碎米聯產製備麥芽糖漿和蛋白質的方法
2023-10-04 01:27:29
專利名稱：碎米聯產製備麥芽糖漿和蛋白質的方法
碎米聯產製備麥芽糖漿和蛋白質的方法技術領域
本發明屬於食品加工技術領域，具體涉及一種用碎米聯產製備麥芽糖漿和蛋白質的方法。
背景技術：
大米碾制過程中通常會產生1(T30%的碎米，目前，我國每年大米加工產生的碎米約為1700多萬噸。由於碎米的硬度低、碎米澱粉易溶於水以及碎米的糊化度高等因素，碎米的蒸煮特性及食用品質大大低於同一品種的整米，因此，碎米很少被直接用於蒸煮米飯。使碎米資源得到最大化利用並提高碎米綜合利用增值空間不僅可以提高稻穀加工企業的經濟效益，也有助於全面提升我國稻穀綜合利用科技水平。
碎米的主要成分是澱粉，含量高達70%_80%。大米澱粉顆粒非常小，在2 ii m-8 ii m範圍內，且顆粒尺寸均一。大米澱粉的這一特性，使碎米中提取的澱粉用於一些特殊領域，如新聞紙和照相紙用的粉末、化妝品、牙膏用的底料、糖果的糖衣、衣服的上漿劑等。此外，大米澱粉中直鏈澱粉的比例恰當，有利於澱粉改性，因此大米澱粉不僅用於生產普通澱粉、改性澱粉，還用於生產功能性澱粉，如澱粉基脂肪替代品等。
碎米中蛋白質的含量一般在8%左右，與其他穀物蛋白質相比，其含量雖然不是最高，但是具有其他穀物蛋白質所無法比擬的三大優勢:1)合理的胺基酸組成。大米蛋白的胺基酸組成與WH0/FA0推薦的人體所需理想營養模式非常接近，必須胺基酸構成比較完整，第一限制性胺基酸賴 氨酸的含量高於其他穀物，僅次於大豆蛋白。在所有穀物蛋白中，大米蛋白不含任何抗營養因子。2)蛋白質的利用率高。大米蛋白的生物價高達77，在穀物中佔第一位；大米蛋白的效用比率也明顯高於其他穀物，大米蛋白的可消化性大於90%。3)大米蛋白的另一重要優勢體現在它的低過敏性、無色素幹擾以及柔和不刺激的味道，是目前世界公認的嬰幼兒食品的最佳蛋白源。
日本、美國等發達國家,大米深加工基礎較好，主要利用碎米開發米澱粉、米蛋白、澱粉糖產品，並對開發過程中的副產物進一步開發利用，實現了對碎米資源的充分增值利用。我國對碎米資源的研究與利用主要集中在傳統食品開發(如米線、米糕、湯圓)、休閒食品開發(如餅乾、膨化米果)、以及充當飼料與工業原料。碎米用作工業原料，主要用於生產大米澱粉、大米蛋白質、大米肽、澱粉糖眾、味精、釀酒和工業酒精等。
碎米聯產製備麥芽糖漿和蛋白質的的相關工藝還未見報導。在傳統的碎米製備麥芽糖漿工藝中，碎米在浸泡、磨米調漿後直接進行液化，儘管在經過後續的脫渣、噴霧乾燥過程後也能得到一部分大米蛋白質，但是由於液化和噴霧乾燥過程中溫度較高，得到的大米蛋白質不僅色澤灰暗而且已經部分或者完全變性。此外，大量的實驗室研究結果也表明，採用傳統工藝製備所得的大米蛋白質的溶解性、乳化起泡性等功能性質差，利用價值低。發明內容
本發明的目的是針對上述缺陷，提供一種用碎米聯產製備麥芽糖漿和蛋白質的方法。該方法可以同時製備高質量的麥芽糖漿和蛋白質，從而使碎米資源得到最大化利用。
上述目的是通過以下技術方案實現的:
一種用碎米製備麥芽糖漿和蛋白質的方法，包括以下步驟:
I)按重量向碎米中加入5 10倍的水，在2(T50°C條件下浸泡2飛小時，然後碾磨成米眾;
2)將米漿在30001000轉/分的轉速下離心，分離得到上清液和沉澱；
3)將上清液減壓濃縮成相對密度為1.2^1.35的濃縮液，然後在-10°C _50°C和真空壓力1.3^13帕條件下，冷凍乾燥48 72小時得到大米蛋白質；
4)將步驟2)得到的沉澱加入5 10倍的水，在100(Tl500轉/分的轉速下攪拌2(T40分鐘，調漿至含固量為25 50%，然後調節pH值至6.0後加入a -澱粉酶水解澱粉，按I噸漿加0.4^0.55L a -澱粉酶的量進行添加，混勻後微波加熱3飛分鐘，使澱粉在93 95°C糊化，然後在95、9°C的恆溫水浴鍋中保溫3(T45分鐘，DE值達到13 20 ；
5)將步驟4)得到的漿液離心脫渣後加入糖化酶，所述糖化酶與a -澱粉酶的體積比為3 5 1，在4(T70°C，pH為4.0^5.0的條件下反應至DE值為55 60，然後按重量加入1.(Tl.5%的活性炭脫色，過濾，濾液在35飛(TC條件下進行離子交換，濃縮成麥芽糖漿。
優選的，步驟I)中，按重量向碎米中加入6倍的水，在50°C條件下浸泡2小時，然後碾磨成米漿。
優選的，步驟5)中，脫色的時間為0.5^3小時，脫色的溫度為6(T95°C。
優選的,所述離子交換的流速1.(T2.0ml/min。
與傳統工藝相比，本發明通過離心分離和冷凍乾燥先將碎米漿中的蛋白質提取出來，一方面有利於大米蛋白質和澱粉的充分分離，另一方面能避免蛋白質受到長時間的高溫處理影響。本工藝帶來的直接優勢就是:1)蛋白質的減少有利於糖化過程中更多的澱粉水解，從而增加糖的轉化率、提聞麥芽糖楽■的得率。2)糖化後的糖眾中蛋白質或氣基酸含量降低，提高過濾和精製的效果，從而降低生產成本、提高了糖漿的白度。3)採用本工藝製備獲得的大米蛋白質的色澤白且有光澤，而採用傳統工藝製得的大米蛋白質顏色較暗且無光澤，這主要歸因於新工藝的處理過程能在極大程度上避免蛋白質和糖之間的美拉德褐變。此外，美拉德反應是廣泛存在於食品工業的一種非酶褐變，是羰基化合物(還原糖類)和氨基化合物(胺基酸和蛋白質)間的反應，經過複雜的歷程最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質類黑精或稱擬黑素，所以又稱羰胺`反應。這類反應不僅影響食品的顏色，而且對其香味也有重要作用，因此也將此反應稱為非酶褐變反應。通常在溫度2(T25°C，水分含量109Tl5%，pH值大於3以上時即可發生美拉德反應。美拉德反應對食品的影響主要體現在①香氣和色澤的產生，②營養價值的降低，③抗氧化性的產生，④有毒物質的產生。因此，從營養與安全的角度考慮，在大米蛋白質被廣泛應用於嬰幼兒食品配方中的大背景下，本發明所涉及的工藝改進具有積極重要的意義。
本發明不僅實現了對碎米資源的充分利用，還可以製得高得率、色澤白的麥芽糖漿和功能性更好的食品級大米蛋白。對於實現糧食增值、促進農業增效，提高農民收入，解決「三農」問題，具有重大的社會意義和實踐價值。
圖1是本發明的工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發明進行詳細說明。
實施例1
一種用碎米製備麥芽糖漿和蛋白質的方法，包括以下步驟:
I)按重量向碎米中加入6倍的水，在40°C條件下浸泡3小時，然後碾磨成米漿；
2)將米漿在3500轉/分的轉速下離心，分離得到上清液和沉澱；
3)將上清液減壓濃縮成相對密度為1.3的濃縮液，然後在_20°C和真空壓力5帕條件下，冷凍乾燥56小時得到大米蛋白質；
4)將步驟2)得到的沉澱加入8倍的水，在1000轉/分的轉速下攪拌30分鐘，調漿至含固量為30%，然後調節pH值至6.0後加入a -澱粉酶水解澱粉，按I噸漿加0.5La -澱粉酶的量進行添加，混勻後微波加熱4分鐘，使澱粉在93、5°C糊化，然後在95、9°C的恆溫水浴鍋中保溫40分鐘，DE值達到15 ；
5)將步驟4)得到的漿液離心脫渣後加入糖化酶，所述糖化酶與a -澱粉酶的體積比為4 1，在50°C，pH為4.5的條件下反應至DE值為58，然後按重量加入1.2%的活性炭脫色，過濾，濾液在50°C 條件下進行離子交換，濃縮成麥芽糖漿。將離心脫渣後得到的殘渣用熱風進行乾燥，得到副產品(渣料)。
相比於傳統工藝，本實施例製備所得的高麥芽糖漿(乾物質75%)的得率提高了約3.0% - 3.5%，且高麥芽糖漿質量滿足產品需求。同時，由於本工藝中在碎米漿液化前先提取了大米蛋白質，米漿中的蛋白質和胺基酸含量大大降低，高麥芽糖漿的色澤白，並有效節約了脫色材料活性炭和離子交換樹脂，降低企業生產成本。
本實施例中大米蛋白提取率達到85%，純度為70%。得到的大米蛋白的乳化性、起泡性、起泡穩定性、吸水性和吸油性均優於採用傳統高麥芽糖漿生產工藝製備所得大米蛋白質。
本工藝的創新點為:
1.聯產工藝:相比於傳統工藝，本工藝突出優勢在於先期提取大米蛋白質然後再製備聞麥芽糖眾。一條工藝得到兩種優質廣品，即食品級大米蛋白質和聞麥芽糖眾。
2.相比於傳統工藝，採用本工藝製備高麥芽糖漿(乾物質75%)的得率提高了約3.0% - 3.5%，主要原因在於糖化過程中蛋白質和澱粉結合物的減少有利於更多澱粉的水解，從而增加了糖的轉化率、提高了麥芽糖漿的得率。
3.相比於傳統工藝，本工藝製得的高麥芽糖漿色澤白，這主要是由於新工藝通過離心分離先期提取並去除了大部分的大米蛋白質，在很大程度上避免了後續高溫條件下蛋白質和糖之間的美拉德褐變反應程度；並有效節約了脫色材料活性炭和離子交換樹脂，降低企業生產成本。
4.傳統工藝中的液化和熱風乾燥過程中溫度較高、處理時間較長，得到的大米蛋白質已經部分或者完全變性，從而降低了大米蛋白質的純度、溶解性和功能性。相比於傳統工藝，採用本工藝製備所得的大米蛋白質未經液化處理，並採用冷凍方式乾燥大米蛋白質，得到天然未變性蛋白質，純度高、溶解性好、功能性好，色澤也更好。色澤好的主要原因在於新工藝在很大程度上避免了·高溫條件下蛋白質和糖之間的美拉德褐變反應程度。
權利要求
1.一種用碎米製備麥芽糖漿和蛋白質的方法，其特徵在於包括以下步驟: 1)按重量向碎米中加入5 10倍的水，在2(T50°C條件下浸泡2飛小時，然後碾磨成米漿； 2)將米漿在30001000轉/分的轉速下離心，分離得到上清液和沉澱； 3)將上清液減壓濃縮成相對密度為1.2^1.35的濃縮液，然後在-10°C '50°C和真空壓力1.3^13帕條件下，冷凍乾燥48 72小時得到大米蛋白質； 4)將步驟2)得到的沉澱加入5 10倍的水，在100(Tl500轉/分的轉速下攪拌2(T40分鐘，調漿至含固量為25飛0%，然後調節pH值至6.0後加入a -澱粉酶水解澱粉，按I噸漿加0.4^0.55L a -澱粉酶的量進行添加，混勻後微波加熱3飛分鐘，使澱粉在93、5°C糊化，然後在95、9°C的恆溫水浴鍋中保溫3(T45分鐘，DE值達到13 20 ； 5)將步驟4)得到的漿液離心脫渣後加入糖化酶，所述糖化酶與a-澱粉酶的體積比為3 5 1，在4(T70°C，pH為4.0 5.0的條件下反應至DE值為55 60，然後按重量加入1.(Tl.5%的活性炭脫色，過濾，濾液在35飛(TC條件下進行離子交換，濃縮成麥芽糖漿。
2.根據權利要求1所述的用碎米製備麥芽糖漿和蛋白質的方法，其特徵在於:步驟I)中，按重量向碎米中加入6倍的水，在50°C條件下浸泡2小時，然後碾磨成米漿。
3.根據權利要求1所述的用碎米製備麥芽糖漿和蛋白質的方法，其特徵在於:步驟5)中，脫色的時間為0.5^3小時，脫色的溫度為6(T95°C。
4.根據權利要求1所述的用碎米製備麥芽糖漿和蛋白質的方法，其特徵在於:所述離子交換的流速1.0 2.0ml/mi n。
全文摘要
本發明公開了一種用碎米聯產製備麥芽糖漿和蛋白質的方法，包括以下步驟1)向碎米中加水浸泡，然後碾磨成米漿；2)將米漿離心分離得到上清液和沉澱；3)將上清液濃縮後冷凍乾燥得到大米蛋白；4)將沉澱調漿後加入α-澱粉酶水解澱粉，液化得溶液；5)將步驟4)得到的溶液離心脫渣後加入糖化酶，反應至DE值為55~60，然後加入活性炭脫色，過濾，濾液進行離子交換，最後濃縮成高麥芽糖漿。本發明實現了對碎米資源的充分利用，在製得高得率、色澤白的麥芽糖漿的同時還製得功能性更好的食品級大米蛋白，並降低生產成本，對於提高稻米生產的附加值、促進農業增效，提高農民收入，具有重大的意義。
文檔編號C12P19/14GK103232522SQ20131013840
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月19日 優先權日2013年4月19日
發明者劉 英, 陳季旺, 李芳 , 劉剛, 王展, 胡忠澤 申請人:武漢工業學院