本發(fā)明涉及食品加工
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種以馬鈴薯為原料得到高麥芽糖漿和蛋白的制備方法。
背景技術(shù)：
：高麥芽糖漿是指麥芽糖含量達70％以上的糖漿，它具有許多優(yōu)良特性，例如：高麥芽糖漿甜度低、抗結(jié)晶性好、吸濕性低，具有良好的熱穩(wěn)定性；高麥芽糖漿膠粘性大，增稠性強，另外，高麥芽糖漿被人體吸收時不通過胰島素的作用，因此可用作糖尿病人食品中的甜味劑。麥芽糖漿不是經(jīng)過濃縮后就是高麥芽糖漿，它與其中所含有的麥芽糖數(shù)量有關(guān)，濃縮后只能成為濃縮液，水分含量較低，與高麥芽糖漿有本質(zhì)區(qū)別。另外，麥芽聚糖和麥芽糖漿是兩個不同概念，麥芽聚糖為2～7糖，而麥芽糖為2糖，后者在物質(zhì)組成和純度上高于前者。麥芽糖漿很多農(nóng)作物都可以制備，但是高麥芽糖漿對原料是有結(jié)構(gòu)要求的，不是所有的都可以制備的。馬鈴薯蛋白具有很高的生物營養(yǎng)價值，氨基酸自然構(gòu)成平衡優(yōu)于其他植物蛋白，其中所包含的薯粘液蛋白不僅能保持關(guān)節(jié)腔內(nèi)的潤滑作用，而且還能保持人體心血管壁的彈性，阻止動脈粥樣硬化，減少皮下脂肪，防止肝腎中結(jié)蹄組織萎縮，提高機體的免疫能力。常規(guī)馬鈴薯深加工技術(shù)中僅回收淀粉，對含有蛋白的漿液通常采取廢水處理方式去除，造成資源浪費，或者采取絮凝或者加熱方式回收廢水中部分蛋白，加工成本大，且回收率低。馬鈴薯加工中很重要的一個難題是褐變的發(fā)生，褐變不僅造成感官品質(zhì)下降，也影響產(chǎn)品的口感、風味和質(zhì)地，造成很大的資源浪費和經(jīng)濟損失。褐變主要是酶促褐變，發(fā)生需要具備三個條件：酶、底物和氧氣?，F(xiàn)有技術(shù)對馬鈴薯蛋白精制采用加熱和絮凝的方式精制，通常絮凝物為鹽類或者調(diào)解ph較低，綜合造成制作的蛋白得率不高、蛋白含量不高、灰分含量較高、添加物并非食品級，產(chǎn)品直接作為飼料銷售。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請人提供了一種用馬鈴薯同時制備高麥芽糖漿和蛋白的方法。本發(fā)明通過分析馬鈴薯組成的成分特點，采取綜合利用方式，在得到高麥芽糖漿的同時，同步回收得到馬鈴薯蛋白，并在過程中極大限度的保留蛋白活性，促進資源最大化利用。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種用馬鈴薯同時制備高麥芽糖漿和蛋白的方法，包括如下步驟：(1)原料選擇和前處理：選擇沒有發(fā)芽、腐爛發(fā)霉的馬鈴薯，清洗、去皮、70℃～80℃熱水浸泡10～30min后濾水收集；(2)粉碎與篩分：將前處理后的馬鈴薯切丁、兩級粉碎、篩分后實現(xiàn)漿渣分離得到馬鈴薯漿液和馬鈴薯渣；(3)標準化：調(diào)整馬鈴薯漿液濃度為20％～30％，ph值為4.5～5.5，添加0.2‰～0.5‰的α-淀粉酶并與馬鈴薯漿液混合均勻；(4)噴射液化與糊精化保溫反應(yīng)：通過進料泵管道輸送，將標準化處理后的漿液泵入噴射液化器與高溫蒸汽混合后進入閃蒸罐暫存，而后泵入糊精化罐保溫反應(yīng)；(5)板框過濾：糊精化保溫反應(yīng)結(jié)束后的馬鈴薯漿液泵入板框進料罐進行過濾，板框濾餅為粗蛋白渣，收集板框清液和一次沖洗濾餅的水洗液共同作為制備高麥芽糖漿原料；(6)粗蛋白渣精制：用步驟(5)得到的板框濾餅調(diào)整漿液濃度為15％～20％，換熱溫度為50～55℃，調(diào)節(jié)ph值為5.0～5.5，添加以干物質(zhì)含量計的酸性脂肪酶3～5‰，反應(yīng)2～5h，而后板框壓濾后收集濾餅經(jīng)過干燥得到馬鈴薯蛋白成品；(7)高麥芽糖漿制備：以步驟(5)清液為原料，泵入糖化罐進行糖化反應(yīng)，而后經(jīng)過活性炭脫色、離子交換樹脂脫鹽、再經(jīng)過活性炭脫臭處理，最終濃縮至濃度為70％～75％。優(yōu)選的，步驟(1)原料前處理前后馬鈴薯褐變顏色變化率＜5％。優(yōu)選的，步驟(2)切丁采用常規(guī)馬鈴薯切丁機，切后截面面積為4～16cm2，切丁機刀片采用耐磨鋼材制作，刀片厚度為0.5～1mm。優(yōu)選的，步驟(2)兩級粉碎分為破碎和粉碎兩步，整個粉碎腔體處于密閉隔氧并通入惰性氣體氮氣，通過另一端出氣孔測定氧氣濃度情況調(diào)整氮氣流速，控制氧氣含量＜5％。優(yōu)選的，切丁和兩級粉碎后馬鈴薯漿液褐變顏色變化率＜5％。優(yōu)選的，步驟(2)兩級粉碎后的篩分裝置與粉碎裝置密閉無縫連接，篩分后篩上的馬鈴薯渣通過篩分機自帶輸送管道泵入一級粉碎進料倉中實現(xiàn)固渣有效成分充分分離提取，篩分后物料細度150目通過率大于95％，篩上物中纖維含量大于60％。優(yōu)選的，步驟(3)所述α-淀粉酶的酶活為4萬u/ml。優(yōu)選的，步驟(4)通過控制物料進料量，使得噴射液化與糊精化保溫反應(yīng)過程中馬鈴薯漿液溫度為68℃～70℃，整個過程在密閉環(huán)境進行，糊精化保溫反應(yīng)時間為80～120min。優(yōu)選的，步驟(5)板框過濾的清液和一次沖洗濾餅的水洗液合并后de值為2～5。優(yōu)選的，步驟(7)糖化反應(yīng)過程中，添加酶活為1500u/ml的普魯蘭酶和酶活為70萬u/ml的β-淀粉酶，添加量分別為0.1‰～0.25‰和0.1‰～0.25‰，糖化反應(yīng)溫度為55～60℃，保溫反應(yīng)24～40h。本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：對于馬鈴薯而言，其微觀結(jié)構(gòu)為植物細胞壁包裹著淀粉、蛋白、脂肪等化學成分，而且，馬鈴薯的纖維渣較多，占干基重量的20％～30％，且與化學物質(zhì)結(jié)合緊密，所以必須采取多次粉碎，且達到一定的目數(shù)才可以將植物細胞壁中物質(zhì)釋放出來，本發(fā)明中同步考慮細胞壁中物質(zhì)充分釋放過程促褐變物質(zhì)同樣釋放影響終產(chǎn)品品質(zhì)，在切丁步驟選取鋒利刀片，減少不必要細胞壁的破壞，同時粉碎篩分整體設(shè)計為密閉環(huán)境，粉碎倉內(nèi)通入惰性氣體減少褐變必須物質(zhì)氧氣的存在。馬鈴薯中的蛋白富含生物活性，整個加工過程避免了高溫對蛋白活性的破壞作用，極大的保留了馬鈴薯蛋白的生理活性。本發(fā)明先去除雜質(zhì)、反應(yīng)后分離得到蛋白和糖液的工藝處理，為馬鈴薯深加工最優(yōu)組合方式。常規(guī)技術(shù)馬鈴薯先得到淀粉再制糖，制備淀粉的同時產(chǎn)生較多含有蛋白的廢水，反應(yīng)過程繁瑣，并且從原理上講，蛋白從淀粉結(jié)構(gòu)中分離出來后，淀粉之間相互結(jié)合緊密，糊化溫度升高，不容易糊化，所以，如果要做糖，需要較高溫度，當?shù)鞍缀偷矸刍旌弦汗餐嬖跁r，更加容易進行液化反應(yīng)。常規(guī)得到的蛋白混合液，其中含有的蛋白含量較低，僅為1％左右，且含有較多雜質(zhì)、纖維類，蛋白品質(zhì)差，通常作為廢水處理，也有提取蛋白現(xiàn)有技術(shù)，然而，分離淀粉同時，需要很多洗水，造成蛋白提取技術(shù)需要同步處理較多水，造成能源浪費，從產(chǎn)品制作成本上并不經(jīng)濟。本發(fā)明在分析蛋白渣組成情況下，根據(jù)馬鈴薯蛋白等電點為偏酸性，在反應(yīng)過程控制ph為偏酸性環(huán)境，蛋白變?yōu)槌恋矸蛛x出來，其他雜質(zhì)溶于酸性水中從而實現(xiàn)分離目的，并挑選可在食品中使用的酸性的脂肪酶同時作用，得到食品級、保留功能活性的、蛋白含量高的馬鈴薯蛋白。馬鈴薯淀粉粒徑為30～40μm(較大，大米才1～10μm)，這樣的分子大小，容易被酶制劑水解，適合制作糖漿。從分子結(jié)構(gòu)上來看，馬鈴薯淀粉直鏈淀粉含量20％，聚合度3000，支鏈淀粉含量80％，聚合度2，制作包含較多糊精或者葡萄糖等大分子糖類或單糖混合糖漿較為容易，而制作成物質(zhì)成分較為單一、純度較高的麥芽糖難度較大。本專利通過控制噴射液化和糊精化保溫反應(yīng)的工藝參數(shù)，控制前期酶解程度(de值2～5)，為后續(xù)酶解反應(yīng)制備得到純度較高的麥芽糖漿奠定了較好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)有技術(shù)中制備得到的蛋白，理化指標為蛋白含量>70％，脂肪含量<5％，灰分含量<5％。通常的制備技術(shù)采用外援添加絮凝物或者調(diào)整ph值，造成非食用級、鹽分過高、含有金屬鹽類超標現(xiàn)象；而本方法作為馬鈴薯全利用中的一種深加工方案，馬鈴薯漿料中含有部分蛋白相比馬鈴薯淀粉而言更加有利于制糖過程的進行，通過檢測各項指標符合高麥芽糖漿標準，該技術(shù)為制備高麥芽糖漿提供了一個可行方案。具體實施方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明進行具體描述。實施例1(1)原料選擇與前處理：選擇沒有發(fā)芽、腐爛發(fā)霉的馬鈴薯，用清洗去皮一體機對馬鈴薯清洗去皮，而后放入到含有70℃熱水的收集槽內(nèi)浸泡30min，浸泡完成將濾水后的馬鈴薯輸送到切丁機內(nèi)。(2)粉碎與篩分：開啟切丁機對輸送過來的馬鈴薯切成截面面積為4～16cm2的長條形，同步開啟兩級粉碎及粉碎腔體中的惰性氣體氮氣，實時監(jiān)測氧氣濃度調(diào)整氮氣流速，將切丁后馬鈴薯依次輸送到破碎機、粉碎機、篩分機的進料口，最終得到除雜篩分后的馬鈴薯漿液。(3)標準化：調(diào)整馬鈴薯漿液濃度為20％，ph值為4.5，添加0.5‰的α-淀粉酶(酶活4萬u/ml)混合均勻。(4)噴射液化與糊精化保溫反應(yīng)：通過進料泵管道輸送，將馬鈴薯漿液泵入噴射液化器與高溫蒸汽混合后進入閃蒸罐暫存，出口物料溫度為68℃，而后泵入糊精化罐保溫反應(yīng)120min，控制物料溫度為68℃。(5)板框過濾：糊精化保溫反應(yīng)結(jié)束后的馬鈴薯漿液泵入板框進料罐進行過濾，板框濾餅為粗蛋白渣，收集板框清液和一次沖洗濾餅的水洗液共同作為制備高麥芽糖漿原料，同時測定de值為5。(6)粗蛋白渣精制：板框濾餅調(diào)整漿液濃度為20％，換熱溫度為50℃，調(diào)節(jié)ph值為5.5，添加以干物質(zhì)含量計的酸性脂肪酶3‰，反應(yīng)5h，而后板框壓濾后收集濾餅經(jīng)過干燥得到馬鈴薯蛋白成品。(7)高麥芽糖漿制備：將板框過濾的清液和水洗液泵入糖化罐，添加普魯蘭酶(酶活為1500u/ml)和β-淀粉酶(酶活為70萬u/ml)，添加量分別為0.1‰和0.25‰，控制反應(yīng)溫度為55℃，反應(yīng)40h。而后經(jīng)過活性炭脫色、離子交換樹脂脫鹽、再經(jīng)過活性炭脫臭處理，最終濃縮至濃度為70％。實施例2(1)原料選擇與前處理：選擇沒有發(fā)芽、腐爛發(fā)霉的馬鈴薯，用清洗去皮一體機對馬鈴薯清洗去皮，而后放入到含有80℃熱水的收集槽內(nèi)浸泡10min，浸泡完成將濾水后的馬鈴薯輸送到切丁機內(nèi)。(2)粉碎與篩分：開啟切丁機對輸送過來的馬鈴薯切成截面面積為4～16cm2的長條形，同步開啟兩級粉碎及粉碎腔體中的惰性氣體氮氣，實時監(jiān)測氧氣濃度調(diào)整氮氣流速，將切丁后馬鈴薯依次輸送到破碎機、粉碎機、篩分機的進料口，最終得到除雜篩分后的馬鈴薯漿液。(3)標準化：調(diào)整馬鈴薯漿液濃度為30％，ph值為5.5，添加0.2‰的α-淀粉酶(酶活4萬u/ml)混合均勻。(4)噴射液化與糊精化保溫反應(yīng)：通過進料泵管道輸送，將馬鈴薯漿液泵入噴射液化器與高溫蒸汽混合后進入閃蒸罐暫存，出口物料溫度為70℃，而后泵入糊精化罐保溫反應(yīng)80min，控制物料溫度為70℃。(5)板框過濾：糊精化保溫反應(yīng)結(jié)束后的馬鈴薯漿液泵入板框進料罐進行過濾，板框濾餅為粗蛋白渣，收集板框清液和一次沖洗濾餅的水洗液共同作為制備高麥芽糖漿原料，同時測定de值為2。(6)粗蛋白渣精制：板框濾餅調(diào)整漿液濃度為15％，換熱溫度為55℃，調(diào)節(jié)ph值為5.0，添加以干物質(zhì)含量計的酸性脂肪酶5‰，反應(yīng)2h，而后板框壓濾后收集濾餅經(jīng)過干燥得到馬鈴薯蛋白成品。(7)高麥芽糖漿制備：將板框過濾的清液和水洗液泵入糖化罐，添加普魯蘭酶(酶活為1500u/ml)和β-淀粉酶(酶活為70萬u/ml)，添加量分別為0.25‰和0.1‰，控制反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)24h。而后經(jīng)過活性炭脫色、離子交換樹脂脫鹽、再經(jīng)過活性炭脫臭處理，最終濃縮至濃度為75％。實施例3(1)原料選擇與前處理：選擇沒有發(fā)芽、腐爛發(fā)霉的馬鈴薯，用清洗去皮一體機對馬鈴薯清洗去皮，而后放入到含有75℃熱水的收集槽內(nèi)浸泡20min，浸泡完成將濾水后的馬鈴薯輸送到切丁機內(nèi)。(2)粉碎與篩分：開啟切丁機對輸送過來的馬鈴薯切成截面面積為4～16cm2的長條形，同步開啟兩級粉碎及粉碎腔體中的惰性氣體氮氣，實時監(jiān)測氧氣濃度調(diào)整氮氣流速，將切丁后馬鈴薯依次輸送到破碎機、粉碎機、篩分機的進料口，最終得到除雜篩分后的馬鈴薯漿液。(3)標準化：調(diào)整馬鈴薯漿液濃度為25％，ph值為5.0，添加0.3‰的α-淀粉酶(酶活4萬u/ml)混合均勻。(4)噴射液化與糊精化保溫反應(yīng)：通過進料泵管道輸送，將馬鈴薯漿液泵入噴射液化器與高溫蒸汽混合后進入閃蒸罐暫存，出口物料溫度為69℃，而后泵入糊精化罐保溫反應(yīng)100min，控制物料溫度為69℃。(5)板框過濾：糊精化保溫反應(yīng)結(jié)束后的馬鈴薯漿液泵入板框進料罐進行過濾，板框濾餅為粗蛋白渣，收集板框清液和一次沖洗濾餅的水洗液共同作為制備高麥芽糖漿原料，同時測定de值為3.2。(6)粗蛋白渣精制：板框濾餅調(diào)整漿液濃度為17％，換熱溫度為53℃，調(diào)節(jié)ph值為5.3，添加以干物質(zhì)含量計的酸性脂肪酶4‰，反應(yīng)4h，而后板框壓濾后收集濾餅經(jīng)過干燥得到馬鈴薯蛋白成品。(7)高麥芽糖漿制備：將板框過濾的清液和水洗液泵入糖化罐，添加普魯蘭酶(酶活為1500u/ml)和β-淀粉酶(酶活為70萬u/ml)，添加量分別為0.18‰和0.18‰，控制反應(yīng)溫度為57℃，反應(yīng)32h。而后經(jīng)過活性炭脫色、離子交換樹脂脫鹽、再經(jīng)過活性炭脫臭處理，最終濃縮至濃度為72％。實施例1～3的步驟(1)原料前處理前后馬鈴薯褐變顏色變化率＜5％。步驟(2)切丁機刀片采用耐磨鋼材制作，刀片厚度為0.5～1mm。步驟(2)兩級粉碎分為破碎和粉碎兩步，整個粉碎腔體處于密閉隔氧并通入惰性氣體氮氣，通過另一端出氣孔測定氧氣濃度情況調(diào)整氮氣流速，控制氧氣含量＜5％。切丁和兩級粉碎后馬鈴薯漿液褐變顏色變化率＜5％。步驟(2)兩級粉碎后的篩分裝置與粉碎裝置密閉無縫連接，篩分后篩上的馬鈴薯渣通過篩分機自帶輸送管道泵入一級粉碎進料倉中實現(xiàn)固渣有效成分充分分離提取，篩分后物料細度150目通過率大于95％，篩上物中纖維含量大于60％。測試例1將實施例1～3制備過程中得到的馬鈴薯蛋白，理化成分檢測結(jié)果如表1所示。表1馬鈴薯蛋白理化成分表組分水分/％蛋白/％脂肪/％灰分/％總糖/％實施例15.2782.53.15.3實施例25.1714.54.23.0實施例35.2753.33.84.1測試例2將實施例1～3制備過程中得到的馬鈴薯蛋白，理化性質(zhì)檢測結(jié)果如表2所示。表2馬鈴薯蛋白理化性質(zhì)氮溶解指數(shù)/％起泡性/％起泡穩(wěn)定性/％細度(d50)/μm實施例154668747實施例250608746實施例352638647測試例3將實施例1～3制備過程中得到的高麥芽糖漿，性能檢測結(jié)果如表3～4所示。表3高麥芽糖漿感官性能表4高麥芽糖漿理化指標干物質(zhì)/％de/％ph值熬湯溫度/℃透射比/％實施例172545.515598實施例272475.415998實施例372515.515698本文所描述的具體實施案例僅作為對本發(fā)明精神和部分實驗做舉例說明。本發(fā)明所述領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施案例做出各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。當前第1頁12