一种以大米为原料制备淀粉及无热变性蛋白粉的方法与流程

1.本发明涉及大米深加工技术领域，更具体而言，涉及一种以大米为原料制备淀粉及无热变性蛋白粉的方法。


背景技术：

2.植物蛋白粉是指从植物，如谷物、豆类中提取的蛋白质，经粉碎、提纯、干燥等加工后形成的粉末状物质。
3.与其他植物淀粉颗粒相比，大米淀粉颗粒非常小，在2-8μm之间，且颗粒度均一。以大米为原料同时生产淀粉和蛋白粉，主要采用碱溶酸沉法。大米蛋白主要是碱溶性谷蛋白，将蛋白用碱溶解，然后过滤，得到淀粉，然后将溶解的蛋白加酸，就得到了蛋白沉淀。蛋白需要高温杀菌、喷雾干燥。这是目前最成熟的方法，也是在生产中实际使用的方法。
4.其它还有酶法，这种方法就是将蛋白用酶水解，得到淀粉，或者将淀粉用酶水解，得到蛋白。其它方法还有溶剂提取法、物理分离法和复合提取法等。
5.现有技术的缺陷：碱溶酸沉法，需要消耗大量的碱，产生大量的污水，碱会破坏蛋白质和淀粉的结构，产生很多有害的副反应，蛋白干燥前高温杀菌、喷雾干燥也会导致蛋白质变性。
6.酶法工艺比较温和，但生产效率低，不能同时得到淀粉和蛋白。
7.溶剂法效率低、工艺复杂，不适合工业化。
8.因此有必要提供一种以大米为原料制备淀粉及无热变性蛋白粉的方法。


技术实现要素：

9.针对现阶段技术中存在的问题，本发明提出一种以大米为原料制备淀粉及无热变性蛋白粉的方法，将物理提取与低温酶法提取相结合，达到提取过程环保、提高淀粉和蛋白的品质与减少生产成本的目的。
10.本发明要解决的技术问题是：一种以大米为原料制备淀粉及蛋白粉的方法，包括以下步骤：s1、将大米粉碎后，加水均质制得浆料；s2、将所述浆料脱水，固相加入比重调节剂将浆料的比重调节至大于蛋白的比重，且小于淀粉的比重；s3、将步骤s2中混合物经过一次或多次分离，得到液相、轻相和重相；s4、将步骤s3中所述轻相加水稀释，加入中温淀粉酶，酶解后离心分离，得到蛋白沉淀和糖浆液；s5、将步骤s4中所述蛋白沉淀制备蛋白粉；将所述糖浆液制备糖浆；s6、将步骤s3中所述重相加水洗涤、离心脱水，得到湿淀粉；s7、将步骤s6中所述湿淀粉制备淀粉；s8、将步骤s3中所述液相浓缩后制备糖浆。
11.进一步地，步骤s1中所述浆料均质压力大于15mpa。
12.进一步地，步骤s2中所述比重调节剂将所述浆料比重调节至1.2-1.35。
13.进一步地，所述比重调节剂采用麦芽糊精、麦芽糖、果糖、葡萄糖中的一种或多种。
14.进一步地，步骤s2中脱水后废水一部分回用至步骤s1，另一部分用于重相洗涤；步骤s6中脱水后废水与步骤s5中糖浆液混合制备糖浆；步骤s8中所述液相浓缩后一部分与步骤s5中糖浆液混合制备糖浆，另一部分直接作为比重调节剂。
15.更进一步地，所述糖浆液制备糖浆方法具体为：糖化、脱色、离子交换、蒸发。
16.更进一步地，所述糖浆作为比重调节剂回用至步骤s2。
17.进一步地，步骤s4中轻相加水稀释1-10倍；酶解温度＜60℃。
18.进一步地，步骤s5中所述蛋白沉淀水洗、离心分离、采用微波真空干燥设备杀菌、干燥，制得蛋白粉；步骤s7中湿淀粉干燥后制得淀粉。
19.进一步地，步骤s3中所述轻相还可以通过以下方法提纯蛋白：将轻相加水稀释，将比重调节至小于蛋白的比重，离心后，重相为蛋白与淀粉的混合物。
20.本发明的有益效果是：本发明提供了一种以大米为原料制备淀粉及无热变性蛋白粉的方法，将大米粉碎、制浆、均质、离心脱水后，加入比重调节剂，然后通过一次或多次分离，将物料分为三相：重相、轻相与液相，其中重相用于制备淀粉，轻相用于制备蛋白粉与糖浆，液相糖浆一部分用于比重调节剂，一部分用于制备糖浆；制备过程中产生的废水回用至糖浆的制备；糖浆作为比重调节剂。本发明采用物理方法结合低温酶法提取淀粉和蛋白粉的同时，生产糖浆，糖浆可作为比重调节剂，来源于大米，没有添加异物，保证了产品的安全性，蛋白质在低温下完成提纯、干燥、杀菌，无变性，提取率高，工艺简单，生产成本低，产品质量好。生产的糖浆产品，既为淀粉和蛋白粉的分离提供了比重调节剂，也解决了蛋白提纯过程中酶解的糖浆的出路问题，还解决了淀粉和蛋白的洗涤过程产生的大量含糖浆、淀粉、蛋白的废水的处理问题，既提高了产品的收率，又降低了废水的处理难度。
附图说明
21.图1是本发明实施例中一种以大米为原料制备淀粉及无热变性蛋白粉的工艺流程图。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.需要说明的是：本技术中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。本技术中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。本技术中，如果没有特别的说明，百分数(％)或者份指的是相对于组合物的重量百分数或重量份。本技术中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。本技术
中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“6-22”表示本文中已经全部列出了“6-22”之间的全部实数，“6-22”只是这些数值组合的缩略表示。本技术所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。本技术中，除非另有说明，各个反应或操作步骤可以顺序进行，也可以按照顺序进行。优选地，本文中的反应方法是顺序进行的。
24.除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本技术中。
25.下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。
26.以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值
±
标准差。
27.如图1所示，一种以大米为原料制备淀粉及无热变性蛋白粉的方法，包括以下步骤：s1、将大米清理、粉碎后，加水均质，均质压力大于15mpa，制得质量浓度为5%-40%的浆料；s2、将所述浆料脱水，脱水后废水一部分回用至步骤s1，另一部分用于重相洗涤；固相加入比重调节剂将浆料的比重调节至大于大米蛋白的比重，且小于大米淀粉的比重；优选地，将比重调节至1.2-1.35；s3、将步骤s2中混合物经过分离，得到液相、轻相和重相；其中分离经一次或多次；s4、将步骤s3中所述轻相加水稀释1-10倍，加入中温淀粉酶，酶解温度＜60℃，酶解后离心分离，得到蛋白沉淀和糖浆液；酶解是将蛋白中残留的淀粉水解，转化为溶解于水的糖浆；s5、将步骤s4中所述蛋白沉淀水洗、离心分离、采用微波真空干燥设备杀菌、干燥制备蛋白粉；将所述糖浆液制备糖浆，其中，浆液制备糖浆方法具体为：糖化、脱色、离子交换、蒸发；s6、将步骤s3中所述重相加水洗涤、离心脱水，得到湿淀粉；脱水后废水与步骤s5中糖浆液混合制备糖浆；s7、将步骤s6中所述湿淀粉干燥后制备淀粉；s8、将步骤s3中所述液相部分与步骤s5中制备的糖浆液混合用于比重调节剂，部分用于制备糖浆。
28.在本技术的一些实施例中，所述比重调节剂采用麦芽糊精、麦芽糖、果糖、葡萄糖中的一种或多种。
29.在本技术的一些实施例中，步骤s5中制备的糖浆作为比重调节剂回用至步骤s2。
30.在本技术的一些实施例中，步骤s3中所述轻相还可以通过以下方法提纯蛋白：将轻相加水稀释，将比重调节至小于大米蛋白的比重，离心后，重相为蛋白与淀粉的混合物；轻相为比重小于蛋白的混合物，包括糖浆以及其它杂质。
31.在本技术的一些实施例中，步骤s1中所述均质机采用高压均质机，均质压力大于15mpa，控制温度不超过55℃；采用高压均质机对大米浆成分进行粉碎，再用离心机进行物理离心方法分离出蛋白与淀粉，其生产技术采用的都是物理技术方法，没有改变蛋白质的
本性，有利于保持蛋白质特性和口感，避免了淀粉糊化和蛋白变性。步骤s2中所述脱水采用离心机或其它固液分离设备；所述混合采用胶体磨；步骤s3中所述离心采用两相卧螺离心机、三相卧螺离心机或碟片式离心机。
32.在本技术的一些实施例中，生产过程产生的所有非淀粉和蛋白成份，全部进入步骤s5中糖浆生产工艺。
33.在上述实施例的基础上，所述大米包括籼米、粳米、糯米。
34.在上述实施例的基础上，其它采用比重调节剂解决不同密度固体的分离的应用领域，也在本专利的保护范围。
35.实施例1将1000公斤大米，经过清理后，粉碎到60目，然后加入2000公斤的水，磨浆，搅拌均匀。采用高压均质机处理，均质压力20kpa，温度控制在＜50℃。下一步，采用卧螺离心机离心分离，得到废水和固体沉淀物，废水可以重复利用。固体重量大约1800公斤，加入2000公斤75%的大米麦芽糖浆，搅拌均匀，然后加入水，调节比重到1.25，搅拌均匀。然后，采用三相卧螺离心机做三相分离，得到轻相、液相、重相。轻相为固体悬浮物。为蛋白和淀粉的混合物，大约700公斤，加1400公斤水，搅拌均匀，然后升温到55℃，加入中温淀粉酶0.3公斤，搅拌2小时，然后用碟片离心机分离，得到蛋白沉淀和糖液。将得到的蛋白沉淀，用水洗涤、碟片离心分离，然后采用微波真空干燥，得到大米蛋白粉；制得的大米蛋白粉无热变形，纯度超过80%。分离产生的糖液，温度升高到60℃，加入0.1公斤糖化酶，糖化10小时，得到麦芽糖浆，然后升温到80℃，加入0.2%的活性炭，放置搅拌30分钟，过滤，除掉活性炭，接下来进入离子交换系统，脱盐和脱色，然后，采用四效蒸发器，将糖浆浓缩到75%的固含量。三相分离得到的液相，是被稀释的大米糖浆，一部分回用，一部分进入大米糖浆生产流程。三相分离得到的固相，是大米淀粉，数量大约1200公斤，加3000公斤水洗，然后用卧螺离心机分离，得到的固相淀粉和废水，然后再加水洗涤、分离，重复4次，得到符合要求的大米淀粉，然后采用气流干燥，得到含水量＜14%的大米淀粉，纯度超过99%。淀粉洗涤过程中产生的废水，可以用于上以及的洗涤，浓缩的废水，含有糖液，进入大米糖浆生产流程。
36.实施例2：将1500公斤大米，经过清理后，粉碎到50目，然后加入3000公斤的水，磨浆，搅拌均匀。采用高压均质机处理，均质压力25kpa，温度控制在＜50℃。下一步，采用卧螺离心机离心分离，得到废水和固体沉淀物，废水可以重复利用。固体重量大约2700公斤，加入2500公斤80%的大米麦芽糖浆，搅拌均匀，然后加入水，调节比重到1.27，搅拌均匀。然后，采用卧螺离心机做二相分离，得到轻相、重相。轻相为固体悬浮物，为蛋白、淀粉和糖浆的混合物，大约2500公斤，加水稀释到比重1.2，搅拌均匀，然后采用卧螺离心机离心分离，得到的沉淀是蛋白和淀粉的混合物，轻相是稀糖浆，将稀糖浆一部分回用，一部分进入大米糖浆生产流程进行处理。得到的淀粉和蛋白的沉淀，大约1000公斤，加入2000公斤生产过程中产生的清洗废水，加热到58℃，然后加入中温淀粉酶0.5公斤，搅拌2小时，然后用碟片离心机分离，得到蛋白沉淀和糖液。将得到的蛋白沉淀，用水洗涤、碟片离心分离，然后采用微波真空干燥，得到大米蛋白粉；制得的大米蛋白粉无热变形，纯度超过80%。分离产生的糖液，温度升高到60℃，加入0.15公斤糖化酶，糖化10小时，得到麦芽糖浆，然后升温到80℃，加入0.3%的活性炭，放置搅拌30分钟，过滤，除掉活性炭，接下来进入离子交换系统，脱盐和脱色，然后，采用
四效蒸发器，将糖浆浓缩到80%的固含量。二相分离得到的固相，是大米淀粉，数量大约1800公斤，加4000公斤水洗，然后用卧螺离心机分离，得到的固相淀粉和废水，然后再加水洗涤、分离，重复5次，得到符合要求的大米淀粉，然后采用气流干燥，得到含水量＜14%的大米淀粉，纯度超过99%。淀粉洗涤过程中产生的废水，可以用于上以及的洗涤，浓缩的废水，含有糖液，进入大米糖浆生产流程。
37.实施例3：将2000公斤大米，经过清理后，粉碎到40目，然后加入4000公斤的水，磨浆，搅拌均匀。采用高压均质机处理，均质压力18kpa，温度控制在＜55℃。下一步，采用卧螺离心机离心分离，得到废水和固体沉淀物，废水可以重复利用。固体重量大约3600公斤，加入4000公斤75%的大米果糖-葡萄糖浆（果糖含量42%），搅拌均匀，然后加入水，调节比重到1.29，搅拌均匀。然后，采用三相卧螺离心机做三相分离，得到轻相、液相、重相。轻相为固体悬浮物。为蛋白和淀粉的混合物，大约1400公斤，加2800公斤水，搅拌均匀，然后升温到57℃，加入中温淀粉酶0.6公斤，搅拌2小时，然后用碟片离心机分离，得到蛋白沉淀和糖液。将得到的蛋白沉淀，用水洗涤、碟片离心分离，然后采用微波真空干燥，得到大米蛋白粉；制得的大米蛋白粉无热变形，纯度超过80%。分离产生的糖液，温度升高到60℃，加入0.1公斤糖化酶，糖化36小时，得到葡萄糖浆，然后升温到80℃，加入0.2%的活性炭，放置搅拌30分钟，过滤，除掉活性炭，接下来进入离子交换系统，脱盐和脱色，然后，加入异构酶，将葡萄糖转化为果糖-葡萄糖混合物（果糖含量42%),然后重复上述的脱色、离子交换过程，最后采用四效蒸发器，将一部分糖浆浓缩到71%的固含量，用于商品出售，另一部分糖浆，浓缩到75%的固含量，用于比重调节剂。三相分离得到的液相，是被稀释的大米糖浆，一部分回用，一部分进入大米糖浆生产流程。三相分离得到的固相，是大米淀粉，数量大约2400公斤，加6000公斤水洗，然后用卧螺离心机分离，得到的固相淀粉和废水，然后再加水洗涤、分离，重复4次，得到符合要求的大米淀粉，然后采用气流干燥，得到含水量＜14%的大米淀粉，纯度超过99%。淀粉洗涤过程中产生的废水，可以用于上以及的洗涤，浓缩的废水，含有糖液，进入大米糖浆生产流程。
38.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。