CN103059116A - 一种白色玉米醇溶蛋白的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种白色玉米醇溶蛋白的生产方法，该方法是以玉米蛋白粉为原料，加入α-淀粉酶和糖化酶进行除淀粉处理，加入乙醇进行脱脂、初步脱色处理，过滤，将滤渣加入乙醇水溶液提取，离心分离得玉米醇溶蛋白提取液，玉米醇溶蛋白提取液加入脱色剂进行第二次脱色处理，最后经浓缩干燥得白色玉米醇溶蛋白成品。本发明对原料进行去杂质前处理，对提取液进行脱色处理后，直接浓缩干燥，具有得率高、纯度高、生产成本低、脱色有效的特点，显著拓展了玉米醇溶蛋白粉的应用范围,有利于玉米醇溶蛋白粉的市场开拓。

Description

一种白色玉米醇溶蛋白的生产方法

技术领域

本发明涉及一种白色玉米醇溶蛋白的生产方法。

背景技术

玉米蛋白粉又称玉米黄粉，是用玉米生产淀粉的副产物。这类玉米蛋白粉的蛋白质含量在60%左右，但由于缺少赖氨酸、色氨酸等人体必需氨基酸，其生物学价值低，目前多作为低价值饲料蛋白出售，很多工厂甚至未作任何利用，任其随废液排放，既造成了资源的浪费，又严重的污染了环境。

本发明涉及的玉米醇溶蛋白是玉米蛋白粉中的主要蛋白质。其不溶于水和无水醇类，可溶于60-95%的醇类水溶液中，还可以溶于强碱及丙酮、醋酸等有机溶剂中。玉米醇溶蛋白溶液具有成膜性，当溶剂挥发后，蛋白质凝聚会形成光滑、透明且具有阻湿性、阻氧性、肠溶性等特点的玉米醇溶蛋白膜。其独特的溶解性和成膜性，使其在医药卫生及食品化工等领域具有广阔的市场前景。目前，玉米醇溶蛋白主要是作为药用辅料，用作片剂包衣及缓释壁材，也可应用于糖果包衣、水果及肉类产品保鲜涂层、油脂包埋壁材、生物可降解塑料、粘合剂等方面。

目前玉米醇溶蛋白的生产工艺多采取有机溶剂法，通常用乙醇或异丙醇进行提取玉米醇溶蛋白。乙醇提取法用的较多，一般是直接用70～90%的乙醇进行提取。提取后，提取液采用盐析沉淀法、加水沉淀法或者冷冻沉淀法使蛋白沉淀下来。但是前两种方法处理后需回收的乙醇溶液体积是处理前的数倍乃至十倍，造成成本大幅上升，且会产生大量的生产废水，对环境造成影响。而且所得产品色泽较深、杂质含量较高。而冷冻沉淀法在工业生产中的能耗也比较高，使得成本较高。

另外原料玉米蛋白粉是湿磨工艺生产玉米淀粉的主要副产品,通常由50-75%的蛋白质、15-30%的淀粉、5-10%脂类物质和纤维素组成。玉米蛋白粉含叶黄素、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素，油脂含量高，具有强烈的异杂气味，传统工艺未能完全去除色素，所提取的玉米醇溶蛋白色泽偏黄，大大降低了利用价值，使得玉米醇溶蛋白在药品和食品中的应用受到限制。白色玉米醇溶蛋白的开发，将使得该产品的应用不需要受到其特有颜色的限制，应用更加广泛，市场前景更为广阔。

因此，开发一条溶剂消耗少、低成本，纯度高，白色玉米醇溶蛋白工业化生产路线，是该产品在市场上得以成功推广的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种白色玉米醇溶蛋白的生产方法，该方法脱色有效，得率高，纯度高，生产成本低。

本发明的目的通过采取以下技术方案予以实现：

一种白色玉米醇溶蛋白的生产方法，其特征是，以玉米蛋白粉为原料，加入α-淀粉酶和糖化酶进行除淀粉处理，加入乙醇进行脱脂、初步脱色处理，过滤，将滤渣加入乙醇水溶液提取，离心分离得玉米醇溶蛋白提取液，玉米醇溶蛋白提取液加入脱色剂进行第二次脱色处理，最后经浓缩干燥得白色玉米醇溶蛋白成品。具体包括以下步骤：

（1）前处理：以玉米蛋白粉为原料，加水，调整pH5.0～6.5，加入α-淀粉酶，65～90℃反应1.5～6小时，然后升温到120～140℃灭酶，待温度降到室温后调整pH3.0～5.0，加入糖化酶，45～60℃反应1～4小时，再升温到90～110℃灭酶，过滤，弃去处理液；

（2）初步脱色：滤渣加入乙醇进行脱脂、初步脱色，过滤，弃去滤液；

（3）提取：将滤渣加入乙醇水溶液，加热提取；

（4）离心：离心分离，所得溶液为玉米醇溶蛋白提取液；

（5）第二次脱色：加入脱色剂进行脱色处理；

（6）浓缩:减压浓缩提取液得白色玉米醇溶蛋白湿产品；

（7）干燥：真空或鼓风干燥，得白色玉米醇溶蛋白成品。

所述步骤(2)中脱脂、初步脱色所用的乙醇的重量浓度为95～100%。

所述步骤(2)中脱脂、初步脱色条件为滤渣和乙醇的料液比为1千克∶5～20升，提取温度为50～80℃，提取时间为1～3小时。

所述步骤(3)中乙醇水溶液的重量浓度为70～90%。

所述步骤(3)中滤渣和乙醇水溶液的料液比为1千克∶5～20升，提取温度为50～80℃，提取时间为1～5小时。

所述步骤(5)中的脱色剂为过氧化氢，添加量为玉米醇溶蛋白提取液重量的3～7%，脱色温度为40～60℃，作用时间为40～60分钟。

所述步骤(6)中浓缩时的温度为80～95℃。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

（1）本发明采用复合酶以及乙醇对原料进行前处理，可显著减少产品中的杂质，提高产品的纯度。

（2）本发明采用单一有机溶剂，无需添加其他有机溶剂进行脱色、脱脂，提取后对提取液直接进行浓缩，不需额外沉淀蛋白，简化了提取步骤，降低能耗，节省了生产成本。

（3）本发明直接将浓缩、干燥与溶剂回收相结合，使用的乙醇经过回收后可以重复使用，基本没有废水排放，不会造成环境污染。

（4）本发明的生产出的白色产品，可以满足食品、医药市场的要求。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明进行阐述，但本发明的保护范围并不局限于此。所属技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容，均可实现本发明的目的。

实施例1

称取玉米蛋白粉200g，加入1200mL水混合。调整pH5.5±0.1，加入0.3%的α-淀粉酶，75℃反应4小时。升温到130℃灭酶，待温度降到室温后调整pH4.0±0.1，加入0.5%的糖化酶，50℃反应2小时。升温到100℃灭酶，过滤。滤渣加入1200mL95%乙醇溶液，50℃提取3小时，过滤。滤渣加入1600mL70%乙醇溶液，50℃提取3小时，离心得玉米醇溶蛋白提取液。提取液加入3%过氧化氢，处理温度为50℃，作用时间为50分钟，90℃减压浓缩，得率为21.6%，玉米醇溶蛋白鉴定为阳性反应，蛋白含量88.2%。

实施例2

称取玉米蛋白粉150g，加入600mL水混合。调整pH6.0±0.1，加入0.2%的α-淀粉酶，90℃反应2小时。升温到130℃灭酶，待温度降到室温后调整pH4.5±0.1，加入0.6%的糖化酶，45℃反应2小时。升温到100℃灭酶，过滤。滤渣加入1500mL95%乙醇溶液，60℃提取2小时，过滤。滤渣加入1500mL85%乙醇溶液，60℃提取3小时，离心得玉米醇溶蛋白提取液。提取液加入4%过氧化氢，处理温度为60℃，作用时间为60分钟，85℃减压浓缩，得率为22.5%，玉米醇溶蛋白鉴定为阳性反应，蛋白含量88.8%。

实施例3

称取玉米蛋白粉150g，加入1200mL水混合。调整pH6.2±0.1，加入0.2%的α-淀粉酶，75℃反应2.5小时。升温到130℃灭酶，待温度降到室温后调整pH4.8±0.1，加入0.6%的糖化酶，45℃反应2.5小时。升温到100℃灭酶，过滤。滤渣加入2000mL无水乙醇溶液，70℃提取1小时，过滤。滤渣加入2000mL90%乙醇溶液，70℃提取1小时，离心得玉米醇溶蛋白提取液。提取液加入3%过氧化氢，处理温度为50℃，作用时间为50分钟，80℃减压浓缩，得率为23.5%，玉米醇溶蛋白鉴定为阳性反应，蛋白含量90.5%。

实施例4

称取玉米蛋白粉100g，加入600mL水混合。调整pH5.3±0.1，加入0.4%的α-淀粉酶，85℃反应3小时。升温到130℃灭酶，待温度降到室温后调整pH3.5±0.1，加入0.5%的糖化酶，60℃反应3小时。升温到100℃灭酶，过滤。滤渣加入2000mL无水乙醇溶液，80℃提取1小时，过滤。滤渣加入2000mL90%乙醇溶液，80℃提取1小时，离心得玉米醇溶蛋白提取液。提取液加入4%过氧化氢，处理温度为60℃，作用时间为60分钟，90℃减压浓缩，得率为23.8%，玉米醇溶蛋白鉴定就为阳性反应，蛋白含量90.3%。

表1产品各指标对比

项目	普通产品	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						颜色	米黄色	白色	白色	白色	白色
过氧化氢（mg.kg1）	/	未检出	未检出	未检出	未检出
						吸光度	0.252	0.038	0.032	0.025	0.020

以上实施例1-4中，玉米醇溶蛋白的各项指标的测定方法如下：

玉米醇溶蛋白鉴定方法：A.溶解20mg样品至2mL90%乙醇中，加10%醋酸铅溶液2mL，即产生白色沉淀；B.溶解0.1g样品至10mL0.1N氢氧化钠溶液中，加数滴硫酸铜试液，置水浴中加热，即变为紫色；C.加1mL硝酸至含25mg样品的试管中，溶液变成亮黄色，再加入10mL6N氨水，溶液即变为橙黄色。

玉米醇溶蛋白含量测定方法采用凯氏定氮法(GB/T5009.5-2010)。

玉米醇溶蛋白吸光度测定：准确称取样品0.500g,加入10mL90%乙醇,完全溶解样品后,取1mL溶液，加入90%乙醇稀释至10mL，在λ=446nm的分光光度计上测定其吸光度。

玉米醇溶蛋白中残留过氧化氢的测定采用碘量法(GB/T23499-2009)。

Claims (8)

1.一种白色玉米醇溶蛋白的生产方法，其特征是，以玉米蛋白粉为原料，加入α-淀粉酶和糖化酶进行除淀粉处理，加入乙醇进行脱脂、初步脱色处理，过滤，将滤渣加入乙醇水溶液提取，离心分离得玉米醇溶蛋白提取液，玉米醇溶蛋白提取液加入脱色剂进行第二次脱色处理，最后经浓缩干燥得白色玉米醇溶蛋白成品。

2.根据权利要求1所述的白色玉米醇溶蛋白的生产方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）前处理：以玉米蛋白粉为原料，加水，调整pH5.0～6.5，加入α-淀粉酶，65～90℃反应1.5～6小时，然后升温到120～140℃灭酶，待温度降到室温后调整pH3.0～5.0，加入糖化酶，45～60℃反应1～4小时，再升温到90～110℃灭酶，过滤，弃去处理液；

（2）初步脱色：滤渣加入乙醇进行脱脂、初步脱色，过滤，弃去滤液；

（3）提取：将滤渣加入乙醇水溶液，加热提取；

（4）离心：离心分离，所得溶液为玉米醇溶蛋白提取液；

（5）第二次脱色：加入脱色剂进行脱色处理；

（6）浓缩:减压浓缩提取液得白色玉米醇溶蛋白湿产品；

（7）干燥：真空或鼓风干燥，得白色玉米醇溶蛋白成品。

3.根据权利要求2所述的白色玉米醇溶蛋白的生产方法，其特征是，所述步骤(2)中脱脂、初步脱色所用的乙醇的重量浓度为95～100%。

4.根据权利要求2所述的白色玉米醇溶蛋白的生产方法，其特征是，所述步骤(2)中脱脂、初步脱色条件为滤渣和乙醇的料液比为1千克∶5～20升，提取温度为50～80℃，提取时间为1～3小时。

5.根据权利要求2所述的白色玉米醇溶蛋白的生产方法，其特征是，所述步骤(3)中乙醇水溶液的重量浓度为70～90%。

6.根据权利要求2所述的提取玉米醇溶蛋白的方法，其特征是，所述步骤(3)中滤渣和乙醇水溶液的料液比为1千克∶5～20升，提取温度为50～80℃，提取时间为1～5小时。

7.根据权利要求2所述的白色玉米醇溶蛋白的生产方法，其特征是，所述步骤(5)中的脱色剂为过氧化氢，添加量为玉米醇溶蛋白提取液重量的3～7%，脱色温度为40～60℃，作用时间为40～60分钟。

8.根据权利要求2所述的白色玉米醇溶蛋白的生产方法，其特征是，所述步骤(6)中浓缩时的温度为80～95℃。