专利名称：一种玉米脱胚和预处理的方法及采用玉米制备酒精的方法
技术领域：
本发明涉及一种玉米脱胚的方法和玉米预处理的方法，以及一种采用玉米制备酒精的方法。
背景技术：
我国北方地区，玉米播种面积广、产量高，已成为养殖、化工、医药、食品的重要原材料。但由于加工技术的制约，玉米的深加工受到了一定的限制，并造成了大量的资源浪费。为了提高玉米的综合利用率，实现玉米产品供应市场、副产品加工成油或饲料、油柏饼做饲料的联合加工体系，发展玉米脱胚技术在玉米深加工中就显得格外重要。现有玉米资源的加工利用方法，主要有干法、半干法、湿法和改良湿法，其中半干法和改良湿法应用较为普遍。 半干法，即将玉米进行浸润，并通过破碎、分离等一系列的操作，把玉米的胚乳、胚芽和皮层等成分分离。该方法存在得到的胚芽纯度低、淀粉出酒率低的缺点。同时，该方法将胚芽榨油后的胚芽柏与玉米粉(玉米的胚乳和皮层)混合后共同进行酒精发酵，由于胚芽柏在制油和酒精蒸馏过程中经过两次高温(胚芽柏中含有的淀粉经过高温后易变性变色)，色泽呈黄褐色，最终影响由发酵醪液制得的副产品DDGS (饲料)的色泽。改良湿法，即在玉米脱胚前，对玉米进行润水、亚硫酸浸泡，再经过破碎、分离、提胚、细磨、洗涤、干燥等一系列的操作，把玉米的胚乳、胚芽和皮层等成分分离。但该方法由于使用亚硫酸水溶液对玉米整体进行浸泡，不仅造成水资源的浪费，而且产生的酸性废水对环境污染大、耗能高，同时得到的胚芽的纯度仍有待进一步提高，并且脱胚玉米后续酒精发酵的淀粉出酒率较低。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种能够得到较高纯度的胚芽的玉米脱胚的方法和一种淀粉出酒率较高的玉米预处理的方法以及一种采用玉米制备酒精的方法。为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种玉米脱胚的方法，其中，该方法包括以下步骤(I)将玉米进行浸润；(2)将经过浸润的玉米进行第一脱胚处理，分离得到含有胚芽的毛脐和玉米粉；(3)将所述含有胚芽的毛脐进行浸泡；(4)将经过浸泡的毛脐进行第二脱胚处理，分离得到胚芽和玉米淀粉乳。另一方面，本发明提供了一种玉米预处理的方法，该方法包括将玉米进行脱胚处理，得到脱胚玉米；将脱胚玉米进行粉碎，得到粉碎产物，其中，对所述玉米进行脱胚处理的方法为本发明提供的玉米脱胚的方法，优选情况下，所述脱胚玉米含有将经过浸润后的玉米进行第一脱胚处理后得到的玉米粉和将经过浸泡后的毛脐进行第二脱胚处理后得到的玉米淀粉乳。再一方面，本发明提供了一种采用玉米制备酒精的方法，该方法包括将玉米进行预处理；将经过预处理的玉米进行液化得到液化产物，将液化产物进行糖化得到糖化产物，并将糖化产物进行发酵得到发酵产物，其中，所述玉米预处理的方法为本发明提供的玉米预处理的方法。本发明的方法具有的特点(I)本发明的方法为先将玉米进行浸润并进行第一脱胚处理，分离得到玉米粉和含有胚芽的毛脐，将分离得到的含 有胚芽的毛脐再进行浸泡并进行第二脱胚处理，分离得到胚芽和玉米淀粉乳，最终得到的胚芽纯度高，从而提高了玉米的出油率，同时与改良湿法相比耗水量少。(2)本发明优选采用水对玉米进行浸润和浸泡，从而避免了产生酸性废水，污染低。(3)本发明，一方面将经过浸润后的玉米进行第一脱胚处理后得到的玉米粉和将经过浸泡后的毛脐进行第二脱胚处理后得到的玉米淀粉乳(脱胚玉米)共同进行液化、糖化和发酵；另一方面将经过浸泡的毛脐进行第二脱胚处理后得到的胚芽去榨油，榨油后的胚芽柏由于淀粉含量较低，可以直接销售，也不再将榨油后的胚芽柏返回与所述脱胚玉米共同发酵。进而，一方面提高了脱胚玉米中的淀粉含量，也避免了采用现有技术将胚芽柏(胚芽柏中含有的淀粉经过榨油的高温后易变性变色)返回与所述脱胚玉米共同发酵时对发酵过程中糖化酶作用发挥的影响，提高了淀粉的利用率，从而提高了淀粉出酒率；另一方面，避免了胚芽柏在榨油和蒸馏过程中由于两次高温的作用而导致由发酵醪液制得的副产品DDGS色泽差的缺点。综上所述，采用本发明的方法，提高了玉米脱胚后的胚芽纯度，从而提高了玉米的出油率；提高了玉米制备酒精的淀粉出酒率；降低了酒精粮耗和发酵产物中的淀粉残量；改善了副产品DDGS色泽；减少了耗水量；降低了污染。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
具体实施例方式以下对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。按照本发明，所述玉米脱胚的方法包括以下步骤(I)将玉米进行浸润；(2)将经过浸润的玉米进行第一脱胚处理，分离得到含有胚芽的毛脐和玉米粉；(3)将所述含有胚芽的毛脐进行浸泡；(4)将经过浸泡的毛脐进行第二脱胚处理，分离得到胚芽和玉米淀粉乳。根据本发明，所述玉米可以为各种玉米原料，例如，可以收集来自各玉米产地的玉米，例如东北、河南、河北、安徽、山西等。根据本发明，步骤(I)中对玉米浸润的条件的可选范围较宽，只要可将玉米充分浸润以便于分离所述毛脐和玉米粉，并优选满足其含水量要求即可；此外，本发明对玉米浸润的设备没有特别的要求，例如可以在润水仓中对玉米进行浸润。
根据本发明，优选情况下，步骤(I)中，水的用量以及对玉米浸润的条件使以玉米的干重为基准，浸润后玉米的含水量为10-25重量％，更优选使浸润后玉米的含水量为15-20重量％。为达到上述玉米含水量的要求，优选情况下，浸润的条件为浸润的温度为70-90°C，水的用量为20-40kg/t玉米；更优选情况下，浸润的温度为75-85°C，水的用量为25-35kg/t玉米。在这种条件下浸润并使玉米达到上述含水量要求，能够使经过浸润的玉米的胚芽的柔韧性更好，所述玉米中所含胚乳的脆性更好，从而可以进一步提高进行第一脱胚处理后得到的毛脐中的胚芽的纯度。本发明的发明人发现，为了利于胚芽和所述玉米所含的胚乳的分离，从而提高将所述玉米进行第一脱胚处理后得到的毛脐中的胚芽的纯度，一方面，要保证浸润后的玉米中所含的胚芽充分吸水而获得较好的韧性；另一方面，要保证浸润后的玉米中所含的胚乳仍保持良好的脆性。因此，在优选情况下，所述浸润的时间为3-10小时，更优选情况下，所述浸润的时间为5-7小时，在此时间内，胚芽可充分吸水达到适宜的柔韧性，同时所述玉米中所含的胚乳不会过度吸水而丧失脆性，可达到较好的分离效果。根据本发明，步骤(3)中对所述毛脐浸泡的条件的可选范围较宽，只要可将所述毛 脐充分浸泡以便进一步分离胚芽和玉米淀粉乳，并优选满足其含水量要求即可；此外，本发明对毛脐浸泡的设备没有特别的要求，例如可以在浸泡罐中对所述毛脐进行浸泡。根据本发明，优选情况下，步骤(3)中，水的用量以及对所述毛脐的浸泡条件使以毛脐的干重为基准，浸泡后毛脐的含水量为40-60重量％，更优选使浸泡后毛脐的含水量为42-50重量％。为达到上述毛脐的含水量要求，优选情况下，浸泡的条件为浸泡的温度为50-70°C，水的用量为500-800kg/t毛脐；更优选情况下，浸泡的温度为55_65°C，水的用量为600-700kg/t毛脐。在这种条件下浸泡并使所述毛脐达到上述含水量要求，能够使经过浸泡的毛脐中的胚芽的柔韧性更好，毛脐中所含胚乳的脆性更好，从而进一步提高进行第二脱胚处理后得到的胚芽的纯度。本发明的发明人发现，为了利于胚芽和毛脐所含的胚乳的分离，从而提高将所述毛脐进行第二脱胚处理后得到的胚芽的纯度，一方面，要保证浸泡后的毛脐所含的胚芽充分吸水而获得更好的韧性；另一方面，要保证浸泡后的毛脐所含的胚乳仍保持一定的脆性。因此，在优选情况下，所述浸泡的时间为5-15小时，更优选情况下，所述浸泡的时间为6-12小时，在此时间内，胚芽可充分吸水达到适宜的柔韧性，同时毛脐中所含的胚乳不会过度吸水而丧失脆性，可达到更好的分离效果。根据本发明，步骤(2)中所述的第一脱胚处理使用的设备和条件没有特别的限制，只要能够使玉米充分破碎，以便分离毛脐和玉米粉即可。其中所述玉米粉主要含有玉米胚乳和玉米皮。优选情况下，所述第一脱胚处理的条件使玉米粉颗粒的平均粒子直径为O. 5-5毫米，更优选地，所述第一脱胚处理的条件使玉米粉颗粒的平均粒子直径为1-1. 5毫米。在这种条件下，将所述玉米进行第一脱胚处理后得到的玉米粉颗粒能够更方便地与毛脐分开。所述第一脱胚处理所使用的设备为本领域的技术人员所公知，例如，可以使用无锡粮科院公司生产的TTPW型的脱胚机进行破碎，使用该脱胚机进行脱胚的条件优选为垂刀末端的线速度为80-140m/s，术语“垂刀末端的线速度”是指锤刀在单位时间(s)内经过的距离U)。在这种条件下能够使经TTPW型的脱胚机破碎的玉米粉颗粒的尺寸达到上文中所述的粒子直径范围。
本发明中，所述第一脱胚处理还包括将破碎后的产物进行分离，得到含有胚芽的毛脐和玉米粉。所述分离的方法和设备为本领域技术人员所公知，例如，可以使用石家庄华方机械设备有限公司生产的DPX22. 5型胚芽旋流器根据毛脐和玉米粉颗粒的平均粒子直径的不同进行分离。根据本发明，步骤(4)中所述的第二脱胚处理使用的设备和条件没有特别的限制，只要能够使含有胚芽的毛脐充分破碎，以便进一步分离胚芽和毛脐中所含的胚乳即可。其中，所述毛脐中除了含有胚芽之外还含有部分未被分离的胚乳颗粒。优选情况下，所述第二脱胚处理的条件使毛脐中所含胚乳颗粒的平均粒子直径为O. 5-5毫米，更优选地，所述第二脱胚处理的条件使毛脐中所含胚乳颗粒的平均粒子直径为1-1. 5毫米。在这种条件下，所述第二脱胚处理后得到的胚乳能够更方便地与胚芽分开。所述第二脱胚处理使用的设备为本领域的技术人员所公知，例如，可以使用石家庄华方机械设备有限公司生产的600-1200型的凸齿磨进行破碎，破碎后的玉米胚乳颗粒的尺寸可以达到上文中所述的粒子直径范围。本发明中，所述第二脱胚处理还包括将破碎后的产物进行分离，得到胚芽和玉米淀粉乳。所述分离的方法和设备为本领域技术人员所公知，例如，可以使用石家庄华方机械 设备有限公司生产的DPX22. 5型胚芽旋流器根据胚芽和玉米淀粉乳颗粒的平均粒子直径的不同进行分离，上述分离得到的胚乳颗粒即为经过第二脱胚处理后分离得到的玉米淀粉乳。另外，本发明中，采用胚芽榨油的方法也可采用本领域技术人员公知的方法进行，例如，用水将胚芽上残留的淀粉乳进行洗脱，将洗脱后得到的胚芽使用离心机进行脱水处理，然后将脱水处理后得到的胚芽引入烘干机进行烘干，烘干的温度为50-60°C，烘干至使以胚芽的干重为基准，胚芽的含水量为12-13重量％，将烘干后的胚芽进行轧胚、蒸炒、压榨等工艺制成毛油。优选情况下，该方法还包括将所述玉米浸润前对玉米进行除杂，以除去杂质，例如，粉尘、石子等。除杂的方法和设备可以采用本领域技术人员公知的方法和设备进行，在此不再赘述。本发明还提供了一种玉米预处理的方法，该方法包括将玉米进行脱胚处理，得到脱胚玉米；将脱胚玉米进行粉碎，得到粉碎产物，其中，对所述玉米进行脱胚处理的方法为本发明提供的玉米脱胚的方法，优选情况下，所述脱胚玉米含有将经过浸润后的玉米进行第一脱胚处理后得到的玉米粉和将经过浸泡后的毛脐进行第二脱胚处理后得到的玉米淀粉乳。由于本发明的发明点仅涉及对玉米脱胚方法的改进，因此，将脱胚玉米进行粉碎的方法可以按照本领域技术人员公知的方法进行。根据本发明，将脱胚玉米进行粉碎所使用的设备和条件没有特别的限制，只要能够使所述脱胚玉米充分粉碎即可。优选情况下，所述粉碎的条件使粉碎后的产物的平均粒子直径为300-1000微米；粉碎的设备为本领域技术人员所公知，例如可以使用锤片式粉碎机。另外，本发明还提供了一种采用玉米制备酒精的方法，该方法包括将玉米进行预处理；将经过预处理的玉米进行液化得到液化产物，将液化产物进行糖化得到糖化产物，并将糖化产物进行发酵得到发酵产物，其中，所述玉米预处理的方法为本发明提供的玉米预处理的方法。由于本发明的发明点仅涉及对玉米脱胚方法的改进，因此，将脱胚玉米进行预处理的方法中粉碎的方法以及将经过预处理的玉米进行液化得到液化产物，将液化产物进行糖化得到糖化产物，并将糖化产物进行发酵得到发酵产物的方法可以按照本领域技术人员公知的方法进行。所述液化步骤可以通过本领域技术人员所公知的方法完成，例如，将所述粉碎产物与淀粉酶混合后进行喷射液化，得到液化产物。对所述淀粉酶的种类和用量没有特别的限制，可以为本领域常用的淀粉酶和用量。优选的情况下，相对于I克所述粉碎产物，所述淀粉酶的用量为8-24酶活力单位。所述淀粉酶优选为α-淀粉酶。所述α -淀粉酶又称淀粉1，4-糊精酶，它能够任意地、不规则地切开淀粉链内部 的α -I, 4-糖苷键，将淀粉水解为麦芽糖、含有6个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖。生产此酶的微生物主要有枯草杆菌、黑曲霉、米曲霉和根霉等。本发明所述酶的酶活力单位的定义为在pH值为6. O、温度为70°C的条件下，I分钟将I毫克淀粉转化为还原糖所需的酶量为一个酶活力单位。根据本发明，所述喷射液化的条件可以为本领域所常用的条件。优选情况下，所述喷射液化的条件包括喷射液化的温度为95-110°C，pH值为5-6. 5，时间为90-130分钟；更优选为，喷射液化的温度为106-109°C，pH值为5. 5-6. 2，时间为90-100分钟。所述糖化步骤可以通过本领域技术人员所公知的方法完成，例如，向所述液化产物中直接添加糖化酶。对于所述糖化酶的种类和用量没有特别的限制，可以为本领域常用的糖化酶和用量。优选的情况下，相对于I克所述粉碎产物，所述糖化酶的用量为50-100酶活力单位，优选为50-60酶活力单位。所述糖化酶可以通过商购获得，例如可以为购于杰能科公司的4060复合糖化酶、诺维信的苏宏474糖化酶、长春冠利的糖化酶等。所述糖化酶又称淀粉α -I, 4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非还原性末端，以葡萄糖为单位，依次作用于淀粉分子中的α-1，4-糖苷键，生成葡萄糖。糖化酶作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1，6_糖苷键的寡糖；作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。此酶产生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、泡盛曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、拟内孢霉和红曲霉等。根据本发明，所述糖化酶的糖化条件可以为本领域所常用的各种糖化条件。优选的情况下，所述糖化酶的糖化条件包括糖化的PH值为4. 2-4. 4，糖化的温度为60-63°C，糖化的时间为35-60小时。根据本发明，所述发酵糖化产物的步骤可以通过本领域技术人员公知的方法完成。其中，能够发酵单糖如葡萄糖和/或果糖、寡糖如蔗糖和/或半乳糖的微生物都可以用于本发明的发酵过程，由于酿酒酵母是酿酒工业上普遍应用的耐酒精、副产物少、乙醇产率高的发酵己糖的微生物，因此优选所述发酵所使用的酵母为酿酒酵母。优选情况下，以每克糖化产物计，所述发酵所使用的酵母的接种量可以为IO3-IO8菌落形成单位，更优选为IO4-IO6菌落形成单位。所述菌落形成单位的定义为将稀释后的一定量的菌液通过浇注或涂布的方法，让其内的微生物单细胞一一分散在培养基平板上，待培养后，每一活细胞就形成一个菌落。即每毫升菌液中含有的单细胞的数目。本发明发酵所使用的酵母可以为商购酵母固体制剂(比如干酵母粉)或酵母菌种，比如拉斯2号(Rasse II )酵母,又名德国二号酵母、拉斯12号(Rasse ΧΠ)酵母,又名德国12号酵母、K字酵母、南阳五号酵母(1300)和南阳混合酵母(1308)。所述酵母的菌落形成单位可以通过本领域公知的方法测定，比如亚甲基蓝染色活菌计数法。亚甲基蓝染色活菌计数法的具体方法如下将I克干酵母粉溶于10毫升无菌水中，或将I毫升菌种活化液用无菌水稀释至10晕升，加入O. 5晕升O. I重量％亚甲基蓝，在35°C下保温30分钟。在10倍光学显微镜下，用血球计数板计数保温后的溶液中活菌的数目(死菌染色，活菌不染色)，可得I克干酵母或I毫升菌种活化液中活菌的数目，即菌落形成单位数。所述酵母可以采用常规的方法接种，例如向糖化产物中加入5-15体积％的种子液。所述种子液可以为干酵母的水溶液或培养基溶液，也可以为干酵母或商购菌种的活化 种子液。所述发酵的温度可以为任何适于酵母生长的温度，优选为30-36°C，更优选为30-33°C。pH值为4-6，优选为4-4. 5。所述发酵的时间可以为从接种开始至酵母生长的衰亡期出现(即发酵时间为迟滞期、对数期加上稳定期)的时间，优选发酵的时间为50-75小时，更优选60-70小时。发酵产物乙醇可以用常规的方法，根据不同工业产品的要求(比如燃料酒精要求乙醇的纯度达99%以上)分离并精制，比如蒸馏、浓缩、除水；将蒸馏后的产物发酵醪液通过浓缩、烘干等处理制备副产品DDGS (饲料)。在优选情况下，该方法还包括在将所述粉碎产物液化前，将粉碎产物与水混合将破碎产物制备成淀粉乳液，其中，以粉碎产物的干重计，优选情况下，水与粉碎产物的质量比为2. 0-2. 6:1，该淀粉乳液的波美度为12-15° Be ;更优选情况下，水与粉碎产物的质量比为2. 1-2. 3:1，该淀粉乳液的波美度为13. 5-14. 5° Β ，其中，波美度(° Β )是表示溶液浓度的一种方法把波美比重计浸入所测溶液中，得到的度数即为波美度，波美度用。Β 表不。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，胚芽纯度、出油率、淀粉出酒率、淀粉残量及副产品DDGS品率通过如下方法计算。胚芽纯度=100%Χ干纯胚芽的质量/干胚芽的质量，其中，干胚芽是指将分离得到的胚芽烘干至恒重后得到的；干纯胚芽是将所得胚芽中通过化学键结合在胚芽表面上的淀粉进行水解去除后并烘干至恒重得到的。出油率=100%Χ毛油质量/玉米原料的质量。
淀粉出酒率=100%X乙醇质量/玉米原料的淀粉质量(玉米原料为未进行脱胚的整粒玉米原料的粉碎产物)。酒精粮耗生产单位质量的乙醇所需的玉米原料质量。淀粉残量=100%X发酵醪液中淀粉的质量/脱胚玉米粉碎产物总淀粉的质量。按照国标GB/T 20378-2006的原淀粉旋光法测定玉米的总淀粉质量(可以用于未脱胚前整粒玉米原料的粉碎产物以及脱胚后的玉米粉碎产物的总淀粉质量的测定)。按照GB/T 15038-2006的总糖直接滴定法测定发酵产物(发酵醪液)中的残糖含量，其中，发酵产物中残糖的重量是该发酵产物中的残淀粉重量的1.11倍，因此，可以通过采用国标方法测定的发酵产物中残糖的含量，按照公式残淀粉含量=残糖含量/1.11，计算出发酵产物中残淀粉的质量；按照国标GB/T 20378-2006的原淀粉旋光法测定脱胚玉米 粉碎产物中的总淀粉质量，并根据上述淀粉残量的计算公式计算发酵产物中的淀粉残量。畐Ij产品DDGS色泽指的是DDGS饲料的颜色，品率一般采用比色卡来进行比对，其中，一级品定义为金黄色无杂色且颗粒大小均匀；二级品定义为金黄色有杂色且颗粒大小较均匀；三级品定义为浅棕色且颗粒较不均匀；四级品定义为棕色且颗粒大小不均匀；五级品定义为深棕色且颗粒大小极不均匀。DDGS品率=100%X每品级的DDGS质量/DDGS的总质量。下述实施例中的第一脱胚处理使用的设备为无锡粮科院公司生产的TTPW型的脱胚机，第二脱胚处理使用的设备为石家庄华方机械设备有限公司生产的600-1200型的凸齿磨，胚芽和毛脐的分离使用的设备为石家庄华方机械设备有限公司生产的DPX22. 5型胚芽旋流器。实施例I本实施例用于说明本发明提供的玉米脱胚的方法。取800吨经过除杂的玉米(东北玉米)，引入1500立方米的润水仓内，用水进行浸润，浸润的温度为80°C，浸润的时间为6小时，使得以玉米的干重为基准，浸润后玉米的含水量为18重量％，然后将经过浸润的玉米引入脱胚机中进行第一脱胚处理得到颗粒直径为
I.2毫米的玉米粉和含有胚芽的毛脐。将得到的含有胚芽的毛脐放入1000立方米的浸泡罐中，加入水进行浸泡，浸泡的温度为60°C，浸泡的时间为9小时，使得以毛脐的干重为基准，浸泡后毛脐的含水量为46重量％，之后进入脱水筛使毛脐与浸泡水分开，并将经过浸泡的含有胚芽的毛脐引入脱胚机中进行第二脱胚处理并分离得到胚芽以干重计70吨和颗粒直径为I. 2毫米玉米淀粉乳。取500g所得胚芽(以干重计)，加入α-淀粉酶(耐高温α-淀粉酶，购自杰能科公司)，其中，相对于I克所得胚芽(以干重计)，所述α-淀粉酶的用量为20酶活力单位，将所得胚芽中通过化学键结合在胚芽表面上的淀粉进行水解，水解的温度为105°C，时间为60分钟，PH值为5. 68，得到纯胚芽，将所得纯胚芽烘干至恒重得到484g干纯胚芽。用水将剩余的分离得到的胚芽上残留的淀粉乳进行洗脱得到胚芽以干重计68. 5吨，将洗脱后的胚芽使用离心机进行脱水处理，然后将脱水处理后得到的胚芽引入烘干机进行烘干处理，烘干的温度为55°C，烘干至以胚芽的干重为基准，胚芽的含水量为12. 8重量％，将烘干后的胚芽分别进行轧胚、蒸炒和压榨制成毛油，得毛油24吨。计算胚芽的纯度和出油率，结果见表I。
实施例2本实施例用于说明本发明提供的玉米脱胚的方法。根据与实施例I相同的方法对玉米进行第一脱胚处理和第二脱胚处理及之后的榨油处理，不同在于，在润水仓中浸润的温度为75°C，浸润的时间为5小时，使得以玉米的干重为基准，浸润后玉米的含水量为15重量％ ;在浸泡罐中浸泡的温度为55°C，浸泡的时间为6小时，使得以毛脐的干重为基准，浸泡后毛脐的含水量为42重量％，分离得到的胚芽以干重计66吨；取500g所得胚芽(以干重计)，水解后得干纯胚芽481. 5g ;榨油所用的洗脱后的胚芽以干重计64吨,榨油后得毛油22. 4吨。计算胚芽的纯度及出油率，结果见表I。实施例3本实施例用于说明本发明提供的玉米脱胚的方法。根据与实施例I相同的方法对玉米进行第一脱胚处理和第二脱胚处理及之后的榨油处理，不同在于，在润水仓中浸润的温度为85°C，浸润的时间为7小时，使得以玉米的干重为基准，浸润后玉米的含水量为20重量％;在浸泡罐中浸泡的温度为65°C，浸泡的时间为12小时，使得以毛脐的干重为基准，浸泡后毛脐的含水量为50重量％，分离得到的胚芽以干重计64吨；取500g所得胚芽(以干重计)，水解后得干纯胚芽482. 5g ;榨油所用的洗脱后的胚芽以干重计62吨,榨油后得毛油23. 2吨。计算胚芽的纯度和出油率，结果见表I。实施例4本实施例用于说明本发明提供的玉米脱胚的方法。根据与实施例I相同的方法对玉米进行第一脱胚处理和第二脱胚处理及之后的榨油处理，不同在于，在润水仓中浸润的温度为65°C，浸润的时间为10小时，使得以玉米的干重为基准，浸润后玉米的含水量为15重量％ ;在浸泡罐中浸泡的温度为70°C，浸泡的时间为5小时，使得以毛脐的干重为基准，浸泡后毛脐的含水量为42重量％，分离得到的胚芽以干重计66吨；取500g所得胚芽(以干重计)，水解后得干纯胚芽480. 5g ;榨油所用的洗脱后的胚芽以干重计63. 7吨,榨油后得毛油21. 6吨。计算胚芽的纯度和出油率，结果见表I。实施例5本实施例用于说明本发明提供的玉米脱胚的方法。根据与实施例I相同的方法对玉米进行第一脱胚处理和第二脱胚处理及之后的榨油处理，不同在于，在润水仓中浸润的温度为90°C，浸润的时间为3小时，使得以玉米的干重为基准，浸润后玉米的含水量为12重量％ ;在浸泡罐中浸泡的温度为50°C，浸泡的时间为15小时，使得以毛脐的干重为基准，浸泡后毛脐的含水量为45重量％，分离得到的胚芽以干重计66吨；取500g所得胚芽(以干重计)，水解后得干纯胚芽479. 5g ;榨油所用的洗脱后的胚芽以干重计63. 5吨,榨油后得毛油20. 8吨。计算胚芽的纯度及出油率，结果见表I。对比例I本对比例用于说明现有半干法技术提供的玉米脱胚的方法。·取800吨经过除杂的玉米(东北玉米)，引入1500立方米的润水仓内，用水进行浸润，浸润的温度为80°C，浸润的时间为6小时，使得以玉米的干重为基准，浸润后玉米的含水量为18重量％，然后将经过浸润的玉米引入脱胚机中进行脱胚处理得到颗粒直径为I. 2毫米的玉米粉和含有胚芽的毛脐以干重计89吨和洗脱后的胚芽以干重计50吨。然后按照与实施例I相同的方法将所得的毛脐进行水解处理得干纯胚芽243g ;以及进行榨油处理，得毛油10. 4吨。计算胚芽的纯度及出油率，结果见表I。对比例2本对比例用于说明现有改良湿法提供的玉米脱胚的方法。取400吨经过除杂的玉米(东北)，引入1500立方米的浸泡罐内，加入280吨3重量％的亚硫酸水溶液进行浸泡，浸泡的温度为60°C，浸泡的时间为12小时，使得以玉米的干重为基准，浸泡后玉米的含水量为46重量％，然后将经过浸泡的玉米引入脱胚机中进行脱胚处理得到玉米淀粉乳和胚芽以干重计37吨和洗脱后的胚芽以干重计35. 5吨。然后按照 与实施例I相同的方法将所得的胚芽进行水解处理得干纯胚芽477. 5g ;以及榨油处理，得毛油10. 8吨。计算胚芽的纯度及出油率，结果见表I。表I
实施例实施例实施例实施例实施例对比例对比例
实施例/对比例编号
1234512
胚芽纯度(重量％) 96.8 96.3 96.5 96.1 95.9 48.6 95.5 出油率(重量％) 3.0 2.8 2.9 2.7 2 6 1.3 2.7从上表I中的数据可以看出，与对比例I和2中提供的脱胚方法相比，本发明实施例1-5中提供的脱胚方法中玉米胚芽的纯度显著提高，并且与对比例2中采用改良湿法中将玉米整体进行浸泡的处理相比，耗水量显著减少。另外本发明的实施例1-3所提供的脱胚方法中脱胚条件均在最优范围内，所得胚芽纯度和出油率更佳。实验实施例I本实验实施例用于说明采用本发明提供的脱胚方法来制备酒精的方法。(I)将350g整粒的玉米原料进行粉碎，得到颗粒直径为300微米左右的玉米原料粉碎产物，然后取2. 5g粉碎产物按照国标GB/T 20378-2006的原淀粉旋光法测定整粒玉米原料粉碎产物中的总淀粉量(湿基)为I. 625g，然后相应计算出用于酒精发酵的玉米原料的淀粉质量。(2)将按照实施例I的方法进行脱胚后的脱胚玉米(即将经过浸润的玉米进行第一脱胚处理后得到的玉米粉和将经过浸泡的毛脐进行第二脱胚处理后得到的玉米淀粉的混合物)在粉碎机中进行粉碎，得到颗粒直径为800微米的粉碎产物700吨，然后按照国标GB/T 20378-2006的原淀粉旋光法测定脱胚玉米粉碎产物中的总淀粉质量；(3)将步骤(2)中的粉碎产物与水混合制备成淀粉乳液，其中，以粉碎产物的干重计，水与粉碎产物的质量比为2. 2 :1，所制备的淀粉乳液的波美度为13. V Be ；
(4)将步骤(3)中所得的淀粉乳液与α-淀粉酶(耐高温α-淀粉酶，购自杰能科公司)混合均匀后进行喷射液化，得到液化产物；其中，相对于I克脱胚玉米的粉碎产物，所述α -淀粉酶的用量为20酶活力单位，喷射液化的条件为喷射液化的温度为107°C，喷射液化的时间为90分钟，喷射液化的pH值为5. 68 ；(5)将步骤(4)所得pH值为5. 23的液化产物调节pH至4. 35并与糖化酶(苏宏475，购自诺维信公司)混合均匀后进行糖化，得到糖化产物；其中，相对于I克上述脱胚玉米的粉碎产物，所述糖化酶的用量为50酶活力单位，糖化的条件为糖化的温度为60°C，糖化的时间为40分钟；(6)向步骤(5)中所得pH值为4. 22的糖化产物中接种酒精酵母(安琪超级酿酒高活性干酵母，湖北安琪酵母股份公司)进行发酵，其中，相对于I克上述糖化产物，所述酒精酵母的接种量为IO5菌落形成单位，并进行搅拌培养，发酵的条件为发酵的温度为31. 5°C，发酵的时间为65小时，得到发酵产物；
(7)将步骤(6)所得的发酵产物在82°C进行蒸馏，所得蒸馏馏分在120°C下二次蒸馏，所得蒸馏馏分再在157°C下三次蒸馏，再利用分子筛脱水可得酒精254吨(基于上述重量的玉米原料的产酒精量)。发酵废醪液先经过固液分离，然后将分离得到的清液进行浓缩处理，浓缩温度为65°C，将所述清液浓缩为其原有体积40%的浆液，并将滤渣和该浓浆进行混合干燥，干燥温度为120°C，得到副产品DDGS (饲料)；同时取少量的发酵醪液按照GB/T 15038-2006的总糖直接滴定法测定发酵产物(发酵醪液)中的总糖含量，其中，发酵产物中总糖的重量是该发酵产物中的残淀粉重量的I. 11倍，因此，可以通过采用国标方法测定的总糖的含量，按照公式淀粉含量=总糖含量/I. 11，计算出发酵产物中残淀粉的质量，然后通过公式计算发酵产物中的淀粉残量淀粉残量=100%X发酵醪液中淀粉的质量/脱胚玉米粉碎产物总淀粉的质量。(8)计算玉米的淀粉出酒率、酒精粮耗、发酵产物中的淀粉残量及DDGS品率，结果见表2。实验实施例2本实验实施例用于说明采用本发明提供的脱胚方法来制备酒精的方法。根据与实验实施例I相同的方法对经过预处理的玉米进行液化、糖化和发酵，不同的是，在玉米预处理时所用的原料为按照实施例2的方法进行脱胚后的脱胚玉米，计算玉米淀粉出酒率、酒精粮耗、发酵产物中的淀粉残量及DDGS品率，结果见表2。实验实施例3本实验实施例用于说明采用本发明提供的脱胚方法来制备酒精的方法。根据与实验实施例I相同的方法对经过预处理的玉米进行液化、糖化和发酵，不同的是，在玉米预处理时所用的原料为按照实施例3的方法进行脱胚后的脱胚玉米，计算玉米的淀粉出酒率、酒精粮耗、发酵产物中的淀粉残量及DDGS品率，结果见表2。实验实施例4本实验实施例用于说明采用本发明提供的脱胚方法来制备酒精的方法。根据与实验实施例I相同的方法对经过预处理的玉米进行液化、糖化和发酵，不同的是，在玉米预处理时所用的原料为按照实施例4的方法进行脱胚后的脱胚玉米，计算玉米的淀粉出酒率、酒精粮耗、发酵产物中的淀粉残量及DDGS品率，结果见表2。
实验实施例5本实验实施例用于说明采用本发明提供的脱胚方法来制备酒精的方法。根据与实验实施例I相同的方法对经过预处理的玉米进行液化、糖化和发酵，不同的是，在玉米预处理时所用的原料为按照实施例5的方法进行脱胚后的脱胚玉米，计算玉米的淀粉出酒率、酒精粮耗、发酵产物中的淀粉残量及DDGS品率，结果见表2。实验对比例I本实验对比例用于说明采用现有半干法提供的脱胚方法来制备酒精的方法。根据与实验实施例I相同的方法对经过预处理的玉米进行液化、糖化和发酵，不同的是，在玉米预处理时所用的原料为按照对比例I的方法进行脱胚后的脱胚玉米，计算玉米的淀粉出酒率、酒精粮耗、发酵产物中的淀粉残量及DDGS品率，结果见表2。
实验对比例2本实验对比例用于说明采用现有改良湿法提供的脱胚方法来制备酒精的方法。根据与实验实施例I相同的方法对经过预处理的玉米进行液化、糖化和发酵，不同的是，在玉米预处理时所用的原料为按照对比例2的方法进行脱胚后的脱胚玉米，计算玉米的淀粉出酒率、酒精粮耗、发酵产物中的淀粉残量及DDGS品率，结果见表2。表2
实验实施例/ 淀粉出酒率酒精粮耗淀粉残景
对比例编号 (重量％) (吨) (重量％)I 一 "I 二级
实验实施例I 49AJTlL282080O
实验实施例2 491 13L301882O
实验实施例3493Ι 2L291882O
实验实施例 4 49^03Λ4L311684O
实验实施例540 15 321585O
实验对比例 I475322L40O85^
实验对比例 2 47^8324L331882O从上表2的数据可以看出，与实验对比例I和2相比，实验实施例1-5采用本发明提供的玉米脱胚的方法得到的脱胚玉米进行酒精发酵能够显著提高淀粉出酒率，降低酒精粮耗，改善副产品DDGS的色泽，提高了玉米的利用价值，另外本发明的实验实施例1-3采用本发明实施例1-3提供的脱胚条件均在最优范围内的玉米脱胚的方法得到的脱胚玉米进行酒精发酵，对于提高玉米的淀粉出酒率、降低酒精粮耗，改善DDGS品率效果更好，玉米的利用价值达到了最高。
权利要求
1.一种玉米脱胚的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 (1)将玉米进行浸润； (2)将经过浸润的玉米进行第一脱胚处理，分离得到含有胚芽的毛脐和玉米粉； (3)将所述含有胚芽的毛脐进行浸泡； (4)将经过浸泡的毛脐进行第二脱胚处理，分离得到胚芽和玉米淀粉乳。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，步骤(I)中，将玉米进行浸润，使以玉米的干重为基准，所述玉米的含水量为10-25重量％。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(I)中，将玉米进行浸润，使以玉米的干重为基准，所述玉米的含水量为15-20重量％。
4.根据权利要求I、2或3所述的方法，其中，步骤(I)中，所述浸润的条件包括浸润的温度为70-90°C，浸润的时间为3-10小时。
5.根据权利要求I所述的方法，其中，步骤(3)中，将所述毛脐进行浸泡，使以毛脐的干重为基准，所述毛脐的含水量为40-60重量％。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(3)中，将所述毛脐进行浸泡，使以毛脐的干重为基准，所述毛脐的含水量为42-50重量％。
7.根据权利要求I、5或6所述的方法，其中，步骤(3)中，所述浸泡的条件包括浸泡的温度为50-70°C，浸泡的时间为5-15小时。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，所述浸润的介质为水。
9.根据权利要求1、5、6或7所述的方法，所述浸泡的介质为水。
10.一种玉米预处理的方法，该方法包括将玉米进行脱胚处理，得到脱胚玉米；将脱胚玉米进行粉碎，得到粉碎产物，其特征在于，对所述玉米进行脱胚处理的方法为权利要求1-9中任意一项所述的方法。
11.根据权利要求10所述的玉米预处理的方法，其中，所述脱胚玉米含有将经过浸润后的玉米进行第一脱胚处理后得到的玉米粉和将经过浸泡后的毛脐进行第二脱胚处理后得到的玉米淀粉乳。
12.—种采用玉米制备酒精的方法，该方法包括将玉米进行预处理，将经过预处理的玉米进行液化得到液化产物，将液化产物进行糖化得到糖化产物，并将糖化产物进行发酵得到发酵产物，其特征在于，所述玉米预处理的方法为权利要求10或11所述的方法。
全文摘要
本发明提供了一种玉米脱胚和预处理的方法及采用玉米制备酒精的方法，其中，该方法包括(1)将玉米进行浸润；(2)将经过浸润的玉米进行第一脱胚处理，分离得到玉米粉和含有胚芽的毛脐；(3)将所述含有胚芽的毛脐进行浸泡；(4)将经过浸泡的毛脐进行第二脱胚处理，分离得到胚芽和玉米淀粉乳。本发明还提供了一种玉米预处理的方法，其中，预处理的玉米包含所述玉米粉和所述玉米淀粉乳。本发明另外提供了一种采用玉米制备酒精的方法。通过采用以上技术方案，实现了所得胚芽纯度高、出油率高、淀粉出酒率高、酒精粮耗低、DDGS色泽好及耗水量少的目的。
文档编号B02B3/00GK102909109SQ20121035574
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者夏令和, 王年忠, 吴德旺, 赵二永, 陶磊, 徐作成 申请人:安徽中粮生化燃料酒精有限公司, 中粮生物化学(安徽)股份有限公司