從玉米原漿中分離蛋白的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】 本發(fā)明涉及谷物綜合利用深加工領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及從玉米原漿中分離蛋白 的方法。
【背景技術(shù)】 玉米漿(濃縮后的玉米浸泡液）是使用濕磨法生產(chǎn)玉米淀粉中的副產(chǎn)品。在現(xiàn)有的玉 米淀粉濕磨法生產(chǎn)工藝中，通過(guò)向在約50°C下浸泡的玉米中加入亞硫酸（> 0. 2wt%)，使得 蛋白基質(zhì)分散，從而釋放淀粉。在浸泡約4小時(shí)和8小時(shí)后，玉米胚芽和胚乳部分的吸水量 分別達(dá)到最高，隨后胚芽和胚乳分離；在浸泡24-36小時(shí)后，胚體的蛋白基質(zhì)基本分散；通 常在浸泡48小時(shí)后，蛋白基質(zhì)完全分散。在浸泡過(guò)程中，玉米種皮在亞硫酸的作用下通透 性增加，玉米種粒中的一些可溶性蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽和糖進(jìn)入到浸泡水中。一般一噸玉米產(chǎn) 生0.8m 3的玉米浸泡液。玉米浸泡液營(yíng)養(yǎng)豐富，其中的干物質(zhì)濃度約為7wt%-10wt% (此時(shí) 的玉米浸泡液稱為"玉米原漿")。所述干物質(zhì)的成分主要為（以各成分的干重計(jì)）：粗蛋白 47wt%，總糖llwt%，灰分19wt%，總酸19wt%，以及維生素2wt%等。因此，淀粉廠一般將玉米 浸泡液通過(guò)3-5效蒸發(fā)系統(tǒng)濃縮為含干物質(zhì)40wt%-50wt%的玉米漿產(chǎn)品（其中的蛋白含量 約為20wt%)，并在將該玉米漿產(chǎn)品與烘干玉米皮混合后，作為蛋白飼料(下文稱為"噴漿蛋 白飼料"或"噴漿飼料"，蛋白含量為18wt%)銷售。因?yàn)橛衩诐{產(chǎn)量大，除配制飼料外，還常 常單獨(dú)銷售。 然而，在通常情況下，現(xiàn)有技術(shù)中的玉米漿由于流動(dòng)性不好，導(dǎo)致在將其與玉米皮進(jìn)行 混合的過(guò)程中，操作性較差。所以，當(dāng)前大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)都選擇在進(jìn)行蒸發(fā)之前先對(duì)玉米 浸泡液進(jìn)行處理，以改善玉米漿產(chǎn)品的流動(dòng)性。但是由于玉米浸泡液中的干物質(zhì)在蒸發(fā)前 幾乎都是可溶性的，所以此時(shí)難以通過(guò)單一的物理手段去除未來(lái)會(huì)影響玉米漿流動(dòng)性的物 質(zhì)。美國(guó)專利文獻(xiàn)US2302393A公開(kāi)了一種玉米漿的濃縮方法，該專利中通過(guò)預(yù)先將玉米 浸泡液整體加熱到約71°C (160° F)以上來(lái)使其中的某些物質(zhì)凝絮，然后再將溫度升高到 至少約116°C (240° F)，并通過(guò)過(guò)濾等方式除去雜質(zhì)，使除去雜質(zhì)后的玉米浸泡液再進(jìn)入 蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)，從而生產(chǎn)出流動(dòng)性好的玉米漿。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，由于玉米浸泡液 產(chǎn)量大，如果對(duì)玉米浸泡液進(jìn)行兩次加熱(且加熱溫度均較高)，耗費(fèi)的能量和蒸汽消耗量 將會(huì)過(guò)大，因此，難以將上述專利技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中。另外，過(guò)高的加熱溫度還會(huì)導(dǎo)致 來(lái)自蛋白中的氨基酸殘基參與生成某些有害物質(zhì)，如當(dāng)加熱溫度大于100 °C時(shí)，半胱氨酸 和蛋氨酸會(huì)與葡萄糖反應(yīng)形成有毒物質(zhì)-丙烯酰胺（Food Chemistry,4th revised and extended edition，H. _D. Belitz、W. Grosch 和 P. Schieberle 編著，第 25-29 頁(yè)）。而玉米 漿中除蛋白外，還含有大量的葡萄糖。 中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102443658B公開(kāi)了一種對(duì)玉米漿進(jìn)行精制的方法，該方法通過(guò)使用 碳酸銨或者用氧化鈣或氫氧化鈣對(duì)玉米浸泡液進(jìn)行中和，靜置后得到含有大量菲汀的沉淀 物，有目的地去除沉淀物后得到精制的玉米漿。另外，一些現(xiàn)有技術(shù)也提到了直接對(duì)玉米浸 泡液進(jìn)行處理，例如，美國(guó)專利文獻(xiàn)US4486458A和US4440792A公開(kāi)了通過(guò)添加鈣復(fù)合劑來(lái) 抑制膠凝的方法，并通過(guò)使用壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，以去除玉米浸泡液中的沉淀玉米漿凝 膠。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102373247B公開(kāi)了一種改良玉米漿的制備方法，其中通過(guò)添加鹽使玉 米漿中的部分蛋白變性析出而除去，但其主要目的是將處理后的玉米漿作為發(fā)酵液使用。 上述后兩種方法，都向玉米漿中引入了新的成分，影響了將玉米漿作為飼料使用。并且，由 于玉米漿產(chǎn)量高，對(duì)所添加試劑的消耗量大，提高了生產(chǎn)成本。此外，目前對(duì)于玉米浸泡液 或玉米漿的增值利用也多集中于菲汀提取、發(fā)酵用培養(yǎng)基原料等用途。 因此，如何在不增加生產(chǎn)成本的情況下，安全高效地改善玉米漿的流動(dòng)性成為擺在本 領(lǐng)域技術(shù)人員面前的難題。而對(duì)于在改善玉米漿流動(dòng)性的同時(shí)能夠明顯提高玉米原漿自身 的附加價(jià)值，更是本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切希望進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。 本發(fā)明人通過(guò)對(duì)玉米漿所含粗蛋白組分、以及所述粗蛋白組分在蒸發(fā)過(guò)程中的特性 變化等方面進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，玉米漿中的粗蛋白除了包括大量的游離氨基酸和小肽以外， 還有部分營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的蛋白組分。這些高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的蛋白組分可在一定的分離條件下 得到，并且這些蛋白組分可能與玉米漿的流動(dòng)性密切相關(guān)。本發(fā)明人通過(guò)進(jìn)一步的研究首 次發(fā)現(xiàn)，從玉米原漿中分離出包含這些高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值蛋白組分在內(nèi)的影響玉米漿流動(dòng)性的因 素，不僅能得到相應(yīng)的蛋白產(chǎn)品，同時(shí)還能改善玉米漿的流動(dòng)性。這樣，在不明顯增加額外 成本的情況下(并不需要另外的大量能耗和化學(xué)試劑)，既能充分利用蒸發(fā)時(shí)的熱能，又能 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多元化，從而提升了玉米原漿本身的價(jià)值，而且還改善了將玉米漿用于制備噴漿 飼料時(shí)的操作性，從而給淀粉生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的一個(gè)目的涉及一種從玉米原漿中分離蛋白的方法，所分離的蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高 于玉米原漿中的粗蛋白，并且，本發(fā)明在分離出所述高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值蛋白的同時(shí)還改善了玉米 漿的流動(dòng)性。 由此，本發(fā)明的制備方法所涉及的技術(shù)方案為： (1) 將玉米原漿在70°C以下進(jìn)行初步濃縮，得到干物質(zhì)濃度為15wt%-40wt%的初 步濃縮后的玉米漿，將所述初步濃縮后的的玉米漿加熱至71°C -90°C，并濃縮得到干物 質(zhì)濃度為23wt%-45wt%的再次濃縮后的玉米漿，隨后，將該再次濃縮后的玉米漿降溫至 60°C -75°C，得到降溫后的玉米漿； (2) 將所述降溫后的玉米漿通過(guò)如下（2a)和（2b)兩種方式之一進(jìn)行進(jìn)一步的處理： (2a)將所述降溫后的玉米漿進(jìn)一步濃縮至干物質(zhì)濃度為38wt%-50wt%，隨后進(jìn)一步降 溫至45°C -75°C，進(jìn)行第一次離心分離，得到第一輕相和第一固相，將所述第一輕相泵入儲(chǔ) 罐直接用作玉米漿成品或與烘干玉米皮混合制成飼料； (2b)將所述降溫后的玉米漿在60°C -75°C下直接進(jìn)行第一次離心分離，得到第一輕相 和第一固相，將所述第一輕相在60°C -75°C下進(jìn)一步濃縮至干物質(zhì)濃度為38wt%-50wt%，得 到濃縮后的第一輕相，并將所述濃縮后的第一輕相用作玉米漿成品或與烘干玉米皮混合制 成飼料； (3) 將所述第一固相通過(guò)如下（3a)和（3b)兩種方式之一進(jìn)行進(jìn)一步的處理： (3a)將所述第一固相直接進(jìn)行干燥，得到蛋白成品； (3b)將所述第一固相經(jīng)過(guò)水洗步驟處理后進(jìn)行第二次離心分離，得到第二輕相和第二 固相，將所述第二固相進(jìn)行干燥，得到蛋白成品。 在所述步驟（1)中，將所述初步濃縮后的玉米漿加熱至71°C -85°C。 在所述步驟（1)中，將所述初步濃縮后的玉米漿進(jìn)一步濃縮至干物質(zhì)濃度為 2 3wt%-36wt%，得到所述再次濃縮后的玉米楽。 在所述步驟（2)的方式（2a)中，將所述降溫后的玉米漿進(jìn)一步濃縮至干物質(zhì)濃度為 38wt%-50wt%〇 在所述步驟（2)的方式（2a)中，所述第一次離心分離在60°C -75°C的溫度下進(jìn)行。 在所述步驟（3)的方式（3b)中，所述水洗步驟中使用的水的質(zhì)量（w)為第一固相質(zhì)量 (w)的5倍以下（w/w)。 在所述步驟（3)的方式（3b)中，所述水洗步驟中使用的水的溫度為10°C -45°C。 在所述步驟3)中，所述第一固相和所述第二固相各自獨(dú)立地在管束干燥機(jī)中進(jìn)行干 燥。 所述第一次離心分離和第二次離心分離各自獨(dú)立地在2000-6000的分離因數(shù)下進(jìn)行。 所述第一次離心分離和第二次離心分離各自獨(dú)立地采用臥螺離心機(jī)、蝶式分離機(jī)或二 者的組合進(jìn)行。 所述蛋白成品中的蛋白質(zhì)含量以干重計(jì)為30wt%-70wt%。 在所述蛋白成品包含的蛋白質(zhì)中，分子量為27kDa的蛋白質(zhì)的光密度值與分子量為 3kDa-70kDa的蛋白質(zhì)的總光密度值之比為15%-30%。 可通過(guò)如下段落[1]至段落[12]中所述的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案加以說(shuō)明：
[0001] . 一種從玉米原漿中分離蛋白的方法，所述方法包括如下步驟： (1) 將所述玉米原漿在70°c以下進(jìn)行初步濃縮，得到干物質(zhì)濃度為15wt%-40wt%的 初步濃縮后的玉米漿，將所述初步濃縮后的玉米漿加熱至71°C -90°C，并濃縮得到干物質(zhì) 濃度為23wt%-45wt%的再次濃縮后的玉米漿，隨后，將所述再次濃縮后的玉米漿降溫至 60°C -75°C，得到降溫后的玉米漿； (2) 將所述降溫后的玉米漿通過(guò)如下（2a)和（2b)兩種方式之一進(jìn)行進(jìn)一步的處理： (2a)將所述降溫后的玉米漿進(jìn)一步濃縮至干物質(zhì)濃度為38wt%-50wt%，然后進(jìn)一步降 溫至45°C-75°C，進(jìn)行第一次離心分離，得到第一輕相和第一固相，將所述第一輕相泵入儲(chǔ) 罐直接用作玉米漿成品或與烘干玉米皮混合制成飼料； (2b)將所述降溫后的玉米漿在60°C -75°C下直接進(jìn)行第一次離心分離，得到第一輕相 和第一固相，將所述第一輕相在60°C -75°C下進(jìn)一步濃縮至干物質(zhì)濃度為38wt%-50wt%，得 到濃縮后的第一輕相，并將所述濃縮后的第一輕相用作玉米漿成品或與烘干玉米皮混合制 成飼料； (3) 將所述第一固相通過(guò)如下（3a)和（3b)兩種方式之一進(jìn)行進(jìn)一步的處理 (3a)將所述第一固相直接進(jìn)行干燥，得到蛋白成品； (3b)將所述第一固相經(jīng)過(guò)水洗步驟處理后進(jìn)行第二次離心分離，得到第二輕相和第二 固相，將所述第二固相進(jìn)行干燥，得到蛋