆液进行气干燥，得到小麦淀粉；
对步骤S700中得到的面筋蛋白进行干燥，得到谷朊粉。
上述步骤S800中，步骤S600中的A淀粉浆液和步骤S700中的B淀粉浆液采用浓缩烘干的方式进行干燥；步骤S700中的面筋蛋白采用脱水烘干的方式进行干燥。
在一些实施例中，为防止在步骤S100至步骤S800中的任一步骤中，均需要取样检测微生物数量，以避免生产过程中的微生物数量过多。
在一些实施例中，为使生产能够连续进行，利用本发明实施例的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法的生产线应配备CIP清洗系统，能够在不停机的情况下对生产线进行清洗。同时每日应对该清洗系统进行灭菌处理，防止细菌滋生影响产品质量。
本发明实施例的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法中，相关参数所采用的检测方法如下：
采用国标GB 5009.9-2016检测A、B淀粉中含粗淀粉含量；
采用FOSS自动凯氏定氮仪检测谷朊粉蛋白含量；
采用快速水分测定仪检测淀粉、谷朊粉中含水量。
根据GB 4789.2-2022采用菌落总数测试片测定生产过程中菌落总数含量。
下面以1.2mg/L臭氧水为例，进一步说明本发明实施例小麦淀粉的加工方法的有益效果。
经过多次实验，使用1.2mg/L臭氧水进行水粉混合后，对于强筋粉，A淀粉产率从48.22％提升到52.12％,纯度从90.63％提升到92.26％，谷朊粉纯度从86.48％提升到90.46％；
经过多次实验，使用1.2mg/L臭氧水进行水粉混合后，对于弱筋粉，A淀粉产率从52.42％提升至56.92％，A淀粉纯度从88.13％提升到89.62％，谷朊粉纯度92.05％提升到94.49％。
经过多次实验，使用1.2mg/L臭氧水进行水粉混合后，选取面糊、淀粉浆进行菌落总数检测，经培养后数据显示，面糊菌落总数下降到对照组15％水平，淀粉浆菌落总数下降到对照组8.7％水平。
经过多次实验，使用1.2mg/L臭氧水进行水粉混合后，所分离出谷朊粉谷蛋白大聚体5含量增加，游离巯基显著性降低，吸水率及面筋指数都大幅提升，面筋网络结构增强，赋
予了面筋蛋白更强的功能特性，有利于开发新的谷朊粉深加工产品。
经过多次实验，使用1.2mg/L臭氧水进行水粉混合后，所分离出谷朊粉流变学特性相对对照组有大幅改善，面筋粘弹性增加，表面疏水性增加，二硫键构型由g-g-t构型像g-g-g构型转变，三维网络结构更有序且致密。
0在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、
“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、
“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所
指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发5明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
0在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”
等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
5在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以
是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”
可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。0在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些
示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S100：获取小麦粉，并对所述小麦粉进行筛分、称重；
步骤S200：制取臭氧水；
步骤S300：将步骤S100中的小麦粉与步骤S200中的臭氧水混合制成面浆；
步骤S400：将步骤S300中制成的面浆进行醒发；
步骤S500：将所述步骤S300中醒发后的面浆与所述步骤S200的臭氧水进行混合后进行均质，制成面糊悬浊液；
步骤S600：对所述步骤S500中面糊悬浊液进行离心分离，得到A淀粉浆液和面筋相；
步骤S700：对所述步骤S600中的面筋相进行洗涤分离，得到B淀粉浆液和面筋蛋白；
步骤S800：对步骤S600中得到的A淀粉浆液和步骤S700中得到的B淀粉浆液进行气干燥，得到小麦淀粉；
对步骤S700中得到的面筋蛋白进行干燥，得到谷朊粉。
2.根据权利要求1所述的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，其特征在于，所述步骤S200中的臭氧水的浓度为1.20-1.80mg/L。
3.根据权利要求1所述的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，其特征在于，所述步骤S200中的臭氧水的制取方法包括以下步骤：
步骤S210：将氧气通入臭氧发生器，并利用高频陶瓷沿面放电产生的高压静电对氧气进行电离制取臭氧；
步骤S220：利用高效气水涡轮混合器将步骤S210中制取的臭氧通入水中，制成臭氧水。
4.根据权利要求1中所述的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，其特征在于，所述步骤S300中的小麦粉与臭氧水的比例为1:1.2。
5.根据权利要求1中所述的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，其特征在于，所述步骤S400中的面浆在40℃的温度下醒发30min。
6.根据权利要求1中所述的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，其特征在于，所述步骤S500中臭氧水的质量为所述步骤S100中小麦粉的质量的2倍。
7.根据权利要求1中所述的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，其特征在于，所述步骤S600中的采用卧式螺旋离心机对所述步骤S500中的面糊悬浊液进行离心分离。
8.根据权利要求1中所述的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，其特征在于，所述步骤S800中，所述A淀粉浆液和B淀粉浆液采用浓缩烘干的方式进行干燥；
所述面筋蛋白采用脱水烘干的方式进行干燥。
9.根据权利要求1所述的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，其特征在于，所述步骤S700中洗涤分离所用水为无菌水。
10.根据权利要求1中所述的基于臭氧水的小麦淀粉与谷朊粉的分离方法，其特征在于，在所述步骤S100至所述步骤S800中的任一步骤中，均需要取样检测微生物数量。
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2023
- 2023-01-07 CN CN202310021333.1A patent/CN116120473A/zh active Pending
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