一种新型玉米淀粉绿色提取工艺

文档序号:36473940发布日期:2023-12-22 00:32阅读:38来源:国知局

本发明属于玉米淀粉提取工艺,尤其与一种新型玉米淀粉绿色提取工艺有关。


背景技术:

1、玉米是禾本科玉蜀黍族一年生植物,是世界上种植分布最广、产量最高的粮食作物之一,也是目前世界第一大淀粉原料作物。从玉米中提取淀粉主要有两种方法,即干法和湿法,干法工艺是将玉米粉碎后筛分,分离出胚芽、纤维,得到玉米粉,但与湿法工艺相比其最明显的缺点是淀粉纯度低,因此目前在工业上普遍使用的是湿法工艺。湿法工艺通常是将玉米籽粒浸泡在50~52℃水中,并加入亚硫酸浸泡48~72h,其中so2含量为0.2~0.3%,是一个资本、时间和能源密集型过程。其中so2既可以作用于胚芽使其钝化,改变表皮的通透性,还可以削弱或破坏蛋白质基质之间连接的二硫键使其解聚,从而释放包裹的淀粉颗粒。

2、由于亚硫酸具有一定的腐蚀型和毒副作用,使用过程中不仅存在着安全隐患,影响人体健康,还会对设备造成损耗和腐蚀,增加废水的处理难度,易对周边水质造成污染。同时,残留在玉米淀粉和玉米浸泡液中的亚硫酸盐会对淀粉糖,玉米油,玉米蛋白,等其他产品质量造成影响。因此,针对传统湿法工艺的诸多缺点,本专利寻求一种绿色,安全,高效的加工方式代替传统方法,并回收加工过程中使用到的绿色试剂,在节能减排和减少污染的同时最大程度地降低成本。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,尽可能提高玉米细胞壁,细胞膜的通透性,促使浸泡液进入到玉米籽粒中,加速淀粉和蛋白质的分离和释放,缩短工艺时间,提高玉米淀粉得率,本发明提供了一种新型玉米淀粉绿色提取工艺。

2、本发明是按照如下技术方案实施的:

3、一种新型玉米淀粉绿色提取工艺,包括以下步骤:

4、1)玉米初步浸泡:选取饱满,无虫蛀霉变且大小合适的玉米籽粒,洗净除杂,置于48~52℃的乳酸溶液中浸泡24~36h,其中玉米与浸泡液的质量比为1:(1.5~2.5),浸泡结束后将玉米和浸泡液置于打浆机中粗磨30s,过筛,挑拣出胚芽,得到初步处理后的玉米浸泡混合物;

5、2)玉米二步浸泡:向步骤1)得到的混合物中添加与大分子载体(壳聚糖)结合后的固定化木瓜蛋白酶和l-半胱氨酸的混合物,搅拌后在酶的最适温度下浸泡3h~6h,浸泡过程中控制ph为5.8~6.2。得到进一步处理后的玉米浸泡混合物;

6、3)玉米淀粉的提取:将步骤2)得到的玉米浸泡混合物置于打浆机中细磨150s后,分别过50目和200目筛,筛上物为粗纤维和细纤维,筛下物为淀粉和蛋白质的混合乳液,将乳液离心分离,下层离心物为淀粉,将其洗涤和干燥得到玉米淀粉成品。

7、4)固定化木瓜蛋白酶和乳酸钙结晶的回收:收集步骤3)离心得到的上层清液,调节上清液ph后离心,收集沉淀即为固定化木瓜蛋白酶。离心后的清液先通过微滤膜除菌,再加入适量碳酸钙,通过活性炭脱色,真空浓缩,抽滤处理后得到乳酸钙结晶,结晶经过洗涤后保存。得到的乳酸钙结晶可用于生产乳酸。

8、上述方案中优选的是,步骤1)中,乳酸溶液浓度为0.3%~0.7%,浸泡温度为50℃,浸泡时间为30h,玉米与乳酸溶液的质量比为1:2。

9、上述方案中优选的是,步骤2)中,木瓜蛋白酶添加量为300~500u/g玉米,l-半胱氨酸添加量为玉米质量分数的1.5%~2.5%,浸泡过程中控制ph为6,浸泡时间为4h。

10、本发明的积极效果在于:

11、本发明中使用乳酸溶液浸泡处理,目的是利用乳酸在玉米胚乳细胞壁上形成孔洞,以利于浸泡液进入籽粒内部产生作用,并且乳酸能够加快玉米蛋白质的软化和膨胀,不仅缩短了浸泡时间,更易于后续淀粉和蛋白质的分离。

12、本发明中使用固定化木瓜蛋白酶处理,目的是代替亚硫酸来打破玉米籽粒中的蛋白质网,由于本发明所使用的固定化木瓜蛋白酶最适反应ph为6,靠近中性,相比于亚硫酸更易于废水处理,达到了降低生产成本和减少环境污染的效果。

13、本发明中使用l-半胱氨酸处理,目的是通过破坏蛋白质网状结构中的二硫键,减弱淀粉与蛋白质的结合力,达到分离淀粉的效果,此外l-半胱氨酸是一种食品级还原剂,相比于亚硫酸没有毒副作用,是一种安全的加工原料。

14、本发明中使用的固定化木瓜蛋白酶不仅保证了酶在浸泡液中的稳定性,使得整个反应体系处于均相体系,酶分子能充分接触浸泡液中的玉米籽粒,还能有效保证反应过程中和回收再利用时酶的活力不会降低。通过对浸泡后浸泡液中乳酸的回收利用也能避免浸泡液直接浪费,在实现循环利用的同时降低了生产成本,是一种绿色的加工方法。

15、综合玉米淀粉的提取率与传统亚硫酸湿法工艺相比提高了5%以上,浸泡时间相较于常规的48~72h缩短至28~40h。



技术特征:

1.一种新型玉米淀粉绿色提取工艺,其特征在于,将玉米籽粒经清水洗净除杂后用乳酸溶液浸泡一段时间后粗磨,分离胚芽,再对上述粗磨后的玉米浸泡混合物添加固定化木瓜蛋白酶和l-半胱氨酸浸泡处理,浸泡结束后通过细磨、纤维分离、离心、洗涤干燥得到玉米淀粉成品,具体包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种新型玉米淀粉绿色提取工艺,其特征在于步骤1)中所述的乳酸溶液浓度为0.3%~0.7%,玉米与乳酸溶液的质量比为1:2,浸泡温度为50℃。

3.根据权利要求1所述的一种新型玉米淀粉绿色提取工艺,其特征在于步骤2)中所述的固定化木瓜蛋白酶添加量为300~500u/g玉米,l-半胱氨酸添加量为玉米质量分数的1.5%~2.5%,浸泡过程中控制ph为6,浸泡时间为4h。


技术总结
本发明提供了一种新型玉米淀粉绿色提取工艺。工艺的主要步骤为:1)玉米初步浸泡;2)玉米二步浸泡;3)玉米淀粉的提取;4)浸泡物的回收及循环利用。本发明使用乳酸、蛋白酶、L‑半胱氨酸等环境友好的物质作为工艺中使用到的化学试剂,该工艺具有淀粉分离效果好、淀粉提取率提高、无有害物质产生及浸泡物可回收并循环利用等优点,综合玉米淀粉的提取率与传统亚硫酸湿法工艺相比提高了5%以上,浸泡时间相较于常规的48~72h缩短至28~40h。

技术研发人员:张铁华,刘泽亿,闫晓侠
受保护的技术使用者:吉林大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1