一种挤压膨化协同碱法提高谷物类淀粉提取率的方法与流程

本发明属于食品工业领域，具体涉及一种挤压膨化协同碱法提高谷物类淀粉提取率的方法。

背景技术：

淀粉是绿色植物果实、种子、块根、块茎的主要成分，谷类是重要的农产品，它们干基成分的70％左右是淀粉，谷物类淀粉可以被人体缓慢、稳定的消化吸收与分解，其能量的释放缓慢，不会造成血糖突然升高，对人体健康有益。除此之外谷物类淀粉还有一些优异特性，例如，大米淀粉颗粒在2-8um之间，颗粒度均一，糊化的大米淀粉吸水快，质构非常柔滑类似奶油，具有脂肪的口感，可以做为脂肪的替代品。

挤压膨化技术是集混合、搅拌、破碎、加热、蒸煮、杀菌、膨化及成型为一体，能够实现一系列单元同时并连续操作的现代加工技术。挤压膨化技术操作简单，投入资金少，广泛应用于现代食品加工中，该技术对环境友好，是一种绿色节能的操作技术。经过挤压膨化处理后的物料大分子会变成小分子，加快淀粉的溶出，处理后的物料用碱液浸泡，蛋白和淀粉更容易分离，相对其他处理技术具有独特的优势。

中国发明专利(申请公布号：cn107141358a，申请公布日：2017.09.08)公开了一种荞麦淀粉提取方法，该发明将荞麦研磨后用乙醇溶解后水浴超声提取黄酮，之后用氢氧化钠溶液溶解，水浴超声提取蛋白，之后用1.0mol/l的盐酸和0.5mol/l的氢氧化钠交替洗涤除去杂质得到淀粉。该方法在提取淀粉时使用两次碱液，处理过程比较繁琐；中国发明专利(申请公布号：cn1974602a，申请公布日：2007.06.06)公开了从燕麦中提取燕麦淀粉、燕麦蛋白粉的生产技术，步骤包括将燕麦碾压皮得到燕麦仁，燕麦仁浸泡，磨浆，离心分离得到燕麦淀粉和燕麦蛋白液；纯化干燥粉碎得到燕麦淀粉，本发明采用一条工艺同时能提取得到两种产品，但在淀粉纯化过程中使用了酶，酶成本高，不适宜工业中大批量生产；中国发明专利(申请公布号：cn104817644a，申请公布日：2015.08.05)公开了一种大米淀粉的制备方法，大米经过磨粉、加酶反应、离心水洗、除上清液、干燥，共5道工序得到大米淀粉，虽然该制备工艺简单，易于操作，但磨碎的大米粉使用酶液浸泡，浸泡过程中温度在55℃左右，还需加碱液控制ph，淀粉提取率低。

本发明可以有效解决上述技术中存在的碱液浓度高，浸泡时间长，劳动强度大，淀粉提取率低的问题，本发明所用挤压膨化技术操作简单，投入资金少，应用广泛，绿色无污染，相比于传统方法碱液的浓度缩小50％，浸泡时间大幅度缩短，淀粉提取率显著提高。

技术实现要素：

为了解决现有大多数谷物类淀粉的提取过程，本发明的目的是提供一种挤压膨化协同碱法提高谷物类淀粉提取率的方法，减少碱液的浓度和浸泡时间，提高淀粉的提取率。

为了实现上述目的，本发明提供一种挤压膨化协同碱法提高谷物类淀粉提取率的方法，技术方案包括如下步骤：

(1)选取优质饱满的谷物原料，除去原料中杂质，预处理后的物料用粉碎机粉碎；

(2)粉碎后的物料进行挤压膨化处理；

(3)挤压膨化处理后的物料与一定比例的氢氧化钠溶液按一定比例混合，浸泡一定的时间，倒掉上层液体，下层进行离心；

(4)离心后倒掉上层液体留取下层沉淀，得到粗淀粉乳；

(5)粗淀粉乳用盐酸溶液洗涤，然后用自来水洗涤至中性，得到纯淀粉乳，蒸发除去水分得到淀粉成品。

优选，步骤(1)中原料主要包括大米，荞麦，藜麦，青稞，糜子，燕麦，高粱。

进一步优选，步骤(1)中原料粉碎成粒度为50-200目的粉状。

进一步优选，步骤(2)中挤压磨浆使用的挤压机为挤压机为单螺杆或双螺杆挤压机。

进一步优选，步骤(2)中若物料用单螺杆挤压膨化处理，挤压机三个区的温度分别为ⅰ区35-45℃、ⅱ区40-55℃、ⅲ区40-70℃，螺杆转数100-300rpm，物料含水量为15-40％，挤压机模头物料出口孔的直径为1-5mm。

进一步优选，步骤(2)中若物料用双螺杆挤压膨化处理，挤压机六个区段温度分别为ⅰ区30-40℃、ⅱ区35-45℃、ⅲ区30-50℃，ⅳ区40-55℃，ⅴ区40-60℃，ⅵ区45-70℃，螺杆转数为100-400rpm，物料含水量为15-45％，挤压机模头物料出口孔的直径为1-5mm。

进一步优选，步骤(3)中氢氧化钠溶液的浓度为0.05％-0.1％，氢氧化钠溶液体积与固体质量比为1:1-1:5，浸泡时间5-20h，离心转速3000-6000r/min，时间10-20min。

进一步优选，所述步骤(5)粗淀粉乳采用0.5mol/l盐酸溶液洗涤。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：

本技术显著提高了谷物类淀粉的提取率，极大减小了提取过程碱液的浓度和浸泡时间；

本发明与现有技术相比，所用的碱液浓度减小50％，浸泡时间缩短20h，淀粉提取率提高25％，提取时间大大缩短，耗能降低，淀粉的提取率大幅度提升，生产效率显著提高；

该工艺设备投入少，操作容易，绿色无污染，明显的减少劳动强度，生产效率大幅度提高。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种挤压膨化技术协同碱法提高谷物类淀粉提取率的方法流程图；

图2为本发明与传统碱法两种谷物原料淀粉提取率的对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的描述，但是此处所描述的具体实施例只是对进行本发明解释说明，本发明的保护范围并不局限于此。

实施例1

称取20kg荞麦，清理除杂后破碎除壳，除壳后的荞麦用粉碎机粉碎成60目的粉末，装入到挤压机料斗中，设置挤压机六个区的温度分别为30℃、35℃、35℃、45℃、45℃、50℃，螺杆转速为300rpm，物料含水量为45％，挤压机模头物料出口孔的直径为3mm，将挤出后的物料与0.08％氢氧化钠溶液混合，料液比为1:4，静置8h，倒掉上清液，下层混合液在4000r/min离心20min，离心之后去除上层液得到粗淀粉乳；粗淀粉乳加入0.5mol/l盐酸搅拌均匀，在5000r/min离心洗涤，时间为10min，之后用水洗涤3次，得到纯淀粉乳，然后在烘箱中50℃下干燥24h，即可得到荞麦淀粉成品，淀粉提取率为88％。

实施例2

称取20kg大米，预处理后用粉碎机将大米粉碎成粉末，装入到挤压机料斗中，设置挤压机六个区的温度分别为35℃、40℃、40℃、50℃、50℃、60℃，螺杆转速为400rpm，物料含水量为40％，挤压机模头物料出口孔的直径为3mm，挤出后的物料与0.06％氢氧化钠溶液混合，料液比为1:4，静置10h，倒掉上清液，下层混合液5000r/min离心15min，离心之后去除上层液体得到粗淀粉乳；粗淀粉乳加入0.5mol/l盐酸搅拌均匀，在4000r/min离心一次，时间为20min，之后用水洗涤3次，得到纯淀粉乳，然后在烘箱中50℃下干燥24h，即可得到大米淀粉成品，淀粉提取率为84％。

实施例3

称取30kg荞麦，清理除杂后破碎除壳，除壳后的荞麦用粉碎机粉碎成80目以上的粉末，装入到挤压机料斗中，设置挤压机六个区的温度分别为35℃、35℃、40℃、40℃、50℃、60℃，螺杆转速为250rpm，物料含水量为40％，挤压机模头物料出口孔的直径为3mm，将挤出后的物料与0.1％氢氧化钠溶液混合，料液比为1:3，静置10h，倒掉上清液，下层混合液在4000r/min离心20min，离心之后去除上层液得到粗淀粉乳；粗淀粉乳加入0.5mol/l盐酸搅拌均匀，在5000r/min离心洗涤，时间为10min，之后用水洗涤3次，得到纯淀粉乳，然后在烘箱中50℃下干燥24h，即可得到荞麦淀粉成品。

实施例4

称取30kg大米，预处理后用粉碎机将大米粉碎成粉末，装入到挤压机料斗中，设置挤压机六个区的温度分别为35℃、40℃、45℃、50℃、50℃、65℃，螺杆转速为350rpm，物料含水量为40％，挤压机模头物料出口孔的直径为3mm，挤出后的物料与0.08％氢氧化钠溶液混合，料液比为1:4，静置10h，倒掉上清液，下层混合液5000r/min离心15min，离心之后去除上层液体得到粗淀粉乳；粗淀粉乳加入0.5mol/l盐酸搅拌均匀，在4000r/min离心一次，时间为20min，之后用水洗涤3次，得到纯淀粉乳，然后在烘箱中50℃下干燥24h，即可得到大米淀粉成品。

实施例5

称取40kg荞麦，清理除杂后破碎除壳，除壳后的荞麦用粉碎机粉碎成80目以上的粉末，装入到挤压机料斗中，设置挤压机六个区的温度分别为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、70℃，螺杆转速为300rpm，物料含水量为40％，挤压机模头物料出口孔的直径为3mm，将挤出后的物料与0.1％氢氧化钠溶液混合，料液比为1:3，静置10h，倒掉上清液，下层混合液在4000r/min离心20min，离心之后去除上层液得到粗淀粉乳；粗淀粉乳加入0.5mol/l盐酸搅拌均匀，在5000r/min离心洗涤，时间为10min，之后用水洗涤3次，得到纯淀粉乳，然后在烘箱中50℃下干燥24h，即可得到荞麦淀粉成品。

实施例6

称取40kg大米，预处理后用粉碎机将大米粉碎成粉末，装入到挤压机料斗中，设置挤压机六个区的温度分别为40℃、45℃、50℃、55℃、55℃、65℃，螺杆转速为300rpm，物料含水量为40％，挤压机模头物料出口孔的直径为3mm，挤出后的物料与0.07％氢氧化钠溶液混合，料液比为1:4，静置12h，倒掉上清液，下层混合液5000r/min离心15min，离心之后去除上层液体得到粗淀粉乳；粗淀粉乳加入0.5mol/l盐酸搅拌均匀，在4000r/min离心一次，时间为20min，之后用水洗涤3次，得到纯淀粉乳，然后在烘箱中50℃下干燥24h，即可得到大米淀粉成品。

实施例7

对照组1

称取20kg荞麦，清理除杂后破碎除壳，除壳后的荞麦放入浸渍槽中，用0.3％氢氧化钠溶液浸泡，料液比为1:2，浸渍温度50℃，期间每隔6h搅拌一次，浸泡24h后，去除旧液加入新碱液浸渍20h，每隔6h搅拌一次，之后用锤片粉碎机湿磨成浆，磨浆时边加入0.3％氢氧化钠溶液边磨碎得到淀粉浆，用盐酸将淀粉浆液ph调至7左右，再进行水洗，之后用离心机脱水干燥后制得成品荞麦淀粉，淀粉提取率为63％。

实施例8

对照组2

称取20kg大米，预处理后将大米放入浸渍槽中，用0.3％氢氧化钠溶液浸泡，料液比为1:2，浸渍温度50℃，期间每隔6h搅拌一次，浸泡24h后，去除旧液加入新碱液浸渍36h，每隔6h搅拌一次，大米经过浸渍处理后，米粒软化，用手指可捏碎。之后用锤片粉碎机湿磨成浆，磨浆时边加入0.3％氢氧化钠溶液边磨碎。用300目筛网分离出粗粒得到淀粉浆，用盐酸将淀粉浆液ph调至7左右，再进行水洗，之后用离心机脱水干燥后制得成品大米淀粉，淀粉提取率为59％。

实施例9

对照组3

称取30kg荞麦，清理除杂后破碎除壳，除壳后的荞麦放入浸渍槽中，用0.3％氢氧化钠溶液浸泡，料液比为1:2，浸渍温度50℃，期间每隔6h搅拌一次，浸泡24h后，去除旧液加入新碱液浸渍20h，每隔6h搅拌一次，之后用锤片粉碎机湿磨成浆，磨浆时边加入0.3％氢氧化钠溶液边磨碎得到淀粉浆，用盐酸将淀粉浆液ph调至7左右，再进行水洗，之后用离心机脱水干燥后制得成品荞麦淀粉。

实施例10

对照组4

称取30kg大米，预处理后将大米放入浸渍槽中，用0.3％氢氧化钠溶液浸泡，料液比为1:2，浸渍温度50℃，期间每隔6h搅拌一次，浸泡24h后，去除旧液加入新碱液浸渍36h，每隔6h搅拌一次，大米经过浸渍处理后，米粒软化，用手指可捏碎。之后用锤片粉碎机湿磨成浆，磨浆时边加入0.3％氢氧化钠溶液边磨碎。用300目筛网分离出粗粒得到淀粉浆，用盐酸将淀粉浆液ph调至7左右，再进行水洗，之后用离心机脱水干燥后制得成品大米淀粉。

实施例11

对照组5

称取40kg荞麦，清理除杂后破碎除壳，除壳后的荞麦放入浸渍槽中，用0.3％氢氧化钠溶液浸泡，料液比为1:2，浸渍温度50℃，期间每隔6h搅拌一次，浸泡24h后，去除旧液加入新碱液浸渍20h，每隔6h搅拌一次，之后用锤片粉碎机湿磨成浆，磨浆时边加入0.3％氢氧化钠溶液边磨碎得到淀粉浆，用盐酸将淀粉浆液ph调至7左右，再进行水洗，之后用离心机脱水干燥后制得成品荞麦淀粉。

实施例12

对照组6

称取40kg大米，预处理后将大米放入浸渍槽中，用0.3％氢氧化钠溶液浸泡，料液比为1:2，浸渍温度50℃，期间每隔6h搅拌一次，浸泡24h后，去除旧液加入新碱液浸渍36h，每隔6h搅拌一次，大米经过浸渍处理后，米粒软化，用手指可捏碎。之后用锤片粉碎机湿磨成浆，磨浆时边加入0.3％氢氧化钠溶液边磨碎。用300目筛网分离出粗粒得到淀粉浆，用盐酸将淀粉浆液ph调至7左右，再进行水洗，之后用离心机脱水干燥后制得成品大米淀粉。