專利名稱：功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種麥精的深加工的提取方法，特別是通過生物富集、原料配比和高效提取分離技術(shù)生產(chǎn)富含Y-氨基丁酸和β-葡聚糖的功能性麥精新產(chǎn)品，賦予新型麥精產(chǎn)品的功能特性和保健功效。
背景技術(shù)：
麥精在國外已經(jīng)是一種成熟的食品配料或食品添加劑，已有上百年的歷史，年需求量巨大，2006年超過了百億美元，英國和美國是麥精生產(chǎn)大國，英國Muntons公司的麥精產(chǎn)量達(dá)到15萬噸，麥精品種100多個，企業(yè)成立于1921年，歷史悠久。麥精用作食品添加劑在我國剛剛起步，近兩年來雖然有少量生產(chǎn)，但由于缺乏先進(jìn)的麥精精湛深加工技術(shù)與設(shè)備，因此，目前我國麥精全部是噴霧干燥的低端麥精產(chǎn)品，價格低廉，而且提取得率低、產(chǎn)品單一、產(chǎn)品成本高，風(fēng)味不足，與國際同類產(chǎn)品差距明顯，也不易受到企業(yè)的接受與青睞。目前，我國食品企業(yè)使用的麥精大都是進(jìn)口產(chǎn)品或外資企業(yè)廣品，聞檔麥精全部是進(jìn)口廣品。我們通過麥精的深一步開發(fā)研究以及國際麥精生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)單一麥芽提取物干燥產(chǎn)品，總氮含量不高，多肽含量低，氨基酸不全面，保健功效不顯著。我們比較研究了燕麥、小麥、大米、糙米和酵母等多種品種，結(jié)果表明，采用麥芽與糙米和酵母配伍生產(chǎn)新型功能性麥精，總氮含量高，風(fēng)味更好，保健功效突出，產(chǎn)品附加值明顯提高。在國內(nèi)，功能性麥精尚屬空白，但在國際上屬于領(lǐng)先地位。新型功能性麥精不僅含有豐富的糖、氨基酸、多種維生素和微量元素等多種營養(yǎng)成分，而且還含有膽堿、核酸、葡聚糖和Y-氨基丁酸等特殊功能因子。膽堿是一種健腦物質(zhì)，對改善大腦健康，提高記憶具有顯著功效，核酸具有提高免疫功能的作用，在美國二十世紀(jì)九十年代被批準(zhǔn)可在嬰幼兒配方奶粉中使用，是一種優(yōu)良的功能食品配料。β_葡聚糖和Y-氨基丁酸是新近發(fā)現(xiàn)的“明星”功能因子，β_葡聚糖不僅是一種優(yōu)良的節(jié)食纖維，而且還具有降血脂和抗病毒等多種功效，Y-氨基丁酸是一種重要的抑制神經(jīng)傳遞物質(zhì)，具有降低血壓、促進(jìn)精神安定，促進(jìn)腦部血流，增進(jìn)腦活力和營養(yǎng)神經(jīng)細(xì)胞，增加生長激素分泌，健肝利腎，改善更年期綜合癥等作用。因此，新型功能性麥精不但是一個營養(yǎng)庫藏，也是一個保健藥箱。麥精富含麥芽糖、果糖、葡萄糖、小分子蛋白肽、多種維生素和微量元素等，具有很高的營養(yǎng)價值，產(chǎn)品完全溶解，具有耐光、耐熱等優(yōu)良加工特性。隨著生物技術(shù)的發(fā)展和人們追求天然、健康食品的需求，天然功能成分需求強(qiáng)勁。目前，在我國銷售的麥精以低端的固體麥精(通常稱為白麥精或黃麥精)為主，占全國麥精市場90%以上，高端黑麥精(經(jīng)處理的麥芽提取物，風(fēng)味更加濃郁)全部為進(jìn)口產(chǎn)品，價格從30元/公斤到60元/公斤不等，進(jìn)口麥精的目標(biāo)市場通常鎖定為我國尚未開發(fā)的焙烤食品、飲料、健康食品和嬰幼兒食品
發(fā)明內(nèi)容
本項目擬采用多項創(chuàng)新技術(shù):Y-氨基丁酸生物富集技術(shù)、微波促進(jìn)定向酶解技術(shù)、微波輔助逆流提取技術(shù)、微波促進(jìn)美拉德反應(yīng)生成麥精風(fēng)味技術(shù)、連續(xù)微波真空干燥技術(shù)、酵母催化自溶技術(shù)和酵母細(xì)胞壁生物破壁提取β -葡聚糖技術(shù)，具體技術(shù)方案概述如下:一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是由以下步驟組成:(I)原料粉碎:大麥芽和碎米用萬能粉碎機(jī)粉碎。(2)配料:按麥芽、碎米、酵母1: (0.5-5): (0.5-2)的比例進(jìn)行投料，后加純凈
水調(diào)衆(zhòng)調(diào)。(3)酶促:按0.05% -0.5%比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進(jìn)谷氨酸脫羧酶的活性，糙米中的谷氨酸在谷氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y-氨基丁酸，達(dá)到富集的目的。(4)酶解:按0.05% —0.5%比例加入α -淀粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風(fēng)味的糖源和蛋白源，料液升溫至40-80°C，保持0.5-4小時。(5)滅酶:升溫至70_100°C，保持30-80分鐘。(6)微波:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進(jìn)行逆流提取，參數(shù)控制為:微波功率為20-60kw，提取時間為30-100分鐘、溫度保持40-100°C、料液比達(dá)到I: 1-1: 6。(7)酵母提取液的 制備:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細(xì)胞壁。將酵母泥在高速離心機(jī)上離心清洗，離心轉(zhuǎn)速保持大于3000轉(zhuǎn)/分鐘、后經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行剪切，均質(zhì)壓力保持大于15-40Mpa，均質(zhì)溫度控制為50-90°C )，將酵母泥的自溶條件控制為溫度:40-80°C、pH值:4.5-6.5、時間:2_6hr、維生素添加量:160-250ppm、食鹽:0.5% -2.0%o(8)過濾:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合并，選用板框過濾設(shè)備去渣，過濾面積為40-80m2/臺，過濾后的澄清液濃縮。(9)濃縮:選用雙效降膜濃縮設(shè)備，蒸發(fā)量為2噸/小時，真空度控制在-0.06到-0.lOMpa，濃縮至 30% -80%。(10)干燥:濃縮后的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在60-80%，然后用濃漿泵送入連續(xù)微波真空干燥設(shè)備，微波功率為20-60kw，真空度控制在-0.06到-0.1OMpa01.所述步驟(2)的優(yōu)選是:按麥芽、碎米、酵母1:1:1的比例進(jìn)行投料，后加純凈水調(diào)漿調(diào)。2.所述步驟(3)的優(yōu)選是:按0.1%比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進(jìn)谷氨酸脫羧酶的活性，糙米中的谷氨酸在谷氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y-氨基丁酸，達(dá)到富集的目的。3.所述步驟⑷的優(yōu)選是:按0.1%比例加入α -淀粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風(fēng)味的糖源和蛋白源，料液升溫至50°C，保持I小時。4.所述步驟(5)的優(yōu)選是:升溫至80°C，保持50分鐘。5.所述步驟￠)的優(yōu)選是:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進(jìn)行逆流提取，參數(shù)控制為:微波功率為35kw，提取時間為60min、溫度保持60°C、料液比達(dá)到1: 2。5.所述步驟(7)的優(yōu)選是:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細(xì)胞壁。將酵母泥在高速離心機(jī)上離心清洗，離心轉(zhuǎn)速保持大于3000轉(zhuǎn)/分鐘、后經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行剪切，均質(zhì)壓力保持大于20Mpa，均質(zhì)溫度控制為65°C )，將酵母泥的自溶條件控制為溫度:50°C、pH值:5.5、時間:4hr、維生素添加量:200ppm、食鹽:0.8%06.所述步驟(8)的優(yōu)選是:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合并，選用板框過濾設(shè)備去渣，過濾面積為50m2/臺，過濾后的澄清液濃縮。6.所述步驟(9)的優(yōu)選是:選用雙效降膜濃縮設(shè)備，蒸發(fā)量為2噸/小時，真空度控制在-0.085Mpa,濃縮至40 %。7.所述步驟(10)的優(yōu)選是:濃縮后的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在72%，然后用濃漿泵送入連續(xù)微波真空干燥設(shè)備，微波功率為35kw，真空度控制在-0.085Mpa。具體實施方法:下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:實施例1一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是由以下步驟組成:(I)原料粉碎:大麥芽和碎米用萬能粉碎機(jī)粉碎。(2)配料:按麥芽、碎米、酵母1:1:1的比例進(jìn)行投料，后加純凈水調(diào)漿調(diào)。(3)酶促:按0.1 %比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進(jìn)谷氨酸脫羧酶的活性，糙米中的谷氨酸在谷氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y-氨基丁酸，達(dá)到富集的目的。(4)酶解:按0.1%比例加入α-淀粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風(fēng)味的糖源和蛋白源，料液升溫至50°C，保持I小時。(5)滅酶:升溫至80 V，保持50分鐘。(6)微波:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進(jìn)行逆流提取，參數(shù)控制為:微波功率為35kw，提取時間為60min、溫度保持60°C、料液比達(dá)到1: 2。(7)酵母提取液的制備:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細(xì)胞壁。將酵母泥在高速離心機(jī)上離心清洗，離心轉(zhuǎn)速保持大于3000轉(zhuǎn)/分鐘、后經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行剪切，均質(zhì)壓力保持大于20Mpa，均質(zhì)溫度控制為65°C )將將酵母泥的自溶條件控制為溫度:50°C、pH值:5.5、時間:4hr、維生素添加量:200ppm、食鹽:0.8%。(8)過濾:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合并，選用板框過濾設(shè)備去渣，過濾面積為50m2/臺，過濾后的澄清液濃縮。(9)濃縮:選用雙效降膜濃縮設(shè)備，蒸發(fā)量為2噸/小時，真空度控制在-0.085Mpa,濃縮至 40 %。(10)干燥:濃縮后的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在72%，然后用濃漿泵送入連續(xù)微波真空干燥設(shè)備，微波功率為35kw，真空度控制在-0.085Mpa。實施例2一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是由以下步驟組成:(I)原料粉碎:大麥芽和碎米用萬能粉碎機(jī)粉碎。(2)配料:按麥芽、碎米、酵母1: 2: I的比例進(jìn)行投料，后加純凈水調(diào)漿調(diào)。(3)酶促:按0.2%比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進(jìn)谷氨酸脫羧酶的活性，糙米中的谷氨酸在谷氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y-氨基丁酸，達(dá)到富集的目的。
(4)酶解:按0.3%比例加入α -淀粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風(fēng)味的糖源和蛋白源，料液升溫至60°C，保持40分鐘。(5)滅酶:升溫至70 V，保持60分鐘。(6)微波:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進(jìn)行逆流提取，參數(shù)控制為:微波功率為40kw，提取時間為50分鐘、溫度保持80°C、料液比達(dá)到1: 3。(7)酵母提取液的制備:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細(xì)胞壁。將酵母泥在高速離心機(jī)上離心清洗，離心轉(zhuǎn)速保持大于3000轉(zhuǎn)/分鐘、后經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行剪切，均質(zhì)壓力保持大于30Mpa，均質(zhì)溫度控制為70V )將將酵母泥的自溶條件控制為溫度:60°C、pH值:5.8、時間:5hr、維生素添加量:260ppm、食鹽:1.0%o(8)過濾:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合并，選用板框過濾設(shè)備去渣，過濾面積為60m2/臺，過濾后的澄清液濃縮。(9)濃縮:選用雙效降膜濃縮設(shè)備，蒸發(fā)量為2噸/小時，真空度控制在-0.090Mpa,濃縮至 50 %。(10)干燥:濃縮后的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在75%，然后用濃漿泵送入連續(xù)微波真空干燥設(shè)備，微波功率為40kw，真空度控制在-0.090Mpa。


圖1是本項目的主要技術(shù)線路；
圖2是本項目的具體工藝流程圖。
權(quán)利要求
1.一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是如下步驟組成: (1)原料粉碎:大麥芽和碎米用萬能粉碎機(jī)粉碎。
(2)配料:按麥芽、碎米、酵母1: (0.5-5): (0.5-2)的比例進(jìn)行投料，后加純凈水調(diào)漿調(diào)。
(3)酶促:按0.05% -0.5%比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進(jìn)谷氨酸脫羧酶的活性，糙米中的谷氨酸在谷氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y-氨基丁酸，達(dá)到富集的目的。
(4)酶解:按0.05% —0.5%比例加入α -淀粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風(fēng)味的糖源和蛋白源，料液升溫至40-80°C，保持0.5-4小時。
(5)滅酶:升溫至70-100°C，保持30-80分鐘。
(6)微波:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進(jìn)行逆流提取，參數(shù)控制為:微波功率為20-60kw，提取時間為30-80分鐘、溫度保持40-100°C、料液比達(dá)到I: 1-1: 6。
(7)酵母提取液的制備:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細(xì)胞壁。將酵母泥在高速離心機(jī)上離心清洗，離心轉(zhuǎn)速保持大于3000轉(zhuǎn)/分鐘、后經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行剪切，均質(zhì)壓力保持大于15-40Mpa，均質(zhì)溫度控制為50-90°C )，將酵母泥的自溶條件控制為溫度:40-80°C、pH值:4.5-6.5、時間:2_6hr、維生素添加量:160-250ppm、食鹽:.0.5% -2.0%。
(8)過濾:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合并，選用板框過濾設(shè)備去渣，過濾面積為40-80m2/臺，過濾后的澄清液濃縮。
(9)濃縮:選用雙效降膜濃縮設(shè)備，蒸發(fā)量為2噸/小時，真空度控制在-0.06到-0.lOMpa，濃縮至 30% -80%。
(10)干燥:濃縮后的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在60-80%，然后用濃漿泵送入連續(xù)微波真空干燥設(shè)備，微波功率為20-60kw，真空度控制在-0.06到-0.1OMpa0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是所述步驟(2)為:按麥芽、碎米、酵母1:1:1的比例進(jìn)行投料，后加純凈水調(diào)漿調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是所述步驟(3)為:按0.1%比例加磷酸吡哆醛和Ca離子可促進(jìn)谷氨酸脫羧酶的活性，糙米中的谷氨酸在谷氨酸脫羧酶的催化下脫羧而生成的豐富的Y -氨基丁酸，達(dá)到富集的目的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是所述步驟(4)為:按0.1%比例加入α-淀粉酶和蛋白酶，定向生物降解以獲得能生成良好麥精風(fēng)味的糖源和蛋白源，料液升溫至50°C，保持I小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是所述步驟(5)為:升溫至80°C，保持50分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是所述步驟(6)為:麥芽和糙米醪液在微波場的作用下進(jìn)行逆流提取，參數(shù)控制為:微波功率為35kw，提取時間為60分鐘、溫度保持60°C、料液比達(dá)到1: 2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是所述步驟(7)為:酵母提取包括酵母自溶提取酵母液和生物破壁提取酵母細(xì)胞壁。將酵母泥在高速離心機(jī)上離心清洗，離心轉(zhuǎn)速保持大于3000轉(zhuǎn)/分鐘、后經(jīng)過高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行剪切，均質(zhì)壓力保持大于20Mpa，均質(zhì)溫度控制為65°C )，將酵母泥的自溶條件控制為溫度:50°C、pH值:5.5、時間:4hr、維生素添加量:200ppm、食鹽:0.8%.
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是所述步驟(8)為:將麥芽和糙米醪液的酶解液與酵母提取液合并，選用板框過濾設(shè)備去渣，過濾面積為50m2/臺，過濾后的澄清液濃縮。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是所述步驟(9)為:選用雙效降膜濃縮設(shè)備，蒸發(fā)量為2噸/小時，真空度控制在-0.085Mpa，濃縮至 40%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能性麥精的生物富集與產(chǎn)品開發(fā)方法，其特征是所述步驟(10)為:濃縮后的料液即為麥芽浸膏，濃度控制在72%，然后用濃漿泵送入連續(xù)微波真空干燥設(shè)備，微 波功率為35kw，真空度控制在-0.085Mpa。
全文摘要
本項目是以麥芽、糙米和廢棄啤酒酵母為原料，采用微波輔助逆流提取、酵母生物破壁、生物富集γ-氨基丁酸、微波促進(jìn)美拉德反應(yīng)生成麥精香味和連續(xù)微波真空干燥等多項集成技術(shù)制備富集γ-氨基丁酸和β-葡聚糖的功能性麥精產(chǎn)品，可廣泛添加到食品、微生物工業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域。本項目實現(xiàn)了低值農(nóng)產(chǎn)品的增值轉(zhuǎn)化和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，于2007年3月通過了中國商業(yè)聯(lián)合會組織的技術(shù)鑒定，項目水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先，填補了我國功能麥精產(chǎn)品的空白。
文檔編號A23L2/39GK103169130SQ20111043467
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者王麗萍, 段利波, 周庚妹, 胡俊嵐, 王麗麗, 計凱 申請人:北京富?？萍夹g(shù)有限公司