淀粉及淀粉制品加工工艺学

1、1生产淀粉原料的条件 淀粉含量高、产量大、副产品利用率高 原料加工、贮藏、销售容易 价格便宜 不与人争口粮 一、玉米子粒的结构及化学组成 玉米类型：如马齿型、半马齿型、硬粒型、甜质型、糯质型、爆裂型、高直链淀粉型、 高赖氨酸型和高油型等。 世界上大面积种植的主要是：马齿型、半马齿型和硬粒型玉米 适合生产淀粉的原料主要是：马齿型，糯质型和高直链淀粉型玉米是专用淀粉的原料。 皮层：它是由坚硬而紧密的细胞（果皮）和一层很薄的不具备细胞构造的半透明膜（种皮） 所组成。 胚芽位于靠近子粒基部的位置，含油量高，营养丰富，韧性强占子粒纵切面面积近1 / 3,占子粒质量的8%14%。 胚乳是子粒的主要部分，胚

2、乳细胞里充满了淀粉，约占子粒质量的82%。 玉米子粒的化学组成主要是淀粉，约占子粒质量的 表5-1马齿型玉米的化学组成 淀粉 %可溶性糖 20% 蛋白质%纤维素 % 脂肪 %水 % 灰分%密度kg/m3 玉米子粒结构的不同部分所含的化学成分的量是不同的，淀粉主要含在胚乳中， 胚中脂 肪含量最高，皮层主要含纤维素及灰分。 占子粒% 淀粉 蛋白质 脂肪 灰分 可溶性糖 胚芽 胚乳 种皮 果皮 从玉米子粒中提取淀粉需要把子粒的各种化学组分进行有效地分离，以便最大程度地提 纯淀粉，并回收其他成分。 1）玉米子粒硬度大，要采取浸泡法使其吸水软化。 2）根据胚芽含油量大，但韧性强的特点，对玉米进行粗破碎、

3、分离胚芽。 3） 玉米胚乳中淀粉与蛋白质的结合非常牢固，要通过所添加的S02来打开包围在淀粉 粒表面的蛋白质网膜进行分离。 4）皮层及纤维则主要是在湿磨后采取筛选方式去除。 玉米淀粉提取采用湿磨工艺，自1842年开始在美国应用。 1、玉米淀粉生产包括 3个主要阶段：玉米清理、玉米湿磨和淀粉的脱水干燥。 如果与淀粉的水解或变性处理工序连接起来，可以考虑用湿磨的淀粉乳直接进行糖化或 变性处理，省去脱水干燥的步骤。 2、玉米淀粉生产的工艺流程如下图所示（参照课本图6-1 ） 工艺流程中，大致可分为 4个部分：玉米的清理去杂；玉米的湿磨分离; 淀粉的脱水干燥；副产品的回收利用。 其中玉米湿磨分离是工艺

4、流程的主要部分。 玉米淀粉工艺瘢稈图 1、玉米原料选择、加工前的清理和输送 a、生产淀粉要求玉米要充分成熟，含水量符合标准，储存条件适宜，储存时间较短， 未经热风干燥处理，具有较高的发芽率。 b、玉米在收获、脱粒及运输、储藏的过程中，不可避免的要混进各种杂质，这些杂质 在进入浸泡工艺之前必须清理干净。 c、玉米的清理主要用风选、筛选、密度去石、磁选等方法，其除杂方法的原理与小麦、 水稻的清理相同。 d、清理后的玉米送至浸泡罐进行浸泡，一般多采用水力输送法，在输送过程中，注意 定时排掉含有泥沙的污水，补充新水，保证进罐玉米的洁净。 A、玉米的浸泡 （1）玉米浸泡工艺：一般情况下，将玉米子粒浸泡在

5、含有浓度的亚硫酸水中， 在4855C的温度下，保持 6072h，即完成浸泡操作。 （2）浸泡作用：降低玉米子粒的机械强度，有利于粗破碎使胚乳与胚芽分离。 亚硫酸水t蛋白质分子解聚t结晶型结构破坏t分子质量降低t水溶性和亲水性增强 t加速淀粉颗粒释放。 亚硫酸水作用： 1）、作用于皮层，增加其透性，加速可溶性物质的渗透。 2）、可钝化胚芽，使之在浸泡过程中不萌发。 3）、具有防腐作用，抑制玉米在浸泡过程中发酵。 4）、可在一定程度上引起乳酸发酵形成乳酸。 经过浸泡，玉米中 7-10%干物质转移到浸泡水中，其中70%为无机盐类；可溶性碳水化 合物可转移 42%，可溶性蛋白可转移 16%。 (3)

6、、浸泡方法 S02(),低-效果差，高-毒害腐蚀作用 温度( 48-55 C) ，低-浸泡时间长，高 -淀粉糊化，蛋白质变性 a) 、静止浸泡法：在独立的浸泡罐中完成浸泡过程 。 b) 、逆流浸泡法：是将多个浸泡罐通过管路串联起来，组成浸泡罐组，通过泵的作用， 使浸泡液沿着装玉米相反的方向流动。 c) 、连续浸泡：是从串联罐组的一个方向装入玉米，通过升液器装置使玉米从一个罐 向另一个罐转移，而浸泡液则逆着玉米转移的方向流动。 (4) 亚硫酸水溶液的制备 硫磺燃烧炉t产生的 S02气体与吸收塔喷淋的水流结合t 形成亚硫酸水溶液t浓度调整t进入浸泡罐。 (1) 、胚芽分离的工艺原理 经过粗破碎的玉

7、米子粒，胚乳破碎，胚芽保持完整，而胚芽的相对密度小于胚乳碎粒， 在一定浓度的浆液中处于漂浮状态，而胚乳碎粒则下沉，可利用旋液分离器进行分离。 (2) 、玉米的粗破碎：利用齿磨将浸泡的玉米破成要求大小的碎粒。 (3) 、胚芽的分离 水和破碎玉米的混合物t旋液分离器t较重的胚乳颗粒，在离心力的作用下抛向设备的 内壁，沿着内壁移向底部出口喷嘴T胚芽和玉米皮，被集中于设备的中心部位经过顶部喷 嘴排出旋液分离器。 经过破碎和分离胚芽之后， 由淀粉粒、 麸质、皮层和含有大量淀粉的胚乳碎粒等组成破 碎浆料。 在浆料中大部分淀粉与蛋白质、 纤维等仍是结合状态， 要经过离心式冲击磨进行精细磨 碎。 为了达到磨碎

8、效果，要遵守下列工艺规程，进入磨碎的浆料应具有3035C的温度, 稠度 120 220 g / L。 物料进入冲击磨，玉米碎粒经过强力的冲击，使玉米淀粉释放出来，而这种冲击作用， 可以使玉米皮层及纤维质部分保持相对完整，减少细渣的形成 细磨浆料中以皮层为主的纤维成分是通过曲筛逆流筛洗工艺从淀粉和蛋白质乳液中被 分离出去。 曲筛又叫1200压力曲筛，筛面呈圆弧形，筛孔50 pm,浆料冲击到筛面上的压力要达 到kg /cm。,筛面宽度为61 cm ,由6或7个曲筛组成筛洗流程 8 通过曲筛逆流筛洗流程的第一道曲筛的乳液中的干物质是淀粉、蛋白质和少量可溶 性成分的混合物，由于 S02的作用，蛋白质与

9、淀粉已基本游离开来，利用离心机可 以使淀粉与蛋白质分离。 在分离过程中，淀粉乳的pH值应调到，稠度应调到/ L,温度在4954C,最高 不要超过57 C。 分离出蛋白质的淀粉悬浮液含干物质含量为33%35%，其中还含有的可溶性 物质，这部分可溶性物质的存在，对淀粉质量有影响。 为了排除可溶性物质，降低淀粉悬浮液的酸度和提高悬浮液的浓度，可利用真空过滤器 或螺旋离心机进行洗涤，也可采用多级旋流分离器进行逆流清洗，清洗时的水温应控制在 49 52 C。 经过上述6道工序，完成了玉米的湿磨分离的过程，分离出了各种副产品，得到了 纯净的淀粉乳悬浮液。 如果连续生产淀粉糖等进一步转化的产品，可以在淀粉悬

10、浮液的基础上进一步转入糖化 等下道工序，而要想获得商品淀粉，则必须进行脱水干燥。 淀粉脱水要相继用两种方法：机械脱水和加热干燥。 a机械脱水：一般选用离心式过滤机，也可采用真空过滤机进行。 机械脱水对于含水量在60%以上的悬浮液来说是比较经济和实用的方法，脱水效率是 加热于燥的3倍。但达不到淀粉干燥的最终目的，离心过滤机只能使淀粉含水量达到34 % 左右。真空过滤机脱水只能达到40%42%的含水量。而商品淀粉要干燥到12%14%的 含水量 b加热干燥：要迅速干燥淀粉，同时又要保证淀粉在加热时保持其天然淀粉的性质不 变，主要采用气流干燥法。 干燥的顺序：湿淀粉t供料器t螺旋输送器t疏松器t120

11、140 C的洁净热空气t疏 松器的旋转转子t淀粉再粉 碎成极小的粒子，并与空气强烈搅和T干淀粉和废气T筛分 设备t含水量为12%14%的纯净、粉末状淀粉 项目 指标 特级 一级 二级 水分（% 酸度（0T） 20 20 25 灰分（% 蛋白质（% 斑点 1 2 细度 脂肪（% 注：所有项目指标均为不许超过”。 从目前的工艺流程便可知道。玉米淀粉生产副产品主要有浸泡液、胚芽皮渣和麸质水三 种。这些副产品均具很高的应用价值，有的甚至比主产品淀粉价值还高。因此，为了充分有 效地利用玉米资 五 玉米淀粉生产的副产品综合利用 源，提高企业经济效益，减少环境污染。故副产品综合利用是非常必需的。 从目前的工

12、艺流程便可知道。玉米淀粉生产副产品主要有浸泡液、胚芽皮渣和麸质水三 种。这些副产品均具很高的应用价值，有的甚至比主产品淀粉价值还高。因此，为了充分有 效地利用玉米资源，提高企业经济效益，减少环境污染。故副产品综合利用是非常必需的。 玉米原料 清理T杂质浓玉米浆T抗菌与培养剂 Jf SO2水t浸泡T浸泡液t浓缩t干燥t干物质 水T玉米粗破碎胚芽饼（饲料） Jf 胚芽分离T清洗湿胚芽T干燥T干胚芽T胚芽油（食用） J 浆料（胚乳粒和壳皮）细磨 J 水T淀粉筛分T渣T洗涤、干燥T饲料 J 分离蛋白质T蛋白质水T浓缩、脱水、干燥T蛋白粉 J 水T淀粉洗涤 J 脱水 J 干燥 J 粉碎、过筛、包装 J

13、成品淀粉 1玉米浸泡液： 玉米用S02水浸泡时，籽粒中的可溶性物质大部分转移到浸泡液（静止浸 泡法，浓度5-6%;逆流浸泡法，浓度 7-9%）。据分析，浸泡液中的干物质主要为可 溶性糖，可溶性蛋白质，氨基酸，肌醇磷酸，微量元素等。目前浸泡液的利用主要 有两方面： 提取植酸及肌醇： 玉米浸泡液t泵入贮罐 t加入的石灰和的NaOH t搅拌约 10min t溶解状态的植酸与石灰生成植酸钙析出t泵正极枢过滤机t 滤饼即为含 水植酸钙t成品植酸钙T 精制得植酸（用作防腐剂） J 加压水解T过滤T不溶性磷酸盐 J 石灰乳中和 t过滤t滤渣作肥料 J C02t 去钙 T 碳酸钙 J 离子交换 t减压蒸馏 T

14、成品肌醇（为营养 丰富的药品，主治肝硬化、肝炎、血管硬化、胆固醇过高等疾病） 生产玉米浆： 玉米浸泡液t用 2个或3个真空蒸发器t 33-40%浓液体作饲料， 48-50%浓液体（制药厂用作培养抗菌素和酵母的原料） 2玉米胚芽 3麸质水： 麸质水，又称蛋白质水，其含有8-15%的蛋白质，5-8%的淀粉，2-4% 的它干物质。麸质水先经沉淀池自然沉降或浓缩离心机浓缩，然后用板枢过滤机压 滤得滤饼。最后滤饼破碎并经气流干燥便得玉米蛋白粉（又称股朊粉），其蛋白质一 般可达40%上 （最高可达60-70%,这取决于蛋白质分离工艺方法和生产管理），是 动物配合饲料的上佳原料。另外，该蛋白粉近年来又进行了

15、更深入的开发利用，主 要有： 提取醇溶蛋白：蛋白粉中主要为醇溶蛋白。其提取工艺为：玉米蛋白 粉t含NaOH勺88%异丙醇水溶液于 60C下浸提t残渣f离心分离t澄清浸 提液t冷却到-15 C,醇溶蛋白便沉淀于底部t去除上清液便得到浓度为30%勺醇 溶蛋白t真空干燥t醇溶蛋白粉。 该醇溶蛋白溶于 90%勺酒精中，喷涂以食品、药品等的表面，即可形成保护膜，起到 防潮保鲜的作用。 提取玉米黄色素：玉米蛋白粉为金（鲜）黄色。这是因为它含有较多的B -胡萝卜素。 若用正己烷、醋酸乙酯、 酒精等溶剂萃取、萃取液再经真空蒸发即得玉米黄色素。一般其含量约为玉米蛋白粉的 6%玉米黄色素为天然色素，可用于人造奶油

16、、糖果、糕点等食品着 色。 提取谷氨酸：玉米蛋白粉中谷氨酸含量为 %若经盐酸水解、活性炭脱色、离子树 脂交换和真空浓缩精制可得到谷氨酸结晶。谷氨酸是味精和一些医药的原料。 制取食用玉米蛋白粉：粗玉米蛋白粉（具不良风味）t用醋酸乙酯或醋酸乙酯和 水的二元溶剂（：）在70 72C下萃取一1h t萃取物用热水冲洗后再真空干燥t即洗脱臭 的玉米蛋白粉，可做许多食品的配料。但玉米蛋白粉其赖氨酸和色氨酸含量较少，可适量添 加大豆蛋白予以强化。 4. 皮渣：经筛洗得到的湿皮渣直接销售给当地农民作猪牛等牲畜的饲料。这种方式浪 费大，因为，若不立即售出，气温高时容易发酵腐烂。 干燥的生产配合饲料： 湿皮渣含水份

17、约 85%以上，经压榨脱水含水份可降到 55 70% 在经加热干燥便可成为干皮渣，最后按适当比例与胚芽饼粕。玉米蛋白粉、玉米粉以及大豆 粉等配合，便可成为优质配合饲料。 生产高蛋白单细胞酵母：作为玉米淀粉生产，无论技术如何先进， 其分离出来的皮渣 总残留一部分淀粉（可在 10-30%之间），而且一般来说，单位质量的玉米原料，皮渣产量越 高，其残留的淀粉就越多，相应成品淀粉精华就必然下降。另外，除淀粉外，皮渣中还有大 量的五碳糖、六碳糖等糖类。而饲料酵母对这些糖类均能代谢。所以利用玉米皮渣水解物培 养饲料酵母，是利用皮渣的有效途径，其工艺为：干玉米渣t装入水解反应器t按1:10加 入清水t加硫酸

18、调节到酸浓度为t 125-127 C水解2h t水解液用氨水中和值 pH值左右t 过滤t水解液稀释至糖浓度为2% t接种酵母t 残渣作饲料 28-30 C繁殖培养12-20h t至醪液中酵母菌体为 10克/升（以干物计）残糖为9-10% 以上t用压滤机降到含水 75%勺压榨酵母经滚筒干燥至含水10%以下，粉碎包装后即可出厂。 设产品除含丰富的蛋白质外，还含有VB和VD及多种矿物质，是理想的饲 料添加剂。 马铃薯中水分占3/4 ,干物质中80%为淀粉。 形成成环：细胞充满了原生质，含有大量的淀粉颗粒； 外部果肉：含淀粉的主要部分； 内部果肉：淀粉含量少； 2、马铃薯淀粉厂副产品的利用 湿、干饲料

19、的制取 （1）将脱水粉渣和浓细胞液水混合即为营养丰富的湿饲料。 （2）将细胞液用蒸汽加热，使蛋白质凝固，分离出的热凝结蛋白泥与脱水粉渣混合， 加热干燥，成为方便储运的干饲料。 糖-蛋白水解物和蛋白饲料的提取 糖-蛋白水解物含有葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和各种氨基酸。 第三节甘薯淀粉的生产 原料分为：鲜甘薯和甘薯干。 浸泡：采用石灰水（pH为10-11），时间为12h，温度35-40 C,浸泡后甘薯含水量为 60%左 右。 酸碱处理：碱处理：除去淀粉中的碱溶性蛋白质和果胶杂质；酸处理：溶解淀粉中的钙 甘薯淀粉生产的工艺流程图： 甘薯干t预处理t浸泡t破碎t筛分t流槽分离t碱处理 干燥J离心分离J清洗J

20、酸处理J清洗J酸处理J清洗 成品淀粉 分为甜木薯和苦木薯，食用或制作淀粉时均需去皮： 甜木薯：作食品原料 苦木薯：淀粉含量比甜木薯高5%含氰配糖体（%） 木薯淀粉生产的工艺流程图： 木薯T洗涤T去皮T磨碎T筛分T流槽分离T碱处理 处理T清洗T脱水T干燥T成品淀粉 小麦淀粉生产，可分为两种途径吗，以面粉生产淀粉和以麦粒直接生产淀粉。而每种途 径在不同国家又采用了多种方法或工艺。但是目前国内外应用最广的小麦淀粉生产工艺就是 与马丁法即洗面团法。 湿面筋性质及其加工产品 在小麦淀粉生产过程中，100斤面粉可得60-70斤淀粉剩下的除一部分次淀粉外和少量 流失外，其余均为面筋，干基计约10-15%。因

21、此必须进行加工利用，以提高经济效益。 由洗涤面筋产生的小麦淀粉（乳），是生产小麦面筋的副产品。 主体部分在工业上称为 A淀粉，含有大颗粒的晶体淀粉粒及一部分小颗粒球形淀粉粒。 另一部分称为 B淀粉，由小的淀粉粒、戊聚糖等细胞壁物质及损伤的淀粉粒（由干法 加工过程产生，含量可达淀粉总量的20%组成。 小麦淀粉制取过程中不使用二氧化硫，原因一，仅用水即能软化小麦粉颗粒，使蛋白质 和淀粉分离。原因二，二氧化硫能损坏活性小麦面筋的活性，从而降低其使用价值。刚生 产出来的面筋（称生面筋），含水量高达 70%由于蛋白质含量高，生面筋极难保存。尤其 夏天，上午生产出来的生面筋如不及时处理，下午就会腐烂变质，

22、变质的生面筋既不能作 饲料又不能做肥料，并且对周围环境还会造成严重污染。因此，湿面筋生产出来后，应短 时间内加工处理。目前其处理方法主要有： 水面筋：湿面筋分成小块，入锅煮熟即可。但仍不能长期保存（夏天只能存放1-2 天） 油面筋：湿面筋分成小块油炸而成。虽能较长时间保存，但因体积急剧增大很多倍，贮 运很不经济（10吨大卡车只能装运几万公斤油面筋） 干面筋：湿面筋蒸熟后切割成块，晒干或烘干即成。保存期可达1-2年，体积也小。 可供食用，但口感较差。 植物肉制品：湿面筋加各种调味料加工而成。营养十分丰富，但也容易保存和运输。 制成各种面筋罐头：既能长期保存，又便于运输，口味也好，营养又丰富。但因我国的 饮食习惯不同于西方国家，加上投资大，成本高，故难以推