功能性麥精的生物富集與產品開發的製作方法

2024-04-06 06:38:05

專利名稱：功能性麥精的生物富集與產品開發的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種麥精的深加工的提取方法，特別是通過生物富集、原料配比和高效提取分離技術生產富含Y-氨基丁酸和β-葡聚糖的功能性麥精新產品，賦予新型麥精產品的功能特性和保健功效。
背景技術：
麥精在國外已經是一種成熟的食品配料或食品添加劑，已有上百年的歷史，年需求量巨大，2006年超過了百億美元，英國和美國是麥精生產大國，英國Muntons公司的麥精產量達到15萬噸，麥精品種100多個，企業成立於1921年，歷史悠久。麥精用作食品添加劑在我國剛剛起步，近兩年來雖然有少量生產，但由於缺乏先進的麥精精湛深加工技術與設備，因此，目前我國麥精全部是噴霧乾燥的低端麥精產品，價格低廉，而且提取得率低、產品單一、產品成本高，風味不足，與國際同類產品差距明顯，也不易受到企業的接受與青睞。目前，我國食品企業使用的麥精大都是進口產品或外資企業廣品，聞檔麥精全部是進口廣品。我們通過麥精的深一步開發研究以及國際麥精生產技術的發展發現，傳統單一麥芽提取物乾燥產品，總氮含量不高，多肽含量低，胺基酸不全面，保健功效不顯著。我們比較研究了燕麥、小麥、大米、糙米和酵母等多種品種，結果表明，採用麥芽與糙米和酵母配伍生產新型功能性麥精，總氮含量高，風味更好，保健功效突出，產品附加值明顯提高。在國內，功能性麥精尚屬空白，但在國際上屬於領先地位。新型功能性麥精不僅含有豐富的糖、胺基酸、多種維生素和微量元素等多種營養成分，而且還含有膽鹼、核酸、葡聚糖和Y-氨基丁酸等特殊功能因子。膽鹼是一種健腦物質，對改善大腦健康，提高記憶具有顯著功效，核酸具有提高免疫功能的作用，在美國二十世紀九十年代被批准可在嬰幼兒配方奶粉中使用，是一種優良的功能食品配料。β_葡聚糖和Y-氨基丁酸是新近發現的「明星」功能因子，β_葡聚糖不僅是一種優良的節食纖維，而且還具有降血脂和抗病毒等多種功效，Y-氨基丁酸是一種重要的抑制神經傳遞物質，具有降低血壓、促進精神安定，促進腦部血流，增進腦活力和營養神經細胞，增加生長激素分泌，健肝利腎，改善更年期綜合症等作用。因此，新型功能性麥精不但是一個營養庫藏，也是一個保健藥箱。麥精富含麥芽糖、果糖、葡萄糖、小分子蛋白肽、多種維生素和微量元素等，具有很高的營養價值，產品完全溶解，具有耐光、耐熱等優良加工特性。隨著生物技術的發展和人們追求天然、健康食品的需求，天然功能成分需求強勁。目前，在我國銷售的麥精以低端的固體麥精(通常稱為白麥精或黃麥精)為主，佔全國麥精市場90%以上，高端黑麥精(經處理的麥芽提取物，風味更加濃鬱)全部為進口產品，價格從30元/公斤到60元/公斤不等，進口麥精的目標市場通常鎖定為我國尚未開發的焙烤食品、飲料、健康食品和嬰幼兒食品
發明內容
本項目擬採用多項創新技術:Y-氨基丁酸生物富集技術、微波促進定向酶解技術、微波輔助逆流提取技術、微波促進美拉德反應生成麥精風味技術、連續微波真空乾燥技術、酵母催化自溶技術和酵母細胞壁生物破壁提取β -葡聚糖技術，具體技術方案概述如下:一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是由以下步驟組成:(I)原料粉碎:大麥芽和碎米用萬能粉碎機粉碎。(2)配料:按麥芽、碎米、酵母1: (0.5-5): (0.5-2)的比例進行投料，後加純淨
水調眾調。(3)酶促:按0.05% -0.5%比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進穀氨酸脫羧酶的活性，糙米中的穀氨酸在穀氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y-氨基丁酸，達到富集的目的。(4)酶解:按0.05% —0.5%比例加入α -澱粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風味的糖源和蛋白源，料液升溫至40-80°C，保持0.5-4小時。(5)滅酶:升溫至70_100°C，保持30-80分鐘。(6)微波:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進行逆流提取，參數控制為:微波功率為20-60kw，提取時間為30-100分鐘、溫度保持40-100°C、料液比達到I: 1-1: 6。(7)酵母提取液的 製備:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細胞壁。將酵母泥在高速離心機上離心清洗，離心轉速保持大於3000轉/分鐘、後經過高壓均質機進行剪切，均質壓力保持大於15-40Mpa，均質溫度控制為50-90°C )，將酵母泥的自溶條件控制為溫度:40-80°C、pH值:4.5-6.5、時間:2_6hr、維生素添加量:160-250ppm、食鹽:0.5% -2.0%o(8)過濾:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合併，選用板框過濾設備去渣，過濾面積為40-80m2/臺，過濾後的澄清液濃縮。(9)濃縮:選用雙效降膜濃縮設備，蒸發量為2噸/小時，真空度控制在-0.06到-0.lOMpa，濃縮至 30% -80%。(10)乾燥:濃縮後的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在60-80%，然後用濃漿泵送入連續微波真空乾燥設備，微波功率為20-60kw，真空度控制在-0.06到-0.1OMpa01.所述步驟(2)的優選是:按麥芽、碎米、酵母1:1:1的比例進行投料，後加純淨水調漿調。2.所述步驟(3)的優選是:按0.1%比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進穀氨酸脫羧酶的活性，糙米中的穀氨酸在穀氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y-氨基丁酸，達到富集的目的。3.所述步驟⑷的優選是:按0.1%比例加入α -澱粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風味的糖源和蛋白源，料液升溫至50°C，保持I小時。4.所述步驟(5)的優選是:升溫至80°C，保持50分鐘。5.所述步驟￠)的優選是:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進行逆流提取，參數控制為:微波功率為35kw，提取時間為60min、溫度保持60°C、料液比達到1: 2。5.所述步驟(7)的優選是:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細胞壁。將酵母泥在高速離心機上離心清洗，離心轉速保持大於3000轉/分鐘、後經過高壓均質機進行剪切，均質壓力保持大於20Mpa，均質溫度控制為65°C )，將酵母泥的自溶條件控制為溫度:50°C、pH值:5.5、時間:4hr、維生素添加量:200ppm、食鹽:0.8%06.所述步驟(8)的優選是:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合併，選用板框過濾設備去渣，過濾面積為50m2/臺，過濾後的澄清液濃縮。6.所述步驟(9)的優選是:選用雙效降膜濃縮設備，蒸發量為2噸/小時，真空度控制在-0.085Mpa,濃縮至40 %。7.所述步驟(10)的優選是:濃縮後的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在72%，然後用濃漿泵送入連續微波真空乾燥設備，微波功率為35kw，真空度控制在-0.085Mpa。具體實施方法:下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明:實施例1一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是由以下步驟組成:(I)原料粉碎:大麥芽和碎米用萬能粉碎機粉碎。(2)配料:按麥芽、碎米、酵母1:1:1的比例進行投料，後加純淨水調漿調。(3)酶促:按0.1 %比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進穀氨酸脫羧酶的活性，糙米中的穀氨酸在穀氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y-氨基丁酸，達到富集的目的。(4)酶解:按0.1%比例加入α-澱粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風味的糖源和蛋白源，料液升溫至50°C，保持I小時。(5)滅酶:升溫至80 V，保持50分鐘。(6)微波:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進行逆流提取，參數控制為:微波功率為35kw，提取時間為60min、溫度保持60°C、料液比達到1: 2。(7)酵母提取液的製備:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細胞壁。將酵母泥在高速離心機上離心清洗，離心轉速保持大於3000轉/分鐘、後經過高壓均質機進行剪切，均質壓力保持大於20Mpa，均質溫度控制為65°C )將將酵母泥的自溶條件控制為溫度:50°C、pH值:5.5、時間:4hr、維生素添加量:200ppm、食鹽:0.8%。(8)過濾:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合併，選用板框過濾設備去渣，過濾面積為50m2/臺，過濾後的澄清液濃縮。(9)濃縮:選用雙效降膜濃縮設備，蒸發量為2噸/小時，真空度控制在-0.085Mpa,濃縮至 40 %。(10)乾燥:濃縮後的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在72%，然後用濃漿泵送入連續微波真空乾燥設備，微波功率為35kw，真空度控制在-0.085Mpa。實施例2一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是由以下步驟組成:(I)原料粉碎:大麥芽和碎米用萬能粉碎機粉碎。(2)配料:按麥芽、碎米、酵母1: 2: I的比例進行投料，後加純淨水調漿調。(3)酶促:按0.2%比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進穀氨酸脫羧酶的活性，糙米中的穀氨酸在穀氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y-氨基丁酸，達到富集的目的。
(4)酶解:按0.3%比例加入α -澱粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風味的糖源和蛋白源，料液升溫至60°C，保持40分鐘。(5)滅酶:升溫至70 V，保持60分鐘。(6)微波:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進行逆流提取，參數控制為:微波功率為40kw，提取時間為50分鐘、溫度保持80°C、料液比達到1: 3。(7)酵母提取液的製備:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細胞壁。將酵母泥在高速離心機上離心清洗，離心轉速保持大於3000轉/分鐘、後經過高壓均質機進行剪切，均質壓力保持大於30Mpa，均質溫度控制為70V )將將酵母泥的自溶條件控制為溫度:60°C、pH值:5.8、時間:5hr、維生素添加量:260ppm、食鹽:1.0%o(8)過濾:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合併，選用板框過濾設備去渣，過濾面積為60m2/臺，過濾後的澄清液濃縮。(9)濃縮:選用雙效降膜濃縮設備，蒸發量為2噸/小時，真空度控制在-0.090Mpa,濃縮至 50 %。(10)乾燥:濃縮後的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在75%，然後用濃漿泵送入連續微波真空乾燥設備，微波功率為40kw，真空度控制在-0.090Mpa。


圖1是本項目的主要技術線路；
圖2是本項目的具體工藝流程圖。
權利要求
1.一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是如下步驟組成: (1)原料粉碎:大麥芽和碎米用萬能粉碎機粉碎。
(2)配料:按麥芽、碎米、酵母1: (0.5-5): (0.5-2)的比例進行投料，後加純淨水調漿調。
(3)酶促:按0.05% -0.5%比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進穀氨酸脫羧酶的活性，糙米中的穀氨酸在穀氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y-氨基丁酸，達到富集的目的。
(4)酶解:按0.05% —0.5%比例加入α -澱粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風味的糖源和蛋白源，料液升溫至40-80°C，保持0.5-4小時。
(5)滅酶:升溫至70-100°C，保持30-80分鐘。
(6)微波:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進行逆流提取，參數控制為:微波功率為20-60kw，提取時間為30-80分鐘、溫度保持40-100°C、料液比達到I: 1-1: 6。
(7)酵母提取液的製備:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細胞壁。將酵母泥在高速離心機上離心清洗，離心轉速保持大於3000轉/分鐘、後經過高壓均質機進行剪切，均質壓力保持大於15-40Mpa，均質溫度控制為50-90°C )，將酵母泥的自溶條件控制為溫度:40-80°C、pH值:4.5-6.5、時間:2_6hr、維生素添加量:160-250ppm、食鹽:.0.5% -2.0%。
(8)過濾:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合併，選用板框過濾設備去渣，過濾面積為40-80m2/臺，過濾後的澄清液濃縮。
(9)濃縮:選用雙效降膜濃縮設備，蒸發量為2噸/小時，真空度控制在-0.06到-0.lOMpa，濃縮至 30% -80%。
(10)乾燥:濃縮後的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在60-80%，然後用濃漿泵送入連續微波真空乾燥設備，微波功率為20-60kw，真空度控制在-0.06到-0.1OMpa0
2.根據權利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是所述步驟(2)為:按麥芽、碎米、酵母1:1:1的比例進行投料，後加純淨水調漿調。
3.根據權利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是所述步驟(3)為:按0.1%比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進穀氨酸脫羧酶的活性，糙米中的穀氨酸在穀氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y -氨基丁酸，達到富集的目的。
4.根據權利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是所述步驟(4)為:按0.1%比例加入α-澱粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風味的糖源和蛋白源，料液升溫至50°C，保持I小時。
5.根據權利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是所述步驟(5)為:升溫至80°C，保持50分鐘。
6.根據權利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是所述步驟(6)為:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進行逆流提取，參數控制為:微波功率為35kw，提取時間為60分鐘、溫度保持60°C、料液比達到1: 2。
7.根據權利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是所述步驟(7)為:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細胞壁。將酵母泥在高速離心機上離心清洗，離心轉速保持大於3000轉/分鐘、後經過高壓均質機進行剪切，均質壓力保持大於20Mpa，均質溫度控制為65°C )，將酵母泥的自溶條件控制為溫度:50°C、pH值:5.5、時間:4hr、維生素添加量:200ppm、食鹽:0.8%.
8.根據權利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是所述步驟(8)為:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合併，選用板框過濾設備去渣，過濾面積為50m2/臺，過濾後的澄清液濃縮。
9.根據權利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是所述步驟(9)為:選用雙效降膜濃縮設備，蒸發量為2噸/小時，真空度控制在-0.085Mpa，濃縮至 40%。
10.根據權利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產品開發方法，其特徵是所述步驟(10)為:濃縮後的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在72%，然後用濃漿泵送入連續微波真空乾燥設備，微 波功率為35kw，真空度控制在-0.085Mpa。
全文摘要
本項目是以麥芽、糙米和廢棄啤酒酵母為原料，採用微波輔助逆流提取、酵母生物破壁、生物富集γ-氨基丁酸、微波促進美拉德反應生成麥精香味和連續微波真空乾燥等多項集成技術製備富集γ-氨基丁酸和β-葡聚糖的功能性麥精產品，可廣泛添加到食品、微生物工業和醫藥領域。本項目實現了低值農產品的增值轉化和循環經濟，於2007年3月通過了中國商業聯合會組織的技術鑑定，項目水平達到國內領先，填補了我國功能麥精產品的空白。
文檔編號A23L2/39GK103169130SQ20111043467
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者王麗萍, 段利波, 周庚妹, 胡俊嵐, 王麗麗, 計凱 申請人:北京富海科技術有限公司