玉米浸泡工艺研究进展

标题：玉米浸泡工艺研究进展班级：食品12401姓名：白凤佳学号：29１.《玉米酶法浸泡工艺的优化》郜培（国家粮食储备局武汉科学研究设计院，湖北武汉430079）研究背景：湿法制备玉米淀粉工艺是玉米淀粉的传统生产工艺，该工艺的第一步也是最重要的一步即浸泡工序。传统工艺中采用亚硫酸或亚硫酸氢钠溶液进行玉米浸泡，亚硫酸或亚硫酸氢钠在浸泡中的主要作用是通过破坏蛋白质的—Ｓ—Ｓ—键，从而打破玉米籽粒中的蛋白质网，使其包裹的淀粉颗粒释放出来。浸泡工艺条件为：SO2的质量分数0.20％～0.25％，50～53℃条件下浸泡50～60ｈ，浸泡结束后将干物质质量分数6％～8％的浸泡液（玉米浆）进行蒸发浓缩。传统工艺浸泡时间长、能耗高，且生产过程中需要消耗较大量的亚硫酸，对环境造成一定污染。同时SO2由于会残留在淀粉中进而造成食品安全问题，因此，寻求一种简单有效的方式降低淀粉中SO2残留成为玉米淀粉加工行业不断深入研究的方向。酶法浸泡工艺采用蛋白酶替代亚硫酸或亚硫酸氢钠进行玉米浸泡，用以打破玉米籽粒中的蛋白质网。蛋白酶是具有生物活性的高效催化剂，其破坏蛋白质网的反应机理与亚硫酸完全不同。由于蛋白酶全部或部分地替代了，减少了淀粉与SO2的接触，可降低成品中SO2的残留。条件：本试验拟就玉米酶法浸泡工艺的影响因素和工艺条件做初步研究，从而确定玉米酶法浸泡的最佳工艺。过程：以玉米为原料，通过单因素实验和正交实验，考察玉米酶法浸泡的浸泡时间、浸泡温度、加酶量和ｐＨ值对玉米浸泡效果的影响。结果：采用玉米酶法浸泡工艺可以打破玉米籽粒结构中的蛋白质网，释放其包裹的淀粉颗粒，提高淀粉提取率。玉米酶法浸泡的最佳工艺条件为：浸泡时间４．０ｈ、加酶量０.３０ｍｌ、浸泡温度５０℃、ｐＨ３．０。在该条件下，淀粉提取率提高到８４．４８％，与传统工艺相当，但成品淀粉中Ｓ０２质量分数０．０１３％，比传统工艺降低了２７．７８％。参考文献［1］李艳，常俊然．玉米浸泡工艺研究进展［Ｊ］．粮食与饲料工业，2006:25-26.[2]RoushdiM,FahmyMM.Roleoflacticacidincornsteepinganditsrelationwithstarchisolation[J].KEi-SheikhStarch,1981,33:426-428.２.《利用发酵法和酶法综合技术改进玉米淀粉生产湿法浸泡工艺》研究条件：作者从玉米淀粉生产厂的玉米浆中筛选出耐50℃高温的嗜热乳酸菌,通过在玉米浸泡阶段加入发酵的嗜热乳酸菌,缩短玉米细胞破壁所需的有效乳酸浓度到达的时间。由于乳酸菌发酵有效地降低了浸泡水的pH值,所以在浸泡过程的第1阶段不加入SO2同样可以抑制其他微生物的生长。在玉米浸泡过程中,利用菠萝蛋白酶替代SO2,通过对菠萝蛋白酶在玉米浸泡工艺条件下(50±2℃,pH=4)的酶促反应规律研究,合理的设计出替代SO2的酶法浸泡新工艺。研究结果：通过设计三水平三因素正交实验优化了嗜热乳酸菌发酵和菠萝蛋白酶酶法综合加工工艺,获得玉米淀粉的浸泡工艺条件为:浸泡水温度50±2℃;嗜热乳酸菌接种量10%;发酵浸泡玉米时间12h,然后加入0.2%菠萝蛋白酶作用4h,精磨后分离获得淀粉。改进后的工艺过程不添加SO2,浸泡时间从传统的48h缩短至16h。参考文献:[1]王国扣.我国淀粉生产现状及经济形势分析[J].淀粉与淀粉糖,2002(4):33-35.WangGuo-kou.Theanalysisofstarch-producingsituationandeconomicaloutlook[J].StarchandStarchSugar,2002(4):33-35.[2]RoushdiM,GhaliAH.Foemationoflacticacidduringcornsteeping[J].EgyptJFoodSci,1991,7(12):17-25.[3]DaileyOD.Effectoflacticacidonproteinsolubilizationandstarchyieldincornwet-millsteeping:Astudyofhybrideffect[J].CerealChem,2002,79(2):257-260.[4]陈素华,洪鹏志,章超桦,等.菠萝天然酶活力测定方法[J].湛江海洋大学学报,2004,24(4):63-65.[5]孙先明,孙锦秀,马君.玉米深加工技术现状与对策[J].农机究,2005(01):75-76.3.《玉米浸泡工艺研究进展》李艳,常俊然研究背景：本文主要介绍了国内外玉米浸泡工艺的最新进展,指出连续浸泡、高压浸泡和酶法浸泡是几种能够缩短玉米浸泡时间的方法,而其中高压浸泡和酶法浸泡是很有前途的玉米生产工艺。研究结果：采用酶法浸泡相对于传统的SO2浸泡法有以下的优点:(1)缩短浸泡时间,节省能耗和浸泡罐的投资费用。(2)缩短浸泡时间可提高工厂的生产能力。传统工艺浸泡时间为48～64h,酶法浸泡为8～11h。(3)可使用破碎玉米,不用粗磨便可直接浸泡,提高了收率。(4)减少SO2的用量,传统浸泡工艺使用0.25%的亚硫酸,酶法浸泡使用0.06%的亚硫酸。减少了对环境的污染。(5)酶法浸泡的浸泡水与传统工艺相比,可溶物含量较少,约少90%,这种浸泡水可用超滤和反渗透联用的方法把浸泡水分离为小体积的浓缩液和大体积的工艺水,工艺水的COD值降到1000mg/L左右,可作为工艺回用水。浓缩液中可回收乳酸等有用物质,不必使用蒸发器。传统工艺使用蒸发器除去水分,每千克水能耗为230kJ,与此相比,反渗透能耗为37k。尽管酶法浸泡还存在一些问题,如胚收率和胚中油的含量比传统工艺低,还需优化胚提取工艺参数来提高胚收率和油的含量。另外酶的价格相对较高;但在未来5～10年内,这项技术会得到应用和发展。参考文献：[1]RandallJR,LanghurstAK,SchopmeyerHH.ContinuousSteepingofCornforWetProcessingtoStarch,SyrupandFeeds.USPatent:4106487,1978-08-15.[2]WestfaliaSeparatorAG.MethodofProducingStarchfromGrainorGroundGrainProductsbythewetProcess.GermanPatent:3110464,1981-03-18.[3]DavidBJohnston,VijaySingh.UseofProteasestoReduceSteepTimeandSO2RequirementsinaCornWet-millingProcess[J].CerealChem,2001,78(4):405～411.[4]李建秀.超滤和反渗透联用处理玉米浸渍水[J].化工进展,2003(10):1105～1107.4.《乳酸对玉米淀粉生产中浸泡效果的影响》研究背景：在玉米提取淀粉的浸泡工艺中，国外对向浸泡液中添加乳酸的研究相对较多。其研究结果表明，乳酸对玉米浸泡过程有很大影响，它能促进玉米蛋白质软化和膨胀，乳酸还可以保持溶液中的镁离子和钙离子，从而有利于减少不溶性物质的沉积。但过量的乳酸在能增加蛋白质溶解度的同时也会促进蛋白质变性，使淀粉和蛋白质的分离更加困难。乳酸和亚硫酸联合作用，可增强对玉米的浸泡效果，加速水分进入玉米籽粒，缩短浸泡时间，促进玉米中淀粉和蛋白质之间的彼此分离，从而提高玉米淀粉的产率和质量。因此，本试验向玉米浸泡液中添加乳酸，研究乳酸对玉米淀粉得率及质量的影响。研究方法：因素水平，正交实验研究结果：浸泡过程中，浸泡液中的蛋白质含量受乳酸、亚硫酸及二者协同作用的影响。得出浸泡的最佳工艺条件是浸泡时间为48h，浸泡温度为44℃，亚硫酸浓度为0.2%，乳酸浓度为0.5。参考文献：1．高嘉安．淀粉与淀粉制品工艺学［M］．北京:中国农业大学出版社，20015.《玉米浸泡水利用的研究进展》玉米浸泡水的利用是一个迫切需要解决的问题,然而当前多数淀粉厂(尤其是中小型淀粉厂)将其作为废料排放或最多浓缩为玉米浆出售。浓缩后的玉米浆一般作为配合饲料,由于玉米浆中含有植酸,会影响动物对饲料的消化和吸收,而且浸泡水浓缩制成玉米浆，成本高,消耗能源,价格低,销路又不畅,如直接排放会污染环境。直接排放会造成浸泡水蛋白质、植酸、多糖等有用物质白白放掉,造成很大浪费,会使水的COD、BOD增大,给水造成污染,而其中蛋白质成为水中的生物的能源,造成水污染。有些研究者从玉米浸泡液中回收植酸,一般采用碱中和法,加入氢氧化钙,调节pH至5.6～5.8,使其中的植酸钙成为菲丁(植酸钙镁)析出而得粗制品,然后加入活性炭脱色,可以得到植酸粉末状产品,这种方法在制备植酸水解物肌醇时,浸泡液中本身所含的蛋白质会造成黑色的浆状物,给后处理带来麻烦。其中,对蛋白质的利用可以采取絮凝剂絮凝的办法去除,本实验室正在研究之中,使得回收的蛋白质无毒副作用,可以直接加以利用,是一种新的趋势,还没有这方面专门回收玉米浸泡水的絮凝剂出现,需要加大这方面的投入,因此玉米浸泡水的利用具有较广阔的前景。研究结果：玉米浸泡水中含有大量的蛋白质、植酸、脂多糖及其他成分,经济价值较高,需要加以利用。参考文献：[1]王定昌,徐达伍.利用玉米浸泡水生产单细胞蛋白[J].粮油食品科技,2004,12(2):12-13.[2]陆恒.玉米蛋白质的营养价值利用研究[J].武汉食品工业学院1998(1):22-28.[3]孙淑斌.从米糠中提取植酸[J].曲阜师范大学学报(自然科学版),2001,27(1):71-72.[4]钱东平,曲保雪,朱丽红,等.从玉米淀粉生产浸泡水水中提取蛋白质及脂多糖的研究[J].安全与环境学报,2005,5(6):23-25.[5]戴传波,李建桥,李健秀.由玉米浸渍水生产植酸的研究[J].食品工业科技,2004,25(11):132-133,136.[6]孙义章.玉米浸泡水中菲丁和植酸的回收和利用[J].农牧产品开发,1999(8):27.总结：通过上述5篇科技文献，了解到玉米浸泡研究进展状况，其中玉米浸泡新技术中，酶法浸泡技术相对较好，且可以投入到未来的大规模生产中。但还是有许多值得改进的地方。在玉米浸泡过程中，乳酸对玉米浸泡效果有一定影响，适当的乳酸浓度可以大大提高玉米浸泡率。玉米浸泡利用水中含有大量的蛋白质、植酸、脂多糖及其他成分,经济价值较高,需要加以利用。但目前有待研究进化。