专利名称：一种从淀粉质原料中提取毛油的方法
技术领域：
本发明涉及一种从淀粉质原料中提取毛油的方法。
背景技术：
目前我国以淀粉质原料发酵柠檬酸、酒精等，都涉及到淀粉质原料中毛油的问题。 如果不对淀粉质原料毛油进行提取，则不仅影响发酵效果，造成资源浪费，而且还对产品质
量产生影响。目前国内提取淀粉质原料毛油的工艺，有的是干法脱胚；有的是制取液化液，然后在液化液中提取毛油。干法脱胚投资大，成本高，胚芽提取毛油收率低；在液化液中提取毛油，毛油释放不充分，同时，采用溢流提取毛油工序繁琐，毛油含糖液量较多。CN101993900A公开了一种柠檬酸原料预处理工艺，过将液化后的玉米液进行闪蒸，再对闪蒸液进行分离处理。由于滤渣存在于闪蒸之后的液化液中，亲油物质存在于滤渣中，毛油提取率较低，毛油与糖液分离不彻底，随后的沉降分离步骤需要的时间较长，后续工艺仍然需要过滤，影响了生产效率；同时，采用一次喷射，玉米酶解不彻底，淀粉利用率较低，玉米淀粉与脂肪分离不充分，毛油释放率较低。因此，需要进一步提高毛油的收率。
发明内容
本发明的目的是提供一种从淀粉质原料中提取毛油的方法。本发明提供的方法既可以提高毛油的收率，又可以提高生产效率。为了实现上述目的，本发明提供了一种从淀粉质原料中提取毛油的方法，该方法包括以下步骤(1)将淀粉质原料粉末与水混合得到淀粉浆液，将淀粉浆液在淀粉酶存在下进行喷射、液化，得到液化液；(2)将步骤⑴中得到的液化液进行闪蒸和降温；(3)将步骤O)中闪蒸后的液化液进行压滤，得到液化清液；(4)将步骤(3)中的液化清液进行沉降分离，分离出毛油和糖液。本发明提供的方法，将液化液进行压滤，使附着在滤渣上的毛油在压力下随之滤出，促进了毛油与糖液的分离，从而提高了毛油收率；同时由于液化清液中没有滤渣，油脂容易分离；此外，后续沉降分离时间缩短，提高了生产效率。例如，对比例1未进行压滤的毛油收率为1. 25%，而本发明实施例2进行了压滤的毛油收率为2. 06%，毛油收率后者比前者高出39%。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。
本发明提供了一种从淀粉质原料中提取毛油的方法，该方法包括以下步骤(1)将淀粉质原料粉末与水混合得到淀粉浆液，将淀粉浆液在淀粉酶存在下进行喷射、液化，得到液化液；(2)将步骤⑴中得到的液化液进行闪蒸和降温；(3)将步骤O)中闪蒸后的液化液进行压滤，得到液化清液；(4)将步骤(3)中的液化清液进行沉降分离，分离出毛油和糖液。淀粉酶是指能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，所述淀粉酶一般包括α -淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。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-1,4-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。β -淀粉酶又称淀粉1，4-麦芽糖苷酶，能够从淀粉分子非还原性末端切开1，4_糖苷键，生成麦芽糖。此酶作用于淀粉的产物是麦芽糖与极限糊精。糖化酶又称淀粉α-1，4-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。异淀粉酶又称淀粉α-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于支链淀粉分子分枝点处的α -1,6-糖苷键，将支链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。根据本发明，优选使用α -淀粉酶和/或异淀粉酶。更优选使用耐高温α -淀粉酶。耐高温α-淀粉酶具有极好的耐热性，是采用地衣芽孢杆菌经深层培养，提取等工序精制而成，能随机水解淀粉、糖原及其降解物内部的α-1，4葡萄糖苷健使得胶状淀粉溶液的粘度迅速下降，产生可溶性糊精和寡聚糖，过度的水解可产生少量葡萄糖和麦芽糖。本发明所述压滤为固液分离方法，通过在过滤介质一侧施加正压力来实现过滤作业。本发明对该正压力的范围、作用时间等参数没有特别限定，能够实现本发明目的参数均可。优选情况下，所述压滤的压力为0. 2-0. 7MPa,时间为1_4小时。更优选的情况下，所述压滤的压力为0. 4-0. 6MPa,时间为2_3小时。这样可以更好地促进淀粉质原料毛油和糖液滤出。本发明对压滤的温度没有特别限定，优选情况下，所述压滤的温度为90-100°C。这样可以更好地适应可以实现本发明的各种压滤机的构造，例如，厢式压滤机、板框压滤机、 带式压滤机、立式压滤机、隔膜压榨压滤机等。优选液化液碘试合格后，进入厢式滤机压滤。根据一种优选的实施方式，厢式压滤机板框上装有涤纶758#或721#(特征耐酸性强、耐磨性好；孔径50-150微米)型号的滤布，液化液在进料泵的压力推动下，物料从止推板上的进料孔进入各个滤室，固体物料因粒径大于过滤介质的孔隙而被截流在滤室内， 并形成滤饼层，液相则透过滤饼和过滤介质由出液孔排出机外。在90°C以上的高温和上述高压条件下，毛油很容易随着糖液共同通过滤饼和滤布，被压滤到清液罐内。本发明所述喷射为本领域公知的能够实现本发明的喷射。优选情况下，步骤(1) 中所述喷射包括两次喷射将混合产物在80-100°C下进行一次喷射，得到一次液化液。再将一次液化液在120-150°C下进行二次喷射，得到二次液化液。本发明的发明人在实践中发现，通过上述二次喷射，能够进一步提高毛油的收率，究其原因，可能是因为将所述混合产物通过一次低温喷射，将淀粉表层结构酶解，再一次高温喷射，将淀粉内部结构酶解，使得淀粉酶解更彻底，利用率提高，从而毛油的收率提高；同时，所述二次喷射的温度越高，淀粉与脂肪分离越充分，毛油释放越多，但能源消耗也越大。更为优选的情况下，所述一次喷射的温度为90-96°C ；所述二次喷射的温度为130-140°C。本发明对两次喷射的时间间隔没有特别要求，优选情况下，一次喷射和二次喷射的时间间隔为120-180分钟，从而使淀粉与脂肪更充分的分离。优选以层流维持的方式实现。本发明所述闪蒸，是为了更好地达到由快速的温度变化带来的使淀粉分子的膨胀更加充分，以至于能够使大颗粒淀粉膨胀破裂为小颗粒淀粉的目的，促进毛油从淀粉质原料细胞中逸出，以及淀粉颗粒膨化释放淀粉。优选情况下，所述闪蒸的温度为95-110°C ；闪蒸的压力为-0. 06 -0. 09MPa,闪蒸后降温5_10°C。优选情况下，闪蒸后再次加入淀粉酶，维持10-60min，并碘试合格，使淀粉酶达到
最佳活性。本发明所述沉降分离方法为本领域常规方法。优选情况下，步骤(4)所述沉降分离的温度为20-80°C，沉降分离的时间在2小时以上。更优选为二次沉降分离，S卩，所述沉降分离的方式包括将步骤(3)中的液化清液在65-80°C下静置2-5小时，得到毛油层、糖液层和混合层；分离出毛油层和糖液层，并将混合层降温至20-40°C下静置2-5小时。这样可以彻底分离毛油和糖液。根据一种优选的实施方式，在清液罐内，毛油的密度约为0.9kg/L，糖液的密度约为1.04kg/L，静置2小时以上，毛油与糖液分离，中间是油糖混合层。温度越低，油脂分层效果越好，但是容易造成糖液有杂菌，控制65 80°C储存温度，杂菌很难生长，将混合层进行二次降温沉降分离，静置2小时以上，在20°C时，毛油和糖液完全分成两层。把下层的糖液输送至糖液储罐内，上层的毛油自然沉降，输送至毛油储罐内。根据另一种优选的实施方式，每一批液化清液中，毛油占糖液体积的0. 3-0.8%, 而油糖混合层占糖液体积的1 3%。每一罐糖液输送时，留超过混合层2-5倍的体积在清液罐内。毛油积累5-10批后，通过控制沉降时间，精确控制混合层，把最后较难分离的少量的糖液打入油糖分离罐中，再采用自然沉降积累分离。把玉米毛油打入毛油储罐中。按照本发明，所述淀粉质原料可以为本领公知的各种可酶解的淀粉质原料，例如， 可以选自玉米、薯类(如木薯)、小麦和高粱中的一种或多种。本发明淀粉酶为本领域常规使用的淀粉酶，优选淀粉酶的用量为10-30酶活力单位/g玉米粉；酶解温度优选为80-90°C。本发明得到的糖液，可进一步进入后续工序，例如，发酵制备柠檬酸、酒精等；得到的毛油可进一步精炼，用于工业或日用化工。本发明实施例中，所用淀粉酶为购自诺维信公司的耐高温α-淀粉酶；所用喷射器为兆光喷射器。根据GB 8275-2009定义Ig固体酶粉(或Iml液体酶)，于70°C、ρΗ = 6.0条件下，Imin内液化Img可溶性淀粉所需要的酶量，即为1个酶活力单位，以u/g(或u/ml)表示。本发明中酶活力单位用此定义。实施例1
将100重量份玉米进行粉碎，得到平均粒子直径为400微米的粉碎产物，将粉碎后的产物与300重量份水，混合得到淀粉浆液。在50°C下，将淀粉浆液与用量为10酶活力单位/g玉米粉的α _淀粉酶混合得到混合物，将该混合物与160°C的蒸汽在喷射器中进行喷射接触(蒸汽与混合物的重量比为 0. 04 1)，接触的时间为2秒，使得与蒸汽接触后的混合物的温度为80°C，并在该温度下层流维持120分钟；将上述与蒸汽接触后的混合物再次与160°C的蒸汽在喷射器中进行喷射接触(蒸汽与混合物的重量比为0.06 1)，接触的时间为3秒，使再次与蒸汽接触后的混合物的温度为120°C，并在该温度下保持5分钟；将上述再次与蒸汽接触后的混合物进行闪蒸(真空度为-0. 07MPa,时间为10秒) 至95°C，降温至90°C，得到液化液，再次加入5酶活力单位/g玉米粉的α -淀粉酶，维持 60min,碘试合格，得到液化液。将得到的液化液在90°C下进行压滤，使用厢式压滤机，当压力达到0. 5MPa时停止进料，经过4小时，将毛油和糖液收集入清液罐内。将清液罐中的液体在65°C下静置2小时，得到上中下三层，从上往下依次为毛油层、混合层和糖液层；分离出毛油层和糖液层，并将混合层降温至20°C并在该温度下静置2 小时，毛油和糖液完全分成两层。把下层的糖液与之前的糖液合并输送至糖液储罐内，上层的毛油与之前的毛油合并输送至毛油储罐。根据毛油的收率=毛油的重量(g)/玉米的重量(g) X 100%计算得到玉米毛油的收率为1. 78%。实施例2将100重量份玉米进行粉碎，得到平均粒子直径为400微米的粉碎产物，将粉碎后的产物与300重量份水，混合得到淀粉浆液。在60°C下，将淀粉浆液与用量为15酶活力单位/g玉米粉的α -淀粉酶混合得到混合物，将该混合物与160°C的蒸汽在喷射器中进行喷射接触(蒸汽与混合物的重量比为 0. 05 1)，接触的时间为2秒，使得与蒸汽接触后的混合物的温度为100°C，并在该温度下层流维持180分钟；将上述与蒸汽接触后的混合物再次与160°C的蒸汽在喷射器中进行喷射接触(蒸汽与混合物的重量比为0.06 1)，接触的时间为3秒，使再次与蒸汽接触后的混合物的温度为150°C，并在该温度下保持5分钟；将上述再次与蒸汽接触后的混合物进行闪蒸(真空度为-0. 09MPa,时间为10秒) 至100°C，降温至95°C，再加入15酶活力单位/g玉米粉的α -淀粉酶，维持15min，碘试合格，得到液化液。将得到的液化液在95°C下进行压滤，使用厢式压滤机，当压力达到0. 6MPa时停止进料，经过1小时，将毛油和糖液收集入清液罐内。将清液罐中的液体在80°C下静置5小时，得到上中下三层，从上往下依次为毛油层、混合层和糖液层；分离出毛油层和糖液层，并将混合层降温至40°C并在该温度下静置5 小时，毛油和糖液完全分成两层。把下层的糖液与之前的糖液合并输送至糖液储罐内，上层的毛油与之前的毛油合并输送至毛油储罐。
测得每吨玉米毛油的收率为2. 06%。对比例1按照实施例2中的方法，不同的是，未进行压滤步骤，将液化液直接进行沉降分
1 O将100重量份玉米进行粉碎，得到平均粒子直径为400微米的粉碎产物，将粉碎后的产物与300重量份水，混合得到淀粉浆液。在60°C下，将淀粉浆液与用量为15酶活力单位/g玉米粉的α _淀粉酶混合得到混合物，将该混合物与160°C的蒸汽在喷射器中进行喷射接触(蒸汽与混合物的重量比为 0. 05 1)，接触的时间为2秒，使得与蒸汽接触后的混合物的温度为100°C，并在该温度下层流维持180分钟；将上述与蒸汽接触后的混合物再次与160°C的蒸汽在喷射器中进行喷射接触(蒸汽与混合物的重量比为0.06 1)，接触的时间为3秒，使再次与蒸汽接触后的混合物的温度为150°C，并在该温度下保持5分钟；将上述再次与蒸汽接触后的混合物进行闪蒸(真空度为-0. 09MPa,时间为10秒) 至100°C，降温至95°C，再加入15酶活力单位/g玉米粉的α -淀粉酶，维持15min，碘试合格，得到液化液。将上述液化液在80°C下静置5小时，得到上中下三层，从上往下依次为毛油层、混合层和糖液层；分离出毛油层和糖液层，并将混合层降温至40°C并在该温度下静置5小时， 毛油和糖液完全分成两层。把下层的糖液与之前的糖液合并输送至糖液储罐内，上层的毛油与之前的毛油合并输送至毛油储罐。结果玉米毛油的收率为1. 25%。实施例3将100重量份玉米进行粉碎，得到平均粒子直径为400微米的粉碎产物，将粉碎后的产物与300重量份水，混合得到淀粉浆液。在55°C下，将淀粉浆液与用量为20酶活力单位/g玉米粉的α _淀粉酶混合得到混合物，将该混合物与160°C的蒸汽在喷射器中进行喷射接触(蒸汽与混合物的重量比为 0. 05 1)，接触的时间为2秒，使得与蒸汽接触后的混合物的温度为90°C，并在该温度下层流维持150分钟；将上述与蒸汽接触后的混合物再次与160°C的蒸汽在喷射器中进行喷射接触(蒸汽与混合物的重量比为0.05 1)，接触的时间为3秒，使再次与蒸汽接触后的混合物的温度为130°C，并在该温度下保持5分钟；将上述再次与蒸汽接触后的混合物，进行闪蒸(真空度为_0.06MPa，时间为10 秒)至110°C，降温至100°C，再次加入10酶活力单位/g玉米粉的α-淀粉酶，维持30min， 碘试合格，得到液化液。将得到的液化液在100°C下进行压滤，使用厢式压滤机，当压力达到0. 45MPa时停止进料，经过2小时，将毛油和糖液收集入清液罐内。将清液罐中的液体在70°C下静置3小时，得到上中下三层，从上往下依次为毛油层、混合层和糖液层；分离出毛油层和糖液层，并将混合层降温至30°C并在该温度下静置3 小时，毛油和糖液完全分成两层。把下层的糖液与之前的糖液合并输送至糖液储罐内，上层的毛油与之前的毛油合并输送至毛油储罐。测得每吨玉米毛油的收率为1.95%。实施例4按照实施例1中的方法，不同的是，只进行一次喷射。将100重量份玉米进行粉碎，得到平均粒子直径为400微米的粉碎产物，将粉碎后的产物与300重量份水，混合得到淀粉浆液。在50°C下，将淀粉浆液与用量为10酶活力单位/g玉米粉的α _淀粉酶混合得到混合物，将该混合物与135°C的蒸汽在喷射器中进行喷射接触(蒸汽与混合物的重量比为 0. 04 1)，接触的时间为3秒，使得与蒸汽接触后的混合物的温度为125°C，并在该温度下保持5分钟。将上述与蒸汽接触后的混合物进行闪蒸(真空度为_0.07MPa，时间为10秒) 至95°C，降温至90°C，得到液化液，再次加入5酶活力单位/g玉米粉的α -淀粉酶，维持 60min,碘试合格，得到液化液。将得到的液化液在90°C下进行压滤，使用厢式压滤机，当压力达到0. 5MPa时停止进料，经过4小时，将毛油和糖液收集入清液罐内。将清液罐中的液体在65°C下静置2小时，得到上中下三层，从上往下依次为毛油层、混合层和糖液层；分离出毛油层和糖液层，并将混合层降温至20°C并在该温度下静置2 小时，毛油和糖液完全分成两层。把下层的糖液与之前的糖液合并输送至糖液储罐内，上层的毛油与之前的毛油合并输送至毛油储罐。测得每吨玉米毛油的收率为1. 51%。从上述实施例和对比例可以看出，本发明提供的方法获得的毛油收率有显著提升。
权利要求
1.一种从淀粉质原料中提取毛油的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)将淀粉质原料粉末与水混合得到淀粉浆液，将淀粉浆液在淀粉酶存在下进行喷射、 液化，得到液化液；(2)将步骤(1)中得到的液化液进行闪蒸和降温；(3)将步骤O)中闪蒸后的液化液进行压滤，得到液化清液；(4)将步骤(3)中的液化清液进行沉降分离，分离出毛油和糖液。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压滤的压力为0.2-0. 7MPa，总压滤时间为1-4小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述压滤的压力为0.4-0. 6MPa,总压滤时间为2-3小时。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述压滤的温度为90-100°C。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中所述喷射包括将混合产物在 80-10(TC下进行一次喷射，得到一次液化液，再将一次液化液在120-150°C下进行二次喷射，得到二次液化液。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，一次喷射和二次喷射的时间间隔为120-180分钟。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述一次喷射的温度为90-96°C；所述二次喷射的温度为130-140°C。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中所述闪蒸的温度为95-110°C，闪蒸的压力为-0. 06 -0. 09MPa,闪蒸后降温5_10°C。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，闪蒸后再次加入淀粉酶，维持10-60min，并碘试合格。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(4)所述沉降分离的温度为20-80°C，沉降分离的时间在2小时以上。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述沉降分离的方式包括将步骤C3)中的液化清液在65-80°C下静置2-5小时，得到毛油层、糖液层和混合层；分离出毛油层和糖液层，并将混合层降温至20-40°C下静置2-5小时。
12.根据权利要求1-11中任意一项所述的方法，其中，所述淀粉质原料包括玉米、薯类、小麦、高粱中的一种或多种。
全文摘要
本发明涉及一种从淀粉质原料中提取毛油的方法，包括以下步骤(1)将淀粉质原料粉末与水混合得到淀粉浆液，将淀粉浆液在淀粉酶存在下进行喷射、液化，得到液化液；(2)将步骤(1)中得到的液化液进行闪蒸；(3)将步骤(2)中闪蒸后的液化液进行压滤，得到液化清液；(4)将步骤(3)中的液化清液进行沉降分离，分离出毛油和糖液。所得到的毛油收率较高。
文档编号C11B1/00GK102304415SQ20111022072
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者卢宗梅, 周勇, 张军华, 朱继成, 章辉平 申请人:中粮生物化学(安徽)股份有限公司