大米淀粉的提取

1、大米淀粉的提取大米是东亚、东南亚和南亚地区的主要食粮，而淀粉是大米的主要成分，占 其重量的75%-85%。大米虽然产量很大，仅我国就年产约1.8亿吨，但由于其价 格较高又是人的主要口粮，并且自身特殊的蛋白和淀粉结合方式使得不能通过水 磨法来提取，提高了加工成本，一般只在部分产量集中的地区才用于加工淀粉及 其深加工产品。因此，和玉米淀粉、薯类淀粉相比，大米淀粉的生产及其深加工 相对比较落后。尽管淀粉工业的三大原料是玉米、小麦和马铃薯，大米淀粉只占 13%，不到玉米的一半，列第4位。然而，随着淀粉应用领域的不断拓展、淀粉 研究的进一步深入，研究者发现大米淀粉具有一些特殊的物理化学性质，能够满 足一

2、些特殊应用行业的需求，并且有着许多潜在的用途，使大米淀粉的研究成为 热点。同时大米淀粉作为世界型可再生资源，凭借其特有的物理化学性质在制药， 化工等各种工业中的特殊领域得到广泛的应用，也对很多传统的非可再生资源起 到了很好的代替作用，具有很好的市场前景。1大米淀粉的提取大米胚乳内部结构紧密，淀粉颗粒细小，并且是以复粒形式紧紧包含在蛋白 质网络中，而且，胚乳中超过80%的蛋白质是碱溶性谷蛋白，它不溶于水，单 用水磨、水洗等方法不能将其除去。因此大米淀粉的分离比较困难，成本比较高。 但大米淀粉具有颗粒细小，分子大小范围窄，低过敏等特点，使其能够应用于许 多特殊领域。因此，将碎米、霉米以及食用品质差

3、的大米生产成大米淀粉将会大 大提高其附加值。目前世界上很多国家都非常重视大米淀粉，并开始大量生产。 欧洲的比利时、德国、荷兰和意大利等国家对大米淀粉有较深入的研究和较高的 生产能力，美国、日本、埃及和叙利亚等国家也已开始研究和生产，目前在美 国和欧洲兴起了大米淀粉研究开发的热潮。大米淀粉的提取方法有碱法、酶法、 表面活性剂法、超声波法和高压均质法等。1.1碱浸法因为大米中的蛋白质有80%是碱溶性谷蛋白，所以用碱液浸提大米蛋白可 以制得高纯度的大米淀粉。该法是用碱液（通常用NaOH）浸泡米粉，使大米淀粉 周围的蛋白质发生分解或松动，弱化大米淀粉与蛋白的组织结构，从而使蛋白质 溶出。先用0.3%-

4、0.5%的NaOH浸泡碎米，碱液的量约为米的2倍，浸泡温度 为室温到50C。浸泡过程中，每隔6 h搅拌1次。共浸泡24h,搅拌以空气搅拌 效果最好。浸泡后去掉浸泡液，加人新的碱液湿磨，然后放人沉淀槽利用沉淀法 进行粒度分级，除去上部澄清部分，将水洗过的淀粉乳液经离心脱水分离出淀粉， 干燥粉碎即得成品。碱处理废液中蛋白质溶解量很高，将其收集起来，通过调节 pH将蛋白质沉淀分离出来，可用作动物饲料。此外，Matheson和Walsh等人采 用0.2mol/L的氨水溶液作为溶剂也取得了比较好的效果。此方法是最常用的提 取大米淀粉的工业方法，虽然这种方法工艺简单，但会污染环境，并且降低了蛋 白和淀粉的

5、品质。1.2酶法传统的碱浸法会产生大量的碱性废液，造成环境污染，将逐渐被酶法所取代。 酶法提取反应条件温和，蛋白质多肽链可水解为短肽链，提高了蛋白质的溶解性， 同时其反应的液固比小，提高了提取液中的固形物含量，降低了用于除去提取液 水分的能量消耗，但此法提取大米淀粉的成本较高，约为碱法的两倍，这主要是 由于蛋白酶的成本较高。取湿磨大米粉配成约35%米粉乳液，于55C、pHl0条 件下加入0.5%的蛋白酶，温和搅拌18 反应过程中要补充NaOH以维持pH 值恒定。反应后的乳液经200目筛过滤，离心(3000g / 20min)，去掉上层黑黄色 上清液，沉淀层用50ml的水清洗两遍，再离心(300

6、0g/15min)，去除上清液，重 复此清洗过程。后将沉淀物分散于50ml水中，调节pH值到7,再离心(1000g/20min)，刮掉暗色上层，用水将下层沉淀物清洗3遍，干燥即得成品。 1.3表面活性剂法表面活性剂法是实验室制备大米淀粉常用的方法。该方法是利用烷基苯磺酸 钠等表面活性剂与蛋白质结合，使蛋白质形成络合物变性而使淀粉分离。将精米 在34倍体积表面活性剂中浸泡4h-48h，常用表面活性剂是l%2%癸酰氧苯 磺酸盐(DoBs)-0.12%Na2S03，倒掉上层清液，残余部分干燥后在研钵中研磨成 粉即可以得到成品大米淀粉。这种方法存在表面活性剂污染的问题，所以限制了 它的发展。1.4超声

7、波法将约5g精米粉末溶于45mL蒸馏水中，置于试管中，用10KHz超声波作用 10min-20min。用200目筛网过滤均浆，静置滤液，然后除去上层暗黑层，将下 层淀粉清洗数遍，干燥粉碎得成品。这种方法的优点在于淀粉回收率高、淀粉颗 粒结构不受破坏并可缩短生产周期，但超声波使淀粉的粘度增加，并且成本比较 高，不易工业化，并且能耗高，所以不适于作为独立提取方法，但可以用来辅助 其他的提取方法。1.5高压均质法这是一种新兴的提取方法，即利用一种特别的均质器所产生的高压，对大米 中的淀粉和蛋白质聚成块进行物理分解，可有效节约成本，对环境无污染，但设 备要求高，投资高。Guraya等人研究发现，在有水存在的情况下，通过高压均 质处理可使大米淀粉和蛋白质形成的复合物发生破裂，从而可以根据密度的不同 进行离心分离。该工艺采