从木薯渣中提取小颗粒淀粉的方法技术

本发明专利技术公开了一种从木薯渣中提取小颗粒淀粉的方法，该方法包括以下步骤：木薯渣经预处理除去游离淀粉，滤渣进行酶解，得到的淀粉乳通过分离精制除去杂质，再经脱水干燥得到小颗粒淀粉。本方法从廉价的木薯渣中提取天然的小颗粒淀粉，无需球磨、改性等工艺，能耗低、成本低、工艺简便，所得小颗粒淀粉粒径均匀，平均粒径为5~6μm，有效解决了小颗粒淀粉生产成本高及木薯渣脱水干燥困难、综合利用率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
从木薯渣中提取小颗粒淀粉的方法
本专利技术属于木薯渣综合利用
，具体是一种使木薯渣易于干燥的同时提取小颗粒淀粉的方法。
技术介绍
木薯渣是生产木薯淀粉所剩下的废料，广西是我国主要的木薯产区，年生产木薯淀粉约50万吨，同时产生100多万吨木薯渣。干木薯渣含有55%左右的残余淀粉，同时含有较高的木质纤维素，含量约为23%左右，以及少量的果胶、灰分、蛋白质和脂肪等。木质纤维素的成分主要有纤维素、半纤维素和木质素，半纤维素和木质素通过共价键联结成网络结构，纤维素镶嵌在其中。木质纤维素可固定自身重量16倍的水分，因木质纤维素稳定的网络结构，此部分水为结合水，大量的水分被包裹束缚，水分难以被游离释放。新鲜木薯渣通常含水量在85%左右，木薯渣脱水干燥一直是技术难题，用常规的晾干、烘干等方法水分难以被脱除。未脱水的木薯渣不利于储存、运输，在堆放过程中容易滋生微生物导致发霉变质，散发酸腐味，还会产生氢氰酸，对环境污染严重，从而制约了木薯渣的再生产和深加工利用，也给木薯加工企业的清洁生产带来很大难题以及环保压力。木薯一般含有20-30%的淀粉，分为游离淀粉和结合淀粉。目前国内的木薯淀粉提取工艺较成熟，可将木薯中的游离淀粉几乎全部提取出来，残余的结合淀粉被木薯渣中的木质纤维素包裹束缚，在淀粉提取过程中很难被游离释放，大量的淀粉随木薯渣被丢弃，造成很大的资源浪费。小颗粒淀粉又称微细化淀粉，是指颗粒粒径小于10μm的一类淀粉。由于小颗粒淀粉具有颗粒细小、分子大小范围窄及低过敏性等特点，在制作脂肪替代物、婴儿食品、生物降解材料、载体材料、纤维织物上浆剂、照相纸以及化妆品等方面有着特殊的作用。目前生产小颗粒淀粉普遍以商业淀粉为原料，通过物理球磨法及化学的酸解、酶解或其他改性方法联用得到，一方面加入化学药剂会产生废液，同时增加了分离精制的难度；另一方面球磨时间长，能耗高，设备投资大，且淀粉颗粒表面出现机械破损，粒径均一性差。中国专利ZL201110090114.6公开了一种采用酶法生产大米淀粉的方法，所得大米淀粉粒径为2~8μm，但原料成本高，不适合工业化生产。因此受产品质量、生产工艺和成本的制约，小颗粒淀粉一直未得到推广应用。木薯渣中残余的结合淀粉为小颗粒淀粉，是天然的小颗粒淀粉，售价约为木薯淀粉的三倍，但至今未有从木薯渣中提取小颗粒淀粉的技术报道。从廉价的木薯渣中提取小颗粒淀粉，不仅成本低、产品质量高，还可减轻木薯渣对环境的污染，实现木薯渣的清洁资源化利用，创造较高的经济效益和社会效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种从木薯渣中提取小颗粒淀粉的方法。该方法无需球磨、改性等工艺，生产成本低、能耗低、工艺操作简便。本专利技术的另一目的在于提供根据所述方法得到的小颗粒淀粉。该小颗粒淀粉为天然提取，粒径分布均匀，平均粒径为5~6μm。本专利技术解决上述技术问题的技术方案为：一种从木薯渣中提取小颗粒淀粉的方法，包括以下操作步骤：（1）预处理：木薯渣中加入2~4倍重量的水，搅拌5~30min，以100目筛网过滤；（2）步骤（1）中的滤液经旋流分离系统回收精制，得到木薯淀粉；（3）酶解：步骤（1）中的滤渣加入1~4倍重量的水，调节pH值3.5~5.5，按滤渣重量的万分之二~千分之五加入复合酶，酶解温度为25~55℃，酶解时间为6~50h；（4）分离精制：步骤（3）中的酶解液经管线式高剪切分散乳化泵处理后，以100目筛网过滤，淀粉乳经除砂器除砂，再通过旋流分离系统浓缩、分离、精制；（5）脱水干燥：步骤（4）得到的淀粉乳经离心脱水，再通过气流干燥得到小颗粒淀粉。所述小颗粒淀粉的平均粒径为5~6μm。所述复合酶按以下重量份数配制：纤维素酶20~40%、β-葡聚糖酶10~20%、木聚糖酶10~15%、戊聚糖酶6~10%、果胶酶10~20%、蛋白酶5~10%、多酚氧化酶4~7%、脂肪酶2~4%、α-淀粉酶1~3%。所述复合酶中的多酚氧化酶为漆酶。上述第（4）步，筛网过滤截留的木薯渣已经比较松软，可以干燥后直接用于生产饲料或加工成纤维制品，例如膳食纤维的原料。上述第（4）及第（5）步，淀粉乳经旋流和离心后分离的水含有少量可溶性糖、果胶等物质，但是这些水可以返回木薯淀粉生产前工序作为清洗原料木薯用水，如果有机物浓度较大，可以采用厌氧或好氧处理回收利用。本专利技术方法具有如下优点：1.本专利技术先对木薯渣进行水洗预处理，可回收木薯渣纤维表面的游离淀粉即木薯淀粉，水洗液可并入木薯淀粉生产工艺中进行分离提纯淀粉，废水可在生产中循环利用。2.本专利技术采用复合酶协同作用于木薯渣，破坏木质纤维素的网状和链状结构，降低木薯渣粘度，使被包裹束缚的结合淀粉——小颗粒淀粉游离出来，提取淀粉后的纤维渣可快速干燥至水分含量为10%左右，酶解效率高，生产条件温和。3.本专利技术从木薯渣中提取天然的小颗粒淀粉，相对于其他种类的天然小颗粒淀粉，本专利技术方法原料价格低廉，来源集中，生产成本低；与目前常用的物理球磨与化学改性方法处理商品淀粉相比，本专利技术方法只需增加反应罐，其余设备均可与木薯淀粉生产设备共用，生产投资少，得到的小颗粒淀粉粒径分布集中，淀粉颗粒表面无破损，能耗低，产生废液少。4.本专利技术小颗粒淀粉可以用于食品工业原料、化妆品原料、造纸填充料、塑料填料、涂料或颜料填充剂等，本专利技术制备得到的小颗粒淀粉作为填料的性能优于目前使用的普通薯类淀粉或谷类淀粉，因为颗粒细小，其附着力、水溶性、填充性等都很好。5.本专利技术方法有效解决了木薯渣难处理应用的问题，不仅可回收木薯淀粉，又可得到附加值很高的小颗粒淀粉，同时处理后的纤维可用于饲料行业或开发纤维制品，减轻了木薯淀粉企业的环保压力，并可为企业带来较高的经济效益。附图说明图1是从木薯渣中提取的小颗粒淀粉的粒径分析结果。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步详细说明。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1从木薯渣中提取小颗粒淀粉的方法：在木薯渣中加入2倍重量的水，搅拌30min，以100目筛网过滤，滤液输送至旋流分离系统进行回收精制，得到木薯淀粉。滤渣中加入4倍重量的水，调节pH值3.5，按滤渣重量的千分之五加入复合酶，复合酶由20%纤维素酶、15%β-葡聚糖酶、15%木聚糖酶、6%戊聚糖酶、20%果胶酶、10%蛋白酶、7%漆酶、4%脂肪酶、3%α-淀粉酶混合配制而成，酶解温度为55℃，酶解时间为6h。反应结束后，将酶解液通过管线式高剪切分散乳化泵处理，再以100目筛网过滤，过滤得到的淀粉乳经除砂器除砂后，以旋流分离系统浓缩、分离、精制，再经离心脱水，通过气流干燥得到小颗粒淀粉。该小颗粒淀粉平均粒径（中位径）为5.59μm。上述木薯渣酶解以后留下的木薯渣可以干燥后直接用于生产饲料的原料或加工成纤维制品。淀粉乳经旋流和离心后分离的水返回木薯淀粉生产前工序作为清洗原料木薯用水，或者采用厌氧或好氧处理后回收利用。实施例2从木薯渣中提取小颗粒淀粉的方法：在木薯渣中加入3倍重量的水，搅拌20min，以100目筛网过滤，滤液输送至旋流分离系统进行回收精制，得到木薯淀粉。滤渣中加入3倍重量的水，调节pH值4.0，按滤渣重量的千分之一加入复合酶，复合酶由30%纤维素酶、10%β-葡聚糖酶、14%木聚糖酶、10%戊聚糖酶、18%果胶酶、8%蛋白本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从木薯渣中提取小颗粒淀粉的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：（1）预处理：木薯渣中加入2~4倍重量的水，搅拌5~30min，以100目筛网过滤；（2）步骤（1）中的滤液经旋流分离系统回收精制，得到木薯淀粉；（3）酶解：步骤（1）中的滤渣加入1~4倍重量的水，调节pH值3.5~5.5，按滤渣重量的万分之二~千分之五加入复合酶，酶解温度为25~55℃，酶解时间为6~50h；（4）分离精制：步骤（3）中的酶解液经管线式高剪切分散乳化泵处理后，以100目筛网过滤，淀粉乳经除砂器除砂，再通过旋流分离系统浓缩、分离、精制；（5）脱水干燥：步骤（4）得到的淀粉乳经离心脱水，再通过气流干燥得到小颗粒淀粉。

【技术特征摘要】
1.一种从木薯渣中提取小颗粒淀粉的方法，其特征在于，由以下操作步骤组成：（1）预处理：木薯渣中加入2~4倍重量的水，搅拌5~30min，以100目筛网过滤；（2）步骤（1）中的滤液经旋流分离系统回收精制，得到木薯淀粉；（3）酶解：步骤（1）中的滤渣加入1~4倍重量的水，调节pH值3.5~5.5，按滤渣重量的万分之二~千分之五加入复合酶，酶解温度为25~55℃，酶解时间为6~50h；（4）分离精制：步骤（3）中的酶解液经管线式高剪切分散乳化泵处理后，以100目筛网过滤，淀粉乳经除砂器除砂，再通过旋流分离系统浓缩、分离、精制；（5）脱水干燥：步骤（4）得到的淀粉乳经离心脱水，再通过气流干燥得到小颗粒淀粉；所述复合酶按以下重量份数配制：纤维素酶20~40...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜毅，雷光鸿，王元春，曹敏，韦艳君，罗左青，梁智，黄忠华，韦子龙，苏树才，黄远泰，
申请(专利权)人：广西轻工业科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：广西;45