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      復(fù)合酶制劑在玉米淀粉濕法加工中的應(yīng)用

      2021-07-25 03:27:58王斌德張宏榮徐廣超
      糧油食品科技 2021年4期
      關(guān)鍵詞:擠壓機胚乳酶制劑

      王斌德,張宏榮,徐廣超?

      (1.遼寧益海嘉里地爾樂斯淀粉科技有限公司,遼寧 開原 112300;2.國家糧食和物資儲備局標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量中心,北京 100037)

      酶制劑是利用特殊菌種發(fā)酵產(chǎn)生的一種具有生物活性的蛋白質(zhì),生物酶有三個特性:作為一種蛋白質(zhì),是高效生物催化劑,作用條件溫和,具有專一性。在玉米濕法加工過程中,針對皮層通過加入纖維素酶,利用酶的特性,首先水解纖維素,形成孔洞,其次打破纖維素致密的晶體結(jié)構(gòu),進(jìn)而松動表皮,致使利于種皮脫落,進(jìn)而減少淀粉粘連,利于纖維洗滌。在胚乳細(xì)胞外側(cè)有層細(xì)胞壁,叫胚乳細(xì)胞壁,其主要是由木聚糖和β-葡聚糖組成。木聚糖是一種非淀粉多糖,大多數(shù)谷物的糊粉層細(xì)胞外薄壁和胚乳層細(xì)胞外薄壁的60%~70%是由它構(gòu)成,其在水溶液中形成粘度較高的膠狀溶液,使其玉米淀粉生產(chǎn)中不利于亞硫酸、乳酸等作用,由于其具有高吸水性,將淀粉及蛋白質(zhì)粘結(jié)在一起,造成淀粉蛋白質(zhì)分離困難,β-葡聚糖也是一種非淀粉多糖,是谷物細(xì)胞壁的主要組成部分,也具有吸水膨脹的性質(zhì),通過加入木聚糖酶和 β-葡聚糖酶,能夠有效地酶解木聚糖及β-葡聚糖,進(jìn)而降低吸水性及粘度,破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu),促進(jìn)浸泡劑的滲透作用,降低淀粉及蛋白質(zhì)的粘度,進(jìn)而實現(xiàn)淀粉蛋白質(zhì)的有效分離。

      本研究通過玉米淀粉濕法加工過程中添加高效復(fù)合酶,研究其對生產(chǎn)過程中的能耗、淀粉收率及設(shè)備利用率的影響。

      1 材料和方法

      1.1 實驗材料

      復(fù)合酶制劑:甘肅白銀賽諾生物科技有限公司;酶制劑添加罐2個,規(guī)格1 200 kg;酶反應(yīng)罐4個,配備機械雙葉攪拌器。

      1.2 實驗方法

      1.2.1 樣品采集方法

      酶制劑用15~20倍的新鮮水稀釋溶解,將稀釋液用計量泵按照每分鐘25升的流量,加入第3級纖維洗滌泵入口,隨物料打入酶反應(yīng)罐,按照先進(jìn)先出原則,使酶與纖維漿料混合反應(yīng) 2.5 h后,在前期研究中確定復(fù)合淀粉酶制劑添加位置在玉米纖維洗滌系統(tǒng)第4級中,利用高壓泵將酶及纖維漿料打入纖維洗滌篩第4級,分別對胚芽擠壓機、纖維擠壓機出料進(jìn)行取樣,酶制劑添加量:添加量0.02%(以商品玉米重量計),每日添加量 400 kg(25 kg/6 h)。

      1.2.2 檢測方法

      檢測胚芽的總淀粉含量,游離淀粉含量,水分;纖維的總淀粉含量,游離淀粉含量,水分。

      淀粉含量:參照GB/T 25219《糧油檢驗玉米淀粉含量測定》近紅外法;

      水分:參考GB 5009.3《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》第一法(直接干燥法);

      蛋白含量:參考GB 5009.5《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》。

      1.3 數(shù)據(jù)分析

      數(shù)據(jù)分析應(yīng)用DPSv7.05及SPSS11.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 添加復(fù)合酶前后的運行設(shè)備運行狀況

      添加復(fù)合酶前后車間運行狀況見表 1~2,從表1~2添加復(fù)合酶前后數(shù)據(jù)對比看出,通過添加酶制劑,脫水干燥設(shè)備由原來18臺降為15臺。擠壓機電流明顯增加,由原來35 A提高到50 A,設(shè)備效率提高20%。蒸汽消耗由原來72 t/h降到,70 t/h,蒸汽單耗由原來1.34降到1.31,電單耗由原來207降到203,這是由于添加復(fù)合酶制劑后,可將玉米的胚乳淀粉細(xì)胞壁及種皮纖維水解破壞,有利于分離蛋白質(zhì)、胚乳淀粉及纖維;同時,復(fù)合酶制劑的催化水解作用也降低了淀粉生產(chǎn)中漿液物料黏度,使機械分離更有效,脫水更容易,進(jìn)而降低了能耗。

      表1 添加復(fù)合酶前設(shè)備運行狀況Table 1 Operation status of equipment before adding complex enzyme

      表2 添加復(fù)合酶后設(shè)備運行狀況Table 2 Operation status of equipment after adding complex enzyme

      2.2 添加酶制劑前工藝運行控制參數(shù)

      添加酶制劑前后工藝運行控制參數(shù)見表3~4,在玉米淀粉濕法加工過程中,擠壓纖維的平均水分含量由添加復(fù)合酶制劑前的 63.1%下降到添加復(fù)合酶制劑后的59.4%,見表5,擠壓機總淀粉含量由沒加酶制劑前 17.7%降到 15.2%,擠壓后纖維游離淀粉含量由添加復(fù)合酶前的 3.9%降到了添加復(fù)合酶制劑后的2.7%見表6,這是由于添加復(fù)合酶制劑后,可將玉米的胚乳淀粉細(xì)胞壁及種皮纖維水解破壞,有利于分離蛋白質(zhì)、胚乳淀粉及纖維;同時,復(fù)合酶制劑的催化水解作用也降低了淀粉生產(chǎn)中漿液物料黏度,使機械分離更有效,脫水更容易,導(dǎo)致擠壓機纖維水分降低,同時纖維中鏈接淀粉被酶制劑酶解,分子鏈被打斷,進(jìn)而游離出來,降低了總淀粉含量,通過水洗分離游離淀粉,進(jìn)而提高了淀粉收率。

      表3 添加復(fù)合酶前運行控制參數(shù)Table 3 Operation control parameters before adding complex enzyme %

      表4 添加復(fù)合酶后運行控制參數(shù)Table 4 Operation control parameters after adding complex enzyme %

      表5 生產(chǎn)過程中添加復(fù)合酶前后纖維產(chǎn)物的水分Table 5 Moisture content of fiber products before and after adding complex enzyme in production process %

      表6 生產(chǎn)過程中添加復(fù)合酶前后纖維產(chǎn)物的淀粉含量Table 6 Starch content of fiber products before and after adding complex enzyme in production process %

      3 結(jié)論與分析

      玉米淀粉加工復(fù)合酶將玉米的胚乳淀粉細(xì)胞壁及種皮纖維裂解,有效分離蛋白質(zhì)、胚乳淀粉及纖維,使機械分離更有效、徹底;玉米中纖維素、半纖維素的降解使纖維親水性降低,提高纖維脫水效率,降低能耗;降低淀粉生產(chǎn)系統(tǒng)物料黏度,減少設(shè)備負(fù)荷,提高產(chǎn)能,降低能耗。

      通過本研究發(fā)現(xiàn),復(fù)合酶制劑能夠有效降低纖維洗滌系統(tǒng)粘度,纖維洗滌順暢,纖維中游離淀粉含量由3.9%降到2.7%,淀粉收率得到提高。添加酶制劑后,脫水后纖維水分降低3.7%,減少纖維脫水及干燥設(shè)備的使用數(shù)量,有效降低纖維干燥工序蒸汽消耗量,復(fù)合纖維素酶完全適合于玉米濕法加工工藝。

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