一种快速降低高浓度玉米淀粉乳黏度的方法

摘要

本发明的一种快速降低高浓度玉米淀粉乳黏度的方法属于玉米淀粉糖加工的技术领域。其核心技术是借助于高压脉冲电场处理技术，是以含水量为3～5％的玉米淀粉为原料，经过调浆、高压脉冲电场处理、升温和恒温调控过程，实现经高压脉冲电场处理后30～40％玉米淀粉乳恒温在45～60℃时，与未经高压脉冲电场处理的样品对比，其黏度降低了10％以上。本发明旨在为高浓度玉米淀粉乳生产玉米淀粉糖系列化产品开发提供一种技术路线和一定的技术基础。

说明书

技术领域

本发明属于玉米淀粉糖生产技术领域，涉及一种快速降低高浓度玉米淀粉乳黏度的方法， 其核心技术为高压脉冲电场技术，能够实现处理后玉米淀粉乳黏度降低10％以上。

背景技术

随着人民生活水平的不断提高，食品行业迅速发展，人们对食糖的需求也不断上升，玉 米淀粉糖产量在逐年增加。玉米淀粉糖与蔗糖相比，无论在保健方面，还是在价格方面，都 具备较强的竞争力和相当大的发展空间。我国玉米深加工业具有较长的历史，玉米淀粉糖是 玉米淀粉深加工产量最大的一类产品。玉米淀粉糖(含葡萄糖浆、麦芽糖浆、含42％果糖的 果葡糖浆和含55％果糖的高果糖浆，以及医用结晶葡萄糖等)是以玉米淀粉为原料利用现代 生物技术经过液化、糖化、精制工艺制备获得。玉米淀粉糖价格低于蔗糖，制备获得的玉米 淀粉糖浆口感纯正，不但具有蔗糖的甜味，而且其加工性能在许多方面都优于蔗糖，且不会 对食品的原有风味基本不产生影响、成形性能好、热值低、保湿性强、食用不过敏、营养保 健功能优于蔗糖等。玉米淀粉糖不仅可作为新型的甜味剂应用于食品工业中，而且还是很多 医药、化工产品的生产原料如功能性低聚糖、糖醇、氨基酸、维生素、抗生素等。

提高玉米淀粉糖生产过程中投料初始浓度的关键技术亟待攻克。玉米传统生产工艺中， 淀粉乳的初始浓度一般控制在25％～35％，淀粉糖浆经过脱色、脱盐处理得到的糖化液， 虽然提高了纯度，但是浓度却较低，这种糖化液需要经过蒸发浓缩处理，极大地增加了生产 能耗和生产成本。因而，探索提高投料的初始浓度的关键技术，不仅从源头上解决了玉米淀 粉糖低纯度和低浓度的生产技术难题，同时减少糖液浓缩的能耗、降低了生产成本，具有极 大的应用意义。

研究一种玉米淀粉乳预处理技术，获得高浓度、低黏度的玉米淀粉乳是生产玉米淀粉糖 的核心技术。提高了玉米淀粉投料的初始浓度，不可避免地会带来黏度过高的问题，使得其 在后续的加温糊化过程中，很难搅拌与混合均匀，因此，为实现高浓度淀粉糖浆的生产，必 须攻克高浓度淀粉乳在液化过程中黏度过高这一技术瓶颈。目前，国内外的研究人员多在生 产玉米淀粉糖的液化阶段加入不同种类的液化酶、糖化酶，虽然大大提高了初始淀粉酶的浓 度，但需要严格地控制酶解的条件，因而，研究一种玉米淀粉乳预处理技术，获得高浓度、 低黏度的玉米淀粉乳是生产玉米淀粉糖的核心技术。

高压脉冲电场技术降低玉米淀粉乳黏度具有可行性。高压脉冲电场是近年来液态食品非 热处理领域研究的热点之一，其具有处理速度快，效率高的优良特点。目前，高压脉冲电场 技术多应用于杀菌、灭酶、提取活性物质等，得到了国内外学者的广泛认可。因此，本发明 要解决的技术问题是，利用高压脉冲电场装置，选择适宜长度与半径的电极，调节高压脉冲 电场装置中的电场强度和频率在其适宜范围内，将适宜浓度的玉米淀粉乳以一定的恒流速度 泵入高压脉冲电场，能够实现在处理后高浓度玉米淀粉乳黏度降低10％以上。

本发明的技术优势:

本发明的技术优势主要体现是以高压脉冲电场技术为核心技术。特别强调的是，将高压 脉冲电场技术应用于高浓度玉米淀粉乳黏度降低的研究中，其技术优势突出体现在：以含水 量为3～5％的玉米淀粉为原料，经过调浆、高压脉冲电场处理、升温和恒温调控过程，30～ 40％玉米淀粉乳经高压脉冲电场处理后，升温至45～60℃时玉米淀粉乳黏度降低了10％ 以上。

综上所述，纵观国内外相关研究与技术报道，未见利用高压脉冲电场技术，快速降低高 浓度玉米淀粉乳黏度，实现在处理后玉米淀粉乳黏度降低10％以上的技术突破研究。

发明内容

申请发明所需要解决的技术问题是：公开一种利用高压脉冲电场技术快速降低高浓度玉 米淀粉乳黏度的方法。

申请发明的技术方案是：

1.一种快速降低高浓度玉米淀粉乳黏度的方法，其特征在于，以含水量为3～5％的玉 米淀粉为原料，经过调浆、高压脉冲电场处理、升温和恒温调控过程，能够实现经高压脉冲 电场处理后30～40％玉米淀粉乳升温至45～60℃时其黏度降低了10％以上；

1)所述的调浆过程，是以含水量为3～5％的玉米淀粉为原料，选用去离子水、纯净 水、蒸馏水、自来水中的任意一种，在15～25℃温度环境下按照重量比调配玉米淀粉乳浓 度为30～40％；再经高速匀浆机器处理，设置转速为300～350rad/min，高速匀浆处 理15～20min后，备用；

2)所述的高压脉冲电场处理过程，包括高压脉冲电场的洁净处理、设定高压脉冲电场的 处理参数、物料处理三个步骤；

所述的高压脉冲电场的洁净处理过程，是指将长度为0.5～3.5mm、半径为0.5～0.8 mm的双电极安装于高压脉冲电场装置上，依次选用70～85％的乙醇、蒸馏水分别清洗 高压脉冲电场内物料循环管路2～3次；

所述的设定高压脉冲电场的处理参数过程，是指将浓度为30～40％的玉米淀粉乳充满 高压脉冲电场全部物料流通管路，调开启高压脉冲电场装置中的恒流泵，使其维持在恒定流 速为10～25mL/min，再调整高压脉冲电场装置的电场强度为10～50kV/cm，电场频率为 500～3000Hz的工作状态下，待机；

所述的物料处理过程，是指在15～25℃温度环境下，开启高压脉冲电场装置，在高 压脉冲电场强度为10～50kV/cm，电场频率为500～3000Hz，物料恒定流速为10～25 mL/min的高压脉冲电场条件下，处理30～40％玉米淀粉乳，并于出口处定期收集被高压 脉冲电场处理后的玉米淀粉乳；

3)所述的升温和恒温调控过程，是指选用超级恒温水浴锅，高压脉冲电场处理过的30～ 40％的玉米淀粉乳在5～10min内，被迅速升温至45～60℃后，恒温至45～60℃后， 迅速采集样品检测黏度，与未经高压脉冲电场处理样品相比，其黏度降低了10％以上。

2.依据权利要求1所述的一种快速降低高浓度玉米淀粉乳黏度的方法，其特征在于，所 述的调浆过程要选用去离子水、纯净水、蒸馏水中的任意一种。

3.依据权利要求1所述的高压脉冲电场处理过程，包括高压脉冲电场的洁净处理、设定 高压脉冲电场的处理参数、物料处理三个步骤；

所述的高压脉冲电场的洁净处理过程，是指将长度为0.5～3.5mm、半径为0.5～0.8 mm的双电极安装于高压脉冲电场装置上，依次选用70～85％的乙醇、蒸馏水分别清洗 高压脉冲电场内物料循环管路2～3次；

所述的设定高压脉冲电场的处理参数过程，是指将浓度为30～40％的玉米淀粉乳充满 高压脉冲电场全部物料流通管路，调开启高压脉冲电场装置中的恒流泵，使其维持在恒定流 速为10～25mL/min，再调整高压脉冲电场装置的电场强度为10～50kV/cm，电场频率为 500～3000Hz的工作状态下，待机；

所述的物料处理过程，是指在15～25℃温度环境下，开启高压脉冲电场装置，在高 压脉冲电场强度为10～50kV/cm，电场频率为500～3000Hz，物料恒定流速为10～25 mL/min的高压脉冲电场条件下，处理30～40％玉米淀粉乳，并于出口处定期收集被高压 脉冲电场处理后的玉米淀粉乳。

4.依据权利要求1所述的一种快速降低高浓度玉米淀粉乳黏度的方法，其特征在于，所 述的高压脉冲电场的洁净处理过程，清洗选用酒精浓度为75～80％。

本发明技术效果：

(1)本发明实现了以含水量为3～5％的玉米淀粉为原料，经过调浆、高压脉冲电场 处理、升温和恒温调控过程，30～40％玉米淀粉乳经高压脉冲电场处理后，升温至45～60 ℃时玉米淀粉乳黏度降低了10％以上。

(2)本发明所设计通过高压脉冲电场处理玉米淀粉从而降低玉米淀粉乳黏度为提高液化 时投料浓度奠定基础。

具体实施方式

实施例1：

以含水量为3％的玉米淀粉为原料，选用去离子水，在15℃温度环境下调配浓度为30％ 的玉米淀粉乳；再经高速匀浆机器处理，设置转速为300rad/min，高速匀浆处理15min后， 备用；将长度为0.5mm、半径为0.5mm的双电极安装于高压脉冲电场装置上，依次选用75％ 的乙醇、蒸馏水分别清洗高压脉冲电场内物料循环管路2次；设定装置中的电场强度为20 kV/cm，电场频率为2000Hz的工作状态下，待机；在15℃温度环境下，调节高压脉冲电场 的恒流泵，在保持玉米淀粉乳玉米淀粉乳流经高压脉冲电场装置内电极时的恒定流速为25 mL/min的工作状态下，维持高压脉冲电场强度为20kV/cm和电场频率为2000Hz的高压脉 冲电场条件下，处理玉米淀粉乳；利用超级恒温水浴锅，在5min内迅速将经高压脉冲电场处 理的玉米淀粉乳升温至45℃后，迅速收集样品并检测黏度，与未经高压脉冲电场处理样品相 比，其黏度降低了11.5％。

实施例2

以含水量为5％的玉米淀粉为原料，选用自来水，在25℃温度环境下调配浓度为36％的 玉米淀粉乳；再经高速匀浆机器处理，设置转速为320rad/min，高速匀浆处理20min后， 备用；将长度为3.5mm、半径为0.8mm的双电极安装于高压脉冲电场装置上，依次选用80％ 的乙醇、蒸馏水分别清洗高压脉冲电场内物料循环管路3次；设定装置中的电场强度为15 kV/cm，电场频率为1500Hz的工作状态下，待机；在25℃温度环境下，调节高压脉冲电场 的恒流泵，在保持玉米淀粉乳玉米淀粉乳流经高压脉冲电场装置内电极时的恒定流速为23 mL/min的工作状态下，维持高压脉冲电场强度为15kV/cm和电场频率为1500Hz的高压脉 冲电场条件下，处理玉米淀粉乳；利用超级恒温水浴锅，在10min内迅速将经高压脉冲电场 处理玉米淀粉乳升温至60℃，迅速收集样品并检测黏度，与未经高压脉冲电场处理样品相 比，其黏度降低了15.2％。

实施例3

以含水量为4％的玉米淀粉为原料，选用蒸馏水中的任意一种，在22℃温度环境下调配 浓度为37％的玉米淀粉乳；再经高速匀浆机器处理，设置转速为340rad/min，高速匀浆处 理16min后，备用；将长度为1.5mm、半径为0.6mm的双电极安装于高压脉冲电场装置上， 依次选用76％的乙醇、蒸馏水分别清洗高压脉冲电场内物料循环管路3次；设定装置中的电 场强度为50kV/cm，电场频率为2500Hz的工作状态下，待机；在22℃温度环境下，调节 高压脉冲电场的恒流泵，在保持玉米淀粉乳玉米淀粉乳流经高压脉冲电场装置内电极时的恒 定流速为10mL/min的工作状态下，维持高压脉冲电场强度为50kV/cm和电场频率为2500Hz 的高压脉冲电场条件下，处理玉米淀粉乳；利用超级恒温水浴锅，在7min内迅速将经高压脉 冲电场处理玉米淀粉乳升温至50℃后，恒温至50℃后，迅速收集样品并检测黏度，与未经 高压脉冲电场处理样品相比，其黏度降低了20.3％。

实施例4

以含水量为4％的玉米淀粉为原料，选用去离子水，在18℃温度环境下调配浓度为40％ 的玉米淀粉乳；再经高速匀浆机器处理，设置转速为327rad/min，高速匀浆处理17min后， 备用；将长度为0.5mm、半径为0.7mm的双电极安装于高压脉冲电场装置上，依次选用77％ 的乙醇、蒸馏水分别清洗高压脉冲电场内物料循环管路2次；设定装置中的电场强度为30 kV/cm，电场频率为3000Hz的工作状态下，待机；在18℃温度环境下，调节高压脉冲电场 的恒流泵，在保持玉米淀粉乳玉米淀粉乳流经高压脉冲电场装置内电极时的恒定流速为24 mL/min的工作状态下，维持高压脉冲电场强度为30kV/cm和电场频率为3000Hz的高压脉 冲电场条件下，处理玉米淀粉乳；利用超级恒温水浴锅，在8min内迅速将经高压脉冲电场处 理玉米淀粉乳升温至50℃后，迅速收集样品并检测黏度，与未经高压脉冲电场处理样品相 比，其黏度降低了17.9％。

实施例5

以含水量为3％的玉米淀粉为原料，选用纯净水，在20℃温度环境下调配浓度为32％ 的玉米淀粉乳；再经高速匀浆机器处理，设置转速为350rad/min，高速匀浆处理18min后， 备用；将长度为3.3mm、半径为0.7mm的双电极安装于高压脉冲电场装置上，依次选用79％ 的乙醇、蒸馏水分别清洗高压脉冲电场内物料循环管路3次；设定装置中的电场强度为25 kV/cm，电场频率为500Hz的工作状态下，待机；在20℃温度环境下，调节高压脉冲电场的 恒流泵，在保持玉米淀粉乳玉米淀粉乳流经高压脉冲电场装置内电极时的恒定流速为24 mL/min的工作状态下，维持高压脉冲电场强度为25kV/cm和电场频率为500Hz的高压脉冲 电场条件下，处理玉米淀粉乳；利用超级恒温水浴锅，在9min内迅速将经高压脉冲电场处理 的玉米淀粉乳升温至55℃后，迅速收集样品并检测黏度，与未经高压脉冲电场处理样品相 比，其黏度降低了13.5％。