利用碎米生产低聚异麦芽糖新工艺研究

4 2撬食加工2 0 1 0 年第3 5 卷第6 期 利用碎米生产低聚异麦芽糖新工艺研究 黎跃红，万全玉，钟卫兵 ( 江西精诚耱醇有限公司，南昌3 3 0 1 1 5 ) 摘要：以大米原料制备低聚异麦芽糖因为大米中杂质含量较多，在生产工艺上相对于以淀粉为原料制备低聚 异麦芽糖的生产工艺存在能耗高、废水排放量大，处理成本高、低聚异麦芽糖的收率低等难题。大米节能减排高效生产 低聚异麦芽糖新工艺可以有效地解决上述难题，降低企业生产成本。综合提高利用副产品的附加值。 关键词：碎米加工；节能减排；综合利用；低聚异麦芽糖 中图分类号：T S2 1 0 9文献标志码：B 文章编号：1 0 0 7 6 3 9 5 ( 2 0 1 0 ) 0 6 - 0 0 4 2 - 0 2 低聚异麦芽糖( 又名双岐因子) ( I s o m a l t oo l g o s a c c h a r i d e ) 是由2 1 0 个相同或不同的单糖、以糖苷 键聚合而成，具有糖类某些共同的特性，可直接代替 糖料，作为甜食品配料。低聚异麦芽糖是一种功能性 低聚糖，不被人体胃酸、胃酶降解，不在小肠吸收，可 到达大肠。具有促进人体双歧杆菌的增殖。防止心脑 血管疾病、提高免疫力等生理保健功能。 国内外对低聚异麦芽糖的制备大多采用淀粉为 原料。且工艺技术也相对比较成熟。而采用碎大米为 原料制备低聚异麦芽糖在国内虽然也有相关的研究 和生产，但因为大米中杂质含量较多，在生产工艺上 存在能耗高、废水排放量大、处理成本高、低聚异麦 芽糖收率低等难题。加上以淀粉为原料生产的低聚 异麦芽糖产品市场环境的冲击，使得采用碎大米为 原料生产低聚异麦芽糖企业的产品在市场的竞争力 逐渐减小。为解决上述的难题，提高产品的市场竞争 力，研发了一种高效、节能、减排的新生产工艺，以降 低生产成本，提高了综合效益。本项目并结合企业生 产上的实际操作，制定详细可行的实验方案，对生产 实际有指导意义。 1材料与方法 1 1 主要材料、设备 大米、酶制剂、分散剂、碳酸钙溶液、氯化钙溶 液、活性碳、食品级消泡剂等。 浸泡罐、喷射液化器、糖化转苷罐、压滤机、离子 交换柱、真空浓缩罐、喷雾干燥塔、车间主体设备等。 1 2 工艺流程 生产工艺为：大米精选_ 浸泡去杂_ 磨碎调 浆一喷射液化- 一次过滤一糖化转苷_ + 酒曲提纯_ + 收稿日期：2 0 1 0 - 0 3 2 6 作者简介：黎跃红( 1 9 4 9 一) ，男工程师，从事食品添加刺的研发。 离子交换- + 脱色_ 二次过滤- 真空浓缩一喷雾干 燥一成品低聚异麦芽糖。 1 3 工艺操作 1 3 1 浸泡去杂 浸泡去杂工序取代传统的水洗去杂采用适当 比例水浸泡去杂，以减少淀粉的流失，提高得率，减 少水用量和废水排放量。 1 3 2 磨碎调浆 经浸泡去杂后的大米磨成米浆。米浆粒度控制 在6 0 8 0 目，米浆浓度控制在1 7 1 9 0B e ，p H 值在 5 0 5 5 ，O t 一淀粉酶添加量4 0 0m L ( t 干同物) 。 1 3 3 喷射液化 为使大米淀粉充分膨胀液化，液化温度控制在 1 0 3 - 1 0 5o C 。 1 3 4 一次过滤 一次过滤的作用是将大米蛋白及少量未液化完 全的淀粉与已降解为可溶性糊精分离，滤液保证透 明不混浊，透光值达到9 0 以上。 1 3 5 糖化转苷 在控制p H 值5 O 5 5 ，温度5 5 6 0 ，同时，为 高效利用酶制剂和缩短时间。可加入酶制剂和分散 剂。 1 3 6 酒曲提纯 通过加入酵母去除低聚异麦芽糖中少量的葡萄 糖和麦芽糖，提高低聚异麦芽糖的含量。但是加入酵 母发酵容易产生泡沫。为提高操作安全性和保护产 品功能稳定，需加食品级消泡剂。 1 3 7 离子交换 主要去除含低聚异麦芽糖溶液中的盐。同时能 纯化有效功能成分。 1 3 8 脱色 调节糖液的p H 值为4 。5 ，再在糖液中加入 万方数据 2 0 1 0 午第3 5 卷第6 期 粮食加工 4 3 3 o 的活性碳对糖液进行过滤脱色。 1 3 9 二次过滤 二次过滤的作用是将高纯度的低聚异麦芽糖液 与脱色的活性碳和少量酵母作用后的残渣分离得 到清澈的溶液。 1 3 1 0 真空浓缩、干燥 为喷雾干燥前先脱离大部分水分。同时保持好 糖液的流动性和可喷射性，浓度控制在3 5 4 0 0B e 。 喷雾干燥工序采用导热油锅炉稳定供热。较传 统的蒸汽供热更加稳定，并且能耗减少。 2 主要创新点分析 2 1 浸泡工序取代水洗 采用适当比例水浸泡去杂，可减少淀粉的流失。 传统工艺米水比例为l ：1 一般水洗3 次即比 例为1 ：3 ，水洗后产生的洗米水直接排放，淀粉损失 见表1 。 表l 传统工艺水洗数据表 改进后浸泡米的米水比例为1 ：0 5 水洗后不产 生排放水，直接进入磨米工序，有效地防止淀粉流 失。 以上实验数据表明，传统工艺中的水洗3 次大 米，使1 0 0g 大米中淀粉平均流失量为2 3 0g ，占大 米淀粉比例3 3 5 ，用于制糖转化可提高l 的糖收 率。 2 2 液化 糖化转苷工序采用酶制剂作用的分散剂以缩 短酶制剂的作用时间和减少酶制剂添加量从而降 低生产成本。 分散剂使用前后转苷酶使用量及作用时间：使 用前，7 0 0 7 2 0m L ( t 干固物) 。作用时间为2 4 2 8 h ；使用后，6 7 0 6 8 0m L ( t 干固物) ，作用时间为1 8 2 0h ，每吨干固物节省转苷酶2 0 4 0m L 。 2 3 过滤 过滤工序中剩水洗涤滤渣以提高副产品蛋白质 的含量( I 7 0 ) ，水洗后产生的低糖水再回收利用， 提高得率，减少废水的排放量，结果见表2 。 表2 未水洗米渣与水洗米渣前后检测数据及分析表 2 4 酒曲提纯 提纯工序中添加适量食品级消泡剂以提高单位 产量，使操作安全性和产品功能稳定，并提高单批次 的生产量。以车间最大储量1 8t 的发酵罐为实验设 备，食品级消泡剂车间试验，结果见表3 。 表3 食品级消泡剂加入前后数据对照表 ( 下转第4 8 页) 万方数据 4 8粮食加工2 0 1 0 年第3 5 卷第6 期 ( 3 ) 在皮磨系统和心磨系统中，损伤淀粉含量 和峰值黏度之间都呈极显著的负相关( 复相关系数 R 2 分别为0 9 1 6 和0 7 2 9 ) 。 参考文献： 【1 】王晓曦，邵青，J 、麦破损淀粉含量对制品蒸煮品质的影响 及其机理阴粮食与油脂，2 0 0 1 ，( 3 ) ：1 0 1 2 【2 】王伟明谷物品质测定与分析 M 】北京：中国商业出版社， 1 9 9 7 ，1 0 p r o p e r t i e s ，p a s t ev i s c o s i t ya n db o i l e dn o o d l eq u M i t yi nw h e a t f l o u r s , j o u r n a lo fc e r e a ls c i e n c e 1 9 9 1 ，( 1 3 ) ：1 4 5 1 5 5 【4 】张勇，可中虎戒国春播小麦淀粉糊化特性研究叨中国农 业科学，2 0 0 2 ，3 5 ( 5 ) ：4 7 1 - 4 7 5 5 】罗勤贵，欧阳韶晖，张国权制粉系统各粉路面粉的糊化特 性叨麦类作物学报，2 0 0 5 ，2 5 ( 3 ) ：8 5 8 7 1 6 】齐兵建，冯新胜制粉过程中各系统面粉流变学特性的研 究【J 】粮油食品科技，2 0 0 4 ，1 2 ( 3 ) ：1 8 2 1 【7 】王义斌制粉流程各系统粉流特性分析叨粮食与饲料t 业，2 0 0 5 ，( 4 ) ：8 一1 1 【3 】G B C R O S B I E T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns t a r c hs w e l l i n g S t u d yo nt h eC o n t e n to fD a m a g e dS t a r c ha n dP a s t i n gP r o p e r t yf r o mD i f f e r e n tM i l l i n gS y s t e m s X UR o n g - m i n l 。W A N GX i a o - x i 2 ( 1 H e n a nI n s t i t u t eo fE n g i n e e r i n g ，Z h e n g z h o u4 51191 ；2 H e n a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 0 ) A b s t r a c t ：F l o u rs a m p l e st a k e nf r o mt h ed i f f e r e n ts y s t e m so ft h ep r o d u c t i o nl i n e sa p p r o x i m a t e l yr e p r e s e n td i f - f e r e n tp a r t so ft h ew h e a te n d o s p e r m T h ec o n t e n to fd a m a g e ds t a r c ha n dp a s t i n gp r o p e r t yo fd i f f e r e n ts a m p l e s w e r ed e t e r m i n e d T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ed a m a g e ds t a r c hc o n t e n ti n c r e a s e dl i n e a r l yf r o mIBt oI VB ( R 2 = 0 9 3 7 3 ) ，1Mt o8 M ( R Z = 0 7 4 9 5 ) ；t h em o r ea p p r o a c ht h eb a r ko fw h e a te n d o s p e r m ，t h el o w e rt h ep e a kv i s c o s i t yo f s t a r c h T h ec o n t e n to fd a m a g e ds t a r c hw a ss i g n i f i c a n t l yn e g a t i v e l yc o r r e l a t e dw i t hp e a kv i s c o s i t yf R 2 = 0 916 0a n d 0 7 2 9 0 ) o ft h eb r e a ks y s t e ma n dm i d d l i n gs y s t e mr e s p e c t i v e l y K e yw o r d s ：t h em i l l i n gs y s t e m ；d a m a g e ds t a r c hc o n t e n t ；p a s t i n gp r o p e r t y ( 上接第4 3 页) 由以上数据可见，食品级消泡剂的添加可使单 个的发酵罐产量得到很大幅度的提升同时因为微 量小泡比较均匀在生产上的操作安全性也得到了 进一步的提高，并可以提高发酵罐的有效使用率。 同时，可防止一些有益泡沫物质的损失。有利于提高 泡沫的性能，减少糖液浪费。在一定程度上起到了保 护成品功能的完整性、提高了生产效率、降低了企业 生产成本。 2 5 喷雾干燥 喷雾干燥丁序采用导热油锅炉稳定供热，较传 统的蒸汽供热更加稳定，并且能耗减少1 6 以上， 具体参数为：蒸汽供热进口温度1 4 0 1 5 5 。出口温 度8 0 9 0 ( 大部分转化冷凝水) ；导热油供热进口 温度1 6 5 1 7 5 ，出口温度9 5 1 0 5 。 蒸汽供热时间热交换完成之后冷凝水需排放 即出口高温带走很大一部分的热量，不能利用。且 蒸汽供热稳定性受锅炉燃烧情况，管道输送，温差变 化等影响较大。 导热油出口的高温闭合循环在导热油加热系统 中，使热量损失减少，重复利用，高温供热稳定，且易 操作调节，更加符合喷雾干燥塔操作条件。 3结语 大米制备低聚异麦芽糖高效节能减排的新工 艺，给大米深加工技术带来新的进步和发展，为拓展 大米深加工产业链起到技术性的指导作用。同时为 企业降低生产成