專利名稱：分離燕麥組分的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于分離燕麥組分的方法。
第二次世界大戰(zhàn)中，由于缺少像玉米那樣的含淀粉的原料，因此對采用非常規(guī)谷物來生產(chǎn)淀粉特別感興趣。用黑麥、大麥和燕麥生產(chǎn)淀粉，雖然淀粉含量低以及由于β-葡聚糖和其他粘稠化合物的存在而有重大的技術(shù)問題，但仍進(jìn)行了試驗(yàn)。關(guān)于這些方法的詳細(xì)說明，只有德國專利(DRP639606，DRP742638和DRP739530)對黑麥淀粉作了介紹，在那時對燕麥淀粉的回收很少有報(bào)導(dǎo)道。
美國專利4，028，468介紹了一種分離燕麥組分的方法，它包括將去皮的燕麥粒碾磨成燕麥粉，分離含有燕麥淀粉的粗的帶麩組分和含有淀粉胚乳的細(xì)的組分，再分離粗組分以回收麩皮、燕麥膠和蛋白質(zhì)-淀粉。另一方法是將淀粉同麩皮一起回收。
加拿大專利1，179，189介紹了一種分離燕麥組分的方法，包括將燕麥粒浸泡在水介質(zhì)中，在滾輪間擠壓浸泡過的燕麥粒，篩分開液態(tài)胚乳部分和非胚乳部分，離心分離液態(tài)胚乳分散液成溶液部分和不溶部分，此不溶部分含有淀粉和種子蛋白質(zhì)。也可以將液態(tài)胚乳通過控制PH和離心分離為淀粉和蛋白質(zhì)。
雖然對用濕磨和提取法分離不同燕麥制品的各種技術(shù)已經(jīng)有了闡述，但迄今尚未有生產(chǎn)燕麥淀粉的適用的手段。
燕麥淀粉的物理性質(zhì)和形態(tài)性質(zhì)同大米淀粉相似。燕麥淀粉顆粒幾乎同大米淀粉顆粒一樣小。二種淀粉的顆粒大小分布范圍都很小(見

圖1)。
小顆粒淀粉在絲的上漿、高級印刷紙以及工業(yè)用和化妝品用粉料的生產(chǎn)中都是非常重要的，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和工業(yè)用的、可以生物降解的合成材料和塑料片的生產(chǎn)中也是很重要的。淀粉顆粒大小對加有這類淀粉顆粒的合成聚合物的均勻性、機(jī)械性能和熱性質(zhì)都有重要的影響。
將小顆粒淀粉用于紙的面涂料中，可以使紙具有更好的印刷性能和較弱的光澤表面，這些是現(xiàn)代印刷用紙所要求的。具有較低保水能力和泡漲性能的小顆粒淀粉適合于生產(chǎn)涂料紙，這是由于改性淀粉的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)適合于干燥時間短的現(xiàn)代紙張高速涂層操作。
由于價值高的副產(chǎn)品在整個生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟(jì)性愈來愈成為決定性因素，因此新的原料對淀粉生產(chǎn)已經(jīng)更為重要了。燕麥作為一種新的原料。不但含有具有新的適合于現(xiàn)代技術(shù)的性質(zhì)的淀粉，而且還含有蛋白質(zhì)、脂類、纖維、β-葡聚糖和其他可溶性副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品對現(xiàn)代人類的營養(yǎng)和各種工業(yè)用途都是非常重的。
所以，本發(fā)明的目的是提供一種用簡單而有效的方式來分離燕麥以回收高純度的纖維、谷蛋白和淀粉的方法。
本發(fā)明提供的分離燕麥的方法包含以下順序步驟a)干磨脫皮的燕麥，b)在水介質(zhì)中浸泡產(chǎn)生的燕麥粉，c)篩分并使纖維脫水，d)分離并使谷蛋白脫水，e)分離粗淀粉以獲得主要的α和次要的β淀粉。
圖1是燕麥淀粉和大米淀粉的顆粒大小分布比較圖。
圖2是本發(fā)明中的分離燕麥組分的基本流程圖，這是α-淀粉，β-淀粉，蛋白質(zhì)和纖維分離步驟的聯(lián)合圖。
下面具體闡述本發(fā)明的典型工藝步驟(圖2中以大寫母表示)。
去皮是用標(biāo)準(zhǔn)的沖擊設(shè)備完成的，但是不使用蒸氣。在以后的工藝步驟中，溫度也不得高于48℃以保存燕麥淀粉和副產(chǎn)品的天然性能。
干磨可以用任何一種常規(guī)碾磨機(jī)進(jìn)行。
因?yàn)檠帑湹闹|(zhì)含量高，燕麥粉浸泡在加工水中后應(yīng)立即不停地?cái)噭印?br> 水和淀粉的比例通常為2.5∶1到3.0∶1。加入焦亞硫酸氫鈉使二氧化硫約為200ppm。在槽中加熱漿狀物到40～55℃，最好加熱到45℃。于浸泡介質(zhì)中最好加入細(xì)胞壁降解酶。攪拌和酶處理連續(xù)進(jìn)行2至3小時以活化燕麥粉中的半纖維素、β-葡聚糖和果膠等副產(chǎn)物的水解作用。胚乳和周圍細(xì)胞結(jié)構(gòu)的部分降解導(dǎo)致了附著的淀粉顆粒更好地分離，結(jié)合的淀粉顆粒更好地提取，更好地分離和改進(jìn)淀粉、纖維及蛋白質(zhì)的最后脫水。在所述的試驗(yàn)中用的酶制劑是Alko公司生產(chǎn)的“EconaseCE15”，“EconaseCE15”是用reesel木霉菌株同主成分1，4-β-D-葡聚糖丙酶(EC3，2，1，4)和細(xì)胞生物水解酶(EC3.2.1.91)以及例如半纖維素(木聚糖酶)、蛋白酶那樣的副活性物一起生產(chǎn)的。
經(jīng)酶處理過的淤漿在一個錐形的旋轉(zhuǎn)篩上用逆流水篩分，或用有50微米和75微米孔眼的彎管篩或其他篩器篩分。纖維的脫水可以用一個螺旋壓榨機(jī)、真空過濾器或傾析式離心機(jī)進(jìn)行。
在下一步驟中，分離粗淀粉和谷蛋白，例如用傾析法分離。濃縮谷蛋白部分，例如在傾析式離心機(jī)中脫水前，先在一個盤式噴嘴分離器中濃縮。
然后將粗淀粉分離為α-淀粉和β-淀粉。將粗淀粉加到一個分級多管旋風(fēng)分離器中，底流物在一個多管旋風(fēng)分離器中通過逆流加入淡水清洗，將所得的α淀粉脫水，分級多管旋風(fēng)分離器的溢流物則脫水以回收β-淀粉。β-淀粉由于含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和其他雜質(zhì)，因此質(zhì)量次于α-淀粉。
可以方便地用約10毫米直徑的多管旋風(fēng)分離器。
為獲得有效的分離，多管旋風(fēng)分離器最好應(yīng)用大于重力的力。
分級多管旋風(fēng)分離器中的重力至少應(yīng)為7500，最好是8000-9000，而在清洗多管旋風(fēng)分離器中的重力則至少是4500，最好是5000-6000。
在一個較好實(shí)施方案中，分級多管旋風(fēng)分離器的溢流物分成β-淀粉和殘留的α-淀粉，后者被再循環(huán)到分級多管旋風(fēng)分離器的進(jìn)料中。
雖然大米淀粉和燕麥淀粉的顆粒大小幾乎相同，令人驚異的是燕麥淀粉可以在10毫米直徑的多管旋風(fēng)分離器中，在由于較高操作壓力產(chǎn)生的升高的重力下有效地進(jìn)行分離，而這對大米淀粉則從未成為可能。
全部脫水步驟都是在傾析式離心機(jī)中和螺旋壓榨機(jī)中進(jìn)行的，產(chǎn)品接著進(jìn)行干燥。含少量固體物的水作為加工用水再循環(huán)以減少總的耗水量和產(chǎn)品的損失。
實(shí)施例從一個芬蘭中間試驗(yàn)工廠中的一系列試驗(yàn)中選擇一個燕麥淀粉生產(chǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)是以每小時800公斤燕麥粉開始的(由一個配備有二個1.5毫米篩的錘式粉碎機(jī)生產(chǎn)去皮燕麥粉)。
每噸燕麥粉混合有以下物料2.75噸淡水和加工用水0.8升纖維素酶AlkoEconaseCE15200克二氧化硫(亞硫酸氫鈉)為了使均質(zhì)機(jī)、錐形旋篩和纖維螺旋壓榨機(jī)獲得最佳操作，在48℃的保留時間定于3小時。淀粉分離器的底流定在13-14B′e以獲得最佳的淀粉和蛋白質(zhì)分離。蛋白質(zhì)分離器的底流調(diào)整在150克/升，最后脫水是在傾析離心機(jī)中進(jìn)行的。β-淀粉也在一個傾析離心機(jī)中脫水。
Cyelonettes的數(shù)目波美值(B′e)分離階段24分離階段溢流8W117W1底流15W217W2溢流8W318W10底流15W419W11溢流11-13W520W621W721W822W922W1022W1114
粗淀粉可以在10毫米直徑的多管旋風(fēng)分離器中分離和凈化，使用8巴△p的水力旋風(fēng)分離器，使分級多管旋風(fēng)分離器中的重力為8500，用4.5巴△p使清洗系統(tǒng)中的重力為5200。
全部物流都測定和分析干物質(zhì)、淀粉、纖維、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的含量。從這些測定計(jì)算總的物料平衡如表1和表2所示。
表1淀粉物料平衡＊組分淀粉的分布(干固體%)α-淀粉55-65β-淀粉31-21蛋白質(zhì)10纖維2加工用水2＊用鹽酸法(ISO1744)測定粗淀粉含量表2蛋白質(zhì)物料平衡＊組分蛋白質(zhì)的分布(干物質(zhì)%)α-淀粉＜1β-淀粉10-15谷蛋白55-50纖維6加工用水28＊用克耶達(dá)-岡寧法(ISO5378-1978)測定總蛋白質(zhì)含量表1中所列結(jié)果證明了本發(fā)明的加工步驟的效率，雖然燕麥同其他谷物比，顆粒較小和含有相對比較高的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)量，但仍產(chǎn)生高的淀粉回收和高純度的α-淀粉。留在α-淀粉中的蛋白質(zhì)含量實(shí)際上低于0.5%(表2)。用ISO/DIS6473ELREPHO法測定的燕麥α-淀粉的白度為96。淡水的消耗量同小麥淀粉生產(chǎn)中的用量相似。
雖然本發(fā)明是結(jié)合最佳設(shè)備闡明的，但是在不離開本發(fā)明的精神和范圍下，可以加以修改和變動。這些修改和變動都被認(rèn)為是在本發(fā)明及所附權(quán)利要求的權(quán)限和范圍之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種分離燕麥組分的方法，包括以下連續(xù)步驟a)干磨脫皮的燕麥，b)在水分介質(zhì)中浸泡產(chǎn)生的燕麥粉，c)篩分并使纖維脫水，d)分離并使谷蛋白脫水，e)分離粗淀粉以獲得主要的α-淀粉和次要的β-淀粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于浸泡步驟(b)是在40-55℃溫度下于一種含有二氧化硫的水介質(zhì)中進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于浸泡步驟(b)是在含有細(xì)胞壁降解酶的水介質(zhì)中進(jìn)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的方法，其特征在于分離步驟(e)包含將粗淀粉加到一個分級多管旋風(fēng)分離器中，其底流在一個多管旋風(fēng)分離器中通過逆流加入淡水進(jìn)行清洗，并使所得的α-淀粉組分脫水，分級多管旋風(fēng)分離器的溢流則脫水以回收β-淀粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于分離步驟(e)是用一個直徑約10毫米的多管旋風(fēng)分離器進(jìn)行的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的方法，其特征在于分級多管旋風(fēng)分離器的重力至少為7500，清洗多管旋風(fēng)分離器的重力至少為4500。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或6的方法，其特征在于分級多管旋風(fēng)分離器的溢流分成β-淀粉組分和殘留的α-淀粉，后者被再循環(huán)到分級多管旋風(fēng)分離器的進(jìn)料中。
全文摘要
敘述了一種分離燕麥組分的方法，該方法包括以下連續(xù)步驟a)干磨脫皮的燕麥，b)在水介質(zhì)中浸泡產(chǎn)生的燕麥粉，c)篩分并使纖維脫水，d)分離并使谷蛋白脫水，e)分離粗淀粉以獲得主要的α-淀粉和次要的β-淀粉。浸泡步驟(b)最好在細(xì)胞壁降解酶存在下進(jìn)行。分離步驟(e)最好在一個多管旋風(fēng)分離器設(shè)備中進(jìn)行。
文檔編號A23L1/10GK1045018SQ9010005
公開日1990年9月5日 申請日期1990年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月10日
發(fā)明者阿伯拉罕·卡蘭沙, 沃爾夫?qū)た掀辗? ?？丝ㄌ亍ろf廉姆, 佩蒂·卡林倫, 安蒂·利慕沙里, 伊爾卡·利托馬基 申請人:多爾-奧利費(fèi)公司, 阿爾科有限公司