一种从甘薯中连续提取甘薯淀粉、甘薯蛋白、膳食纤维的工艺

摘要

本发明提供了一种从甘薯中连续提取甘薯淀粉、甘薯蛋白、膳食纤维的工艺，专用于甘薯加工，属于食品生物技术领域。甘薯洗净后加入护色液，粉碎、磨碎、压榨，使甘薯渣、细胞液分离，甘薯渣的清洗液与细胞液合并后，过200目标准筛，滤液通过两次离心脱水后干燥得到淀粉；分离出淀粉乳后的滤液降解淀粉后，截留分子量为5000－10000超滤，浓缩，干燥得甘薯粗蛋白；甘薯渣加入生物反应器，加水、蛋白酶、淀粉酶反应后，压滤，干燥，粉碎得不溶性甘薯膳食纤维。本发明方法使甘薯中的有机成分得到充分利用，最大程度地减少了高浓度有机废水及废渣的生成与排放，实现甘薯的全价利用，显著提高甘薯经济价值。

说明书

一、技术领域

本发明为一种从甘薯中连续提取甘薯淀粉、甘薯蛋白、膳食纤维的工艺，将现代生物技术应用于甘薯深加工，专用于甘薯加工，属于食品生物技术领域。

二、背景技术

甘薯又称红薯、地瓜等，在我国分布较广，产量居世界首位。甘薯营养丰富，其块根中水分质量分数为60％～80％，碳水化合物质量分数为10％～25％，以及少量蛋白质、脂肪、纤维素、灰分、维生素等，并有少量的有机酸、多酚类物质和多酚氧化酶等。近年来，营养学家研究发现，甘薯中含有丰富的粘液蛋白质。它是一种多糖和蛋白质的混合物，对人体有着特殊的保护作用，可阻止粥样动脉硬化，提高肌体的免疫能力，对女性保养皮肤、延缓衰老也有很好的作用。目前，我国广大的甘薯产区进行最多、范围最广、规模最大、最容易形成加工产业化的是利用鲜甘薯提取淀粉，或是以甘薯淀粉为原料生产各种食品。国内众多的甘薯淀粉生产企业每天都要产生大量的废水和废渣，资源浪费极大，造成主产品成本高，经济效益低，困扰着加工企业的发展，同时又造成环境污染。因此，综合利用甘薯资源，提高甘薯经济利用价值，是当前我国甘薯加工急需解决的问题。

甘薯综合加工新工艺的研究，实现了甘薯成分的综合利用，提高了甘薯的附加值，对增加甘薯产地的农民收入，贫困地区的脱贫致富，实现农业的可持续发展具有十分重要意义。

三、发明内容

技术问题本发明的目的是针对我国甘薯深加工技术落后，原料利用率低，资源浪费，主产品成本高，经济效益低，缺乏市场竞争力，所研制的一种从甘薯中连续提取甘薯淀粉、甘薯蛋白、膳食纤维的工艺，提供一种甘薯综合加工新技术，提高甘薯的附加值。

技术方案本发明提供一种新型甘薯深加工的技术，包括：

1)甘薯经清洗机洗净后，用锤片式粉碎机，将鲜甘薯破碎成块状料，粉碎过程中加入鲜甘薯重量0.5-2倍的护色液。然后将甘薯碎块加入挫磨机磨碎，再进行压榨，使甘薯渣、细胞液分离。甘薯渣经2次逆流清洗，洗液与细胞液合并后，过200目标准筛，滤液用于提取淀粉和粗蛋白，渣用于提取膳食纤维。

2)淀粉提取：将上述步骤1)过200目标准筛的滤液通过卧式离心机离心，离心速度2000-2700rpm，分离出淀粉乳，淀粉乳再经三足离心机离心(离心速度为1000rpm)脱水后，进行气流干燥，得到水分重量含量为11％-14％的淀粉；

3)粗蛋白提取：将步骤1)中分离出淀粉乳后的滤液加入带有夹套的不锈钢罐中，加入0.1％-0.25％(v/v)淀粉酶降解滤液中残留的淀粉，然后进行超滤(截留分子量为5000-10000)浓缩，浓缩液进一步进行真空浓缩，浓缩液在50-60℃条件下真空干燥，最后经粉碎，120目过筛，即可得甘薯粗蛋白。

4)膳食纤维提取：将上述步骤1)中获得的甘薯渣加入生物反应器，加入2倍自来水，0.15％-0.30％(w/w)蛋白酶，50℃保温2小时。升温至60℃，加入0.2％-0.5％(w/w)淀粉酶，保温1小时，升温至100℃，保温10分钟，然后降至室温，用板框压滤机进行压滤，滤饼在70-80℃条件下干燥，最后经粉碎，100目过筛，即可得不溶性甘薯膳食纤维。

其中甘薯护色液是由质量比0.24％的亚硫酸钠溶液、质量比0.15％的维生素C溶液和质量比0.06％的柠檬酸溶液按体积比为1：1：1的比例混合而成的。

有益效果本发明针对我国甘薯深加工技术落后，原料利用率低，资源浪费，主产品成本高，经济效益低，缺乏市场竞争力的现实，采用现代生物工程技术，通过无水压榨、离心分离脱水，超滤浓缩、生物降解工艺，同时生产出甘薯淀粉、甘薯蛋白、膳食纤维，使甘薯中的有机成分得到充分利用，最大程度地减少了高浓度有机废水及废渣的生成与排放，实现甘薯的全价利用，显著提高甘薯经济价值。本发明的主要优点和积极效果如下：

1.采用无水压榨和离心分离技术，与传统酸沉工艺相比，用水量少，废液中有效成分浓度大，节约浓缩费用；

2.采用超滤膜分离技术，有效分离废液中的不同成分；

3.运用现代生物工程技术，有效去除甘薯渣中的残留淀粉、蛋白质等杂质，生产出高质量的膳食纤维。

四、具体实施方式

黄芯甘薯淀粉、甘薯蛋白及膳食纤维的生产：

选取无霉变、无虫蚀、无病斑、无冻害的甘薯1000公斤。先用鼠笼清洗机清洗，除去甘薯表面大部分的泥沙和杂质，再用滚筒清洗机，主要去表皮及剩余少量泥沙。甘薯经清洗机洗净后，用锤片式粉碎机(JFS-56-36，常州市武进金城发酵机械有限公司)，将鲜甘薯破碎成块状料，粉碎过程中加入鲜甘薯重量0.5-2倍的护色液，护色液由质量比0.24％的亚硫酸钠溶液、质量比0.15％的维生素C溶液和质量比0.06％的柠檬酸溶液按体积比为1：1：1的比例混合而成，然后将甘薯碎块加入挫磨机(MCMJ15，江苏牧羊迈安德食品机械有限公司)磨碎，再进行压榨，使甘薯渣、细胞液分离。甘薯渣经2次逆流清洗，洗液与细胞液合并后，过200目标准筛，滤液用于提取淀粉和粗蛋白，渣用于提取膳食纤维。

1)淀粉提取：将上述过200目标准筛的滤液通过卧式离心机(HY315，张家港市永泰公司)离心，转速为2500rpm，分离出淀粉乳，淀粉乳再经三足离心机(SS800，张家港市永泰公司)离心速度为1000rpm，离心脱水后，进行气流干燥，得到水分含量为12％的淀粉170公斤。

2)粗蛋白提取：将1)中分离淀粉乳后的滤液加入带有夹套的不锈钢罐(PYG1000，温州市神华轻工机械有限公司)中，加入0.1％-0.25％(v/v)淀粉酶降解滤液中残留的淀粉，然后进行超滤(截留分子量为5000-10000)浓缩，浓缩液进一步进行真空浓缩，浓缩液在50-60℃条件下真空干燥，最后经粉碎，120目过筛，即可得甘薯粗蛋白16公斤。

3)膳食纤维提取：将上述甘薯渣加入生物反应器(PYG2000，温州市神华轻工机械有限公司)，加入2倍自来水，0.15％-0.30％(w/w)蛋白酶，50℃保温2小时。升温至60℃，加入0.2％-0.5％(w/w)淀粉酶，保温1小时，升温至100℃，保温10分钟，然后降至室温，用板框压滤机(XAZ70/800-UB，杭州双鲸过滤机有限公司)进行压滤，滤饼在70-80℃条件下干燥，最后经粉碎，100目过筛，即可得不溶性甘薯膳食纤维9公斤。