專利名稱：一種玉米分離蛋白的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玉米分離蛋白粉新產(chǎn)品及其提取工藝技術(shù)，屬于農(nóng)產(chǎn)品深加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，我國的玉米年產(chǎn)量約為l.l億噸，占世界總產(chǎn)量的20%，居第二位，其中近400 多萬噸用來生產(chǎn)淀粉。玉米淀粉的副產(chǎn)物稱為玉米蛋白粉(Cornglutenmeal， CGM)，又稱"玉 米黃粉"。玉米蛋白粉含60%左右的蛋白質(zhì)，因其雜質(zhì)多、色澤和口感俱差、缺少賴氨酸、 色氨酸等人體必需氨基酸、生物學(xué)價值低等不足，嚴(yán)重影響了其在食品工業(yè)中的應(yīng)用，目前 玉米蛋白粉主要用于飼料工業(yè)。
玉米蛋白粉是玉米經(jīng)濕磨法工藝制得粗淀粉乳，再經(jīng)蛋白質(zhì)分離得到麩質(zhì)水，然后濃縮 干燥而制得。作為玉米濕法加工淀粉時的主要副產(chǎn)物，它的蛋白質(zhì)含量大約在60%左右。玉 米蛋白粉中除含有豐富的蛋白類營養(yǎng)物質(zhì)外，尚含有其它無機(jī)鹽及多種維生素。玉米蛋白粉 中主要玉含醇溶蛋白(zein，68%)、谷蛋白(glutelin, 28% )和球蛋白(globulins, 1. 2%)和 白蛋白(albumin,微量)等四種蛋白。利用玉米蛋白粉的主要蛋白質(zhì)成分醇溶蛋白和谷蛋白不 溶于水的性質(zhì)，達(dá)到提純蛋白質(zhì)的目的，從而將低價值的粗制玉米蛋白轉(zhuǎn)化成高純度、可食 用的玉米分離蛋白粉，提高了玉米蛋白的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)價值。為達(dá)到上述目的，以前的研究者 進(jìn)行許多研究。李琰進(jìn)行的"玉米蛋白發(fā)泡粉生產(chǎn)新工藝的研究"(糧食與飼料工業(yè)，2002. 3) 中，以玉米麩質(zhì)粉，即玉米黃粉為原料，用a—淀粉酶液化水解，除去玉米黃粉中的淀粉，再 用堿水解玉米蛋白，通過超濾膜分離，噴霧干燥等工藝制成部分水解、淡黃色的玉米蛋白發(fā) 泡粉，純度達(dá)93.6%。此工藝采用酶水解淀粉，進(jìn)而將淀粉除去，必須計算酶的成本。與離 心分離設(shè)備相比，使用超濾膜裝置，將大大提高設(shè)備投資和成本。蛋白質(zhì)經(jīng)堿水解，部分生 成肽和游離氨基酸，與原蛋白相比，其物化性質(zhì)己或部分發(fā)生變化。李遠(yuǎn)志等在"黃漿中玉 米食用蛋白的高效回收法和新用途"(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1992.7)的研究中，以小試模擬玉 米淀粉市場工藝，得到玉米黃漿(玉米黃粉干燥前的漿料)。然后通過調(diào)整玉米黃漿的PH或 加入蛋白質(zhì)凝固劑葡萄糖酸內(nèi)酯使蛋白質(zhì)凝固，再分離、干燥，最后得到可食用的玉米蛋白 粉，樣品僅含45%左右的蛋白質(zhì)，屬于粗制的蛋白質(zhì)制品。尤新在"一種從玉米胚芽中綜合 提取油和蛋白粉的工藝"專利(CN190YU55A)中，用玉米胚芽為原料，以酒精浸提出玉米油， 用堿溶解出蛋白質(zhì)，再用酸液調(diào)整pH,沉淀出蛋白質(zhì)，通過過濾分離，低溫干燥得到玉米蛋 白粉。專利中所用的原料玉米胚芽，是不同于普通玉米黃粉的原料，而且專利中并沒有指出 所得到的玉米蛋白粉的蛋白質(zhì)含量。

發(fā)明內(nèi)容
由于玉米黃粉的蛋白含量較低， 一般是在60%左右，且顏色發(fā)黃并帶有令人不愉快的異 臭味，限制了其在食品工業(yè)上的應(yīng)用。因此，本發(fā)明對黃粉進(jìn)行脫脂、脫淀粉等操作使蛋白 純度提高到90%以上，并對顏色和氣味進(jìn)行有效的處理，制備出玉米分離蛋白。
,玉米黃粉的主要雜質(zhì)是淀粉(15 25%)、脂肪和黃色素(7 15%)，提高蛋白含量就是 去除淀粉、脂肪和黃色素。本發(fā)明的提純理論基礎(chǔ)為淀粉分直鏈和支鏈淀粉，直鏈淀粉可 溶于熱水，支鏈淀粉在加壓條件下亦S溶于熱水。利用該性質(zhì)提純含淀粉質(zhì)蛋白原料，使淀 粉高溫溶出，且堿性條件可促進(jìn)淀粉糊化。玉米黃粉懸濁液在高溫條件下加堿，發(fā)生皂化反應(yīng)， 使油脂分離。玉米黃粉中的黃色素屬脂溶性色素，在高溫高堿條件下結(jié)構(gòu)被破壞發(fā)生水溶， 從而達(dá)到分離的目的。
本發(fā)明提供一種玉米分離蛋白的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法成本低，效率高，產(chǎn)品得率高， 蛋白含量高，品質(zhì)好。
本發(fā)明所述的是一種玉米分離蛋白的生產(chǎn)方法，其特征是，它包括如下操作步驟和工藝 條件
第一步將水與玉米黃粉向混和，以升千克的料液比計為ioo : 6 12，調(diào)整pH范圍為
8以上，加熱至50 10(TC并保溫水浴攪拌20 60分鐘；
第二步將水浴攪拌后的料液趁熱高速離心，經(jīng)過離心分離操作后離心液分層，最上層是 油脂黃色素，中間層是淀粉溶出液和被破壞發(fā)生水溶的色素分子，最下面主要是不水溶的醇 溶蛋白和谷蛋白，棄上清夜，取最下層不溶渣；
第三步由于一次水浴離心分離不充分，再取第一次離心后的最下層不溶渣加水?dāng)嚢?，?升千克的料液比計為100 : 6 12，加熱至50 10(TC并保溫水浴攪拌20 60分鐘，離心分 離的情況通步驟二，棄上清夜，取最下層不溶渣；
第四步將不溶渣干燥成粉，可以通過冷凍干燥、氣流干燥或者噴霧干燥，得玉米分離蛋 白粉。
適用于本發(fā)明的原料包括玉米、玉米粉、干燥過的玉米蛋白粉(有稱玉米黃粉)、半干燥 的玉米蛋白粉或者未干燥的玉米蛋白粉。原料的品種、品質(zhì)以及蛋白含量，對終產(chǎn)品的品質(zhì) 和得率將產(chǎn)生一定的影響。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果-
1、 原料為玉米淀粉廠生產(chǎn)的副產(chǎn)物玉米蛋白粉，可以是干燥過的，也可以是半干燥過的， 原料來源廣泛，不受生產(chǎn)地區(qū)的限制；
2、 本發(fā)明突破了以往酶法除淀粉、皂化除脂的兩步提純路線， 一步操作實現(xiàn)蛋白提純， 且避免了因美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的褐變，減少了淀粉酶原料，縮短了生產(chǎn)工序，大大降低了成本；
3、 采用離心分離設(shè)備進(jìn)行分離，相對于超濾膜裝置設(shè)備投資少。
4、 本發(fā)明最終實現(xiàn)五大目標(biāo)，SP:提純蛋白，除脂肪，脫淀粉，脫色，除異味，且蛋 白得率在70 — 80%左右。
本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低、效率高、得率高等優(yōu)點。生產(chǎn)所用原料為玉米加工的副產(chǎn)品， 大大地提高了玉米黃粉的附加值。同時，本發(fā)明將玉米蛋白含量提純到90%以上，產(chǎn)品的蛋 白含量達(dá)到分離蛋白的標(biāo)準(zhǔn)，故稱為工米分離蛋白，在食品工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的用途，填補(bǔ)了 高純度玉米分離蛋白的生產(chǎn)與應(yīng)用空白。
具體實施例方式
下面結(jié)合實例，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
發(fā)明人對本發(fā)明進(jìn)行了深入的創(chuàng)造性研究和試驗，有許多成功的實施例，下面列舉五個 具體的實施例。 實施例1
取玉米蛋白粉150g，加入水2.5L，攪拌均勻。用NaOH溶液調(diào)節(jié)料液pH至8，將料液加 熱至50。C，并保溫水浴攪拌60min。將料液經(jīng)離心機(jī)離心20min，棄上清夜，收集最下層不 溶渣、再將不溶渣中繼續(xù)加水2.5Kg，攪拌均勻，50'C保溫水浴攪拌60min。將料液經(jīng)離心機(jī) 離心20min，棄上清夜，收集最下層不溶渣。噴霧干燥得98g玉米分離蛋白粉。
實施例2
取150g的玉米蛋白粉，加入1.5L水，用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)。用NaOH溶液調(diào)節(jié)料液pH至ll， 將料液加熱至8(TC，并保溫水浴攪拌40min。將料液經(jīng)高速離心機(jī)離心30min，棄上清夜， 收集最下層不溶性渣。再將不溶性渣中繼續(xù)加1.5Kg水，8(TC保溫水浴攪拌40min;將料液 經(jīng)離心機(jī)離心30min，棄上清夜，收集最下層不溶渣；真空干燥粉碎，得105g玉米分離蛋白 粉。
實施例3
取600g的玉米蛋白粉，加入5L水，用乳化機(jī)乳化。用NaOH調(diào)節(jié)料液pH至13，將料液 加熱至10(TC，并保溫水浴攪拌20min。將料液經(jīng)高速離心機(jī)15min離心，去上清夜，收集最 下層不溶性渣。再將不溶性渣中繼續(xù)，1.25Kg水，IO(TC保溫水浴攪拌20min。將料液經(jīng)離 心機(jī)離心15min，棄上清夜，收集最下層不溶渣。干燥成粉，得415g玉米分離蛋白粉。
權(quán)利要求
1、一種從玉米黃粉(CGM，corn gluten meal)中提取玉米分離蛋白工藝，其特征在于包括下列步驟(1)將水與玉米黃粉混合，使其固含量在6％以上；調(diào)整酸度至pH8以上。將料液加熱50℃以上，并保溫水浴攪拌20～60min·(2)將料液在高速離心機(jī)上離心，棄上清液，收集不溶于水的、主要含醇溶蛋白和谷白的固料。用水將固料調(diào)至固分含量在6％以上；將料液加熱50℃以上，并保溫水浴攪拌20min以上；將料液在高速離心機(jī)上離心，收集固料。(3)將不溶的固料干燥成粉，最后得到玉米分離蛋白粉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述得從玉米黃粉中制備玉米分離蛋白的工藝，其特征在于將玉米黃 粉用水調(diào)成固含量在6%以上的料液；在堿性(pH 8以上)、加熱(5(TC以上，并保溫水浴攪 拌20min以上)條件下溶出玉米黃粉的主要雜質(zhì)淀粉、脂肪和黃色素，使玉米黃粉的主要雜 質(zhì)與蛋白質(zhì)分開。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2所述的從玉米黃粉中制備玉米分離蛋白的工藝，其特征在于將溶 出雜質(zhì)的料液用高速離心機(jī)離心，棄去上清液，收集固料。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3所述的從玉米黃粉中制備玉米分離蛋白的工藝，其特征在于將 蛋白質(zhì)固料經(jīng)過多次水洗，分離，進(jìn)一步除去雜質(zhì)，提高蛋白質(zhì)純度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4所述的從玉米黃粉中制備玉米分離蛋白的工藝，其特征在 于通過采用噴霧干燥或氣流干燥或冷凍干燥等方法將提純后的玉米蛋白質(zhì)干燥制成粉末狀的玉米分離蛋白o(hù)
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3、 4、 5所述的從玉米黃粉中制備玉米分離蛋白的工藝，其特征在于制備出的玉米分離蛋白粉的質(zhì)量規(guī)格為蛋白質(zhì)(以干基計)》90%;水分《6.0%;淀粉《4.0%;脂肪《3.0%。
全文摘要
本發(fā)明以玉米淀粉生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物玉米黃粉(又稱玉米蛋白粉，含60％左右的蛋白質(zhì))為原料，采用堿熱處理，使玉米黃粉中的不溶性的直鏈和支鏈淀粉，直鏈淀粉在高溫的堿水溶液中使其糊化而除去；使玉米黃粉中的油脂懸濁液在高溫的堿水中，發(fā)生皂化反應(yīng)，使油脂分離；使玉米黃粉中脂溶性的玉米黃色素，在高溫高堿條件下結(jié)構(gòu)被破壞發(fā)生水溶，而分離除去。再經(jīng)反復(fù)的水洗提純、分離、干燥等工藝，制得蛋白質(zhì)含量大于90％的玉米分離蛋白，為食品工業(yè)開發(fā)出一種新的蛋白原料。
文檔編號A23J1/12GK101390564SQ20071015125
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月18日
發(fā)明者易維學(xué), 哲 董, 蔡木易, 谷瑞增, 暉 郭, 勇 馬, 馬永慶 申請人:中國食品發(fā)酵工業(yè)研究院