一种利用玉米淀粉加工废渣制备高麦芽糖浆和膳食纤维的生产方法与流程

1.本发明涉及食品生物技术领域，具体是一种利用玉米淀粉加工废渣制备高麦芽糖浆和膳食纤维的生产方法。


背景技术：

2.目前国内淀粉糖工业的三大主要原料为玉米、小麦和马铃薯，其中玉米产量大且生产成本较低，所以在现今糖工业生产中一般以玉米淀粉为原料制取淀粉糖。但淀粉糖企业在生产主产品玉米淀粉的同时，还伴生了大量的副产品以及下脚料，玉米淀粉加工废渣占据其中极大部分，而且因其湿度高，不易烘干，堆集容易发热腐败，处理不当或随意丢弃都会对环境造成很大的污染。
3.麦芽糖浆是以淀粉为原料经一系列工艺加工而成的，根据麦芽糖浆中麦芽糖含量的高低又可分为三种：普通麦芽糖浆、高麦芽糖浆和超高麦芽糖浆，其中超高麦芽糖浆精致工艺复杂繁琐，生产成本较高，而普通麦芽糖浆不能满足有些产品对于麦芽糖纯度高的要求。高麦芽糖浆的甜度低而温和，可口性强，口感好，加热时不易发生美拉德反应。高麦芽糖浆在用于糖果生产时具有de值低、熬温高、韧性好、透明度高等优点，还可以降低糖果粘度，提高产品的风味，给企业带来明显的经济效益。
4.膳食纤维是指在人体小肠内难以被酶解消化，在大肠中完全或部分发酵的植物性可食用部分的总称，它包括纤维素、半纤维素、果胶等物质，在蔬菜水果、粗粮豆类及菌藻类食物中含量丰富。随着时代的进步，人们的饮食结构愈为精细，来源于植物的碳水化合物摄入减少，这就导致了膳食纤维的摄取量相对减少，随之而来的是各种威胁人类健康的慢性疾病；而随着对膳食纤维了解的深入，现代人已经意识到膳食纤维对人类机体具有许多如抗腹泻、预防肠癌、治疗便秘、治疗胆石症、降低血液胆固醇和甘油三酯、降低成年糖尿病患者的血糖等等诸多有益于身体健康的作用。
5.因此研究一种能有效的利用玉米淀粉加工废渣，将其转化成具有食用价值的高麦芽糖浆和膳食纤维的生产方法具有很高的价值。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种利用玉米淀粉加工废渣制备高麦芽糖浆和膳食纤维的生产方法。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.(1)玉米淀粉加工废渣适当粉碎，加水混匀，在70～80℃搅拌 30～50min后降温至35～40℃，调节ph5.5～7.0，加入蛋白酶处理3h，升温灭酶，初步过滤后得到滤液和废渣a；
8.(2)对滤液进行离心，得到脱水的玉米淀粉乳和离心液；
9.(3)将废渣a和步骤(2)中的玉米淀粉乳混合调浆，调节ph 至5.5～6.5，加入α-淀粉酶，50～65℃下保温40min，升温灭酶5min；
10.(4)液化后的料液加入糖化酶，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为30～40h，糖
化结束后升温灭酶，过滤得到麦芽糖糖液和废渣b；
11.(5)麦芽糖糖液通过脱色、离交、浓缩一系列步骤精制得到高麦芽糖浆；
12.(6)废渣b和收集的离心液用水混匀，抽滤得到滤液和滤渣，滤液在室温下醇沉处理后再次抽滤，最后将两部分滤渣干燥粉碎过筛得到膳食纤维。
13.进一步优选的，所述步骤(1)中所使用的玉米淀粉加工废渣以 1：1的比例加水混合，加入0.5％～1％的蛋白酶。
14.进一步优选的，所述步骤(2)采用卧式刮刀离心机进行离心。
15.进一步优选的，所述步骤(3)调浆后淀粉浓度为20％～30％，添加α-淀粉酶0.2～0.5kg/t干淀粉，液化de值控制在25～40。
16.进一步优选的，所述步骤(4)糖化酶的添加量为3～5kg/t干淀粉。
17.进一步优选的，所述步骤(5)加入0.2％～0.5％的活性炭在80～85℃下脱色20～30min，通过阳-阴-阳-阴离子交换柱进行离子交换，采用四效浓缩器浓缩到浓度70％～80％，得到高麦芽糖浆。
18.进一步优选的，所述步骤(6)以1：10的比例与水混匀，在-15～-20℃下冷冻干燥，过100目标准筛得到含水量5％～12％的膳食纤维。
19.本发明所具有的的有益效果如下：
20.在淀粉生产中玉米淀粉加工废渣若采用传统处理方法对其进行烘干和粉碎，不能最大限度的利用这部分资源，同时因其为主要副产物所以产生量很大，处理起来也十分棘手。本发明将玉米淀粉加工废渣适当粉碎后加水混匀后加入蛋白酶，首先将玉米淀粉加工废渣中含有的蛋白酶解除去，为后续淀粉的糖化提供更亲和的底物，离心后初步分离出淀粉乳，再将过滤得到的淀粉乳和废渣进一步糖化制备高麦芽糖浆，有效利用了玉米淀粉加工废渣中残留的淀粉；离心得到的上清液和经过糖化提取出淀粉的废渣加水抽滤后的滤液再次醇沉，取废渣干燥粉碎得到高品质的膳食纤维，不仅工艺简单，物尽其用，还能实现大批量的连续转化，提高企业的经济效益。
21.本发明利用淀粉糖企业生产中大量产生的玉米淀粉加工废渣，通过一系列加工工艺把废渣转化成高麦芽糖浆和膳食纤维，将废弃的资源二次利用，既减轻了处理废弃物的压力又能给企业带来经济效益，对淀粉糖企业生产排污极具针对性，适于推广使用。
具体实施方式
22.本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例，本发明还可通过不同的实施方式加以实现或运用，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本发明提供一种利用玉米淀粉加工废渣制备高麦芽糖浆和膳食纤维的生产方法，包括以下步骤：
24.(1)玉米淀粉加工废渣适当粉碎，以1：1的比例加水混匀，在 70～80℃搅拌30～50min后降温至35～40℃，调节ph5.5～7.0，加入 0.5％～1％蛋白酶处理3h，升温灭酶，初步过滤后得到滤液和废渣a；
25.(2)对滤液进行离心，得到脱水的玉米淀粉乳和离心液；
26.(3)将废渣a和步骤(2)中的玉米淀粉乳混合调浆到浓度 20％～30％，调节ph至
5.5～6.5，加入α-淀粉酶0.2～0.5kg/t干淀粉， 50～65℃下保温40min，升温灭酶5min；
27.(4)液化后得到de值25～40的料液，加入糖化酶3～5kg/t干淀粉，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为30～40h，糖化结束后升温灭酶，过滤得到麦芽糖糖液和废渣b；
28.(5)麦芽糖糖液加入0.2％～0.5％的活性炭在80～85℃下脱色20～30min，通过阳-阴-阳-阴离子交换柱进行离子交换，采用四效浓缩器浓缩到浓度70％～80％，得到高麦芽糖浆。
29.(6)废渣b和收集的离心液以1：10的比例与水混匀，抽滤得到滤液和滤渣，滤液在室温下醇沉处理后再次抽滤，最后将两部分滤渣在-15～-20℃下冷冻干燥，过100目标准筛得到含水量5％～12％的膳食纤维。
30.实施例1
31.玉米淀粉加工废渣(含水量85.0％，淀粉含量45.0％)适当粉碎，以1：1的比例加水混匀，在70～80℃搅拌30min后降温至35～40℃，调节ph5.5，加入0.5％蛋白酶处理3h，升温灭酶，初步过滤后得到滤液和废渣a；对滤液进行离心，得到脱水的玉米淀粉乳和离心液；将废渣a和玉米淀粉乳混合调浆到浓度20％，调节ph至5.5，加入α-淀粉酶0.2kg/t干淀粉，50～65℃下保温40min，升温灭酶5min；液化后得到de值25的料液，加入糖化酶3kg/t干淀粉，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间30h，糖化结束后升温灭酶，过滤得到麦芽糖糖液和废渣b；麦芽糖糖液加入0.2％的活性炭在80～85℃下脱色 20min，通过阳-阴-阳-阴离子交换柱进行离子交换，采用四效浓缩器浓缩到浓度70％，得到麦芽糖含量为72.5％的高麦芽糖浆。废渣b和收集的离心液以1：10的比例与水混匀，抽滤得到滤液和滤渣，滤液在室温下醇沉处理后再次抽滤，最后将两部分滤渣在-15～-20℃下冷冻干燥，过100目标准筛得到有效成分含量71.5％、含水量7.2％、吸水膨胀性15.45ml/g的膳食纤维。
32.实施例2
33.玉米淀粉加工废渣(含水量85.6％，淀粉含量45.3％)适当粉碎，以1：1的比例加水混匀，在70～80℃搅拌35min后降温至35～40℃，调节ph5.8，加入0.5％蛋白酶处理3h，升温灭酶，初步过滤后得到滤液和废渣a；对滤液进行离心，得到脱水的玉米淀粉乳和离心液；将废渣a和玉米淀粉乳混合调浆到浓度20％，调节ph至6.0，加入α-淀粉酶0.2kg/t干淀粉，50～65℃下保温40min，升温灭酶5min；液化后得到de值27的料液，加入糖化酶3kg/t干淀粉，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为30h，糖化结束后升温灭酶，过滤得到麦芽糖糖液和废渣b；麦芽糖糖液加入0.2％的活性炭在80～85℃下脱色 20min，通过阳-阴-阳-阴离子交换柱进行离子交换，采用四效浓缩器浓缩到浓度70％，得到麦芽糖含量为73.4％的高麦芽糖浆。废渣b和收集的离心液以1：10的比例与水混匀，抽滤得到滤液和滤渣，滤液在室温下醇沉处理后再次抽滤，最后将两部分滤渣在-15～-20℃下冷冻干燥，过100目标准筛得到有效成分含量71.8％、含水量6.8％、吸水膨胀性15.8ml/g的膳食纤维。
34.实施例3
35.玉米淀粉加工废渣(含水量85.8％，淀粉含量46.7％)适当粉碎，以1：1的比例加水混匀，在70～80℃搅拌35min后降温至35～40℃，调节ph6.0，加入0.8％蛋白酶处理3h，升温灭酶，初步过滤后得到滤液和废渣a；对滤液进行离心，得到脱水的玉米淀粉乳和离心液；将废渣a和玉米淀粉乳混合调浆到浓度25％，调节ph至6.0，加入α-淀粉酶0.3kg/t干淀粉，50～65℃下保温40min，升温灭酶5min；液化后得到de值28的料液，加入糖化酶3kg/t干淀粉，
糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为35h，糖化结束后升温灭酶，过滤得到麦芽糖糖液和废渣b；麦芽糖糖液加入0.3％的活性炭在80～85℃下脱色 25min，通过阳-阴-阳-阴离子交换柱进行离子交换，采用四效浓缩器浓缩到浓度75％，得到麦芽糖含量为73.8％的高麦芽糖浆。废渣b和收集的离心液以1：10的比例与水混匀，抽滤得到滤液和滤渣，滤液在室温下醇沉处理后再次抽滤，最后将两部分滤渣在-15～-20℃下冷冻干燥，过100目标准筛得到有效成分含量72.9％、含水量8.2％、吸水膨胀性16.53ml/g的膳食纤维。
36.实施例4
37.玉米淀粉加工废渣(含水量85.9％，淀粉含量47.4％)适当粉碎，以1：1的比例加水混匀，在70～80℃搅拌40min后降温至35～40℃，调节ph6.0，加入0.8％蛋白酶处理3h，升温灭酶，初步过滤后得到滤液和废渣a；对滤液进行离心，得到脱水的玉米淀粉乳和离心液；将废渣a和玉米淀粉乳混合调浆到浓度25％，调节ph至6.0，加入α-淀粉酶0.3kg/t干淀粉，50～65℃下保温40min，升温灭酶5min；液化后得到de值28的料液，加入糖化酶4kg/t干淀粉，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为35h，糖化结束后升温灭酶，过滤得到麦芽糖糖液和废渣b；麦芽糖糖液加入0.3％的活性炭在80～85℃下脱色 25min，通过阳-阴-阳-阴离子交换柱进行离子交换，采用四效浓缩器浓缩到浓度75％，得到麦芽糖含量为74.7％的高麦芽糖浆。废渣b和收集的离心液以1：10的比例与水混匀，抽滤得到滤液和滤渣，滤液在室温下醇沉处理后再次抽滤，最后将两部分滤渣在-15～-20℃下冷冻干燥，过100目标准筛得到有效成分含量73.21％、含水量8.8％、吸水膨胀性17.32ml/g的膳食纤维。
38.实施例5
39.玉米淀粉加工废渣(含水量86.3％，淀粉含量48.2％)适当粉碎，以1：1的比例加水混匀，在70～80℃搅拌45min后降温至35～40℃，调节ph6.5，加入0.8％蛋白酶处理3h，升温灭酶，初步过滤后得到滤液和废渣a；对滤液进行离心，得到脱水的玉米淀粉乳和离心液；将废渣a和玉米淀粉乳混合调浆到浓度28％，调节ph至6.0，加入α-淀粉酶0.4kg/t干淀粉，50～65℃下保温40min，升温灭酶5min；液化后得到de值30的料液，加入糖化酶4kg/t干淀粉，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间为38h，糖化结束后升温灭酶，过滤得到麦芽糖糖液和废渣b；麦芽糖糖液加入0.4％的活性炭在80～85℃下脱色25min，通过阳-阴-阳-阴离子交换柱进行离子交换，采用四效浓缩器浓缩到浓度75％，得到麦芽糖含量为76.3％的高麦芽糖浆。废渣b和收集的离心液以1：10的比例与水混匀，抽滤得到滤液和滤渣，滤液在室温下醇沉处理后再次抽滤，最后将两部分滤渣在-15～-20℃下冷冻干燥，过100目标准筛得到有效成分含量74.78％、含水量9.3％、吸水膨胀性18.43ml/g的膳食纤维。
40.实施例6
41.玉米淀粉加工废渣(含水量86.8％，淀粉含量48.9％)适当粉碎，以1：1的比例加水混匀，在70～80℃搅拌50min后降温至35～40℃，调节ph7.0，加入1％蛋白酶处理3h，升温灭酶，初步过滤后得到滤液和废渣a；对滤液进行离心，得到脱水的玉米淀粉乳和离心液；将废渣a和玉米淀粉乳混合调浆到浓度30％，调节ph至6.5，加入α
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淀粉酶0.5kg/t干淀粉，50～65℃下保温40min，升温灭酶5min；液化后得到de值35的料液，加入糖化酶5kg/t干淀粉，糖化温度控制在 50～65℃，糖化时间为40h，糖化结束后升温灭酶，过滤得到麦芽糖糖液和废渣b；麦芽糖糖液加入0.5％的活性炭在80～85℃下脱色 30min，通过阳-阴-阳-阴离子交换柱进行离子交换，采用四效浓缩器浓缩到浓度80％，得到麦芽糖含量为77.9％的高麦芽糖
浆。废渣b和收集的离心液以1：10的比例与水混匀，抽滤得到滤液和滤渣，滤液在室温下醇沉处理后再次抽滤，最后将两部分滤渣在-15～-20℃下冷冻干燥，过100目标准筛得到有效成分含量75.21％、含水量9.8％、吸水膨胀性18.32ml/g的膳食纤维。
42.实施例7
43.玉米淀粉加工废渣(含水量87.2％，淀粉含量49.1％)适当粉碎，以1：1的比例加水混匀，在70～80℃搅拌50min后降温至35～40℃，调节ph7.0，加入1％蛋白酶处理3h，升温灭酶，初步过滤后得到滤液和废渣a；对滤液进行离心，得到脱水的玉米淀粉乳和离心液；将废渣a和玉米淀粉乳混合调浆到浓度30％，调节ph至6.5，加入α
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淀粉酶0.5kg/t干淀粉，50～65℃下保温40min，升温灭酶5min；液化后得到de值35的料液，加入糖化酶5kg/t干淀粉，糖化温度控制在 50～65℃，糖化时间为40h，糖化结束后升温灭酶，过滤得到麦芽糖糖液和废渣b；麦芽糖糖液加入0.5％的活性炭在80～85℃下脱色 30min，通过阳-阴-阳-阴离子交换柱进行离子交换，采用四效浓缩器浓缩到浓度80％，得到麦芽糖含量为78.5％的高麦芽糖浆。废渣b和收集的离心液以1：10的比例与水混匀，抽滤得到滤液和滤渣，滤液在室温下醇沉处理后再次抽滤，最后将两部分滤渣在-15～-20℃下冷冻干燥，过100目标准筛得到有效成分含量76.88％、含水量10.5％、吸水膨胀性17.34ml/g的膳食纤维。
44.对比例1
45.玉米淀粉加工废渣(含水量85.0％，淀粉含量45.0％)适当粉碎，以1：1的比例加水混匀，在70～80℃搅拌30min后降温至35～40℃，初步过滤后得到滤液和废渣a；对滤液进行离心，得到脱水的玉米淀粉乳和离心液；将废渣a和玉米淀粉乳混合调浆到浓度20％，调节 ph至5.5，加入α-淀粉酶0.2kg/t干淀粉，50～65℃下保温40min，升温灭酶5min；液化后得到de值25的料液，加入糖化酶3kg/t干淀粉，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间30h，糖化结束后升温灭酶，过滤得到麦芽糖糖液和废渣b；麦芽糖糖液加入0.2％的活性炭在 80～85℃下脱色20min，通过阳-阴-阳-阴离子交换柱进行离子交换，采用四效浓缩器浓缩到浓度70％，得到麦芽糖含量为67.3％的麦芽糖浆。废渣b和收集的离心液以1：10的比例与水混匀，抽滤得到滤液和滤渣，滤液在室温下醇沉处理后再次抽滤，最后将两部分滤渣在
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15～-20℃下冷冻干燥，过100目标准筛得到有效成分含量67.2％、含水量7.1％、吸水膨胀性15.3ml/g的膳食纤维。
46.对比例2
47.玉米淀粉加工废渣(含水量85.0％，淀粉含量45.0％)适当粉碎，以1：1的比例加水混匀，在70～80℃搅拌30min后降温至35～40℃，调节ph5.5，加入0.5％蛋白酶处理3h，升温灭酶，初步过滤后得到滤液和废渣a；对滤液进行离心，得到脱水的玉米淀粉乳和离心液；将废渣a和玉米淀粉乳混合调浆到浓度20％，调节ph至5.5，加入α-淀粉酶0.2kg/t干淀粉，50～65℃下保温40min，升温灭酶5min；液化后得到de值25的料液，加入糖化酶3kg/t干淀粉，糖化温度控制在50～65℃，糖化时间30h，糖化结束后升温灭酶，过滤得到麦芽糖糖液和废渣b；麦芽糖糖液加入0.2％的活性炭在80～85℃下脱色 20min，通过阳-阴-阳-阴离子交换柱进行离子交换，采用四效浓缩器浓缩到浓度70％，得到麦芽糖含量为68.7％的麦芽糖浆。废渣b和收集的离心液以1：10的比例与水混匀，过滤后将所得滤渣在-15～-20℃下冷冻干燥，过100目标准筛得到有效成分含量68.1％、含水量10.4％、吸水膨胀性13.57ml/g的膳食纤维。
48.由实施例1和对比例1、对比例2可知，废渣粉碎加水混匀后加入蛋白酶以及后续对滤液进行的抽滤醇沉等工序，不仅为制备高麦芽糖浆提供了更亲和的底物，提高了麦芽糖浆的纯度，同时还改善了所制膳食纤维的品质。
49.以上所述实施例仅是为充分说明本发明所举的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，本领域的技术人员在此基础上所作的修改和等同变化，仍在本发明的保护范围之内。