从玉米原浆中分离蛋白的方法
【技术领域】 本发明涉及谷物综合利用深加工领域，具体而言，本发明涉及从玉米原浆中分离蛋白 的方法。
【背景技术】 玉米浆(浓缩后的玉米浸泡液）是使用湿磨法生产玉米淀粉中的副产品。在现有的玉 米淀粉湿磨法生产工艺中，通过向在约50°C下浸泡的玉米中加入亚硫酸（> 0. 2wt%)，使得 蛋白基质分散，从而释放淀粉。在浸泡约4小时和8小时后，玉米胚芽和胚乳部分的吸水量 分别达到最高，随后胚芽和胚乳分离；在浸泡24-36小时后，胚体的蛋白基质基本分散；通 常在浸泡48小时后，蛋白基质完全分散。在浸泡过程中，玉米种皮在亚硫酸的作用下通透 性增加，玉米种粒中的一些可溶性蛋白质、无机盐和糖进入到浸泡水中。一般一吨玉米产 生0.8m 3的玉米浸泡液。玉米浸泡液营养丰富，其中的干物质浓度约为7wt%-10wt% (此时 的玉米浸泡液称为"玉米原浆")。所述干物质的成分主要为（以各成分的干重计）：粗蛋白 47wt%，总糖llwt%，灰分19wt%，总酸19wt%，以及维生素2wt%等。因此，淀粉厂一般将玉米 浸泡液通过3-5效蒸发系统浓缩为含干物质40wt%-50wt%的玉米浆产品（其中的蛋白含量 约为20wt%)，并在将该玉米浆产品与烘干玉米皮混合后，作为蛋白饲料(下文称为"喷浆蛋 白饲料"或"喷浆饲料"，蛋白含量为18wt%)销售。因为玉米浆产量大，除配制饲料外，还常 常单独销售。 然而，在通常情况下，现有技术中的玉米浆由于流动性不好，导致在将其与玉米皮进行 混合的过程中，操作性较差。所以，当前大多数现有技术都选择在进行蒸发之前先对玉米 浸泡液进行处理，以改善玉米浆产品的流动性。但是由于玉米浸泡液中的干物质在蒸发前 几乎都是可溶性的，所以此时难以通过单一的物理手段去除未来会影响玉米浆流动性的物 质。美国专利文献US2302393A公开了一种玉米浆的浓缩方法，该专利中通过预先将玉米 浸泡液整体加热到约71°C (160° F)以上来使其中的某些物质凝絮，然后再将温度升高到 至少约116°C (240° F)，并通过过滤等方式除去杂质，使除去杂质后的玉米浸泡液再进入 蒸发系统进行蒸发，从而生产出流动性好的玉米浆。但是在实际生产中，由于玉米浸泡液 产量大，如果对玉米浸泡液进行两次加热(且加热温度均较高)，耗费的能量和蒸汽消耗量 将会过大，因此，难以将上述专利技术运用到实际生产中。另外，过高的加热温度还会导致 来自蛋白中的氨基酸残基参与生成某些有害物质，如当加热温度大于100 °C时，半胱氨酸 和蛋氨酸会与葡萄糖反应形成有毒物质-丙烯酰胺（Food Chemistry,4th revised and extended edition，H. _D. Belitz、W. Grosch 和 P. Schieberle 编著，第 25-29 页）。而玉米 浆中除蛋白外，还含有大量的葡萄糖。 中国专利文献CN102443658B公开了一种对玉米浆进行精制的方法，该方法通过使用 碳酸铵或者用氧化钙或氢氧化钙对玉米浸泡液进行中和，静置后得到含有大量菲汀的沉淀 物，有目的地去除沉淀物后得到精制的玉米浆。另外，一些现有技术也提到了直接对玉米浸 泡液进行处理，例如，美国专利文献US4486458A和US4440792A公开了通过添加钙复合剂来 抑制胶凝的方法，并通过使用压滤机进行固液分离，以去除玉米浸泡液中的沉淀玉米浆凝 胶。中国专利文献CN102373247B公开了一种改良玉米浆的制备方法，其中通过添加盐使玉 米浆中的部分蛋白变性析出而除去，但其主要目的是将处理后的玉米浆作为发酵液使用。 上述后两种方法，都向玉米浆中引入了新的成分，影响了将玉米浆作为饲料使用。并且，由 于玉米浆产量高，对所添加试剂的消耗量大，提高了生产成本。此外，目前对于玉米浸泡液 或玉米浆的增值利用也多集中于菲汀提取、发酵用培养基原料等用途。 因此，如何在不增加生产成本的情况下，安全高效地改善玉米浆的流动性成为摆在本 领域技术人员面前的难题。而对于在改善玉米浆流动性的同时能够明显提高玉米原浆自身 的附加价值，更是本领域技术人员迫切希望进一步实现的目标。 本发明人通过对玉米浆所含粗蛋白组分、以及所述粗蛋白组分在蒸发过程中的特性 变化等方面进行研究后发现，玉米浆中的粗蛋白除了包括大量的游离氨基酸和小肽以外， 还有部分营养价值很高的蛋白组分。这些高营养价值的蛋白组分可在一定的分离条件下 得到，并且这些蛋白组分可能与玉米浆的流动性密切相关。本发明人通过进一步的研究首 次发现，从玉米原浆中分离出包含这些高营养价值蛋白组分在内的影响玉米浆流动性的因 素，不仅能得到相应的蛋白产品，同时还能改善玉米浆的流动性。这样，在不明显增加额外 成本的情况下(并不需要另外的大量能耗和化学试剂)，既能充分利用蒸发时的热能，又能 实现产品多元化，从而提升了玉米原浆本身的价值，而且还改善了将玉米浆用于制备喷浆 饲料时的操作性，从而给淀粉生产企业带来了良好的经济效益。
【发明内容】
本发明的一个目的涉及一种从玉米原浆中分离蛋白的方法，所分离的蛋白营养价值高 于玉米原浆中的粗蛋白，并且，本发明在分离出所述高营养价值蛋白的同时还改善了玉米 浆的流动性。 由此，本发明的制备方法所涉及的技术方案为： (1) 将玉米原浆在70°C以下进行初步浓缩，得到干物质浓度为15wt%-40wt%的初 步浓缩后的玉米浆，将所述初步浓缩后的的玉米浆加热至71°C -90°C，并浓缩得到干物 质浓度为23wt%-45wt%的再次浓缩后的玉米浆，随后，将该再次浓缩后的玉米浆降温至 60°C -75°C，得到降温后的玉米浆； (2) 将所述降温后的玉米浆通过如下（2a)和（2b)两种方式之一进行进一步的处理： (2a)将所述降温后的玉米浆进一步浓缩至干物质浓度为38wt%-50wt%，随后进一步降 温至45°C -75°C，进行第一次离心分离，得到第一轻相和第一固相，将所述第一轻相泵入储 罐直接用作玉米浆成品或与烘干玉米皮混合制成饲料； (2b)将所述降温后的玉米浆在60°C -75°C下直接进行第一次离心分离，得到第一轻相 和第一固相，将所述第一轻相在60°C -75°C下进一步浓缩至干物质浓度为38wt%-50wt%，得 到浓缩后的第一轻相，并将所述浓缩后的第一轻相用作玉米浆成品或与烘干玉米皮混合制 成饲料； (3) 将所述第一固相通过如下（3a)和（3b)两种方式之一进行进一步的处理： (3a)将所述第一固相直接进行干燥，得到蛋白成品； (3b)将所述第一固相经过水洗步骤处理后进行第二次离心分离，得到第二轻相和第二 固相，将所述第二固相进行干燥，得到蛋白成品。 在所述步骤（1)中，将所述初步浓缩后的玉米浆加热至71°C -85°C。 在所述步骤（1)中，将所述初步浓缩后的玉米浆进一步浓缩至干物质浓度为 2 3wt%-36wt%，得到所述再次浓缩后的玉米楽。 在所述步骤（2)的方式（2a)中，将所述降温后的玉米浆进一步浓缩至干物质浓度为 38wt%-50wt%〇 在所述步骤（2)的方式（2a)中，所述第一次离心分离在60°C -75°C的温度下进行。 在所述步骤（3)的方式（3b)中，所述水洗步骤中使用的水的质量（w)为第一固相质量 (w)的5倍以下（w/w)。 在所述步骤（3)的方式（3b)中，所述水洗步骤中使用的水的温度为10°C -45°C。 在所述步骤3)中，所述第一固相和所述第二固相各自独立地在管束干燥机中进行干 燥。 所述第一次离心分离和第二次离心分离各自独立地在2000-6000的分离因数下进行。 所述第一次离心分离和第二次离心分离各自独立地采用卧螺离心机、蝶式分离机或二 者的组合进行。 所述蛋白成品中的蛋白质含量以干重计为30wt%-70wt%。 在所述蛋白成品包含的蛋白质中，分子量为27kDa的蛋白质的光密度值与分子量为 3kDa-70kDa的蛋白质的总光密度值之比为15%-30%。 可通过如下段落[1]至段落[12]中所述的内容对本发明的技术方案加以说明：
[0001] . 一种从玉米原浆中分离蛋白的方法，所述方法包括如下步骤： (1) 将所述玉米原浆在70°c以下进行初步浓缩，得到干物质浓度为15wt%-40wt%的 初步浓缩后的玉米浆，将所述初步浓缩后的玉米浆加热至71°C -90°C，并浓缩得到干物质 浓度为23wt%-45wt%的再次浓缩后的玉米浆，随后，将所述再次浓缩后的玉米浆降温至 60°C -75°C，得到降温后的玉米浆； (2) 将所述降温后的玉米浆通过如下（2a)和（2b)两种方式之一进行进一步的处理： (2a)将所述降温后的玉米浆进一步浓缩至干物质浓度为38wt%-50wt%，然后进一步降 温至45°C-75°C，进行第一次离心分离，得到第一轻相和第一固相，将所述第一轻相泵入储 罐直接用作玉米浆成品或与烘干玉米皮混合制成饲料； (2b)将所述降温后的玉米浆在60°C -75°C下直接进行第一次离心分离，得到第一轻相 和第一固相，将所述第一轻相在60°C -75°C下进一步浓缩至干物质浓度为38wt%-50wt%，得 到浓缩后的第一轻相，并将所述浓缩后的第一轻相用作玉米浆成品或与烘干玉米皮混合制 成饲料； (3) 将所述第一固相通过如下（3a)和（3b)两种方式之一进行进一步的处理 (3a)将所述第一固相直接进行干燥，得到蛋白成品； (3b)将所述第一固相经过水洗步骤处理后进行第二次离心分离，得到第二轻相和第二 固相，将所述第二固相进行干燥，得到蛋