一种提高豆类淀粉提取率的低温挤压预处理的方法与流程

本发明涉及提取工艺技术领域，具体涉及一种提高豆类淀粉提取率的低温挤压预处理的方法。

背景技术：

淀粉是植物经光合作用生成的多聚葡萄糖的天然高分子化合物，豆类淀粉是植物淀粉的四大来源之一，豆类淀粉中直链淀粉的含量比较高，具有热粘度高、凝胶透明度高、凝胶强度强等优良性能，用途非常广阔，是制备粉丝、粉皮等的良好原料，具有极大的开发价值。

挤压膨化技术是一种新型的食品加工技术，与其他常见的传统处理方法相比，挤压膨化技术具有热动态效率高、生产成本低、营养损失小、产品质量高、无污染等优点。挤压膨化技术处理有利于豆类中的淀粉与蛋白质分离，能够有效提高淀粉的提取率。

现有技术中采用的淀粉的提取方法，公开了将过筛后的原料与naoh溶液按质量比为1：15-25的料液比在40-50℃条件下搅拌浸提，将浸提液进行离心，得到淀粉的沉淀。该方法需要氢氧化钠的量大，造成浪费。另外采用经浸泡、打磨、过滤、离心后，除去上清液，加入氢氧化钠溶液静置、过滤离心，得到沉淀物质，用水，乙醇分别洗涤沉淀，然后抽滤，将抽滤后得到的滤饼取出、晾干，既得大豆淀粉的方法用水量较大，耗时较长，蛋白质留存于淀粉中回收比较困难。另外采用石灰水混合，静置离心后得到豆类淀粉的方法中采用石灰水浸泡，工艺流程复杂，能耗较大，耗时较长。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种提高豆类淀粉提取率的低温挤压预处理的方法，该方法将挤压膨化技术融合到豆类淀粉的提取中，可减少传统碱法湿磨法豆类淀粉提取工艺的浸泡时间和碱液处理时间与氢氧化钠的添加量，在提高豆类淀粉提取率的同时降低了生产成本及能源消耗，使得豆类淀粉的生产具备多方面的效益。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案包括以下步骤：

(1)清理杂质：选取优质饱满的原料豆，除去砂石、金属块等杂物；

(2)浸泡：清理后的豆类以温水浸泡一段时间，以豆皮易脱落，豆瓣不软化最佳；

(3)破碎、浮选分离：豆类和水按体积比2：1的比例进入粉碎机，经破碎后进入漂浮槽分离出豆皮；

(4)磨粉、筛分：破碎的豆类中加入工艺水，进入磨中磨制然后通过筛分，筛出豆渣；

(5)挤压膨化：筛分后的物料装入挤压机的料斗中，确定物料的最大喂料量，设置挤压机的不同区间温度、螺杆转速、水分含量，进行挤压处理；

(6)干燥粉碎：挤出的物料经过烘箱干燥后，通过粉碎机粉碎；

(7)碱液搅拌、静置分离：取粉碎后的物料加入氢氧化钠溶液，进行搅拌、静置，分离上清液，留底层物质；

(8)洗涤离心：取底层物质加入盐酸调节ph后，加入自来水洗涤，经离心后得到沉淀物质；

(9)脱水干燥：沉淀经过真空干燥器脱水干燥，得到淀粉成品。

优选，步骤(1)中原料包括豌豆，蚕豆，芸豆，绿豆，油莎豆，藜豆。

进一步优选，步骤(2)中温水浸泡温度30-40℃，浸泡时间4-10h。

进一步优选，步骤(5)中挤压处理在低温下进行，挤压机5个区段温度分别为ⅰ区20-30℃,ⅱ区30-40℃,ⅲ区40-45℃，ⅳ区45-50℃，ⅴ区50-60℃，螺杆转数为150-400rpm，磨头矩形孔径长宽比5：1，物料水分含量为15-35％。

进一步优选，步骤(7)中。中氢氧化钠溶液的质量分数为0.01-0.03％，溶液的ph9-11，氢氧化钠溶液体积与物料质量比为1：2-1：4，搅拌时间为10-20min，静置时间为20-45min。

进一步优选，步骤(8)中盐酸的质量分数为0.01-0.03％，调节ph为7，加水洗涤1-3次，在转速3000-5000r/min离心条件下，离心2-5次，时间10-20min。

进一步优选，步骤(9)中所用真空干燥器的温度为45-60℃。

本发明的有益效果：本发明利用低温挤压膨化技术处理的方法来提取豆类淀粉，有助于解除蛋白质基质对淀粉颗粒的束缚，与传统的碱法湿磨法相比，在保证淀粉纯度的前提下减少了豆类的浸泡时间和碱液添加量，大大提高了豆类淀粉的生产效率。具体表现为以下几个方面：

(1)本发明提供的新方法，该法将挤压膨化技术融入到传统碱法湿磨法加工工艺中，在各方面均取得显著成效，与传统碱法湿磨法加工方法相比，温水浸泡时间由过去的8-10h缩短到4h以内，大大缩短了浸泡时间，提升了工业生产效率，碱液处理时间减少了20-30％，同时豆类淀粉提取率由单纯使用碱液处理的73.4％提高到97.5％，具有显著的经济效益。

(2)经低温挤压膨化技术提取的豆类淀粉，与现有技术相比，本发明可有效减轻了现有技术豆类淀粉提取工艺中存在的浸泡耗时长、成本高、效率低、高能耗、污染严重等问题。

(3)本发明中所用设备简单，加工方便，生产成本低，利于工业化生产。

附图说明

图1为本技术方案的流程图；

图2为对照组与实施例淀粉提取率的对比图；

具体实施方式

本发明的工艺流程请参阅图1，下面结合附图、实施例及对照例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

实施例1

称取20kg豌豆，除出其中的杂质，然后用40℃的温水浸泡4h，用粉碎机对浸泡后的豌豆进行粉碎，粉碎的豆类加入工艺水进入磨中磨制，然后通过筛分，将筛分后的物料加入到挤压机料斗中，设置挤压机五个区的温度分别为i区20℃，ⅱ区30℃，ⅲ区40℃，iv区50℃，v区60℃，螺杆转速为250rpm，磨头矩形孔径长宽比5：1，物料含水量为25％，挤出物料经干燥后粉碎，粉碎后加入质量分数0.02％碱液，进行搅拌10min，静置30min，分离上清液，留取底层物质，加入0.02％盐酸调ph到7后，加入自来水洗涤2次，在转速4000r/min条件下，进行离心2次，离心时间10min，分离上清液，留取沉淀，然后在55℃真空干燥器中脱水干燥，得豌豆淀粉成品，然后称量计算。

实施例2

称取20kg蚕豆，除出其中的杂质，然后用40℃的温水浸泡4h，用粉碎机对浸泡后的蚕豆豆进行粉碎，粉碎的豆类加入工艺水进入磨中磨制，然后通过筛分，将筛分后的物料加入到挤压机料斗中，设置挤压机五个区的温度分别为i区25℃，ⅱ区35℃，ⅲ区45℃，iv区55℃,v区60℃，螺杆转速为300rpm，磨头矩形孔径长宽比5：1，挤出物料含水量为25％，挤出物料经干燥后粉碎，粉碎后加入质量分数0.02％碱液，进行搅拌10min，静置30min，分离上清液，留取底层物质，加入0.02％盐酸调ph到7后，加入自来水洗涤2次，在转速4000r/min条件下，进行离心2次，离心时间10min，分离上清液，留取沉淀，然后在55℃真空干燥器中脱水干燥，得蚕豆淀粉成品，然后称量计算。

实施例3

称取20kg豌豆，除出其中的杂质，然后用40℃的温水浸泡4h，用粉碎机对浸泡后的豌豆进行粉碎，粉碎的豆类加入工艺水进入磨中磨制，然后通过筛分，将筛分后的物料加入到挤压机料斗中，设置挤压机五个区的温度分别为i区30℃,ⅱ区35℃，ⅲ区45℃，iv区55℃,v区60℃，螺杆转速为350rpm，磨头矩形孔径长宽比5：1,挤出物料含水量为25％，挤出物料经干燥后粉碎，粉碎后加入质量分数0.02％碱液，进行搅拌10min，静置35min，分离上清液，留取底层物质，加入0.02％盐酸调ph到7后，加入自来水洗涤2次，在转速4000r/min条件下，进行离心2次，离心时间10min，分离上清液，留取沉淀，然后在55℃真空干燥器中脱水干燥，得豌豆淀粉成品，然后称量计算。

对照例1

称取20kg豌豆，除去其中的杂质，然后用40℃的温水浸泡8h，用粉碎机对浸泡后的豌豆进行粉碎，粉碎的豆类加入工艺水，进入磨中磨制，然后通过筛分，将筛分后物料加入质量分数0.03％碱液，进行搅拌15min，静置45min，分离上清液，留取底层物质，加入0.02％盐酸调ph到7后，加入自来水洗涤2次，在转速4000r/min条件下，进行离心2次，离心时间15min，分离上清液，留取沉淀，然后在55℃真空干燥器中脱水干燥，得到豌豆淀粉成品，然后称量计算。

对照例2

称取20kg蚕豆，除去其中的杂质，然后用40℃的温水浸泡8h，用粉碎机对浸泡后的蚕豆进行粉碎，粉碎的豆类加入工艺水，进入磨中磨制，然后通过筛分，将筛分后物料加入质量分数0.03％碱液，进行搅拌15min，静置45min，分离上清液，留取底层物质，加入0.02％盐酸调ph到7后，加入自来水洗涤2次，在转速4000r/min条件下，进行离心2次，离心时间15min，分离上清液，留取沉淀，然后在55℃真空干燥器中脱水干燥，得到蚕豆淀粉成品，然后称量计算。

对照例3

称取20kg芸豆，除去其中的杂质，然后用40℃的温水浸泡8h，用粉碎机对浸泡的芸豆进行粉碎，粉碎的豆类加入工艺水，进入磨中磨制，然后通过筛分，将筛分后物料加入质量分数0.03％碱液，进行搅拌15min，静置45min，分离上清液，留取底层物质，加入0.02％盐酸调ph到7后，加入自来水洗涤2次，在转速4000r/min条件下，进行离心2次，离心时间15min，留取沉淀，然后在55℃真空干燥器中脱水干燥，得到芸豆淀粉成品，然后称量计算。

按下式计算实例及对比例中淀粉提取率(％)

淀粉提取率(％)＝(mx×wx％)/(m0×wo％)×100％

其中mx为淀粉提取物的质量；wx为淀粉提取物中淀粉的质量分数；m0为豆类的质量；wo为豆类淀粉的质量分数。参考图2，实施例所采用的淀粉提取方法与对照例所采用的淀粉提取方法，最终提取的淀粉对照如表1所示，

表1不同豆类淀粉的提取率

由表1知实例1-3以及对照例1-3中豆类淀粉的含量29-30％，采用实例1-3中提供的豆类淀粉提取方法，淀粉的提取率大于90％以上。淀粉提取率提高了25％左右。由此说明，采用本发明提取淀粉方法提取效率高，成本低廉，能够实现大规模的生产。