本发明涉及食品加工
技术领域：
，尤其是涉及一种以马铃薯为原料得到高麦芽糖浆和蛋白的制备方法。
背景技术：
：高麦芽糖浆是指麦芽糖含量达70％以上的糖浆，它具有许多优良特性，例如：高麦芽糖浆甜度低、抗结晶性好、吸湿性低，具有良好的热稳定性；高麦芽糖浆胶粘性大，增稠性强，另外，高麦芽糖浆被人体吸收时不通过胰岛素的作用，因此可用作糖尿病人食品中的甜味剂。麦芽糖浆不是经过浓缩后就是高麦芽糖浆，它与其中所含有的麦芽糖数量有关，浓缩后只能成为浓缩液，水分含量较低，与高麦芽糖浆有本质区别。另外，麦芽聚糖和麦芽糖浆是两个不同概念，麦芽聚糖为2～7糖，而麦芽糖为2糖，后者在物质组成和纯度上高于前者。麦芽糖浆很多农作物都可以制备，但是高麦芽糖浆对原料是有结构要求的，不是所有的都可以制备的。马铃薯蛋白具有很高的生物营养价值，氨基酸自然构成平衡优于其他植物蛋白，其中所包含的薯粘液蛋白不仅能保持关节腔内的润滑作用，而且还能保持人体心血管壁的弹性，阻止动脉粥样硬化，减少皮下脂肪，防止肝肾中结蹄组织萎缩，提高机体的免疫能力。常规马铃薯深加工技术中仅回收淀粉，对含有蛋白的浆液通常采取废水处理方式去除，造成资源浪费，或者采取絮凝或者加热方式回收废水中部分蛋白，加工成本大，且回收率低。马铃薯加工中很重要的一个难题是褐变的发生，褐变不仅造成感官品质下降，也影响产品的口感、风味和质地，造成很大的资源浪费和经济损失。褐变主要是酶促褐变，发生需要具备三个条件：酶、底物和氧气。现有技术对马铃薯蛋白精制采用加热和絮凝的方式精制，通常絮凝物为盐类或者调解ph较低，综合造成制作的蛋白得率不高、蛋白含量不高、灰分含量较高、添加物并非食品级，产品直接作为饲料销售。技术实现要素：针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种用马铃薯同时制备高麦芽糖浆和蛋白的方法。本发明通过分析马铃薯组成的成分特点，采取综合利用方式，在得到高麦芽糖浆的同时，同步回收得到马铃薯蛋白，并在过程中极大限度的保留蛋白活性，促进资源最大化利用。本发明的技术方案如下：一种用马铃薯同时制备高麦芽糖浆和蛋白的方法，包括如下步骤：(1)原料选择和前处理：选择没有发芽、腐烂发霉的马铃薯，清洗、去皮、70℃～80℃热水浸泡10～30min后滤水收集；(2)粉碎与筛分：将前处理后的马铃薯切丁、两级粉碎、筛分后实现浆渣分离得到马铃薯浆液和马铃薯渣；(3)标准化：调整马铃薯浆液浓度为20％～30％，ph值为4.5～5.5，添加0.2‰～0.5‰的α-淀粉酶并与马铃薯浆液混合均匀；(4)喷射液化与糊精化保温反应：通过进料泵管道输送，将标准化处理后的浆液泵入喷射液化器与高温蒸汽混合后进入闪蒸罐暂存，而后泵入糊精化罐保温反应；(5)板框过滤：糊精化保温反应结束后的马铃薯浆液泵入板框进料罐进行过滤，板框滤饼为粗蛋白渣，收集板框清液和一次冲洗滤饼的水洗液共同作为制备高麦芽糖浆原料；(6)粗蛋白渣精制：用步骤(5)得到的板框滤饼调整浆液浓度为15％～20％，换热温度为50～55℃，调节ph值为5.0～5.5，添加以干物质含量计的酸性脂肪酶3～5‰，反应2～5h，而后板框压滤后收集滤饼经过干燥得到马铃薯蛋白成品；(7)高麦芽糖浆制备：以步骤(5)清液为原料，泵入糖化罐进行糖化反应，而后经过活性炭脱色、离子交换树脂脱盐、再经过活性炭脱臭处理，最终浓缩至浓度为70％～75％。优选的，步骤(1)原料前处理前后马铃薯褐变颜色变化率＜5％。优选的，步骤(2)切丁采用常规马铃薯切丁机，切后截面面积为4～16cm2，切丁机刀片采用耐磨钢材制作，刀片厚度为0.5～1mm。优选的，步骤(2)两级粉碎分为破碎和粉碎两步，整个粉碎腔体处于密闭隔氧并通入惰性气体氮气，通过另一端出气孔测定氧气浓度情况调整氮气流速，控制氧气含量＜5％。优选的，切丁和两级粉碎后马铃薯浆液褐变颜色变化率＜5％。优选的，步骤(2)两级粉碎后的筛分装置与粉碎装置密闭无缝连接，筛分后筛上的马铃薯渣通过筛分机自带输送管道泵入一级粉碎进料仓中实现固渣有效成分充分分离提取，筛分后物料细度150目通过率大于95％，筛上物中纤维含量大于60％。优选的，步骤(3)所述α-淀粉酶的酶活为4万u/ml。优选的，步骤(4)通过控制物料进料量，使得喷射液化与糊精化保温反应过程中马铃薯浆液温度为68℃～70℃，整个过程在密闭环境进行，糊精化保温反应时间为80～120min。优选的，步骤(5)板框过滤的清液和一次冲洗滤饼的水洗液合并后de值为2～5。优选的，步骤(7)糖化反应过程中，添加酶活为1500u/ml的普鲁兰酶和酶活为70万u/ml的β-淀粉酶，添加量分别为0.1‰～0.25‰和0.1‰～0.25‰，糖化反应温度为55～60℃，保温反应24～40h。本发明有益的技术效果在于：对于马铃薯而言，其微观结构为植物细胞壁包裹着淀粉、蛋白、脂肪等化学成分，而且，马铃薯的纤维渣较多，占干基重量的20％～30％，且与化学物质结合紧密，所以必须采取多次粉碎，且达到一定的目数才可以将植物细胞壁中物质释放出来，本发明中同步考虑细胞壁中物质充分释放过程促褐变物质同样释放影响终产品品质，在切丁步骤选取锋利刀片，减少不必要细胞壁的破坏，同时粉碎筛分整体设计为密闭环境，粉碎仓内通入惰性气体减少褐变必须物质氧气的存在。马铃薯中的蛋白富含生物活性，整个加工过程避免了高温对蛋白活性的破坏作用，极大的保留了马铃薯蛋白的生理活性。本发明先去除杂质、反应后分离得到蛋白和糖液的工艺处理，为马铃薯深加工最优组合方式。常规技术马铃薯先得到淀粉再制糖，制备淀粉的同时产生较多含有蛋白的废水，反应过程繁琐，并且从原理上讲，蛋白从淀粉结构中分离出来后，淀粉之间相互结合紧密，糊化温度升高，不容易糊化，所以，如果要做糖，需要较高温度，当蛋白和淀粉混合液共同存在时，更加容易进行液化反应。常规得到的蛋白混合液，其中含有的蛋白含量较低，仅为1％左右，且含有较多杂质、纤维类，蛋白品质差，通常作为废水处理，也有提取蛋白现有技术，然而，分离淀粉同时，需要很多洗水，造成蛋白提取技术需要同步处理较多水，造成能源浪费，从产品制作成本上并不经济。本发明在分析蛋白渣组成情况下，根据马铃薯蛋白等电点为偏酸性，在反应过程控制ph为偏酸性环境，蛋白变为沉淀分离出来，其他杂质溶于酸性水中从而实现分离目的，并挑选可在食品中使用的酸性的脂肪酶同时作用，得到食品级、保留功能活性的、蛋白含量高的马铃薯蛋白。马铃薯淀粉粒径为30～40μm(较大，大米才1～10μm)，这样的分子大小，容易被酶制剂水解，适合制作糖浆。从分子结构上来看，马铃薯淀粉直链淀粉含量20％，聚合度3000，支链淀粉含量80％，聚合度2，制作包含较多糊精或者葡萄糖等大分子糖类或单糖混合糖浆较为容易，而制作成物质成分较为单一、纯度较高的麦芽糖难度较大。本专利通过控制喷射液化和糊精化保温反应的工艺参数，控制前期酶解程度(de值2～5)，为后续酶解反应制备得到纯度较高的麦芽糖浆奠定了较好的基础。现有技术中制备得到的蛋白，理化指标为蛋白含量>70％，脂肪含量<5％，灰分含量<5％。通常的制备技术采用外援添加絮凝物或者调整ph值，造成非食用级、盐分过高、含有金属盐类超标现象；而本方法作为马铃薯全利用中的一种深加工方案，马铃薯浆料中含有部分蛋白相比马铃薯淀粉而言更加有利于制糖过程的进行，通过检测各项指标符合高麦芽糖浆标准，该技术为制备高麦芽糖浆提供了一个可行方案。具体实施方式下面结合实施例，对本发明进行具体描述。实施例1(1)原料选择与前处理：选择没有发芽、腐烂发霉的马铃薯，用清洗去皮一体机对马铃薯清洗去皮，而后放入到含有70℃热水的收集槽内浸泡30min，浸泡完成将滤水后的马铃薯输送到切丁机内。(2)粉碎与筛分：开启切丁机对输送过来的马铃薯切成截面面积为4～16cm2的长条形，同步开启两级粉碎及粉碎腔体中的惰性气体氮气，实时监测氧气浓度调整氮气流速，将切丁后马铃薯依次输送到破碎机、粉碎机、筛分机的进料口，最终得到除杂筛分后的马铃薯浆液。(3)标准化：调整马铃薯浆液浓度为20％，ph值为4.5，添加0.5‰的α-淀粉酶(酶活4万u/ml)混合均匀。(4)喷射液化与糊精化保温反应：通过进料泵管道输送，将马铃薯浆液泵入喷射液化器与高温蒸汽混合后进入闪蒸罐暂存，出口物料温度为68℃，而后泵入糊精化罐保温反应120min，控制物料温度为68℃。(5)板框过滤：糊精化保温反应结束后的马铃薯浆液泵入板框进料罐进行过滤，板框滤饼为粗蛋白渣，收集板框清液和一次冲洗滤饼的水洗液共同作为制备高麦芽糖浆原料，同时测定de值为5。(6)粗蛋白渣精制：板框滤饼调整浆液浓度为20％，换热温度为50℃，调节ph值为5.5，添加以干物质含量计的酸性脂肪酶3‰，反应5h，而后板框压滤后收集滤饼经过干燥得到马铃薯蛋白成品。(7)高麦芽糖浆制备：将板框过滤的清液和水洗液泵入糖化罐，添加普鲁兰酶(酶活为1500u/ml)和β-淀粉酶(酶活为70万u/ml)，添加量分别为0.1‰和0.25‰，控制反应温度为55℃，反应40h。而后经过活性炭脱色、离子交换树脂脱盐、再经过活性炭脱臭处理，最终浓缩至浓度为70％。实施例2(1)原料选择与前处理：选择没有发芽、腐烂发霉的马铃薯，用清洗去皮一体机对马铃薯清洗去皮，而后放入到含有80℃热水的收集槽内浸泡10min，浸泡完成将滤水后的马铃薯输送到切丁机内。(2)粉碎与筛分：开启切丁机对输送过来的马铃薯切成截面面积为4～16cm2的长条形，同步开启两级粉碎及粉碎腔体中的惰性气体氮气，实时监测氧气浓度调整氮气流速，将切丁后马铃薯依次输送到破碎机、粉碎机、筛分机的进料口，最终得到除杂筛分后的马铃薯浆液。(3)标准化：调整马铃薯浆液浓度为30％，ph值为5.5，添加0.2‰的α-淀粉酶(酶活4万u/ml)混合均匀。(4)喷射液化与糊精化保温反应：通过进料泵管道输送，将马铃薯浆液泵入喷射液化器与高温蒸汽混合后进入闪蒸罐暂存，出口物料温度为70℃，而后泵入糊精化罐保温反应80min，控制物料温度为70℃。(5)板框过滤：糊精化保温反应结束后的马铃薯浆液泵入板框进料罐进行过滤，板框滤饼为粗蛋白渣，收集板框清液和一次冲洗滤饼的水洗液共同作为制备高麦芽糖浆原料，同时测定de值为2。(6)粗蛋白渣精制：板框滤饼调整浆液浓度为15％，换热温度为55℃，调节ph值为5.0，添加以干物质含量计的酸性脂肪酶5‰，反应2h，而后板框压滤后收集滤饼经过干燥得到马铃薯蛋白成品。(7)高麦芽糖浆制备：将板框过滤的清液和水洗液泵入糖化罐，添加普鲁兰酶(酶活为1500u/ml)和β-淀粉酶(酶活为70万u/ml)，添加量分别为0.25‰和0.1‰，控制反应温度为60℃，反应24h。而后经过活性炭脱色、离子交换树脂脱盐、再经过活性炭脱臭处理，最终浓缩至浓度为75％。实施例3(1)原料选择与前处理：选择没有发芽、腐烂发霉的马铃薯，用清洗去皮一体机对马铃薯清洗去皮，而后放入到含有75℃热水的收集槽内浸泡20min，浸泡完成将滤水后的马铃薯输送到切丁机内。(2)粉碎与筛分：开启切丁机对输送过来的马铃薯切成截面面积为4～16cm2的长条形，同步开启两级粉碎及粉碎腔体中的惰性气体氮气，实时监测氧气浓度调整氮气流速，将切丁后马铃薯依次输送到破碎机、粉碎机、筛分机的进料口，最终得到除杂筛分后的马铃薯浆液。(3)标准化：调整马铃薯浆液浓度为25％，ph值为5.0，添加0.3‰的α-淀粉酶(酶活4万u/ml)混合均匀。(4)喷射液化与糊精化保温反应：通过进料泵管道输送，将马铃薯浆液泵入喷射液化器与高温蒸汽混合后进入闪蒸罐暂存，出口物料温度为69℃，而后泵入糊精化罐保温反应100min，控制物料温度为69℃。(5)板框过滤：糊精化保温反应结束后的马铃薯浆液泵入板框进料罐进行过滤，板框滤饼为粗蛋白渣，收集板框清液和一次冲洗滤饼的水洗液共同作为制备高麦芽糖浆原料，同时测定de值为3.2。(6)粗蛋白渣精制：板框滤饼调整浆液浓度为17％，换热温度为53℃，调节ph值为5.3，添加以干物质含量计的酸性脂肪酶4‰，反应4h，而后板框压滤后收集滤饼经过干燥得到马铃薯蛋白成品。(7)高麦芽糖浆制备：将板框过滤的清液和水洗液泵入糖化罐，添加普鲁兰酶(酶活为1500u/ml)和β-淀粉酶(酶活为70万u/ml)，添加量分别为0.18‰和0.18‰，控制反应温度为57℃，反应32h。而后经过活性炭脱色、离子交换树脂脱盐、再经过活性炭脱臭处理，最终浓缩至浓度为72％。实施例1～3的步骤(1)原料前处理前后马铃薯褐变颜色变化率＜5％。步骤(2)切丁机刀片采用耐磨钢材制作，刀片厚度为0.5～1mm。步骤(2)两级粉碎分为破碎和粉碎两步，整个粉碎腔体处于密闭隔氧并通入惰性气体氮气，通过另一端出气孔测定氧气浓度情况调整氮气流速，控制氧气含量＜5％。切丁和两级粉碎后马铃薯浆液褐变颜色变化率＜5％。步骤(2)两级粉碎后的筛分装置与粉碎装置密闭无缝连接，筛分后筛上的马铃薯渣通过筛分机自带输送管道泵入一级粉碎进料仓中实现固渣有效成分充分分离提取，筛分后物料细度150目通过率大于95％，筛上物中纤维含量大于60％。测试例1将实施例1～3制备过程中得到的马铃薯蛋白，理化成分检测结果如表1所示。表1马铃薯蛋白理化成分表组分水分/％蛋白/％脂肪/％灰分/％总糖/％实施例15.2782.53.15.3实施例25.1714.54.23.0实施例35.2753.33.84.1测试例2将实施例1～3制备过程中得到的马铃薯蛋白，理化性质检测结果如表2所示。表2马铃薯蛋白理化性质氮溶解指数/％起泡性/％起泡稳定性/％细度(d50)/μm实施例154668747实施例250608746实施例352638647测试例3将实施例1～3制备过程中得到的高麦芽糖浆，性能检测结果如表3～4所示。表3高麦芽糖浆感官性能表4高麦芽糖浆理化指标干物质/％de/％ph值熬汤温度/℃透射比/％实施例172545.515598实施例272475.415998实施例372515.515698本文所描述的具体实施案例仅作为对本发明精神和部分实验做举例说明。本发明所述领域的技术人员可以对所描述的具体实施案例做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。当前第1页12