專利名稱：碎米聯(lián)產(chǎn)制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)的方法
碎米聯(lián)產(chǎn)制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)的方法技術領域
本發(fā)明屬于食品加工技術領域，具體涉及一種用碎米聯(lián)產(chǎn)制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)的方法。
背景技術：
大米碾制過程中通常會產(chǎn)生1(T30%的碎米，目前，我國每年大米加工產(chǎn)生的碎米約為1700多萬噸。由于碎米的硬度低、碎米淀粉易溶于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(zhì)大大低于同一品種的整米，因此，碎米很少被直接用于蒸煮米飯。使碎米資源得到最大化利用并提高碎米綜合利用增值空間不僅可以提高稻谷加工企業(yè)的經(jīng)濟效益，也有助于全面提升我國稻谷綜合利用科技水平。
碎米的主要成分是淀粉，含量高達70%_80%。大米淀粉顆粒非常小，在2 ii m-8 ii m范圍內(nèi)，且顆粒尺寸均一。大米淀粉的這一特性，使碎米中提取的淀粉用于一些特殊領域，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，大米淀粉中直鏈淀粉的比例恰當，有利于淀粉改性，因此大米淀粉不僅用于生產(chǎn)普通淀粉、改性淀粉，還用于生產(chǎn)功能性淀粉，如淀粉基脂肪替代品等。
碎米中蛋白質(zhì)的含量一般在8%左右，與其他谷物蛋白質(zhì)相比，其含量雖然不是最高，但是具有其他谷物蛋白質(zhì)所無法比擬的三大優(yōu)勢:1)合理的氨基酸組成。大米蛋白的氨基酸組成與WH0/FA0推薦的人體所需理想營養(yǎng)模式非常接近，必須氨基酸構成比較完整，第一限制性氨基酸賴 氨酸的含量高于其他谷物，僅次于大豆蛋白。在所有谷物蛋白中，大米蛋白不含任何抗營養(yǎng)因子。2)蛋白質(zhì)的利用率高。大米蛋白的生物價高達77，在谷物中占第一位；大米蛋白的效用比率也明顯高于其他谷物，大米蛋白的可消化性大于90%。3)大米蛋白的另一重要優(yōu)勢體現(xiàn)在它的低過敏性、無色素干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(fā)達國家,大米深加工基礎較好，主要利用碎米開發(fā)米淀粉、米蛋白、淀粉糖產(chǎn)品，并對開發(fā)過程中的副產(chǎn)物進一步開發(fā)利用，實現(xiàn)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(tǒng)食品開發(fā)(如米線、米糕、湯圓)、休閑食品開發(fā)(如餅干、膨化米果)、以及充當飼料與工業(yè)原料。碎米用作工業(yè)原料，主要用于生產(chǎn)大米淀粉、大米蛋白質(zhì)、大米肽、淀粉糖衆(zhòng)、味精、釀酒和工業(yè)酒精等。
碎米聯(lián)產(chǎn)制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)的的相關工藝還未見報道。在傳統(tǒng)的碎米制備麥芽糖漿工藝中，碎米在浸泡、磨米調(diào)漿后直接進行液化，盡管在經(jīng)過后續(xù)的脫渣、噴霧干燥過程后也能得到一部分大米蛋白質(zhì)，但是由于液化和噴霧干燥過程中溫度較高，得到的大米蛋白質(zhì)不僅色澤灰暗而且已經(jīng)部分或者完全變性。此外，大量的實驗室研究結果也表明，采用傳統(tǒng)工藝制備所得的大米蛋白質(zhì)的溶解性、乳化起泡性等功能性質(zhì)差，利用價值低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述缺陷，提供一種用碎米聯(lián)產(chǎn)制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)的方法。該方法可以同時制備高質(zhì)量的麥芽糖漿和蛋白質(zhì)，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(xiàn)的:
一種用碎米制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)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，然后碾磨成米衆(zhòng);
2)將米漿在30001000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下離心，分離得到上清液和沉淀；
3)將上清液減壓濃縮成相對密度為1.2^1.35的濃縮液，然后在-10°C _50°C和真空壓力1.3^13帕條件下，冷凍干燥48 72小時得到大米蛋白質(zhì)；
4)將步驟2)得到的沉淀加入5 10倍的水，在100(Tl500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌2(T40分鐘，調(diào)漿至含固量為25 50%，然后調(diào)節(jié)pH值至6.0后加入a -淀粉酶水解淀粉，按I噸漿加0.4^0.55L a -淀粉酶的量進行添加，混勻后微波加熱3飛分鐘，使淀粉在93 95°C糊化，然后在95、9°C的恒溫水浴鍋中保溫3(T45分鐘，DE值達到13 20 ；
5)將步驟4)得到的漿液離心脫渣后加入糖化酶，所述糖化酶與a -淀粉酶的體積比為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，然后按重量加入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(yōu)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，然后碾磨成米漿。
優(yōu)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(yōu)選的,所述離子交換的流速1.(T2.0ml/min。
與傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明通過離心分離和冷凍干燥先將碎米漿中的蛋白質(zhì)提取出來，一方面有利于大米蛋白質(zhì)和淀粉的充分分離，另一方面能避免蛋白質(zhì)受到長時間的高溫處理影響。本工藝帶來的直接優(yōu)勢就是:1)蛋白質(zhì)的減少有利于糖化過程中更多的淀粉水解，從而增加糖的轉(zhuǎn)化率、提聞麥芽糖楽■的得率。2)糖化后的糖衆(zhòng)中蛋白質(zhì)或氣基酸含量降低，提高過濾和精制的效果，從而降低生產(chǎn)成本、提高了糖漿的白度。3)采用本工藝制備獲得的大米蛋白質(zhì)的色澤白且有光澤，而采用傳統(tǒng)工藝制得的大米蛋白質(zhì)顏色較暗且無光澤，這主要歸因于新工藝的處理過程能在極大程度上避免蛋白質(zhì)和糖之間的美拉德褐變。此外，美拉德反應是廣泛存在于食品工業(yè)的一種非酶褐變，是羰基化合物(還原糖類)和氨基化合物(氨基酸和蛋白質(zhì))間的反應，經(jīng)過復雜的歷程最終生成棕色甚至是黑色的大分子物質(zhì)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值大于3以上時即可發(fā)生美拉德反應。美拉德反應對食品的影響主要體現(xiàn)在①香氣和色澤的產(chǎn)生，②營養(yǎng)價值的降低，③抗氧化性的產(chǎn)生，④有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。因此，從營養(yǎng)與安全的角度考慮，在大米蛋白質(zhì)被廣泛應用于嬰幼兒食品配方中的大背景下，本發(fā)明所涉及的工藝改進具有積極重要的意義。
本發(fā)明不僅實現(xiàn)了對碎米資源的充分利用，還可以制得高得率、色澤白的麥芽糖漿和功能性更好的食品級大米蛋白。對于實現(xiàn)糧食增值、促進農(nóng)業(yè)增效，提高農(nóng)民收入，解決“三農(nóng)”問題，具有重大的社會意義和實踐價值。


圖1是本發(fā)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(fā)明進行詳細說明。
實施例1
一種用碎米制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)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，然后碾磨成米漿；
2)將米漿在3500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下離心，分離得到上清液和沉淀；
3)將上清液減壓濃縮成相對密度為1.3的濃縮液，然后在_20°C和真空壓力5帕條件下，冷凍干燥56小時得到大米蛋白質(zhì)；
4)將步驟2)得到的沉淀加入8倍的水，在1000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌30分鐘，調(diào)漿至含固量為30%，然后調(diào)節(jié)pH值至6.0后加入a -淀粉酶水解淀粉，按I噸漿加0.5La -淀粉酶的量進行添加，混勻后微波加熱4分鐘，使淀粉在93、5°C糊化，然后在95、9°C的恒溫水浴鍋中保溫40分鐘，DE值達到15 ；
5)將步驟4)得到的漿液離心脫渣后加入糖化酶，所述糖化酶與a -淀粉酶的體積比為4 1，在50°C，pH為4.5的條件下反應至DE值為58，然后按重量加入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。將離心脫渣后得到的殘渣用熱風進行干燥，得到副產(chǎn)品(渣料)。
相比于傳統(tǒng)工藝，本實施例制備所得的高麥芽糖漿(干物質(zhì)75%)的得率提高了約3.0% - 3.5%，且高麥芽糖漿質(zhì)量滿足產(chǎn)品需求。同時，由于本工藝中在碎米漿液化前先提取了大米蛋白質(zhì)，米漿中的蛋白質(zhì)和氨基酸含量大大降低，高麥芽糖漿的色澤白，并有效節(jié)約了脫色材料活性炭和離子交換樹脂，降低企業(yè)生產(chǎn)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(wěn)定性、吸水性和吸油性均優(yōu)于采用傳統(tǒng)高麥芽糖漿生產(chǎn)工藝制備所得大米蛋白質(zhì)。
本工藝的創(chuàng)新點為:
1.聯(lián)產(chǎn)工藝:相比于傳統(tǒng)工藝，本工藝突出優(yōu)勢在于先期提取大米蛋白質(zhì)然后再制備聞麥芽糖衆(zhòng)。一條工藝得到兩種優(yōu)質(zhì)廣品，即食品級大米蛋白質(zhì)和聞麥芽糖衆(zhòng)。
2.相比于傳統(tǒng)工藝，采用本工藝制備高麥芽糖漿(干物質(zhì)75%)的得率提高了約3.0% - 3.5%，主要原因在于糖化過程中蛋白質(zhì)和淀粉結合物的減少有利于更多淀粉的水解，從而增加了糖的轉(zhuǎn)化率、提高了麥芽糖漿的得率。
3.相比于傳統(tǒng)工藝，本工藝制得的高麥芽糖漿色澤白，這主要是由于新工藝通過離心分離先期提取并去除了大部分的大米蛋白質(zhì)，在很大程度上避免了后續(xù)高溫條件下蛋白質(zhì)和糖之間的美拉德褐變反應程度；并有效節(jié)約了脫色材料活性炭和離子交換樹脂，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
4.傳統(tǒng)工藝中的液化和熱風干燥過程中溫度較高、處理時間較長，得到的大米蛋白質(zhì)已經(jīng)部分或者完全變性，從而降低了大米蛋白質(zhì)的純度、溶解性和功能性。相比于傳統(tǒng)工藝，采用本工藝制備所得的大米蛋白質(zhì)未經(jīng)液化處理，并采用冷凍方式干燥大米蛋白質(zhì)，得到天然未變性蛋白質(zhì)，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于新工藝在很大程度上避免了·高溫條件下蛋白質(zhì)和糖之間的美拉德褐變反應程度。
權利要求
1.一種用碎米制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于包括以下步驟: 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，然后碾磨成米漿； 2)將米漿在30001000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下離心，分離得到上清液和沉淀； 3)將上清液減壓濃縮成相對密度為1.2^1.35的濃縮液，然后在-10°C '50°C和真空壓力1.3^13帕條件下，冷凍干燥48 72小時得到大米蛋白質(zhì)； 4)將步驟2)得到的沉淀加入5 10倍的水，在100(Tl500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下攪拌2(T40分鐘，調(diào)漿至含固量為25飛0%，然后調(diào)節(jié)pH值至6.0后加入a -淀粉酶水解淀粉，按I噸漿加0.4^0.55L a -淀粉酶的量進行添加，混勻后微波加熱3飛分鐘，使淀粉在93、5°C糊化，然后在95、9°C的恒溫水浴鍋中保溫3(T45分鐘，DE值達到13 20 ； 5)將步驟4)得到的漿液離心脫渣后加入糖化酶，所述糖化酶與a-淀粉酶的體積比為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，然后按重量加入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(jù)權利要求1所述的用碎米制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于: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，然后碾磨成米漿。
3.根據(jù)權利要求1所述的用碎米制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于: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(jù)權利要求1所述的用碎米制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于:所述離子交換的流速1.0 2.0ml/mi n。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用碎米聯(lián)產(chǎn)制備麥芽糖漿和蛋白質(zhì)的方法，包括以下步驟1)向碎米中加水浸泡，然后碾磨成米漿；2)將米漿離心分離得到上清液和沉淀；3)將上清液濃縮后冷凍干燥得到大米蛋白；4)將沉淀調(diào)漿后加入α-淀粉酶水解淀粉，液化得溶液；5)將步驟4)得到的溶液離心脫渣后加入糖化酶，反應至DE值為55~60，然后加入活性炭脫色，過濾，濾液進行離子交換，最后濃縮成高麥芽糖漿。本發(fā)明實現(xiàn)了對碎米資源的充分利用，在制得高得率、色澤白的麥芽糖漿的同時還制得功能性更好的食品級大米蛋白，并降低生產(chǎn)成本，對于提高稻米生產(chǎn)的附加值、促進農(nóng)業(yè)增效，提高農(nóng)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(yōu)先權日2013年4月19日
發(fā)明者劉 英, 陳季旺, 李芳 , 劉剛, 王展, 胡忠澤 申請人:武漢工業(yè)學院