CN106819357A - 一种谷物糠粕蛋白提取工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及谷物精深加工技术领域，尤其涉及一种可食用的谷物蛋白，具体是指一种谷物糠粕蛋白提取工艺。该发明包括筛分‑浸泡‑磨碎‑皂化反应‑旋液分离‑板框过滤‑气流干燥等过程；本发明的有益效果在于：解决蛋白与纤维难以分离的问题，实现米糠粕的高值化利用，能够得到蛋白质≥80%，提高其附加值，避免资源浪费。

Description

一种谷物糠粕蛋白提取工艺

技术领域

本发明涉及谷物精深加工技术领域，尤其涉及一种可食用的谷物蛋白，具体是指一种谷物糠粕蛋白提取工艺。

背景技术

米糠是稻谷加工的副产物，是碾米过程从糙米表面碾除的糠层和胚芽，质量约占稻谷籽粒7.5％～8.0％。糠层由外果皮、中果皮、种皮及糊粉层组成，其质量约占米糠质量的67％～69％。米糠中含有稻谷60%～80%左右的营养成分，富含不饱和脂肪酸、低过敏性蛋白质、膳食纤维、生育酚、生育三烯酚、可溶性多糖、γ-谷维醇及角鲨烯等生理活性物质。2015年我国稻谷产量居世界第一，为20824.5万吨。米糠年产量已达到1600万吨，但利用率只有43%左右，大部分作为低价值饲料使用，造成了极大浪费。利用的米糠主要用于提取稻米油，副产品亦是米糠粕。米糠粕作为饲料出售，国内年销量在600余万吨左右。米糠的成分：蛋白质12～17（%），粗脂肪13～22（%），碳水化合物35～50（%），膳食纤维23～30（%），灰分8～12（%）。

米糠蛋白是一种营养价值很高的植物蛋白质，其中可溶性蛋白约占70%，必需氨基酸种类齐全，比例合理，符合FAO/WHO推荐模式，其中赖氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸含量高，补充了谷物蛋白中赖氨酸不足的缺陷，是一种可以与肉类蛋白相媲美优质的植物蛋白。米糠蛋白生物价效为2.0～2.5，与牛奶中酪蛋白生物价效接近，营养价值高；米糠蛋白突出特点是低过敏性，为婴幼儿断乳食品理想原料。但目前传统的米糠也就是现行国家标准米糠主要是由果皮、种皮、外胚乳、糊粉层和胚加工制成的，在加工过程中会混进少量的稻壳和一定量的灰尘和微生物，所以大都用于畜禽生产的饲料或制取米糠油等。虽然米糠中制取稻米油的技术已成熟，但只是将大部分脂肪分离，微小细胞中仍含有结构性脂肪，淀粉已转化为糖和多糖从而造成提取附加值低。随着米糠的营养功用逐渐被发现和重视，亟待需要对米糠的蛋白分离利用设备的研制和开发。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，克服米糠粕物料相对扁平、非球形、颗粒度参差不齐及细胞壁相对较硬，蛋白与纤维难以分离的问题，提供一种可食用脱脂谷物糠粕蛋白的工业化制备工艺方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种谷物糠粕蛋白提取工艺，包括筛分-浸泡-磨碎-皂化反应-旋液分离-板框过滤-气流干燥过程，由以下步骤实现：

1）、筛分：去除米糠粕杂质和大颗粒物料；

2）、浸泡：把筛分后的米糠粕用刮板输送机将物料加入到料罐中，浸泡中使用净化处理的70℃～85℃热水，配制成浓度为10%～25%的浆液，充分搅拌0.5～1.5小时，浸泡过程使细胞壁变软；

3）、磨碎：利用化工泵将浸泡液输送至磨机磨碎，利用不锈钢冲击磨将浸泡的脱脂米糠0.9～6mm的颗粒，统一磨碎至180μm以下，细胞膜进一步破坏，蛋白质和脂肪大面积暴露和释放；

4）、皂化反应：将磨碎后的物料泵入皂化反应罐，加入食品级碱液保持PH6.9～7.1，70℃～85℃保温反应2小时；

5）、旋液分离：通过旋液分离器完成，所述旋液分离器高径比为（3～5）：1，锥体角度为22°≤α≤26°；

6）、板框过滤：把蛋白质储罐物料泵入板框过滤机，排出液体，完成固液分离；

7）、气流干燥：通过板框过滤机得到的干物由螺旋输送机送入气流干燥机，脱去水分，得到蛋白质干粉产品。

所述旋液分离器利用米糠粕亲水性特点其中心溢料管底部伸出旋转壳体下底线其长度范围30mm＜A＜50mm，米糠粕在高温环境下易与水形成聚积物，其大小约为140～170μm（80目），经长时间沉淀，其水分含量在82%～85%左右，而蛋白沉淀后其水分仅有48%～52%。

所述旋液分离器为串联式结构，共有2～4级；进入各级旋液分离器的物料底流出口得到蛋白质，汇入底流储罐；各旋液分离器的中心溢流管各连接有上部溢流口，其内部包括米糠纤维，脂肪和余下的蛋白质，流入各溢流储罐Ⅰ，用料间进料泵输入下一级旋液分离器；各级旋液分离器底流出口得到蛋白质，均汇入蛋白质底流储罐，直到得到理想的蛋白质含量，最后一级上部的上部溢流口排出溢流物料流入溢流储罐Ⅱ另做它用。

所述旋液分离器配有旋液分离器进料泵，所述进料泵压力≥0.7Mpa，流量25～50m3/h。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明创造性之处在于提供了一种从米糠粕中高效提取蛋白质的工艺，以解决蛋白与纤维难以分离的问题，实现米糠粕的高值化利用，能够得到蛋白质≥80%，提高其附加值，避免资源浪费。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明的高效提取工艺流程图。

附图2为本发明的旋液分离器结构示意图。

附图3为本发明的串联式旋液分离器工艺布局图。

图中所示：

1、旋流进料泵，2.旋液分离器，2.1、物料进口，2.2、中心溢流管，2.3、旋转壳体，2.4、旋转壳体下底线，2.5、锥体，2.6、底流出口，3、溢流储罐Ⅰ，4、料间进料泵，5、底流储罐，6、过滤工段，7、上部溢流口，8、溢流储罐Ⅱ。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参照附图2，旋液分离器为筒状的旋转壳体2.3直径为ΦB优选200mm，所述旋转壳体上分别设有中心溢流管2.2直径为Φ100mm，物料进口2.1尺寸为100mmX50mm，底流出口2.6，所述旋转壳体2.3从旋转壳体底线2.4至底流出口2.6为锥体状，其锥体角度为22°≤α≤26°，所述旋转壳体2.3与锥体2.5之和为总高度“L”与直径“B”的高径比为（3～5）：1；所述中心溢流管2.2嵌入旋转壳体2.3一端高出旋转壳体2.3顶部，另一端伸出旋转壳体底线2.4其长度范围30mm＜A＜50mm；所述物料进口2.1位于旋转壳体2.3上部的一侧。

参照附图3，所述的旋液分离器2采用串联式结构，共有2～4级。进入各级旋液分离器的物料底流出口2.6得到蛋白质，汇入底流储罐5,各旋液分离器的中心溢流管2.2各连接有上部溢流口7，其内部包括米糠纤维，脂肪和余下的蛋白质，流入各溢流储罐Ⅰ3，用料间进料泵4输入下一级旋液分离器2；各级旋液分离器底流出口2.6得到蛋白质，均汇入蛋白质底流储罐5；所述蛋白质底流储罐5通过过滤工段板框过滤直到得到理想的蛋白质含量。最后一级上部的上部溢流口7排出溢流物料流入溢流储罐Ⅱ8另做它用；所述的旋液分离器2接入的旋流进料泵1，泵头压力≥0.7MPa,流量为25～50m3/h。

通过下面的工程实例将能够更好地理解本发明。

实施例1

以新鲜的（山信生态植物油有限公司产品）为原料，本实施例提取工艺步骤如下：

(1)筛分除杂：将2000kg新鲜米糠粕过10目筛，除去杂质；

(2)浸泡：用刮板输送机将物料加入到用净化处理的70℃～85℃热水料罐中，配制成浓度为10%～25%的浆液，充分搅拌0.5～1.5小时；

(3)磨碎：用化工泵将浸泡物料送人磨机，得到大小约为140～170μm（80目）浆料；

(4)皂化反应：磨碎后的物料泵入皂化反应罐，加入食品级（浓度15%）淡碱液保持PH6.9～7.1，70℃～85℃保温反应2小时；

(5)旋液分离：用化工泵将皂化反应完毕的料液送入4级旋液分离器机组，底流出口即为蛋白质，进入液体蛋白质底流储罐5；

(6)过滤：是把蛋白质储罐物料泵入过滤工段6的板框过滤机，固液分离；

(7)干燥：板框过滤机得到的干物由螺旋输送机送入气流干燥机，脱去水分，得到蛋白质干粉产品；

按照国标GB/T5009.5-2010中规定测定蛋白含量为81.2%；

实施例2

一种利用米渣制取高纯度大米蛋白的方法，以新鲜的（山信植物油科技有限公司产品）为原料，本实施例提取工艺步骤如下：

(1)筛分除杂：将2000kg新鲜米糠粕过10目筛，除去杂质；

(2)浸泡：用刮板输送机将物料加入到用净化处理的60℃～65℃热水料罐中，配制成浓度为10%～25%的浆液，充分搅拌0.5～1.5小时；

(3)磨碎：用化工泵将浸泡物料送人磨机，得到大小约为140～170μm（80目）浆料；

(4)皂化反应：磨碎后的物料泵入皂化反应罐，加入食品级（浓度15%）淡碱液保持PH6.9～7.1，保温反应1小时；

(5)旋液分离：用化工泵将皂化反应完毕的料液送人3级旋液分离器机组，底流出口即为蛋白质，进入液体蛋白质底流储罐5；

(6)过滤：是把蛋白质储罐物料泵入过滤工段6的板框过滤机，固液分离；

(7)干燥：板框过滤机得到的干物由螺旋输送机送入气流干燥机，脱去水分得到蛋白质干粉产品；

按照国标GB/T5009.5-2010中规定测定蛋白含量为74.8%；

实施例3

以新鲜的（山信植物油科技有限公司产品）为原料，本实施例提取工艺步骤如下：

(1)筛分除杂：将2000kg新鲜米糠粕过10目筛，除去杂质；

(2)浸泡：用刮板输送机将物料加入到用净化处理的70℃～85℃热水料罐中，配制成浓度为10%～25%的浆液，充分搅拌0.5～1.5小时；

(3)磨碎：用化工泵将浸泡物料送人磨机，得到大小约为140～170μm（80目）浆料；

(4)皂化反应：磨碎后的物料泵入皂化反应罐，加入食品级（浓度15%）淡碱液保持PH6.9～7.1，70℃～85℃保温反应2小时；

(5)旋液分离：用化工泵将皂化反应完毕的料液送人1级旋液分离器机组，底流出口即为蛋白质,进入液体蛋白质底流储罐5；

(6)过滤：是把蛋白质储罐物料泵入过滤工段6的板框过滤机，固液分离；

(7)干燥：板框过滤机得到的干物由螺旋输送机送入气流干燥机，脱去水分，得到蛋白质干粉产品；

按照国标GB/T5009.5-2010中规定测定蛋白含量为61.3%；

实施例4

以新鲜的（山信植物油科技有限公司产品）为原料，本实施例提取工艺步骤如下：

(1)筛分除杂：将2000kg新鲜米糠粕过10目筛，除去杂质；

(2)浸泡：用刮板输送机将物料加入到用净化处理的70℃～85℃热水料罐中，配制成浓度为10%～25%的浆液，充分搅拌0.5～1.5小时；

(3)磨碎：用化工泵将浸泡物料送人磨机，得到大小约为140～170μm（80目）浆料；

(4)皂化反应：磨碎后的物料泵入皂化反应罐，加入食品级（浓度15%）淡碱液保持PH6.9～7.1，70℃～85℃保温反应2小时；

(5)旋液分离：用化工泵将皂化反应完毕的料液送入泵头压力0.8Mpa，流量30m3/h，旋液分离器Φ400mm长度800mm2级机组，底流出口即为蛋白质，进入液体蛋白质底流储罐5；

(6)过滤：是把蛋白质储罐物料泵入过滤工段6的板框过滤机，固液分离；

(7)干燥：板框过滤机得到的干物由螺旋输送机送入气流干燥机，脱去水分，得到蛋白质干粉产品；

按照国标GB/T5009.5-2010中规定测定蛋白含量为61%；

本发明方法生产的米糠蛋白粉质量稳定，制备的米糠蛋白粉均为白色或浅黄色粉末、无结块，具有米糠蛋白特有的滋、气、味，无异味，针对不同客户需要，米糠蛋白粉细度控制为100-800目。

在本发明中，米糠蛋白质量百分含量、脂肪百分含量、菌落总数分别采用GB5009.5-2010、GB/T5009.6-2003、GB4789.2-2012测定；蛋白得率%=成品纯米糠蛋白的质量/米糠中纯大米蛋白的质量×100%。

按照国家GB5009.1食品卫生检验标准，对本实施例得到的脱脂米糠粕进行了营养组分与其它相关指标进行了检测，其结果列于表1米糠蛋白分析表中。

表1

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (4)

1.一种谷物糠粕蛋白提取工艺，包括筛分-浸泡-磨碎-皂化反应-旋液分离-板框过滤-气流干燥过程，其特征在于，由以下步骤实现：

1）、筛分：去除米糠粕杂质和大颗粒物料；

2）、浸泡：把筛分后的米糠粕用刮板输送机将物料加入到料罐中，浸泡中使用净化处理的70℃～85℃热水，配制成浓度为10%～25%的浆液，充分搅拌0.5～1.5小时，浸泡过程使细胞壁变软；

3）、磨碎：利用化工泵将浸泡液输送至磨机磨碎，利用不锈钢冲击磨将浸泡的脱脂米糠0.9～6mm的颗粒，统一磨碎至180μm以下，细胞膜进一步破坏，蛋白质和脂肪大面积暴露和释放；

4）、皂化反应：将磨碎后的物料泵入皂化反应罐，加入食品级碱液保持PH6.9～7.1，70℃～85℃保温反应2小时；

5）、旋液分离：通过旋液分离器完成，所述旋液分离器高径比为（3～5）：1，锥体角度为22°≤α≤26°；

6）、板框过滤：把蛋白质储罐物料泵入板框过滤机，排出液体，完成固液分离；

7）、气流干燥：通过板框过滤机得到的干物由螺旋输送机送入气流干燥机，脱去水分，得到蛋白质干粉产品。

2.根据权利要求1所述的一种谷物糠粕蛋白提取工艺，其特征在于：所述旋液分离器利用米糠粕亲水性特点其中心溢料管底部伸出旋转壳体下底线其长度范围30mm＜A＜50mm，米糠粕在高温环境下易与水形成聚积物，其大小约为140～170μm（80目），经长时间沉淀，其水分含量在82%～85%左右，而蛋白沉淀后其水分仅有48%～52%。

3.根据权利要求2所述的一种谷物糠粕蛋白提取工艺，其特征在于：所述旋液分离器为串联式结构，共有2～4级；进入各级旋液分离器的物料底流出口得到蛋白质，汇入底流储罐；各旋液分离器的中心溢流管各连接有上部溢流口，其内部包括米糠纤维，脂肪和余下的蛋白质，流入各溢流储罐Ⅰ，用料间进料泵输入下一级旋液分离器；各级旋液分离器底流出口得到蛋白质，均汇入蛋白质底流储罐，直到得到理想的蛋白质含量，最后一级上部的上部溢流口排出溢流物料流入溢流储罐Ⅱ另做它用。

4.根据权利要求2或3所述的一种谷物糠粕蛋白提取工艺，其特征在于：所述旋液分离器配有旋液分离器进料泵，所述进料泵压力≥0.7Mpa，流量25～50m3/h。