專利名稱：一種從淀粉質原料中提取毛油的方法
技術領域：
本發明涉及一種從淀粉質原料中提取毛油的方法。
背景技術：
目前我國以淀粉質原料發酵檸檬酸、酒精等，都涉及到淀粉質原料中毛油的問題。 如果不對淀粉質原料毛油進行提取，則不僅影響發酵效果，造成資源浪費，而且還對產品質
量產生影響。目前國內提取淀粉質原料毛油的工藝，有的是干法脫胚；有的是制取液化液，然后在液化液中提取毛油。干法脫胚投資大，成本高，胚芽提取毛油收率低；在液化液中提取毛油，毛油釋放不充分，同時，采用溢流提取毛油工序繁瑣，毛油含糖液量較多。CN101993900A公開了一種檸檬酸原料預處理工藝，過將液化后的玉米液進行閃蒸，再對閃蒸液進行分離處理。由于濾渣存在于閃蒸之后的液化液中，親油物質存在于濾渣中，毛油提取率較低，毛油與糖液分離不徹底，隨后的沉降分離步驟需要的時間較長，后續工藝仍然需要過濾，影響了生產效率；同時，采用一次噴射，玉米酶解不徹底，淀粉利用率較低，玉米淀粉與脂肪分離不充分，毛油釋放率較低。因此，需要進一步提高毛油的收率。
發明內容
本發明的目的是提供一種從淀粉質原料中提取毛油的方法。本發明提供的方法既可以提高毛油的收率，又可以提高生產效率。為了實現上述目的，本發明提供了一種從淀粉質原料中提取毛油的方法，該方法包括以下步驟(1)將淀粉質原料粉末與水混合得到淀粉漿液，將淀粉漿液在淀粉酶存在下進行噴射、液化，得到液化液；(2)將步驟⑴中得到的液化液進行閃蒸和降溫；(3)將步驟O)中閃蒸后的液化液進行壓濾，得到液化清液；(4)將步驟(3)中的液化清液進行沉降分離，分離出毛油和糖液。本發明提供的方法，將液化液進行壓濾，使附著在濾渣上的毛油在壓力下隨之濾出，促進了毛油與糖液的分離，從而提高了毛油收率；同時由于液化清液中沒有濾渣，油脂容易分離；此外，后續沉降分離時間縮短，提高了生產效率。例如，對比例1未進行壓濾的毛油收率為1. 25%，而本發明實施例2進行了壓濾的毛油收率為2. 06%，毛油收率后者比前者高出39%。本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細說明。
具體實施例方式以下對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
本發明提供了一種從淀粉質原料中提取毛油的方法，該方法包括以下步驟(1)將淀粉質原料粉末與水混合得到淀粉漿液，將淀粉漿液在淀粉酶存在下進行噴射、液化，得到液化液；(2)將步驟⑴中得到的液化液進行閃蒸和降溫；(3)將步驟O)中閃蒸后的液化液進行壓濾，得到液化清液；(4)將步驟(3)中的液化清液進行沉降分離，分離出毛油和糖液。淀粉酶是指能夠分解淀粉糖苷鍵的一類酶的總稱，所述淀粉酶一般包括α -淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和異淀粉酶。α-淀粉酶又稱淀粉1，4_糊精酶，它能夠任意地、不規則地切開淀粉鏈內部的 α-1,4-糖苷鍵，將淀粉水解為麥芽糖、含有6個葡萄糖單位的寡糖和帶有支鏈的寡糖。β -淀粉酶又稱淀粉1，4-麥芽糖苷酶，能夠從淀粉分子非還原性末端切開1，4_糖苷鍵，生成麥芽糖。此酶作用于淀粉的產物是麥芽糖與極限糊精。糖化酶又稱淀粉α-1，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非還原性末端，以葡萄糖為單位，依次作用于淀粉分子中的α-1，4-糖苷鍵，生成葡萄糖。糖化酶作用于支鏈淀粉后的產物有葡萄糖和帶有α-1，6_糖苷鍵的寡糖；作用于直鏈淀粉后的產物幾乎全部是葡萄糖。異淀粉酶又稱淀粉α-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于支鏈淀粉分子分枝點處的α -1,6-糖苷鍵，將支鏈淀粉的整個側鏈切下變成直鏈淀粉。根據本發明，優選使用α -淀粉酶和/或異淀粉酶。更優選使用耐高溫α -淀粉酶。耐高溫α-淀粉酶具有極好的耐熱性，是采用地衣芽孢桿菌經深層培養，提取等工序精制而成，能隨機水解淀粉、糖原及其降解物內部的α-1，4葡萄糖苷健使得膠狀淀粉溶液的粘度迅速下降，產生可溶性糊精和寡聚糖，過度的水解可產生少量葡萄糖和麥芽糖。本發明所述壓濾為固液分離方法，通過在過濾介質一側施加正壓力來實現過濾作業。本發明對該正壓力的范圍、作用時間等參數沒有特別限定，能夠實現本發明目的參數均可。優選情況下，所述壓濾的壓力為0. 2-0. 7MPa,時間為1_4小時。更優選的情況下，所述壓濾的壓力為0. 4-0. 6MPa,時間為2_3小時。這樣可以更好地促進淀粉質原料毛油和糖液濾出。本發明對壓濾的溫度沒有特別限定，優選情況下，所述壓濾的溫度為90-100°C。這樣可以更好地適應可以實現本發明的各種壓濾機的構造，例如，廂式壓濾機、板框壓濾機、 帶式壓濾機、立式壓濾機、隔膜壓榨壓濾機等。優選液化液碘試合格后，進入廂式濾機壓濾。根據一種優選的實施方式，廂式壓濾機板框上裝有滌綸758#或721#(特征耐酸性強、耐磨性好；孔徑50-150微米)型號的濾布，液化液在進料泵的壓力推動下，物料從止推板上的進料孔進入各個濾室，固體物料因粒徑大于過濾介質的孔隙而被截流在濾室內， 并形成濾餅層，液相則透過濾餅和過濾介質由出液孔排出機外。在90°C以上的高溫和上述高壓條件下，毛油很容易隨著糖液共同通過濾餅和濾布，被壓濾到清液罐內。本發明所述噴射為本領域公知的能夠實現本發明的噴射。優選情況下，步驟(1) 中所述噴射包括兩次噴射將混合產物在80-100°C下進行一次噴射，得到一次液化液。再將一次液化液在120-150°C下進行二次噴射，得到二次液化液。本發明的發明人在實踐中發現，通過上述二次噴射，能夠進一步提高毛油的收率，究其原因，可能是因為將所述混合產物通過一次低溫噴射，將淀粉表層結構酶解，再一次高溫噴射，將淀粉內部結構酶解，使得淀粉酶解更徹底，利用率提高，從而毛油的收率提高；同時，所述二次噴射的溫度越高，淀粉與脂肪分離越充分，毛油釋放越多，但能源消耗也越大。更為優選的情況下，所述一次噴射的溫度為90-96°C ；所述二次噴射的溫度為130-140°C。本發明對兩次噴射的時間間隔沒有特別要求，優選情況下，一次噴射和二次噴射的時間間隔為120-180分鐘，從而使淀粉與脂肪更充分的分離。優選以層流維持的方式實現。本發明所述閃蒸，是為了更好地達到由快速的溫度變化帶來的使淀粉分子的膨脹更加充分，以至于能夠使大顆粒淀粉膨脹破裂為小顆粒淀粉的目的，促進毛油從淀粉質原料細胞中逸出，以及淀粉顆粒膨化釋放淀粉。優選情況下，所述閃蒸的溫度為95-110°C ；閃蒸的壓力為-0. 06 -0. 09MPa,閃蒸后降溫5_10°C。優選情況下，閃蒸后再次加入淀粉酶，維持10-60min，并碘試合格，使淀粉酶達到
最佳活性。本發明所述沉降分離方法為本領域常規方法。優選情況下，步驟(4)所述沉降分離的溫度為20-80°C，沉降分離的時間在2小時以上。更優選為二次沉降分離，S卩，所述沉降分離的方式包括將步驟(3)中的液化清液在65-80°C下靜置2-5小時，得到毛油層、糖液層和混合層；分離出毛油層和糖液層，并將混合層降溫至20-40°C下靜置2-5小時。這樣可以徹底分離毛油和糖液。根據一種優選的實施方式，在清液罐內，毛油的密度約為0.9kg/L，糖液的密度約為1.04kg/L，靜置2小時以上，毛油與糖液分離，中間是油糖混合層。溫度越低，油脂分層效果越好，但是容易造成糖液有雜菌，控制65 80°C儲存溫度，雜菌很難生長，將混合層進行二次降溫沉降分離，靜置2小時以上，在20°C時，毛油和糖液完全分成兩層。把下層的糖液輸送至糖液儲罐內，上層的毛油自然沉降，輸送至毛油儲罐內。根據另一種優選的實施方式，每一批液化清液中，毛油占糖液體積的0. 3-0.8%, 而油糖混合層占糖液體積的1 3%。每一罐糖液輸送時，留超過混合層2-5倍的體積在清液罐內。毛油積累5-10批后，通過控制沉降時間，精確控制混合層，把最后較難分離的少量的糖液打入油糖分離罐中，再采用自然沉降積累分離。把玉米毛油打入毛油儲罐中。按照本發明，所述淀粉質原料可以為本領公知的各種可酶解的淀粉質原料，例如， 可以選自玉米、薯類(如木薯)、小麥和高粱中的一種或多種。本發明淀粉酶為本領域常規使用的淀粉酶，優選淀粉酶的用量為10-30酶活力單位/g玉米粉；酶解溫度優選為80-90°C。本發明得到的糖液，可進一步進入后續工序，例如，發酵制備檸檬酸、酒精等；得到的毛油可進一步精煉，用于工業或日用化工。本發明實施例中，所用淀粉酶為購自諾維信公司的耐高溫α-淀粉酶；所用噴射器為兆光噴射器。根據GB 8275-2009定義Ig固體酶粉(或Iml液體酶)，于70°C、ρΗ = 6.0條件下，Imin內液化Img可溶性淀粉所需要的酶量，即為1個酶活力單位，以u/g(或u/ml)表示。本發明中酶活力單位用此定義。實施例1
將100重量份玉米進行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎產物，將粉碎后的產物與300重量份水，混合得到淀粉漿液。在50°C下，將淀粉漿液與用量為10酶活力單位/g玉米粉的α _淀粉酶混合得到混合物，將該混合物與160°C的蒸汽在噴射器中進行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為 0. 04 1)，接觸的時間為2秒，使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為80°C，并在該溫度下層流維持120分鐘；將上述與蒸汽接觸后的混合物再次與160°C的蒸汽在噴射器中進行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為0.06 1)，接觸的時間為3秒，使再次與蒸汽接觸后的混合物的溫度為120°C，并在該溫度下保持5分鐘；將上述再次與蒸汽接觸后的混合物進行閃蒸(真空度為-0. 07MPa,時間為10秒) 至95°C，降溫至90°C，得到液化液，再次加入5酶活力單位/g玉米粉的α -淀粉酶，維持 60min,碘試合格，得到液化液。將得到的液化液在90°C下進行壓濾，使用廂式壓濾機，當壓力達到0. 5MPa時停止進料，經過4小時，將毛油和糖液收集入清液罐內。將清液罐中的液體在65°C下靜置2小時，得到上中下三層，從上往下依次為毛油層、混合層和糖液層；分離出毛油層和糖液層，并將混合層降溫至20°C并在該溫度下靜置2 小時，毛油和糖液完全分成兩層。把下層的糖液與之前的糖液合并輸送至糖液儲罐內，上層的毛油與之前的毛油合并輸送至毛油儲罐。根據毛油的收率=毛油的重量(g)/玉米的重量(g) X 100%計算得到玉米毛油的收率為1. 78%。實施例2將100重量份玉米進行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎產物，將粉碎后的產物與300重量份水，混合得到淀粉漿液。在60°C下，將淀粉漿液與用量為15酶活力單位/g玉米粉的α -淀粉酶混合得到混合物，將該混合物與160°C的蒸汽在噴射器中進行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為 0. 05 1)，接觸的時間為2秒，使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為100°C，并在該溫度下層流維持180分鐘；將上述與蒸汽接觸后的混合物再次與160°C的蒸汽在噴射器中進行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為0.06 1)，接觸的時間為3秒，使再次與蒸汽接觸后的混合物的溫度為150°C，并在該溫度下保持5分鐘；將上述再次與蒸汽接觸后的混合物進行閃蒸(真空度為-0. 09MPa,時間為10秒) 至100°C，降溫至95°C，再加入15酶活力單位/g玉米粉的α -淀粉酶，維持15min，碘試合格，得到液化液。將得到的液化液在95°C下進行壓濾，使用廂式壓濾機，當壓力達到0. 6MPa時停止進料，經過1小時，將毛油和糖液收集入清液罐內。將清液罐中的液體在80°C下靜置5小時，得到上中下三層，從上往下依次為毛油層、混合層和糖液層；分離出毛油層和糖液層，并將混合層降溫至40°C并在該溫度下靜置5 小時，毛油和糖液完全分成兩層。把下層的糖液與之前的糖液合并輸送至糖液儲罐內，上層的毛油與之前的毛油合并輸送至毛油儲罐。
測得每噸玉米毛油的收率為2. 06%。對比例1按照實施例2中的方法，不同的是，未進行壓濾步驟，將液化液直接進行沉降分
1 O將100重量份玉米進行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎產物，將粉碎后的產物與300重量份水，混合得到淀粉漿液。在60°C下，將淀粉漿液與用量為15酶活力單位/g玉米粉的α _淀粉酶混合得到混合物，將該混合物與160°C的蒸汽在噴射器中進行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為 0. 05 1)，接觸的時間為2秒，使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為100°C，并在該溫度下層流維持180分鐘；將上述與蒸汽接觸后的混合物再次與160°C的蒸汽在噴射器中進行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為0.06 1)，接觸的時間為3秒，使再次與蒸汽接觸后的混合物的溫度為150°C，并在該溫度下保持5分鐘；將上述再次與蒸汽接觸后的混合物進行閃蒸(真空度為-0. 09MPa,時間為10秒) 至100°C，降溫至95°C，再加入15酶活力單位/g玉米粉的α -淀粉酶，維持15min，碘試合格，得到液化液。將上述液化液在80°C下靜置5小時，得到上中下三層，從上往下依次為毛油層、混合層和糖液層；分離出毛油層和糖液層，并將混合層降溫至40°C并在該溫度下靜置5小時， 毛油和糖液完全分成兩層。把下層的糖液與之前的糖液合并輸送至糖液儲罐內，上層的毛油與之前的毛油合并輸送至毛油儲罐。結果玉米毛油的收率為1. 25%。實施例3將100重量份玉米進行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎產物，將粉碎后的產物與300重量份水，混合得到淀粉漿液。在55°C下，將淀粉漿液與用量為20酶活力單位/g玉米粉的α _淀粉酶混合得到混合物，將該混合物與160°C的蒸汽在噴射器中進行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為 0. 05 1)，接觸的時間為2秒，使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為90°C，并在該溫度下層流維持150分鐘；將上述與蒸汽接觸后的混合物再次與160°C的蒸汽在噴射器中進行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為0.05 1)，接觸的時間為3秒，使再次與蒸汽接觸后的混合物的溫度為130°C，并在該溫度下保持5分鐘；將上述再次與蒸汽接觸后的混合物，進行閃蒸(真空度為_0.06MPa，時間為10 秒)至110°C，降溫至100°C，再次加入10酶活力單位/g玉米粉的α-淀粉酶，維持30min， 碘試合格，得到液化液。將得到的液化液在100°C下進行壓濾，使用廂式壓濾機，當壓力達到0. 45MPa時停止進料，經過2小時，將毛油和糖液收集入清液罐內。將清液罐中的液體在70°C下靜置3小時，得到上中下三層，從上往下依次為毛油層、混合層和糖液層；分離出毛油層和糖液層，并將混合層降溫至30°C并在該溫度下靜置3 小時，毛油和糖液完全分成兩層。把下層的糖液與之前的糖液合并輸送至糖液儲罐內，上層的毛油與之前的毛油合并輸送至毛油儲罐。測得每噸玉米毛油的收率為1.95%。實施例4按照實施例1中的方法，不同的是，只進行一次噴射。將100重量份玉米進行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎產物，將粉碎后的產物與300重量份水，混合得到淀粉漿液。在50°C下，將淀粉漿液與用量為10酶活力單位/g玉米粉的α _淀粉酶混合得到混合物，將該混合物與135°C的蒸汽在噴射器中進行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為 0. 04 1)，接觸的時間為3秒，使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為125°C，并在該溫度下保持5分鐘。將上述與蒸汽接觸后的混合物進行閃蒸(真空度為_0.07MPa，時間為10秒) 至95°C，降溫至90°C，得到液化液，再次加入5酶活力單位/g玉米粉的α -淀粉酶，維持 60min,碘試合格，得到液化液。將得到的液化液在90°C下進行壓濾，使用廂式壓濾機，當壓力達到0. 5MPa時停止進料，經過4小時，將毛油和糖液收集入清液罐內。將清液罐中的液體在65°C下靜置2小時，得到上中下三層，從上往下依次為毛油層、混合層和糖液層；分離出毛油層和糖液層，并將混合層降溫至20°C并在該溫度下靜置2 小時，毛油和糖液完全分成兩層。把下層的糖液與之前的糖液合并輸送至糖液儲罐內，上層的毛油與之前的毛油合并輸送至毛油儲罐。測得每噸玉米毛油的收率為1. 51%。從上述實施例和對比例可以看出，本發明提供的方法獲得的毛油收率有顯著提升。
權利要求
1.一種從淀粉質原料中提取毛油的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)將淀粉質原料粉末與水混合得到淀粉漿液，將淀粉漿液在淀粉酶存在下進行噴射、 液化，得到液化液；(2)將步驟(1)中得到的液化液進行閃蒸和降溫；(3)將步驟O)中閃蒸后的液化液進行壓濾，得到液化清液；(4)將步驟(3)中的液化清液進行沉降分離，分離出毛油和糖液。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述壓濾的壓力為0.2-0. 7MPa，總壓濾時間為1-4小時。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述壓濾的壓力為0.4-0. 6MPa,總壓濾時間為2-3小時。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其中，所述壓濾的溫度為90-100°C。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(1)中所述噴射包括將混合產物在 80-10(TC下進行一次噴射，得到一次液化液，再將一次液化液在120-150°C下進行二次噴射，得到二次液化液。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，一次噴射和二次噴射的時間間隔為120-180分鐘。
7.根據權利要求5或6所述的方法，其中，所述一次噴射的溫度為90-96°C；所述二次噴射的溫度為130-140°C。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(2)中所述閃蒸的溫度為95-110°C，閃蒸的壓力為-0. 06 -0. 09MPa,閃蒸后降溫5_10°C。
9.根據權利要求1所述的方法，其中，閃蒸后再次加入淀粉酶，維持10-60min，并碘試合格。
10.根據權利要求1所述的方法，其中，步驟(4)所述沉降分離的溫度為20-80°C，沉降分離的時間在2小時以上。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述沉降分離的方式包括將步驟C3)中的液化清液在65-80°C下靜置2-5小時，得到毛油層、糖液層和混合層；分離出毛油層和糖液層，并將混合層降溫至20-40°C下靜置2-5小時。
12.根據權利要求1-11中任意一項所述的方法，其中，所述淀粉質原料包括玉米、薯類、小麥、高粱中的一種或多種。
全文摘要
本發明涉及一種從淀粉質原料中提取毛油的方法，包括以下步驟(1)將淀粉質原料粉末與水混合得到淀粉漿液，將淀粉漿液在淀粉酶存在下進行噴射、液化，得到液化液；(2)將步驟(1)中得到的液化液進行閃蒸；(3)將步驟(2)中閃蒸后的液化液進行壓濾，得到液化清液；(4)將步驟(3)中的液化清液進行沉降分離，分離出毛油和糖液。所得到的毛油收率較高。
文檔編號C11B1/00GK102304415SQ20111022072
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月3日 優先權日2011年8月3日
發明者盧宗梅, 周勇, 張軍華, 朱繼成, 章輝平 申請人:中糧生物化學(安徽)股份有限公司