Способ получения крахмала из сорго Советский патент 1992 года по МПК C08B30/02 

Изобретение относится к технологии получения крахмала из сорго.

Известен способ получения крахмала из сорго, предусматривающий замачивание зерна в -течение 48-50 ч в замочной воде с содержанием 50г 0,02-0,25% при температуре замочной воды 48-5С°С, дробление, отделение зародыша,отцежи- вание кашки, отделение мезги, выделение глютена, промывание крахмала.

Недостатком этого способа является вредное влияние шелухи на помол, низкий выход крахмала, высокое содержание крахмала в глютене и в промытой мезге, частичная раздробленность выделенного зародыша.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения сортового крахмала, принципиально не отличающийся от способа ./

173

переработки кукурузного зерна, предусматривающий отделение зерна от зерновой оболочки, его замачивание, дробление, выделение зародыша, отцежива- ние кашки, измельчение ее,повторное отцеживание кашки, промывание мезги, выделение глютена из отцеженного крах мального молока, промывание крахмала, его обезвоживание и сушку.

Недостатком известного способа является низкая концентрация 50г (в процессе замачивания при переработке кукурузы концентрация 30 в замочной воде находится в пределах 0,18-0,25%),в результате чего недостаточно дезагрегируют молекулы белков зерна сорго и не подавляется жизнедеятельность большой части микрофлоры. Низкая температура (45-52°С) способствует жизне- деятельности нежелательной микрофлоры, а следовательно, возрастают потери сухих веществ.

Известный способ обеспечивает плохое отделение зерновой оболочки, что приводит к дополнительным потерям крахмала с мезгой и экстрагированию красящих веществ, которые повышают цветность крахмала, а также недостаточное отделение зародыша, что приво

дит к повышенному.содержанию жира в крахмале о

Целью изобретения является повышение выхода крахмала и улучшение его качества.

Способ получения крахмала из сорго включает отделение зерна от зерновой оболочки, его замачивание, дробление, выделение зародыша, отцеживание кашки, измельчение ее, повторное отцеживание кашки, промывание мезги, выделе ние глютена из отцеженного крахмального молока, промывание крахмала, его обезвоживание и сушку, при этом отделение зерна от зерновой оболочки осуществляют путем перемешивания зерна с водой в соотношении 1:(2-2,5) в течение 10-15 мин с последующим удалением выделенной оболочки, при этом замачивание зерна проводят в две ступени, н Первой из которых используют замочную воду с содержанием SOg 0,35-0,40% и процесс ведут в течение ,0 ч при , а вторую ступень проводят в течение 40-45 ч при и содержании 80г в замочной воде 0,03-0,05%, причем дробление проводят также в две ступени, на первой из которых 50-60% зерна дробят на 2-3 ч с последующим смешиванием дробленной массы с водой

, Q

j 0

5

0

5 Q 45 0 55

14

до достижения плотности суспензии 1,,04 г/см и выделением из нее остатка оболочек и затем проводят вторую ступень дробления до заданной величины частиц.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед замачиванием отделяют зерновую оболочку от зерна путем перемешивания его с водой в соотношении 1: :(2-2,5) в течение 10-15 мин„ Зерно замачивают в две ступени с промежуточным отделением замочной воды: на первой ступени замачивают в течение ч в замочной воде с температурой 53-5В°С и содержанием sce 0,35-0,40%; на второй ступени замачивают 40-45 ч в замочной воде с температурой 45 - 48°С и содержанием S02 0,,05%.

Замоченное зерно дробят в две ступени, на первой из которых дробят 50-60% зерна на 2-3 ч. с последующим выделением оставшейся оболочки зерна при плотности суспензии 1,03-1,04 г/см . Дробленое зрено подают на измельчение, 4-5-кратное ситование с совместным отделением крупной и мелкой мезги, а рахмальное молоко подвергают рафи- нировке, очистке от белка, промыванию и сушке.

Перемешивание зерна сорго с водой в соотношении 1:(2-2,5) в течение 10-15 мин перед замачиванием необходимо для удаления оболочки, наличие которой является причиной снижения выхода крахмала и ухудшения его качества, так как наружная оболочка зерна сорго содержит дубильные и красящие вещества.

При соотношении зерна с водой более, чем 1:2,5 (например, 1:2,8), и времени перемешивания более 15 мин наблюдается вымывание оболочки только из зерен, которые легко подвергаются шелушению.

При соотношении зерна сорго с водой менее, чем 1:2 (например, 1:1,8), и времени перемешивания менее 10 мин происходит также некачественное отделение оболочки с одновременным истиранием части открытых зерен, что приводит к значительным потерям сухих веществ с водой.

Замачивание зерна сорго в две ступени, причем на первой ступени в бо- iee жестком режиме (содержание SOZ 0,35-0,40%, температура , про должительность ч), с отделением зерна от замочной воды необходимо для

Сюлее быстрого извлечения и удаления растворимых экстрактивных веществ при отсутствии уноса крахмала. При этом происходит более полное растворение и вывод из эндосперма зерна белковых веществ с относительно высокой молекулярной массой.

При содержании S02 в замочной воде более 0,40%, температуре более 58ffC и продолжительности более 5 ч на первой ступени замачивания возрастает денатурация белков, тормозящая разрушение протеиновых (цементирующих) прослоек, и ослабляются ферментативные процессы, сокращается накопление молочной кислоты, играющей значительную роль в процессе замачивания. Существенно возрастает доля крахмала, подвергшегося модификации в условиях высокой температуры и кислотности среды. Улучшения извлечения крахмала из зерен не наблюдается.

Уменьшение содержания S02 в замочной воде на первой ступени ниже Q,35%, температуры ниже 53° С и продолжительности менее 3 ч повышает жизнедеятельность вредной микрофлоры, происходит медленное набухание и медленное извлечение растворимых веществ, плохо выводятся из эндосперма зерна белковые вещества с относительно высокой молекулярной массой.

Проведение второй ступени замачивания с содержанием SOZ в замочной воде 0,03-0,05%, продолжительностью 40-45 ч при необходимо для получения равномерно и с ослабленными связями между оболочкой,эндоспермом, зародышем хорошо размоченного зерна

1738811

10

20

белка и ослабления связи в крахмало- протеиновой матрице, Дробление зерна сорго в две ступени, на первой из которых 50-60% зер--- на дробят на 2-3 ч. с последующим смешиванием дробленной массы с водой до достижения плотности суспензии 1,03-1,04 г/см3 и выделением из нее остатка оболочек, необходимо для более полного удаления оболочки (пелевы) и для предотвращения раздробления заг родыша.

При достижении раскалывания на пер- ,5 вой ступени дробления более 60% зерна на более чем три части и последующим выделением оболочки при плотности суспензии более 1,04 г/см3 происходит раздробление и удаление части зародыша о

При достижении раскалывания менее 50% зерна на две части на первой ступени с выделением оболочки зерна при плотности суспензии менее 1,03 г/см-3 практически неудаляется оболочка зерна.

При принятом количестве раздроблен- ных зерен обеспечивается ударное воздействие дробилки практически на каждое зерно. Замачивание, проведенное по описанному режиму, обеспечивает разрушение связей оболочки и зерна. При этом, благодаря различной степени набухания оболочки и зерна, они смещаются один относительно другого. При ударе зерно выскакивает из оболочки. 35 Таким образом, достижение дробления 50-60% зерна обеспечивает полное отделение зерен от оболочки.

Раскалывание на второй ступени дробления до заданной величины частиц

2S

30

(легко раздавливающегося между пальца- 40 с последующим выделением зародыша ми)„необходимо для обеспечения более полного выделения чистого зародыша, пригодного для получения ценного сортового масла, содержащего эруковую, ояеиПри содержании S02 в замочной воде на второй ступени замачивания более 0,05%, температуре более 48°С и про,- должительности более 45 ч влажность д5 зерна не увеличивается, а даже несколько уменьшается в результате частичной денатурации белков с потерей влаги. Снижается активность ферментов самого зерна (), которая ведет 50 к разрыхлению связей между эндоспермом и зародышем с одной стороны и оболочкой с другой

При содержании SO в замочной воде менее 0,03%, температуре ниже 45 С 55 и продолжительности второй ступени t замачивания менее 40 ч количество ионов HSO} и ЗОз недостаточно для расщепления необходимого количества

новую, рициноловую и льняную кислоты. При описанном дроблении уменьшается количество очень тонкой мезги, полное выделение крахмала из которой сложнее, чем при переработке кукурузы, а также исключается измельчение зародыша.

П р и м е р 1 (по известному способу) . Пробу зерна сорго массой 1000 г подвергают ситованию на сотрясательном сите для. отделения оболочки от зерна, затем замачивают в течение 48ч при 48°С и содержании S02 в замочной воде 0,20%о Замоченное зерно промывают, дробят в одну ступень с раскалыванием на 6-10 ч. Из полученной кашки

1738811

0

0

белка и ослабления связи в крахмало- протеиновой матрице, Дробление зерна сорго в две ступени, на первой из которых 50-60% зер--- на дробят на 2-3 ч. с последующим смешиванием дробленной массы с водой до достижения плотности суспензии 1,03-1,04 г/см3 и выделением из нее остатка оболочек, необходимо для более полного удаления оболочки (пелевы) и для предотвращения раздробления заг родыша.

При достижении раскалывания на пер- 5 вой ступени дробления более 60% зерна на более чем три части и последующим выделением оболочки при плотности суспензии более 1,04 г/см3 происходит раздробление и удаление части зародыша о

При достижении раскалывания менее 50% зерна на две части на первой ступени с выделением оболочки зерна при плотности суспензии менее 1,03 г/см-3 практически неудаляется оболочка зерна.

При принятом количестве раздроблен- ных зерен обеспечивается ударное воздействие дробилки практически на каждое зерно. Замачивание, проведенное по описанному режиму, обеспечивает разрушение связей оболочки и зерна. При этом, благодаря различной степени набухания оболочки и зерна, они смещаются один относительно другого. При ударе зерно выскакивает из оболочки. 5 Таким образом, достижение дробления 50-60% зерна обеспечивает полное отделение зерен от оболочки.

Раскалывание на второй ступени дробления до заданной величины частиц

S

0

0 с последующим выделением зародыша необходимо для обеспечения более полновую, рициноловую и льняную кислоты. При описанном дроблении уменьшается количество очень тонкой мезги, полное выделение крахмала из которой сложнее чем при переработке кукурузы, а также исключается измельчение зародыша.

П р и м е р 1 (по известному способу) . Пробу зерна сорго массой 1000 г подвергают ситованию на сотрясательном сите для. отделения оболочки от зерна, затем замачивают в течение 48ч при 48°С и содержании S02 в замочной воде 0,20%о Замоченное зерно промывают, дробят в одну ступень с раскалыванием на 6-10 ч. Из полученной кашки

7173

выделяют зародыш флотацией при плотности суспензии 1,06 г/см5. Далее кашку подвергают тщательному измельчению с последующим отделением и промыванием мезги в четыре приема. Крахг мальную суспензию подвергают рафинированию на капроновом сите и направляют на выделение протеина (белка) на разрывных желобах. Крахмальную суспензию фильтруют на воронке Бюхнера, промывают чистой водой в количестве 1бО% к массе крахмала. Полученный крахмал высушивают и анализируют.

Выделенный зародыш промывают, кушат и анализируют„ Результаты анализа приведены в табл. 1-3.

П р и м е р 2о Пробу зерна сорго в количестве 1000 г перемешивают в течение 15 мин с водой в соотношении 1:2,5. Отделенное от оболочки зерно замачивают в течение 5 ч при 58°С в замочной воде с содержанием 50г 0,40%. Замочную воду сливают, а зерно продолжают замачивать в течение 45 ч при 48° С и содержанием S02 в замочной воде 0,05%. Замоченное зерно промывают водой для уменьшения его кислотности и подвергают дроблению в две ступени. На первой ступени достигают дробления 60% зерна с раскалыванием на 2-3 ч. Затем разбавляют суспензию до плотности 1,04 г/см и выделяют оставшуюся оболочку методом флотации„ На второй ступени дробления раскалывают зерна на 4-5 ч., разбавляют сус- пензию до плотности 1,06 г/см и выделяют зародыш. Далее кашку подвергают тщательному измельчению с последующим отделением и промыванием мезги в четыре приема. Крахмальную суспен- зию подвергают рафинированию на капроновом сите и направляют на выделение протеина (белка) на размывных желобах. Крахмальную суспензию фильтруют на воронке Бюхнера, промывают чистой во- дои в количестве 1бО% к массе крахмала. Подученный крахмал высушивают и анализируют. Выделенный зародыш также промывают, сушат и анализируют.

Результаты анализов приведены в табл. 1.

П р и м е р 3. Аналогично примеру 1, пробу зерна сорго перемешивают с водой в соотношении 1:2 в течение 10 мин. Отделенное от оболочки зерно замачивают в течение 3 ч при 53°С.в замочной воде с содержанием 50 0,35%, замочную воду сливают, а зерно продол- 18

жают замачивать в течение АО ч при 45° С и содержании S02 в замочной воде 0,03% Замоченное зерно промывают водой для уменьшения кислотности и подвергают дроблению в две ступени. На первой ступени достигают дробления 50% зерен с раскалыванием на 2-3 ч. Затем разбавляют суспензию до плотности 1,03 г/см и выделяют оставшуюся оболочку методом флотации. На второй ступени дробления раскалывают зерна на 4-5 ч. и выделяют зародыш.

Результаты анализов приведены в jj-абл. 2.

П р и м е р 4. Аналогично примеру 1, пробу зерна сорго перемешивают с водой в соотношении 1:2,3 в течение 12 мин. Отделенное от оболочки зерно замачивают в течение 4 ч при. 55ffC в замочной воде с содержанием S02 0,37% замочную воду сливают, а зерно продолжают замачивать в течение 42,5 ч при 46 С и содержании SOg в замочной воде 0,04%. На первой ступени дробления достигают раскалывание на 2-3 ч. 55% зерна, разбавляют суспензию до плотности ,035 г/см3, и выделяют оставшуюся оболочку методом флотации. На второй ступени раскалывают зерна на 4-5 ч, суспензию разбавляют до плотности 1,06 г/см3 и выделяют зародыш,

Результаты анализов приведены в табл. 3.

Из табл. 1 - 3 видно, что выполнение способа при предлагаемых режимах позволяет получить положительный эф фект,

Способ был также реализован при запредельных значениях величин.

При выдерживании технологических параметров, превышающих предельные значения, снижается выход крахмала, в связи со значительной его модификацией кислотой, при этом увеличивается его кислотность, содержание протеина и золы. При значениях ниже предельных снижается выход крахмала из-за недостаточного разделения составных частей зерна и ослабления связей в белково- крахмальной матрице. Цвет такого крахмала ухудшается, повышается в нем содержание белка и ряда других примесей

Использование предлагаемого способ по сравнению с известным дает возможность повысить выход крахмала на 2,2- 3,0% к массе СВ з,ерна , снизить содер- 2&ание золы в крахмале на 0,02-0,03%

917388

к массе сухого крахмала, снизить содержание протеина на 0,20-0,25% к массе СВ крахмала, снизить кислотность крахмала и улучшить его цвет.

Формула изобретения

Способ получения крахмала из сорго, предусматривающий отделение зерна . от зерновой оболочки,его замачивание, дробление„ выделение зародыша, отце- живание кашки, измельчение ее, повторное отцеживание кашки, промывание мезги, выделение глютена из отцеженного крахмального молока, промывку крахмала, его обезвоживание и сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода крахмала и улучшения его качества, отделение зерна от зерновой оболочки осуществляют путем пе15

20

5

0

1Ю

ремешивания зерна с водой в соотношении 1:2-1:2,5 в течение 10-15-мин с последующим удалением выделенной оболочки, при этом замачивание зерна проводят в две ступени, на первой из которых используют замочную воду с со,- держанием 80г 0,35-0,3% и процесс ведут в течение 3,0-5,0 ч при , а вторую ступень проводят в течение ч при 45-48°С и содержании S02 в замочной воде 0,03-0,05 % причем дробление проводят также в две ступени, на первой из которых 50-60% зерна дробят на 2-3 части с последующим смешиванием дробленой массы с водой до достижения плотности суспензии 1,03-1,0 г/см и выделением из нее остатка оболочек и затем проводят вторую ступень дробления до заданной величины частиц.

Таблица 1

Изобретение относится к технологии получения крахмала из сорго. Цель изобретения - увеличение выхода крахмала и улучшение его качества. Способ предусматривает отделение зерна от зерновой оболочки путем перемешивания зерна с водой в соотношении 1:(2-2,5) в течение 10-15 мин с последующим удалением выделенной оболочки, замачивание зерна в две ступени, на первой из которых используют замочную воду с содержанием SOj 0,35-0,40% и процесс ведут в течение ч при , а вторую ступень проводят в течение 40-45 ч при и содержании S02 в замочной воде 0,03-0,05, дробление в две ступени, на первой из которых ,50-60% зерна дробят на 2-3 ч с последующим смешиванием дробленой массы с водой до достижения плотности суспензии 1,03-1,04 г/смэ и выделением из нее остатка оболочек, и затем на второй ступени дробление осуществляют до заданной величины частиц.После дробления осуществляют выделение зародыша, отцеживание кашки,измельчение ее, повторное отцеживание кашки, промывание мезги, выделение глютена из отцеженного крахмального молока, промывку крахмала, его обезвоживание и сушку. 3 табл. в 1В 1 00 00 00

Выход крахмала, % к массе

СВ зерна

Содержание общей золы, % к массе сухого крахмала Содержание золы, нерастворимой в Ш-ной НС1, % к массе сухого крахмалаСодержание протеина, % к массе СВ крахмала Цвет

Количество крапин на I дм3 поверхности крахмала при рассмотрении невооруженным глазом Кислотность, мл 0,1 н. раствора NaOH на 100 г сухого крахмала Выход зародыша с шелухой, % к массе СВ зерна Содержание крахмала в зародыше, % к массе СВ зародыша

6,о

0,17

0,02

0,90

Белый с красноватым оттенком

200

2М М 18

11

1738811

Выход крахмала, % к массе СВ зерна65,8

Содержание золы общей, % к массе сухого крахмала0,15 Содержание золы, нерастворимой в 10%-ной НС1, % к массе сухого крахмала0,01 Содержание протеина, % к массе СВ крахмала 0,75 Цвет Белый

Количество крапин на 1 дм2поверхности крахмала при рассмотрении невооруженным глазом Кислотность, мл 0,1 и. раствора NaOH на 100 г сухого крахмала Выход зародыша с шелухой, % к массе СВ зерна Содержание крахмала в зародыше, % к массе СВ зародыша

Показатели

Выход крахмала, % к массе СВ зерна67,0 Содержание золы общей, % к массе сухого крахмала 0,15 Содержание золы, нерастворимой в 10%-ной НС1, % к массе сухого крахмала 0,01 Содержание протеина, % к массе СВ крахмала 0,70 ЦветЬелый

Количество крапин на 1 дм поверхности крахмала при рассмотрении , невооруженным глазом 120

12 Таблица 2

с красм оттен

Таблица 3

Данные по способу

Предлагаемый | Известный

б,о 0,17

0,02

0,90

Белый с новатым тенком

200

I j

Кислотность, мл 0,1 н. раствора NaOH на 100 г 18,0 сухого крахмала Выход зародыша с шелухой, % к массе СВ зерна3,5 Содержание крахмала в зародыше, % к массе СВ зародыша 12

173881

14 Продолжение табл. 2

1 2М

М

18