一种米糠综合利用的方法技术

本发明专利技术公开了一种米糠综合利用的方法。本发明专利技术秉承“多层级分离、多层次利用”的生物质综合利用的原则，将米糠的主要组份淀粉，木质素和膳食纤维等成功分离、精炼出来，且所获得的淀粉、木质素和膳食纤维的提取率高、完整性好、质量高。提取出来的木质素可以用于食品，化妆品和医疗行业，也可以用于重金属吸附剂。膳食纤维可以用于食品行业，提高了米糠的综合利用率和附加值，提高了企业的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种米糠综合利用的方法
本专利技术涉及一种米糠综合利用的方法，特别涉及一种利用米糠生产木质素，膳食纤维并联产淀粉的方法，属于生物质资源转化与利用领域。
技术介绍
米糠是稻谷加工中最重要的一类副产品，目前我国米糠资源拥有量在1000万吨左右，是一种量大面广的可再生资源。据统计，我国大部分米糠用作家禽的饲料或丢弃，利用率非常低。米糠的主要化学成分包括油脂、淀粉、蛋白质和膳食纤维。米糠是重要的膳食纤维来源，膳食纤维所含能量低、具备一定的持油、持水、抗氧化和吸附胆固醇等能力，有预防便秘、增添饱腹感、降血脂、降血糖等功能，是良好的资源。木质素约占米糠膳食纤维质量的18％-25％。木质素中含有大量的活性基团，如酚羟基、羰基及甲氧基等。木质素具有多种生物学活性，如清除自由基和抗氧化、抗癌变、吸附胆汁酸以及提高动物体内蛋白质利用率等，摄入体内后，可对人体的健康和疾病的防治发挥重要作用，是一种安全、绿色、健康的天然活性物质。Vanessa等还进一步研究木质素作为抗氧化剂对人体的影响，结果表明木质素对皮肤和眼睛无伤害，具有应用于化妆品和医疗行业的潜力。木质素也可以应用于建材、石油、农业，轻工业和环境治理等领域，如制作黏合剂、表面活性剂、炭纤维，活性炭和重金属吸附剂等。因此，木质素的应用极为广泛，具有广阔的开发应用前景。将米糠木质素进行提取分离，即避免了资源浪费，又提高了米糠的附加值。由于米糠淀粉的存在会影响米糠膳食纤维的制备和木质素的提取，制备膳食纤维的前提就是先去除米糠淀粉，因此造成米糠膳食纤维与米糠淀粉联产生产的技术屏障，使得米糠的综合利用率低。目前主要通过对膳食纤维进行改性来提高膳食纤维的功能性质，常用的改性办法有物理法、化学法和酶处理法。这些方法里面没有涉及到米糠木质素的制备，也没有涉及到米糠淀粉，米糠木质素和米糠膳食纤维的联产等方法，限制了米糠的利用率。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种米糠综合利用的方法，利用米糠生产淀粉，木质素并联产膳食纤维的方法，以提高米糠的综合利用率，提高企业的经济效益和社会效益。本专利技术的技术方案为：一种米糠综合利用的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：A前处理：将原料筛选、除杂，粉碎后过40-60目筛，然后置于5-10倍体积的植物油抽提溶剂中，搅拌浸泡1-6h，离心分离，将沉淀风干后脱除溶剂，得到脱脂米糠；B淀粉的分离制备:将脱脂米糠浸泡于pH6.5-8.5的水中，料液比为1:3-1:6，用高速分散机于转速3000转-25000转处理2min-30min后置于筛浆机上进行第一次的筛洗分离；留在筛板上的残渣进行2-3次的高速分散处理后又经过筛浆机进行筛洗分离，收集最后一次筛洗分离的残渣进行下一步的酶解；收集筛浆机的滤液进行离心分离后获得淀粉浓缩物，再经过进一步的清洗，浓缩和干燥得到淀粉；离心分离后的废水可以回用于米糠的高速分散处理或者筛浆机的洗涤水；C淀粉酶和蛋白酶酶解:将步骤B筛洗分离的残渣进行淀粉酶和蛋白酶的酶解；用HCl调节pH值至6-7，加入10u/g-100u/g的高温α-淀粉酶,于90℃-95℃下搅拌反应30min-60min，加入碱性蛋白酶5u/g-40u/g,于40℃-60℃，pH8.0-10.0的条件下搅拌反应60min-90min,搅拌转速100-120r/min,再加热至100℃反应20min，然后抽滤，用水清洗沉淀3-5次，取下层沉淀，干燥后得到米糠总膳食纤维,干燥温度<60℃；D木质素和改性膳食纤维的制备:D1)将米糠膳食纤维加入反应器中进行蒸煮反应，按照固液比1:8-1:20(kg/L)),加入醋酸水溶液，快速升温至90℃-140℃后，并保温60min-240min，加入盐酸催化剂，搅拌转速为100r/min-400r/min；D2)蒸煮结束后，将反应所得的膳食纤维浆料用一定浓度的醋酸水溶液调至浆浓度为8.0％-12.0％，然后移入置换洗涤器中，在35℃-60℃的条件下，进行置换洗涤2-3次，收集醋酸洗涤的滤液与米糠膳食纤维残渣；或用水冲洗膳食纤维残渣，直到膳食纤维残渣不呈酸性为止，再将米糠膳食纤维残渣进行干燥，粉碎得到米糠膳食纤维；D3)回收醋酸和盐酸:将蒸煮后的废液与洗涤滤液混合后采用在一定的压力和温度下减压浓缩，连续蒸馏的方式回收醋酸和盐酸；回收的醋酸和盐酸可以用于蒸煮或洗涤；向浓缩液加入4-8倍体积的水，并调pH至中性，经沉淀、离心分离后，得到的沉淀用酸性水溶液冲洗3-5次，离心分离，获得的固体进行干燥处理，得到米糠木质素；干燥方式可以采用冷冻干燥或者低温干燥，干燥温度<60℃；E膳食纤维残渣过氧化氢处理：将D2步骤收集到的米糠膳食纤维残渣进行醋酸-过氧化氢反应。醋酸的浓度为50％-80％，过氧化氢的加入量为1.0％-5.0％，反应时间60min-240min，固液比1:8-1:15,反应温度60℃-90℃，反应结束后，抽滤，用水冲洗膳食纤维残渣，直到膳食纤维残渣不呈酸性为止，再将米糠膳食纤维残渣进行干燥，粉碎得到改性后的米糠膳食纤维。作为优选方案，步骤B中所述米糠的高速分散温度是25℃-60℃；步骤B中所述筛浆机的筛孔直径为74-75微米；步骤B中所述离心机的转速为4000r.min-1,离心时间为5-10min。作为优选方案，步骤D1中所述醋酸水溶液的浓度为50％-95％(v/v)，盐酸催化剂的用量为0.1％-5.0％。作为优选方案，步骤D2中所述的醋酸水溶液的浓度为45％-70％(v/v)。作为优选方案，步骤D3中所述的压力为0.03MPa-0.09MPa,所述的温度为40℃-60℃。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术秉承“多层级分离、多层次利用”的生物质综合利用的原则，将米糠的淀粉，木质素和膳食纤维等成功分离、精炼出来，且所获得的膳食纤维，木质素和淀粉的提取率高和质量高，提取出来的木质素可以用于食品，化妆品和医疗行业，也可以用以重金属吸附剂。膳食纤维可以用于食品行业和材料行业，提高了米糠的综合利用率和附加值，提高了企业的经济效益和社会效益。(2)本专利技术所采用的醋酸和盐酸可以通过蒸馏的方式回收，减少了化学药品的消耗和废水的治理，有利于企业的工业化生产。(3)本专利技术提供的米糠膳食纤维的改性方法，使得米糠膳食纤维的性能得到很大提升。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。实施例1一种米糠综合利用的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：A前处理：将原料筛选、除杂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种米糠综合利用的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：/nA前处理：将原料筛选、除杂，粉碎后过40-60目筛，然后置于5-10倍体积的植物油抽提溶剂中，搅拌浸泡1-6h，离心分离，将沉淀风干后脱除溶剂，得到脱脂米糠；/nB淀粉的分离制备:将脱脂米糠浸泡于pH 6.5-8.5的水中，料液比为1:3-1:6，用高速分散机于转速3000转-25000转处理2min-30min后置于筛浆机上进行第一次的筛洗分离；留在筛板上的残渣进行2-3次的高速分散处理后又经过筛浆机进行筛洗分离，收集最后一次筛洗分离的残渣进行下一步的酶解；收集筛浆机的滤液进行离心分离后获得淀粉浓缩物，再经过进一步的清洗，浓缩和干燥得到淀粉；离心分离后的废水可以回用于米糠的高速分散处理或者筛浆机的洗涤水；/nC淀粉酶和蛋白酶酶解:将步骤B筛洗分离的残渣进行淀粉酶和蛋白酶的酶解。用HCl调节pH值至6-7，加入10u/g-100u/g的高温α-淀粉酶,于90℃-95℃下搅拌反应30min-60min，加入碱性蛋白酶5u/g-40u/g,于40℃-60℃，pH 8.0-10.0的条件下搅拌反应60min-90min,搅拌转速100-120r/min,再加热至100℃反应20min，然后抽滤，用水清洗沉淀3-5次，取下层沉淀，干燥后得到米糠总膳食纤维,干燥温度<60℃；/nD木质素和改性膳食纤维的制备:/nD1)将米糠膳食纤维加入反应器中进行蒸煮反应，按照固液比1:8-1:20(kg/L)),加入醋酸水溶液，快速升温至90℃-140℃后，并保温60min-240min，加入盐酸催化剂，搅拌转速为100r/min-400r/min；/nD2)蒸煮结束后，将反应所得的膳食纤维浆料用一定浓度的醋酸水溶液调至浆浓度为8.0％-12.0％，然后移入置换洗涤器中，在35℃-60℃的条件下，进行置换洗涤2-3次，收集醋酸洗涤的滤液与米糠膳食纤维残渣；或用水冲洗膳食纤维残渣，直到膳食纤维残渣不呈酸性为止，再将米糠膳食纤维残渣进行干燥，粉碎得到米糠膳食纤维；/nD3)回收醋酸和盐酸：将蒸煮后的废液与洗涤滤液混合后采用在一定的压力和温度下减压浓缩，连续蒸馏的方式回收醋酸和盐酸，回收的醋酸和盐酸可以用于蒸煮或洗涤；向浓缩液加入4-8倍体积的水，并调pH至中性，经沉淀、离心分离后，得到的沉淀用酸性水溶液冲洗3-5次，离心分离，获得的固体进行干燥处理，得到米糠木质素，干燥方式可以采用冷冻干燥或者低温干燥，干燥温度<60℃；/nE膳食纤维残渣过氧化氢处理：将D2步骤收集到的米糠膳食纤维残渣进行醋酸-过氧化氢反应。醋酸的浓度为50％-80％，过氧化氢的加入量为0.5％-5.0％，醋酸和过氧化氢的加入量为1：1，反应时间60min-240min，液比1:8-1:15,反应温度60℃-90℃，反应结束后，抽滤，用水冲洗膳食纤维残渣，直到膳食纤维残渣不呈酸性为止，再将米糠膳食纤维残渣进行干燥，粉碎得到改性后的米糠膳食纤维。/n...

【技术特征摘要】
1.一种米糠综合利用的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
A前处理：将原料筛选、除杂，粉碎后过40-60目筛，然后置于5-10倍体积的植物油抽提溶剂中，搅拌浸泡1-6h，离心分离，将沉淀风干后脱除溶剂，得到脱脂米糠；
B淀粉的分离制备:将脱脂米糠浸泡于pH6.5-8.5的水中，料液比为1:3-1:6，用高速分散机于转速3000转-25000转处理2min-30min后置于筛浆机上进行第一次的筛洗分离；留在筛板上的残渣进行2-3次的高速分散处理后又经过筛浆机进行筛洗分离，收集最后一次筛洗分离的残渣进行下一步的酶解；收集筛浆机的滤液进行离心分离后获得淀粉浓缩物，再经过进一步的清洗，浓缩和干燥得到淀粉；离心分离后的废水可以回用于米糠的高速分散处理或者筛浆机的洗涤水；
C淀粉酶和蛋白酶酶解:将步骤B筛洗分离的残渣进行淀粉酶和蛋白酶的酶解。用HCl调节pH值至6-7，加入10u/g-100u/g的高温α-淀粉酶,于90℃-95℃下搅拌反应30min-60min，加入碱性蛋白酶5u/g-40u/g,于40℃-60℃，pH8.0-10.0的条件下搅拌反应60min-90min,搅拌转速100-120r/min,再加热至100℃反应20min，然后抽滤，用水清洗沉淀3-5次，取下层沉淀，干燥后得到米糠总膳食纤维,干燥温度<60℃；
D木质素和改性膳食纤维的制备:
D1)将米糠膳食纤维加入反应器中进行蒸煮反应，按照固液比1:8-1:20(kg/L)),加入醋酸水溶液，快速升温至90℃-140℃后，并保温60min-240min，加入盐酸催化剂，搅拌转速为100r/min-400r/min；
D2)蒸煮结束后，将反应所得的膳食纤维浆料用一定浓度的醋酸水溶液调至浆浓度为8.0％-12.0％，然后移入置换洗涤器中，在35℃-60℃的条件下，进行置换洗涤2-3次，收集醋酸洗涤的滤液与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳兰，易翠平，林本平，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43