CN101390564B - 一种玉米分离蛋白的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明以玉米淀粉生产中产生的副产物玉米黄粉(又称玉米蛋白粉，含60％左右的蛋白质)为原料，采用碱热处理，使玉米黄粉中的不溶性的直链和支链淀粉，直链淀粉在高温的碱水溶液中使其糊化而除去；使玉米黄粉中的油脂悬浊液在高温的碱水中，发生皂化反应，使油脂分离；使玉米黄粉中脂溶性的玉米黄色素，在高温高碱条件下结构被破坏发生水溶，而分离除去。再经反复的水洗提纯、分离、干燥等工艺，制得蛋白质含量大于90％的玉米分离蛋白，为食品工业开发出一种新的蛋白原料。

Description

一种玉米分离蛋白的生产方法

技术领域

本发明涉及一种玉米分离蛋白粉新产品及其提取工艺技术，属于农产品深加工技术领域。

背景技术

目前，我国的玉米年产量约为1.1亿吨，占世界总产量的20％，居第二位，其中近400多万吨用来生产淀粉。玉米淀粉的副产物称为玉米蛋白粉(Corn gluten meal，CGM)，又称“玉米黄粉”。玉米蛋白粉含60％左右的蛋白质，因其杂质多、色泽和口感俱差、缺少赖氨酸、色氨酸等人体必需氨基酸、生物学价值低等不足，严重影响了其在食品工业中的应用，目前玉米蛋白粉主要用于饲料工业。

玉米蛋白粉是玉米经湿磨法工艺制得粗淀粉乳，再经蛋白质分离得到麸质水，然后浓缩干燥而制得。作为玉米湿法加工淀粉时的主要副产物，它的蛋白质含量大约在60％左右。玉米蛋白粉中除含有丰富的蛋白类营养物质外，尚含有其它无机盐及多种维生素。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)等四种蛋白。利用玉米蛋白粉的主要蛋白质成分醇溶蛋白和谷蛋白不溶于水的性质，达到提纯蛋白质的目的，从而将低价值的粗制玉米蛋白转化成高纯度、可食用的玉米分离蛋白粉，提高了玉米蛋白的应用和经济价值。为达到上述目的，以前的研究者进行许多研究。李琰进行的“玉米蛋白发泡粉生产新工艺的研究”(粮食与饲料工业，2002.3)中，以玉米麸质粉，即玉米黄粉为原料，用α-淀粉酶液化水解，除去玉米黄粉中的淀粉，再用碱水解玉米蛋白，通过超滤膜分离，喷雾干燥等工艺制成部分水解、淡黄色的玉米蛋白发泡粉，纯度达93.6％。此工艺采用酶水解淀粉，进而将淀粉除去，必须计算酶的成本。与离心分离设备相比，使用超滤膜装置，将大大提高设备投资和成本。蛋白质经碱水解，部分生成肽和游离氨基酸，与原蛋白相比，其物化性质已或部分发生变化。李远志等在“黄浆中玉米食用蛋白的高效回收法和新用途”(中国农业大学学报，1992.7)的研究中，以小试模拟玉米淀粉市场工艺，得到玉米黄浆(玉米黄粉干燥前的浆料)。然后通过调整玉米黄浆的pH或加入蛋白质凝固剂葡萄糖酸内酯使蛋白质凝固，再分离、干燥，最后得到可食用的玉米蛋白粉，样品仅含45％左右的蛋白质，属于粗制的蛋白质制品。尤新在“一种从玉米胚芽中综合提取油和蛋白粉的工艺”专利(CN1907055A)中，用玉米胚芽为原料，以酒精浸提出玉米油，用碱溶解出蛋白质，再用酸液调整pH，沉淀出蛋白质，通过过滤分离，低温干燥得到玉米蛋白粉。专利中所用的原料玉米胚芽，是不同于普通玉米黄粉的原料，而且专利中并没有指出所得到的玉米蛋白粉的蛋白质含量。

发明内容

由于玉米黄粉的蛋白含量较低，一般是在60％左右，且颜色发黄并带有令人不愉快的异臭味，限制了其在食品工业上的应用。因此，本发明对黄粉进行脱脂、脱淀粉等操作使蛋白纯度提高到90％以上，并对颜色和气味进行有效的处理，制备出玉米分离蛋白。

玉米黄粉的主要杂质是淀粉(15～25％)、脂肪和黄色素(7～15％)，提高蛋白含量就是去除淀粉、脂肪和黄色素。本发明的提纯理论基础为：淀粉分直链和支链淀粉，直链淀粉可溶于热水，支链淀粉在加压条件下亦可溶于热水。利用该性质提纯含淀粉质蛋白原料，使淀粉高温溶出，且碱性条件可促进淀粉糊化。玉米黄粉悬浊液在高温条件下加碱，发生皂化反应，使油脂分离。玉米黄粉中的黄色素属脂溶性色素，在高温高碱条件下结构被破坏发生水溶，从而达到分离的目的。

本发明提供一种玉米分离蛋白的生产方法，该生产方法成本低，效率高，产品得率高，蛋白含量高，品质好。

本发明所述的是一种玉米分离蛋白的生产方法，其特征是，它包括如下操作步骤和工艺条件：

第一步将水与玉米黄粉向混和，以升∶千克的料液比计为100∶6～12，调整pH范围为8以上，加热至50～100℃并保温水浴搅拌20～60分钟；

第二步将水浴搅拌后的料液趁热高速离心，经过离心分离操作后离心液分层，最上层是油脂黄色素，中间层是淀粉溶出液和被破坏发生水溶的色素分子，最下面主要是不水溶的醇溶蛋白和谷蛋白，弃上清夜，取最下层不溶渣；

第三步由于一次水浴离心分离不充分，再取第一次离心后的最下层不溶渣加水搅拌，以升∶千克的料液比计为100∶6～12，加热至50～100℃并保温水浴搅拌20～60分钟，离心分离的情况通步骤二，弃上清夜，取最下层不溶渣；

第四步将不溶渣干燥成粉，可以通过冷冻干燥、气流干燥或者喷雾干燥，得玉米分离蛋白粉。

适用于本发明的原料包括玉米、玉米粉、干燥过的玉米蛋白粉(有称玉米黄粉)、半干燥的玉米蛋白粉或者未干燥的玉米蛋白粉。原料的品种、品质以及蛋白含量，对终产品的品质和得率将产生一定的影响。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、原料为玉米淀粉厂生产的副产物玉米蛋白粉，可以是干燥过的，也可以是半干燥过的，原料来源广泛，不受生产地区的限制；

2、本发明突破了以往酶法除淀粉、皂化除脂的两步提纯路线，一步操作实现蛋白提纯，且避免了因美拉德反应产生的褐变，减少了淀粉酶原料，缩短了生产工序，大大降低了成本；

3、采用离心分离设备进行分离，相对于超滤膜装置设备投资少。

4、本发明最终实现五大目标，即：提纯蛋白，除脂肪，脱淀粉，脱色，除异味，且蛋白得率在70-80％左右。

本发明具有生产成本低、效率高、得率高等优点。生产所用原料为玉米加工的副产品，大大地提高了玉米黄粉的附加值。同时，本发明将玉米蛋白含量提纯到90％以上，产品的蛋白含量达到分离蛋白的标准，故称为玉米分离蛋白，在食品工业领域有广泛的用途，填补了高纯度玉米分离蛋白的生产与应用空白。

具体实施方式

下面结合实例，对本发明做进一步详细说明。

发明人对本发明进行了深入的创造性研究和试验，有许多成功的实施例，下面列举五个

具体的实施例。

实施例1

取玉米蛋白粉150g，加入水2.5L，搅拌均匀。用NaOH溶液调节料液pH至8，将料液加热至50℃，并保温水浴搅拌60min。将料液经离心机离心20min，弃上清夜，收集最下层不溶渣、再将不溶渣中继续加水2.5Kg，搅拌均匀，50℃保温水浴搅拌60min。将料液经离心机离心20min，弃上清夜，收集最下层不溶渣。喷雾干燥得98g玉米分离蛋白粉。

实施例2

取150g的玉米蛋白粉，加入1.5L水，用均质机均质。用NaOH溶液调节料液pH至11，将料液加热至80℃，并保温水浴搅拌40min。将料液经高速离心机离心30min，弃上清夜，收集最下层不溶性渣。再将不溶性渣中继续加1.5Kg水，80℃保温水浴搅拌40min；将料液经离心机离心30min，弃上清夜，收集最下层不溶渣；真空干燥粉碎，得105g玉米分离蛋白粉。

实施例3

取600g的玉米蛋白粉，加入5L水，用乳化机乳化。用NaOH调节料液pH至13，将料液加热至100℃，并保温水浴搅拌20min。将料液经高速离心机15min离心，去上清夜，收集最下层不溶性渣。再将不溶性渣中继续加1.25Kg水，100℃保温水浴搅拌20min。将料液经离心机离心15min，弃上清夜，收集最下层不溶渣。干燥成粉，得415g玉米分离蛋白粉。

Claims (3)

1.一种玉米分离蛋白的生产方法，包括如下步骤：

第一步，将水与玉米黄粉混和，以升∶千克的料液比计为100∶6～12，调整pH范围为8以上，加热至50～100℃并保温水浴搅拌20～60分钟；

第二步，将水浴搅拌后的料液趁热高速离心，经过离心分离操作后离心液分层，最上层是油脂黄色素，中间层是淀粉溶出液和被破坏发生水溶的色素分子，最下面主要是不水溶的醇溶蛋白和谷蛋白，弃上清液，取最下层不溶渣；

第三步，取第一次离心后的最下层不溶渣加水搅拌，以升∶千克的料液比计为100∶6～12，加热至50～100℃并保温水浴搅拌20～60分钟，离心分离，离心分离情况同步骤二，弃上清液，取最下层不溶渣；

第四步，将不溶渣干燥成粉。

2.根据权利要求1的方法，其中所述的玉米黄粉是干燥过的、半干燥过的或者未干燥的。

3.根据权利要求1的方法，其中所述的干燥成粉是通过喷雾干燥、气流干燥或冷冻干燥。