麦芽糊精的发酵工艺流程和设备
麦芽糊精的生产工艺大致可分为3种:酸法工艺、酶法工艺、酸酶法工艺。目前,酸法工艺已基本被淘汰,国内外生产麦芽糊精均采用酶法工艺。酶法产品聚合度在1—6的产物的水解率比值均在2以上,产品透明度高,溶解性强,室温储存不变浑浊。
利用α-淀粉酶对于淀粉的催化水解具有高度的专一性,即只能按照一定的方式水解一定种类和一定部位的葡萄糖苷键,仅水解淀粉,不分解蛋白质、纤维素等。因此,麦芽糊精是以玉米、大米等粗粮直接投料(不是以精制淀粉为原料),经酶法控制部分水解、脱色提纯、真空浓缩、喷雾干燥而成。
为了便于叙述,在此以大米作原料为例,并按优级品质生产工艺说明。
麦芽糊精系列产品的生产按酶法工艺要求可分为6个工序:原料预处理、液化、过滤、浓缩、干燥、包装等。
1原料预处理工序
预处理包括计量投料、热水浸泡、淘洗杂质、粉碎磨浆4个内容,计量投料是为了保证投料准确,便于操作和管理。热水浸泡可使水分渗透到米的内部组织,促进米粒组织膨胀软化,便于淘洗和粉碎。淘洗是为了除去米糠和其他杂质,保障食品卫生和产品质量。粉碎磨浆是为了保证淀粉粒的细度和粉浆的流动性能,使淀粉易于糊化,并为酶能均匀地水解淀粉创造良好的条件。
大米预处理工序技术要求如下:
浸洗后的米,应该色白无米糠,无酸败味,米粒用两手指轻捏即成粉末状。
粉浆细度,60目以上粉粒应占80%以上,手感无粗粒,不允许在粉浆中混有米粒。
粉浆浓度控制在22—24°Bé,1t米磨成的粉浆相当于2.2m3左右。
粉浆不发酵,pH不低于5.2。
淘洗去杂
一般淘洗米采用机械淘洗,通常用压缩空气来翻动淘洗,在特制的洗米罐中进行。
淘洗操作时,将米按规定量送到洗米罐,放入清水,待水浸没米层后,通入压缩空气,利用空气冲击使米粒在水中翻动和相互摩擦,把附着于米粒上的米糠和杂质洗掉,悬浮物从溢流口溢出。当悬浮物基本溢净,可关闭进水阀和空气阀,放出米泔水。如此反复洗米2—3次,可使米粒洗净。
热水浸泡
热水浸泡的目的是为了加快吸收水分,促进米粒组织软化。米粒吸水程度和下列因素有关。
(1) 与米粒吸水和浸米时间有关。一般说来,浸泡时间不能少于2h,否则米粒中心部分的水分浸入不足,这样就不利于米的粉碎和糊化。
(2) 米粒吸水程度还决定于米的品质。非糯性米要相对延长浸泡时间。
(3) 米粒吸水还和浸泡水温度有关。提高水温可加速米粒吸水,缩短浸泡时间。在冬季,浸泡水可利用生产中冷却水代替冷水,但水温不宜高于45℃,若再提高温度,会使米粒表面糊化,淀粉流失。
在浸泡过程中还要注意米粒发酵情况,虽浸泡2h不会很快受到微生物侵入而发酵。若在洗米时没有将米糠洗净,往往也会引起米粒发酵,如此将米磨成粉浆后,会造成液化中途pH下降,致使发生液化困难。凡发酵米粒必须要重新洗米才能粉碎。
米粒和粉浆发酵经常发生在夏秋高温季节,在此期间生产,更应重视环境卫生和设备清洗消毒工作,以减少微生物污染机会。
粉碎磨浆
将米粉碎磨成粉浆,要注意细度和浓度两个质量要求。
粉浆细度影响着液化程度和过滤速度。从糊化角度考虑,粒度细的粉浆溶解性好,容易糊化。从过滤性看,粉浆太细,则不利于过滤。根据工业化规模生产结果表明,粉浆细度以70目为宜,这样液化性和过滤性均好。
粉浆浓度关系到糊化液的流动性和蒸发量,粉浆浓度低,黏度小,流动性好,容易糊化,有利于加热和过滤。但降低液化浓度,增加了蒸发负荷,经济上不合算。高浓度粉浆则流动性差,且糊化困难。所以,粉浆适宜浓度应在22—24°Bé。
砂盘磨工艺操作
开车:接通电源,先空载运转1—2min,检查有无异常振动和噪音,再调节上下磨盘间距到发出有轻微的摩擦声止。
运转:先打开自来水龙头,再落下米粒,同时调节好米和水的流量,保持粉浆一定的浓度。
调节:随时检查粉浆细度,轻轻转动手轮来调节磨盘间的距离,直至细度符合要求为止。但是,粉浆磨得越细,电动机载荷越大。因此,调节磨距不能超越电机额定电流。
停机:物料磨完后,要用水把进料斗和磨腔内残余米粒和粉浆冲洗干净,以防残存粉浆发酵,然后把调节手轮旋松后,关掉电源。
2液化工序
液化的目的是通过α-淀粉酶的作用,将淀粉分解为糊精。要求液化液不黏稠,表面不结皮,具有良好的流动性和过滤性,用碘液检查不应有蓝色反应,水解率应达到规定标
准。
麦芽糊精液化的方法一般有3种:间歇法、连续法和喷射法。
目前国内大多数生产麦芽糊精的厂家采用的是间歇液化法或喷射液化法。
近年来,由于国产新型酶制剂问世,即耐高温α-淀粉酶的出现,极大地促进了液化工艺和液化设备的改进和提高。采用喷射液化器进行液化,大米中的淀粉是否能彻底液化,蛋白质凝聚效果是否
好,蛋白质分离效果如何,关键取决于料液在喷射器内能否形成高强度的微湍流。从目前国内外现有的喷射器实用效果看,这种微湍流强度有所不同。由淮海工学院生物技术
研究中心近期设计的HYW型系列喷射器均能形成高强度的微湍流,淀粉分散效果好,无不溶性淀粉微粒出现,蛋白质凝聚效果及淀粉与蛋白质分离效果明显(蛋白质凝聚后,飘浮于液面上),物料的过滤速度也有了明显的提高。喷射液化时基本无振动,无噪音,能在低气压下工作,无堵塞现象,是目前国内较适合于大米、玉米等粗原料进行喷射液化工艺的较为理想的喷射液化设备。
调浆
先将已粉碎磨好的米浆泵送至调浆罐。打开调浆罐搅拌器,调整米浆浓度至23°Bé,pH6.0左右,钙离子300—500mg/L左右,耐高温α-淀粉酶用量6—8IU/L,搅拌均匀后备用。
液化
喷射器开始使用前,先将喷射器针阀上调5—6圈。再打开蒸汽阀门,将喷射器及层流罐预热至100℃后,启动进料泵,同时关闭进料阀,打开回流阀,并稳定维持进料泵回流约10min。再将进料阀门打开,逐步关小回流阀,使进入喷射器的料液压力大于进入
喷射器的蒸汽压力,仔细调整料阀和针阀,以控制流量,使米浆乳形成空心圆柱状薄膜从喷嘴射出。随时注意调整蒸汽和米浆的流量,严格控制喷射器出口的料液温度在103—105℃。并直接进入层流罐保温20—30min。取样检查,碘反应和水解率均达到规定要求后,打开第二台喷射器蒸汽阀门,并重复上述操作。严格控制喷射器出口的液化液温度在135℃以上,并通过维持罐5min左右,直接进入周转罐准备过滤。
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