一種快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法屬于玉米淀粉糖加工的【技術(shù)領(lǐng)域】。其核心技術(shù)是借助于高壓脈沖電場處理技術(shù)，是以含水量為3～5％的玉米淀粉為原料，經(jīng)過調(diào)漿、高壓脈沖電場處理、升溫和恒溫調(diào)控過程，實現(xiàn)經(jīng)高壓脈沖電場處理后30～40％玉米淀粉乳恒溫在45～60℃時，與未經(jīng)高壓脈沖電場處理的樣品對比，其黏度降低了10％以上。本發(fā)明旨在為高濃度玉米淀粉乳生產(chǎn)玉米淀粉糖系列化產(chǎn)品開發(fā)提供一種技術(shù)路線和一定的技術(shù)基礎(chǔ)。
【專利說明】一種快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于玉米淀粉糖生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法，其核心技術(shù)為高壓脈沖電場技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)處理后玉米淀粉乳黏度降低10%以上。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著人民生活水平的不斷提高，食品行業(yè)迅速發(fā)展，人們對食糖的需求也不斷上升，玉米淀粉糖產(chǎn)量在逐年增加。玉米淀粉糖與鹿糖相比，無論在保健方面，還是在價格方面，都具備較強的競爭力和相當(dāng)大的發(fā)展空間。我國玉米深加工業(yè)具有較長的歷史，玉米淀粉糖是玉米淀粉深加工產(chǎn)量最大的一類產(chǎn)品。玉米淀粉糖(含葡萄糖漿、麥芽糖漿、含42%果糖的果葡糖漿和含55%果糖的高果糖漿，以及醫(yī)用結(jié)晶葡萄糖等)是以玉米淀粉為原料利用現(xiàn)代生物技術(shù)經(jīng)過液化、糖化、精制工藝制備獲得。玉米淀粉糖價格低于蔗糖，制備獲得的玉米淀粉糖漿口感純正，不但具有蔗糖的甜味，而且其加工性能在許多方面都優(yōu)于蔗糖，且不會對食品的原有風(fēng)味基本不產(chǎn)生影響、成形性能好、熱值低、保濕性強、食用不過敏、營養(yǎng)保健功能優(yōu)于蔗糖等。玉米淀粉糖不僅可作為新型的甜味劑應(yīng)用于食品工業(yè)中，而且還是很多醫(yī)藥、化工產(chǎn)品的生產(chǎn)原料如功能性低聚糖、糖醇、氨基酸、維生素、抗生素等。
[0003]提高玉米淀粉糖生產(chǎn)過程中投料初始濃度的關(guān)鍵技術(shù)亟待攻克。玉米傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中，淀粉乳的初始濃度一般控制在25%~35%，淀粉糖漿經(jīng)過脫色、脫鹽處理得到的糖化液，雖然提高了純度，但是濃度卻較低，這種糖化液需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮處理，極大地增加了生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)成本。因而，探索提高投料的初始濃度的關(guān)鍵技術(shù)，不僅從源頭上解決了玉米淀粉糖低純度和低濃度的生產(chǎn)技術(shù)難題，同時減少糖液濃縮的能耗、降低了生產(chǎn)成本，具有極大的應(yīng)用意義。
[0004] 研究一種玉米淀粉乳預(yù)處理技術(shù)，獲得高濃度、低黏度的玉米淀粉乳是生產(chǎn)玉米淀粉糖的核心技術(shù)。提高了玉米淀粉投料的初始濃度，不可避免地會帶來黏度過高的問題，使得其在后續(xù)的加溫糊化過程中，很難攪拌與混合均勻，因此，為實現(xiàn)高濃度淀粉糖漿的生產(chǎn)，必須攻克高濃度淀粉乳在液化過程中黏度過高這一技術(shù)瓶頸。目前，國內(nèi)外的研究人員多在生產(chǎn)玉米淀粉糖的液化階段加入不同種類的液化酶、糖化酶，雖然大大提高了初始淀粉酶的濃度，但需要嚴(yán)格地控制酶解的條件，因而，研究一種玉米淀粉乳預(yù)處理技術(shù)，獲得高濃度、低黏度的玉米淀粉乳是生產(chǎn)玉米淀粉糖的核心技術(shù)。
[0005]高壓脈沖電場技術(shù)降低玉米淀粉乳黏度具有可行性。高壓脈沖電場是近年來液態(tài)食品非熱處理領(lǐng)域研究的熱點之一，其具有處理速度快，效率高的優(yōu)良特點。目前，高壓脈沖電場技術(shù)多應(yīng)用于殺菌、滅酶、提取活性物質(zhì)等，得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛認(rèn)可。因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，利用高壓脈沖電場裝置，選擇適宜長度與半徑的電極，調(diào)節(jié)高壓脈沖電場裝置中的電場強度和頻率在其適宜范圍內(nèi)，將適宜濃度的玉米淀粉乳以一定的恒流速度泵入高壓脈沖電場，能夠?qū)崿F(xiàn)在處理后高濃度玉米淀粉乳黏度降低10%以上。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢:
[0007]本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)是以高壓脈沖電場技術(shù)為核心技術(shù)。特別強調(diào)的是，將高壓脈沖電場技術(shù)應(yīng)用于高濃度玉米淀粉乳黏度降低的研究中，其技術(shù)優(yōu)勢突出體現(xiàn)在:以含水量為3~5%的玉米淀粉為原料，經(jīng)過調(diào)漿、高壓脈沖電場處理、升溫和恒溫調(diào)控過程，30~40%玉米淀粉乳經(jīng)高壓脈沖電場處理后，升溫至45~60°C時玉米淀粉乳黏度降低了 10%以上。
[0008]綜上所述，縱觀國內(nèi)外相關(guān)研究與技術(shù)報道，未見利用高壓脈沖電場技術(shù)，快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度，實現(xiàn)在處理后玉米淀粉乳黏度降低10%以上的技術(shù)突破研究。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]申請發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題是:公開一種利用高壓脈沖電場技術(shù)快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法。
[0010]申請發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0011]1.一種快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法，其特征在于，以含水量為3~5%的玉米淀粉為原料，經(jīng)過調(diào)漿、高壓脈沖電場處理、升溫和恒溫調(diào)控過程，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)高壓脈沖電場處理后30~40%玉米淀粉乳升溫至45~60°C時其黏度降低了 10%以上；
[0012]I)所述的調(diào)漿過程，是以含水量為3~5%的玉米淀粉為原料，選用去離子水、純凈水、蒸餾水、自來水中的任意一種，在15~25°C溫度環(huán)境下按照重量比調(diào)配玉米淀粉乳濃度為30~40% ;再經(jīng)高速勻漿機器處理，設(shè)置轉(zhuǎn)速為300~350rad/min，高速勻漿處理15~20min后，備用；
[0013]2)所述的高壓脈沖電場處理過程，包括高壓脈沖電場的潔凈處理、設(shè)定高壓脈沖電場的處理參數(shù)、物料處理三個步驟；
[0014]所述的高壓脈沖電場的潔凈處理過程,是指將長度為0.5~3.5mm、半徑為0.5~
0.8mm的雙電極安裝于高壓脈沖電場裝置上，依次選用70~85%的乙醇、蒸餾水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路2~3次；
[0015]所述的設(shè)定高壓脈沖電場的處理參數(shù)過程，是指將濃度為30~40%的玉米淀粉乳充滿高壓脈沖電場全部物料流通管路，調(diào)開啟高壓脈沖電場裝置中的恒流泵，使其維持在恒定流速為10~25mL/min,再調(diào)整高壓脈沖電場裝置的電場強度為10~50kV/cm,電場頻率為500~3000Hz的工作狀態(tài)下，待機；
[0016]所述的物料處理過程，是指在15~25°C溫度環(huán)境下，開啟高壓脈沖電場裝置，在高壓脈沖電場強度為10~50kV/cm，電場頻率為500~3000Hz，物料恒定流速為10~25mL/min的高壓脈沖電場條件下,處理30~40%玉米淀粉乳，并于出口處定期收集被高壓脈沖電場處理后的玉米淀粉乳；
[0017]3)所述的升溫和恒溫調(diào)控過程，是指選用超級恒溫水浴鍋，高壓脈沖電場處理過的30~40%的玉米淀粉乳在5~1min內(nèi)，被迅速升溫至45~60°C后,恒溫至45~60°C后，迅速采集樣品檢測黏度，與未經(jīng)高壓脈沖電場處理樣品相比，其黏度降低了 10%以上。
[0018]2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法，其特征在于，所述的調(diào)漿過程要選用去離子水、純凈水、蒸餾水中的任意一種。
[0019]3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓脈沖電場處理過程，包括高壓脈沖電場的潔凈處理、設(shè)定高壓脈沖電場的處理參數(shù)、物料處理三個步驟；
[0020]所述的高壓脈沖電場的潔凈處理過程,是指將長度為0.5~3.5mm、半徑為0.5~0.8mm的雙電極安裝于高壓脈沖電場裝置上，依次選用70~85%的乙醇、蒸餾水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路2~3次；
[0021]所述的設(shè)定高壓脈沖電場的處理參數(shù)過程，是指將濃度為30~40%的玉米淀粉乳充滿高壓脈沖電場全部物料流通管路，調(diào)開啟高壓脈沖電場裝置中的恒流泵，使其維持在恒定流速為10~25mL/min,再調(diào)整高壓脈沖電場裝置的電場強度為10~50kV/cm,電場頻率為500~3000Hz的工作狀態(tài)下，待機；
[0022]所述的物料處理過程，是指在15~25°C溫度環(huán)境下，開啟高壓脈沖電場裝置，在高壓脈沖電場強度為10~50kV/cm，電場頻率為500~3000Hz，物料恒定流速為10~25mL/min的高壓脈沖電場條件下,處理30~40%玉米淀粉乳，并于出口處定期收集被高壓脈沖電場處理后的玉米淀粉乳。
[0023]4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法，其特征在于，所述的高壓脈沖電場的潔凈處理過程，清洗選用酒精濃度為75~80%。
[0024]本發(fā)明技術(shù)效果:
[0025](1)本發(fā)明實現(xiàn)了以含水量為3~5%的玉米淀粉為原料，經(jīng)過調(diào)漿、高壓脈沖電場處理、升溫和恒溫調(diào)控過程，30~40%玉米淀粉乳經(jīng)高壓脈沖電場處理后，升溫至45~60°C時玉米淀粉乳黏度降低了 10%以上。
[0026](2)本發(fā)明所設(shè)計通過高壓脈沖電場處理玉米淀粉從而降低玉米淀粉乳黏度為提高液化時投料濃度奠定基礎(chǔ)。

【具體實施方式】
[0027]實施例1:
[0028]以含水量為3%的玉米淀粉為原料，選用去離子水，在15°C溫度環(huán)境下調(diào)配濃度為30%的玉米淀粉乳；再經(jīng)高速勻漿機器處理，設(shè)置轉(zhuǎn)速為300rad/min，高速勻漿處理15min后，備用；將長度為0.5mm、半徑為0.5mm的雙電極安裝于高壓脈沖電場裝置上,依次選用75%的乙醇、蒸餾水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路2次；設(shè)定裝置中的電場強度為20kV/cm，電場頻率為2000Hz的工作狀態(tài)下，待機；在15°C溫度環(huán)境下，調(diào)節(jié)高壓脈沖電場的恒流泵，在保持玉米淀粉乳玉米淀粉乳流經(jīng)高壓脈沖電場裝置內(nèi)電極時的恒定流速為25mL/min的工作狀態(tài)下，維持高壓脈沖電場強度為20kV/cm和電場頻率為2000Hz的高壓脈沖電場條件下，處理玉米淀粉乳；利用超級恒溫水浴鍋，在5min內(nèi)迅速將經(jīng)高壓脈沖電場處理的玉米淀粉乳升溫至45°C后，迅速收集樣品并檢測黏度，與未經(jīng)高壓脈沖電場處理樣品相比，其黏度降低了 11.5%。
[0029]實施例2
[0030]以含水量為5%的玉米淀粉為原料，選用自來水，在25°C溫度環(huán)境下調(diào)配濃度為36%的玉米淀粉乳；再經(jīng)高速勻漿機器處理，設(shè)置轉(zhuǎn)速為320rad/min，高速勻漿處理20min后，備用；將長度為3.5mm、半徑為0.8mm的雙電極安裝于高壓脈沖電場裝置上，依次選用80%的乙醇、蒸餾水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路3次；設(shè)定裝置中的電場強度為15kV/cm，電場頻率為1500Hz的工作狀態(tài)下，待機；在25°C溫度環(huán)境下，調(diào)節(jié)高壓脈沖電場的恒流泵，在保持玉米淀粉乳玉米淀粉乳流經(jīng)高壓脈沖電場裝置內(nèi)電極時的恒定流速為23mL/min的工作狀態(tài)下，維持高壓脈沖電場強度為15kV/cm和電場頻率為1500Hz的高壓脈沖電場條件下，處理玉米淀粉乳；利用超級恒溫水浴鍋，在1min內(nèi)迅速將經(jīng)高壓脈沖電場處理玉米淀粉乳升溫至60°C，迅速收集樣品并檢測黏度，與未經(jīng)高壓脈沖電場處理樣品相比，其黏度降低了 15.2%0
[0031]實施例3
[0032]以含水量為4%的玉米淀粉為原料，選用蒸餾水中的任意一種，在22°C溫度環(huán)境下調(diào)配濃度為37%的玉米淀粉乳；再經(jīng)高速勻漿機器處理，設(shè)置轉(zhuǎn)速為340rad/min，高速勻衆(zhòng)處理16min后，備用；將長度為1.5mm、半徑為0.6mm的雙電極安裝于高壓脈沖電場裝置上，依次選用76%的乙醇、蒸餾水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路3次；設(shè)定裝置中的電場強度為50kV/cm，電場頻率為2500Hz的工作狀態(tài)下，待機；在22°C溫度環(huán)境下，調(diào)節(jié)高壓脈沖電場的恒流泵，在保持玉米淀粉乳玉米淀粉乳流經(jīng)高壓脈沖電場裝置內(nèi)電極時的恒定流速為lOmL/min的工作狀態(tài)下，維持高壓脈沖電場強度為50kV/cm和電場頻率為2500Hz的高壓脈沖電場條件下，處理玉米淀粉乳；利用超級恒溫水浴鍋，在7min內(nèi)迅速將經(jīng)高壓脈沖電場處理玉米淀粉乳升溫至50°C后，恒溫至50°C后，迅速收集樣品并檢測黏度，與未經(jīng)高壓脈沖電場處理樣品相比，其黏度降低了 20.3%。
[0033]實施例4
[0034]以含水量為4%的玉米淀粉為原料，選用去離子水，在18°C溫度環(huán)境下調(diào)配濃度為40%的玉米淀粉乳；再經(jīng)高速勻漿機器處理，設(shè)置轉(zhuǎn)速為327rad/min，高速勻漿處理17min后，備用；將長度為0.5mm、半徑為0.7mm的雙電極安裝于高壓脈沖電場裝置上,依次選用77%的乙醇、蒸餾水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路2次；設(shè)定裝置中的電場強度為30kV/cm，電場頻率為3000Hz的工作狀態(tài)下，待機；在18°C溫度環(huán)境下，調(diào)節(jié)高壓脈沖電場的恒流泵，在保持玉米淀粉乳玉米淀粉乳流經(jīng)高壓脈沖電場裝置內(nèi)電極時的恒定流速為24mL/min的工作狀態(tài)下，維持高壓脈沖電場強度為30kV/cm和電場頻率為3000Hz的高壓脈沖電場條件下，處理玉米淀粉乳；利用超級恒溫水浴鍋，在Smin內(nèi)迅速將經(jīng)高壓脈沖電場處理玉米淀粉乳升溫至50°C后，迅速收集樣品并檢測黏度，與未經(jīng)高壓脈沖電場處理樣品相比，其黏度降低了 17.9%。
[0035]實施例5
[0036]以含水量為3%的玉米淀粉為原料，選用純凈水，在20°C溫度環(huán)境下調(diào)配濃度為32%的玉米淀粉乳；再經(jīng)高速勻漿機器處理，設(shè)置轉(zhuǎn)速為350rad/min，高速勻漿處理18min后，備用；將長度為3.3mm、半徑為0.7mm的雙電極安裝于高壓脈沖電場裝置上，依次選用79 %的乙醇、蒸餾水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路3次；設(shè)定裝置中的電場強度為25kV/cm，電場頻率為500Hz的工作狀態(tài)下，待機；在20°C溫度環(huán)境下，調(diào)節(jié)高壓脈沖電場的恒流泵，在保持玉米淀粉乳玉米淀粉乳流經(jīng)高壓脈沖電場裝置內(nèi)電極時的恒定流速為24mL/min的工作狀態(tài)下，維持高壓脈沖電場強度為25kV/cm和電場頻率為500Hz的高壓脈沖電場條件下，處理玉米淀粉乳；利用超級恒溫水浴鍋，在9min內(nèi)迅速將經(jīng)高壓脈沖電場處理的玉米淀粉乳升溫至55°C后，迅速收集樣品并檢測黏度，與未經(jīng)高壓脈沖電場處理樣品相比，其黏度降低了 13.5%。
【權(quán)利要求】
1.一種快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法，其特征在于，以含水量為3~5%的玉米淀粉為原料，經(jīng)過調(diào)漿、高壓脈沖電場處理、升溫和恒溫調(diào)控過程，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)高壓脈沖電場處理后30~40%玉米淀粉乳升溫至45~60°C時其黏度降低了 10%以上； 1)所述的調(diào)漿過程，是以含水量為3~5%的玉米淀粉為原料，選用去離子水、純凈水、蒸餾水、自來水中的任意一種，在15~25°C溫度環(huán)境下按照重量比調(diào)配玉米淀粉乳濃度為30~40% ;再經(jīng)高速勻漿機器處理，設(shè)置轉(zhuǎn)速為300~350rad/min，高速勻漿處理15~20min后，備用； 2)所述的高壓脈沖電場處理過程，包括高壓脈沖電場的潔凈處理、設(shè)定高壓脈沖電場的處理參數(shù)、物料處理三個步驟； 所述的高壓脈沖電場的潔凈處理過程，是指將長度為0.5~3.5mm、半徑為0.5~0.8mm的雙電極安裝于高壓脈沖電場裝置上，依次選用70~85%的乙醇、蒸餾水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路2~3次； 所述的設(shè)定高壓脈沖電場的處理參數(shù)過程，是指將濃度為30~40%的玉米淀粉乳充滿高壓脈沖電場全部物料流通管路，調(diào)開啟高壓脈沖電場裝置中的恒流泵，使其維持在恒定流速為10~25mL/min，再調(diào)整高壓脈沖電場裝置的電場強度為10~50kV/cm，電場頻率為500~3000Hz的工作狀態(tài)下，待機； 所述的物料處理過程，是指在15~25°C溫度環(huán)境下，開啟高壓脈沖電場裝置，在高壓脈沖電場強度為10~50kV/cm，電場頻率為500~3000Hz，物料恒定流速為10~25mL/min的高壓脈沖電場條件下，處理30~40%玉米淀粉乳，并于出口處定期收集被高壓脈沖電場處理后的玉米淀粉乳； 3)所述的升溫和恒溫調(diào)控過程，是指選用超級恒溫水浴鍋，高壓脈沖電場處理過的30~40%的玉米淀粉乳在5~1min內(nèi)，被迅速升溫至45~60°C后,恒溫至45~60°C后，迅速采集樣品檢測黏度，與未經(jīng)高壓脈沖電場處理樣品相比，其黏度降低了 10%以上。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法，其特征在于，所述的調(diào)漿過程要選用去離子水、純凈水、蒸餾水中的任意一種。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法，其特征在于，所述的高壓脈沖電場處理過程，包括高壓脈沖電場的潔凈處理、設(shè)定高壓脈沖電場的處理參數(shù)、物料處理三個步驟； 所述的高壓脈沖電場的潔凈處理過程，是指將長度為0.5~3.5mm、半徑為0.5~.0.8mm的雙電極安裝于高壓脈沖電場裝置上，依次選用70~85%的乙醇、蒸餾水分別清洗高壓脈沖電場內(nèi)物料循環(huán)管路2~3次； 所述的設(shè)定高壓脈沖電場的處理參數(shù)過程，是指將濃度為30~40%的玉米淀粉乳充滿高壓脈沖電場全部物料流通管路，調(diào)開啟高壓脈沖電場裝置中的恒流泵，使其維持在恒定流速為10~25mL/min，再調(diào)整高壓脈沖電場裝置的電場強度為10~50kV/cm，電場頻率為500~3000Hz的工作狀態(tài)下，待機； 所述的物料處理過程，是指在15~25°C溫度環(huán)境下，開啟高壓脈沖電場裝置，在高壓脈沖電場強度為10~50kV/cm，電場頻率為500~3000Hz，物料恒定流速為10~25mL/min的高壓脈沖電場條件下，處理30~40%玉米淀粉乳，并于出口處定期收集被高壓脈沖電場處理后的玉米淀粉乳。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速降低高濃度玉米淀粉乳黏度的方法，其特征在于，所述的高壓脈沖電場 的潔凈處理過程，清洗選用酒精濃度為75~80%。
【文檔編號】C08L3/02GK104072790SQ201410318080
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月4日
【發(fā)明者】林松毅, 劉明源, 楊帥伶, 劉靜波 申請人:吉林大學(xué)