专利名称：从荞麦中连续提取荞麦淀粉、荞麦蛋白、黄酮、膳食纤维的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种农副产品深加工的工艺过程，特别涉及一种从甜荞麦和苦荞麦中提取二种荞麦淀粉、四种荞麦蛋白、黄酮和膳食纤维的连续生产工艺。
背景技术：
荞麦分为甜荞麦和苦荞麦二大类。甜荞麦主要分布在我国东北、内蒙、山西、陕西、宁夏等地，苦荞麦主要分布在我国西南山区，产量居世界第二。荞麦富含淀粉、蛋白质、黄酮和膳食纤维，能有效降低胆固醇、抑制体脂蓄积、降低血糖和尿糖，对高血压、心血管疾病、糖尿病等有一定预防和辅助治疗，被誉为“长寿食品”。如申请号为02153289.3的专利申请文件公开的技术是用干磨法从去除麸皮的荞麦心粉中提取一种混合荞麦蛋白和淀粉，它是一种非连续生产的工艺，而且心粉用碱液提取，影响了荞麦淀粉质量。另外，蛋白膏加入常规清水进行漂洗，由于PH值不在等电点范围内，蛋白极易溶于水，被水漂洗掉；喷雾前配成的固体含量为8～15％，浓度过低，喷不成粉，蛋白收得率低。混合荞麦蛋白和淀粉其用途范围小，有的还要进一步进行分离，而分离技术难度大，投入设备成本高，不利于工业化大批量生产。
另一申请号为02153288.5的专利申请文件公开的技术是用干磨法从荞麦麸皮中提取混合荞麦蛋白、黄酮和膳食纤维，同样存在蛋白膏用常规水洗涤，由于PH值不在等电点范围内，蛋白极易溶于水，被水漂洗掉；喷雾前配成的固体含量为8～15％悬浮液，浓度过低，喷不成粉；提取的混合蛋白还需根据需要进一步分离等缺陷。
上述两项专利申请公开的都是一种间断式加工工艺，其设备投入大、生产过程粉尘量大，不但影响生产环境，而且流失严重，利用率低。
发明内容
本发明目的在于充分利用荞麦，用水磨法连续生产高附加值的两种荞麦淀粉、四种荞麦蛋白单体、黄酮、膳食纤维的工艺。
本发明工艺步骤如下a、荞麦加水浸泡后，经磨浆、水平筛分离得荞麦浆和皮渣；b、荞麦浆经旋流分离器分离得淀粉浆和蛋白液；c、淀粉浆用离心机分离得湿淀粉(1)和清液(1)；湿淀粉经干燥得荞麦淀粉(1)；清液(1)经酸沉淀得沉淀(1)和清液(2)；沉淀(1)经洗涤、干燥得荞麦蛋白(1)；d、蛋白液经离心机分离得湿淀粉(2)和清液(3)；湿淀粉(2)经真空干燥、粉碎得荞麦淀粉(2)；清液(3)经酸沉淀得沉淀(2)和清液(4)；沉淀(2)经洗涤、干燥得荞麦蛋白(2)；e、将清液(2)和清液(4)合并，真空浓缩，经干燥得荞麦蛋白(3)；f、皮渣加适量水，调节PH至碱性，加碱性蛋白酶水解，离心，得清液(5)和沉淀(3)；清液(5)经真空浓缩、干燥得荞麦蛋白(4)。
g、沉淀(3)用一定浓度乙醇提取，离心分离，得清液(6)和沉淀(4)；清液(6)经回收乙醇、冷却、超声波处理，静置析出结晶，干燥粉碎，得黄酮；沉淀(4)经水洗、脱水、烘干、粉碎得膳食纤维。
本发明采用水磨法连续生产二种荞麦淀粉、四种荞麦蛋白、黄酮和膳食纤维的工艺，是从一种资源中得到八种高附加值产品，为农副产品深加工找到一条综合开发利用的新途径，由于原料来自于包括外皮的荞麦，使整个荞麦得到了充分利用，整个生产过程无固体废物排放。由于采用连续法生产，设备投入小，生产效率高，运行成本低。由于采用湿法加工，生产车间无尘，环保，流失少，收得率高。荞麦淀粉不仅可以单独食用，还可以作为食品的稳定剂、增稠剂、增粘剂，对食品品质的改善和营养价值的提高有显著影响。荞麦蛋白主要有清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白四种，各种荞麦蛋白分别具有降低血清胆固醇、抑制体内脂肪蓄积、改善便秘、抗衰老、抑制大肠癌发生、抑制胆结石等功能，具有不同的用途。黄酮具有软化血管，改善血管通透性、扩张血管、降低血压、抗氧化和抗动脉粥样硬化等方面作用。膳食纤维具有吸水膨胀、吸附功能，因而可以持水、持油、降血脂、血压、血糖，改善便秘。
步骤a中，荞麦米与水的重量比为1∶1.5～1∶3.5，浸泡2～10小时；浸泡后荞麦米用金钢砂磨磨浆，磨浆时适量加水，加水总重量为荞麦重量的4～8倍；荞麦浆与渣的分离是通过4～8台水平不锈钢筛过筛，筛网的目数为80～150目。
步骤b中，去渣荞麦浆经8～15个旋流分离器分成淀粉浆和蛋白液。
步骤c中，淀粉浆中淀粉与清液的分离是在卧式螺旋离心机中进行，离心机转鼓直径∶长度≥1∶4.0；湿淀粉(1)的干燥方式为气流干燥；制取荞麦蛋白(1)时，酸沉淀的PH范围为3.0～5.5，所用的酸为盐酸或硫酸或醋酸，酸的浓度为10～15％，干燥方式为喷雾干燥，进口热风温度为140℃～190℃，出口温度为65℃～95℃。
步骤d中，蛋白液中的湿淀粉和蛋白液的分离是在卧式螺旋离心机中进行，离心机转鼓直径∶长度≥1∶4.2，淀粉(2)的干燥方式为真空干燥。制取荞麦蛋白(2)时的酸液PH范围为3.5～5.5，所用酸为盐酸或硫酸或醋酸，酸的浓度为10～15％，洗涤时，用PH范围为3.0～5.5的水；所述干燥为喷雾干燥，将喷雾前固体含量为25～55％的悬浮液进行喷雾，进口热风温度为140℃～190℃，出口温度为65℃～95℃。
步骤e中，清液(2)和清液(4)合并，用降膜式真空浓缩机浓缩至含固量25～55％；干燥为喷雾干燥，进口热风温度为140℃～190℃，出口温度为65℃～95℃。
步骤f中，皮渣加水4～8倍，PH值为8.5～11.0，温度30℃～50℃，加碱性蛋白酶30～50μ/g，酶解20～60分钟；清液用降膜式浓缩机浓缩至含固量25～55％，干燥为喷雾干燥，进口热风温度为140℃～190℃，出口温度为65℃～95℃；调PH值用碱浓度为10～20％的氨水或氢氧化钠液，碱性蛋白酶为2709或Alcalase。
步骤g中，沉淀(3)提取工序中所用乙醇浓度为40～60％(v/v)，沉淀(3)与乙醇的料液比为1∶2～1∶4，温度50℃～70℃，在微波场中萃取15～30分钟，回收乙醇，浓缩至含固量30～60％，在20～100KHz、20～140W的超声波中处理1～10min，温度0℃±2℃，静置3～8小时，得黄酮晶体。
图1为本发明的工艺流程图。
实施方式例一1、浸泡称取甜荞麦米25吨，加水40吨，浸泡8小时。
2、磨浆将浸泡过的荞麦米通过金钢砂磨磨浆，磨浆时适量加水，加水总量约为160吨。
3、过筛将荞麦浆通过80～150目8台水平不锈钢筛过筛，将荞麦浆中的皮渣分离出，得荞麦浆160吨、皮渣25吨。
4、分离将荞麦浆经十二个旋流分离器分离得淀粉浆87吨、蛋白液73吨。
5、提取荞麦淀粉(1)将87吨淀粉浆连续通过卧式螺旋离心机，得湿淀粉和清液(1)。卧式螺旋离心机转鼓的直径∶长度≥1∶4.0。湿淀粉经气流干燥得荞麦淀粉(1)13.5吨。
6、提取荞麦淀粉(2)将73吨蛋白液连续通过卧式螺旋离心机，得湿淀粉和清液(3)，卧式螺旋离心机转鼓的直径∶长度≥1∶4.2。湿淀粉经真空干燥得荞麦淀粉(2)2.9吨。真空干燥时真空度为650mmHg，温度60℃，时间4.5小时。
7、从清液(1)中提取荞麦蛋白(1)在搅拌下向清液(1)慢慢加入浓度为10～15％盐酸或硫酸或醋酸溶液，调节PH值至4.5，静置1小时，用离心机分离，得沉淀和清液(2)。
沉淀用PH值为4.5的水洗涤两次，用无盐水或自来水配成含固体30％的悬浮液，均质，经压力式喷雾干燥机喷雾干燥，得蛋白含量大于75％的荞麦蛋白(1)130kg，喷雾干燥时热风进口温度165℃，出口温度为65℃。
8、从清液(2)中提取荞麦蛋白(2)搅拌下向慢慢加入10％盐酸或硫酸或醋酸溶液，调节PH值至5.0，静置1小时，用离心机分离，得清液(4)和沉淀；沉淀用PH值为5.0的水洗条2次，用自来水或无盐水配成含固体40％的悬浮液，均质，经压力式喷雾干燥机喷雾干燥，得蛋白含量大于75％的荞麦蛋白(2)203kg。喷雾干燥时进口热风进口温度145℃，出口温度70℃。
9、提取荞麦蛋白(3)将清液(2)和清液(4)合并，用降膜式三效浓缩机浓缩，一效温度90℃，二效温度65℃，三效温度45℃，浓缩至含固体量55％，均质，经压力式喷雾干燥机喷雾干燥，得蛋白含量大于70％的荞麦蛋白(3)746kg，喷雾干燥时进口热风温度140℃，出口温度65℃。
10、从皮渣中提取荞麦蛋白(4)皮渣加水6倍，搅匀，用10％氢氧化钠溶液或氨水调PH值至10.5，升温至38℃～40℃，加碱性蛋白酶2709或碱性蛋白酶Alcalase 35μ/g，酶解30分钟，升温至80℃灭酶15分钟，离心得清液和沉淀，清液用降膜式三效浓缩机浓缩至固体含量25％，压力式喷雾干燥机喷雾干燥得蛋白含量大于65％的荞麦蛋白(4)256kg。喷雾干燥时进口热风温度140℃，出口温度65℃。
11、提取黄酮将10中得到的沉淀加95％乙醇至含醇量60％，调节料液比为1∶4，在微波场中(工业微波炉中)50℃～60℃萃取20分钟，离心分离，得清液和沉淀。清液减压回收乙醇，继续浓缩至含固量35％，冷至室温，20KHz、60W的超声波中处理8min，在移入0℃±2℃冷室中静置4小时待结晶析出完全后，离心分离，用少量60％乙醇喷淋洗涤沉淀后，55℃～60℃真空干燥，得黄酮12.5kg。
12、膳食纤维的提取将11中沉淀用清水洗至无醇味，离心脱水，在90℃左右烘房中烘干，粉碎，过150目筛，得膳食纤维3.6吨。
通过以上工艺，可从25吨甜荞麦米中获得荞麦淀粉(1)13.5吨，荞麦淀粉(2)2.9吨，蛋白含量大于75％的荞麦蛋白(1)130kg，蛋白含量大于75％的荞麦蛋白(2)203kg，蛋白含量大于70％的荞麦蛋白(3)746kg，蛋白含量大于65％的荞麦蛋白(4)256kg，黄酮12.5kg，膳食纤维3.6吨。
例二称取苦荞麦米25吨，依照相同工艺，进行加工，可从25吨苦荞麦米中获得养麦淀粉(1)12.5吨，荞麦淀粉(2)2.6吨，蛋白含量大于75％的荞麦蛋白(1)128kg，蛋白含量大于75％的荞麦蛋白(2)202kg，蛋白含量大于70％的荞麦蛋白(3)745kg，蛋白含量大于65％的荞麦蛋白(4)258kg，黄酮72kg，膳食纤维3.5吨。
权利要求
1.一种从荞麦中连续提取荞麦淀粉、荞麦蛋白、黄酮、膳食纤维的工艺，其特征在于包括以下工艺步骤a、荞麦加水浸泡后，经磨浆、水平筛分离得荞麦浆和皮渣；b、荞麦浆经旋流分离器分离得淀粉浆和蛋白液；c、淀粉浆用离心机分离得湿淀粉(1)和清液(1)；湿淀粉经干燥得荞麦淀粉(1)；清液(1)经酸沉淀得沉淀(1)和清液(2)；沉淀(1)经洗涤、干燥得荞麦蛋白(1)；d、蛋白液经离心机分离得湿淀粉(2)和清液(3)；湿淀粉(2)经真空干燥、粉碎得荞麦淀粉(2)；清液(3)经酸沉淀得沉淀(2)和清液(4)；沉淀(2)经洗涤、干燥得荞麦蛋白(2)；e、将清液(2)和清液(4)合并，真空浓缩，经干燥得荞麦蛋白(3)；f、皮渣加适量水，调节PH至碱性，加碱性蛋白酶水解，离心，得清液(5)和沉淀(3)；清液(5)经真空浓缩、干燥得荞麦蛋白(4)；g、沉淀(3)用一定浓度乙醇提取，离心分离，得清液(6)和沉淀(4)；清液(6)经回收乙醇、冷却、超声波处理，静置析出结晶，干燥粉碎，得黄酮；沉淀(4)经水洗、脱水、烘干、粉碎得膳食纤维。
2.根据权利要求1中所述工艺，其特征在于步骤a中荞麦米与水的重量比为1∶1.5～1∶3.5，浸泡2～10小时。
3.根据权利要求1中所述工艺，其特征在于步骤a中浸泡后荞麦米用金钢砂磨磨浆，磨浆时适量加水，加水总重量为荞麦重量的4～8倍；荞麦浆与渣的分离是通过4～8台水平不锈钢筛过筛，筛网的目数为80～150目。
4.根据权利要求1中所述工艺，其特征在于步骤b中去渣荞麦浆经8～15个旋流分离器分成淀粉浆和蛋白液。
5.根据权利要求1中所述工艺，其特征在于步骤c中淀粉浆中淀粉与清液的分离是在卧式螺旋离心机中进行，离心机转鼓直径∶长度≥1∶4.0；湿淀粉(1)的干燥方式为气流干燥；酸沉淀时，酸的PH范围为3.0～5.5，所用的酸为盐酸或硫酸或醋酸，酸的浓度为10～15％；沉淀(1)洗涤时，用PH范围为3.0～5.5的水；所述干燥为喷雾干燥，将喷雾前固体含量为25～55％的悬浮液进行喷雾，进口热风温度为140℃～190℃，出口温度为65℃～95℃。
6.根据权利要求1中所述工艺，其特征在于步骤d中蛋白液中的湿淀粉和蛋白液的分离是在卧式螺旋离心机中进行，离心机转鼓直径∶长度≥1∶4.2，淀粉(2)的干燥方式为真空干燥。
7.根据权利要求1中所述工艺，其特征在于步骤d中制取荞麦蛋白(2)时的酸液PH范围为3.5～5.5，所用酸为盐酸或硫酸或醋酸，酸的浓度为10～15％，洗涤时，用PH范围为3.0～5.5的水；所述干燥为喷雾干燥，将喷雾前固体含量为25～55％的悬浮液进行喷雾，进口热风温度为140℃～190℃，出口温度为65℃～95℃。
8.根据权利要求1中所述工艺，其特征在于步骤e中清液(2)和清液(4)合并，用降膜式真空浓缩机浓缩至含固量25～55％；干燥为喷雾干燥，进口热风温度为140℃～190℃，出口温度为65℃～95℃。
9.根据权利要求1中所述工艺，其特征在于步骤f中皮渣加水4～8倍，PH值为8.5～11.0，温度30℃～50℃，加碱性蛋白酶30～50μ/g，酶解20～60分钟；清液用降膜式浓缩机浓缩至含固量25～55％，干燥为喷雾干燥，进口热风温度为140℃～190℃，出口温度为65℃～95℃；调PH值用碱浓度为10～20％的氨水或氢氧化钠液，碱性蛋白酶为2709或Alcalase。
10.根据权利要求1中所述工艺，其特征在于步骤g中沉淀(3)提取工序中所用乙醇浓度为40～60％(v/v)，沉淀(3)与乙醇的料液比为1∶2～1∶4，温度50℃～70℃，在微波场中萃取15～30分钟，回收乙醇，浓缩至含固量30～60％，在20～100KHz、20～140W的超声波中处理1～10min，温度0℃±2℃，静置3～8小时，得黄酮晶体。
全文摘要
水磨法连续生产荞麦淀粉、荞麦蛋白、黄酮、膳食纤维的工艺，涉及一种从荞麦中提取荞麦淀粉、荞麦蛋白、黄酮和膳食纤维的连续生产工艺。荞麦加水浸泡后，经磨浆、水平筛分离得荞麦浆和皮渣，从荞麦浆中分别连续分离制得荞麦淀粉(1)、荞麦淀粉(2)、荞麦蛋白(1)、荞麦蛋白(2)和荞麦蛋白(3)；从皮渣皮渣中分离制得荞麦蛋白(4)、黄酮和膳食纤维。本发明从一种资源中得到八种高附加值产品，为农副产品深加工找到一条综合开发利用的新途径，由于原料来自于包括外皮的荞麦，使整个荞麦得到了充分利用，整个生产过程无固体废物排放。由于采用连续法生产，设备投入小，生产效率高，运行成本低。生产车间无尘，环保，流失少，收得率高。
文档编号C08B30/00GK1654479SQ20051003815
公开日2005年8月17日 申请日期2005年1月19日 优先权日2005年1月19日
发明者黄磊 申请人:黄磊