小麦胚芽综合利用

小麦胚芽综合利用 一、小麦胚芽概述 小麦胚芽是面粉加工过程中的副产品～我国每年可用于开发的小麦胚芽资源高达400万吨～这为其加工综合利用提供了原料基础。小麦胚芽是小麦籽粒中生理活性最强的部分～集天然性、植物性、功能性于一身～小麦胚芽中含有10%左右的小麦胚芽油～油脂中的主要成分是亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸～占胚芽油总量的80%以上～其中人体最重要的必需脂肪酸—亚油酸达50%以上。小麦胚芽中蛋白质含量高达30% 左右～小麦胚芽中必需氨基酸含量占总氨基酸的37.74%～其中赖氨酸占18.5%～可与鸡蛋蛋白的营养价值相媲美。小麦胚芽中含淀粉达40% 以上～大量研究～小麦淀粉的很多特性都优于玉米淀粉。 此外～小麦胚芽油中含有丰富的VE含量高达300mg/100g～被称为“植物油之冠”～磷脂含量为1425mg/100g～具有增强脑力～安定神经～平衡内分泌～提高免疫力和再生力～延缓衰老等作用。它还含有一种对人体具有生理活性的物质—廿八碳醇～能够提高机体的运动耐力～改善心肌功能～提高全身肌肉松驰作用和灵敏性～增强机体的运动能力。 1 小麦胚芽的主要营养成分 组分 脂肪 蛋白质 淀粉 含量,%, 8，10 30 40 二、小麦胚芽的综合利用 目前～关于小麦胚芽研究利用较多的为脂肪、蛋白质、淀粉等。 1 1. 小麦胚芽油的提取 小麦胚芽油的提取工艺主要有压榨法、浸出法、超临界CO萃取2技术以及水酶法等。而以目前的研究及应用情况来看～压榨法和浸出法较切实可行～其中压榨法有热榨和冷榨之分～浸出法又分为正己烷浸出和四号溶剂浸出。 榨法 1.1 热 热榨法是最古老的一种制油方法～但对小宗油厂而言～由于其投资少～见效快～还可避免溶剂引起火灾事故、高压力引起爆炸事故的风险～不失为一种可行的加工方法。 1.1.1 热榨法工艺流程 小麦胚芽磁选蒸炒压榨小麦胚芽油精炼 小麦胚芽饼 图1 小麦胚芽热榨法工艺流程 由于小麦胚芽为厚约0.2mm～直径为2mm的圆片～所以不用压胚工序。 1.1.2 热榨法实际生产效果 经生产后所得油脂颜色为黑色～小麦胚芽油得率低～约3,左右～且精炼困难～效果不理想。建议不采用本工艺生产。 1.2 冷榨法 由于油脂加热后氧化速度大大加快～每提高15?～氧化速度增加1倍。在水分存在下～油脂被氧化后会引起甘三酯的水解及多不饱和脂肪酸的氧化～而且许多脂质过氧化物被认为是致癌的促进剂。所以～现在世界上已存在有多消费冷榨油而少消费热榨油的趋势～特别是小麦胚芽冷榨油更是具有了“软黄金”之称～价格倍增。 2 1.2.1 冷榨法工艺流程 小麦胚芽磁选冷榨冷榨毛油过滤精炼 小麦胚芽饼 图2 小麦胚芽冷榨法工艺流程 1.2.2 冷榨法制取小麦胚芽油设备选择 为避免有铁质进入设备～在小麦胚芽进入流程时～首先进入磁选工序。本工艺较简单～只是在木溜槽的底部和上部各配臵一组5块方型磁铁即可～投资约几百元。 冷榨工序选用ZX-18型榨油机作为冷榨机。过滤工序采用板框式过滤机。 1.2.3 热榨法实际生产效果 经生产后所得油脂颜色为黄色～但小麦胚芽油得率太低～约1,～难以形成正常生产～建议不采用本工艺。 1.3 六号,或正己烷,溶剂预榨浸出法 六号溶剂预榨浸出法有着动力消耗低～出油率高的优点～特别是对低含油量的油料～可以成倍地提高出油率～降低生产成本。 1.3.1 六号溶剂油预榨浸出小麦胚芽油的工艺流程 对于10吨以下油料的浸出～一般选择间歇式浸出罐～在浸出罐内浸出和脱溶。 1.3.2 预榨浸出法制取小麦胚芽油的设备 榨机～浸出罐。 1.3.3 实际试车工艺效果 使用预榨浸出法制取小麦胚芽油～在预榨工序不强调出油率～只 3 要形成预榨饼即可。要求蒸炒时间足够～入榨水分要在4,，6,～预榨饼进入浸出罐后～可以进行正常的浸出并可以正常地脱除粕中溶剂。小麦胚芽油得率6,，7,,本方法使用效果好～建议采用。 1.4 六号溶剂,或正己烷,一次浸出法 由于预榨浸出法需要进行预处理和预榨工序的操作～比较麻烦～且增加了设备投资～而且小麦胚芽的胚片为φ2×0.2 mm～符合一般一次浸出的要求～所以～试着采用了六号溶剂油一次浸出法。 1.4.1 六号溶剂,或正己烷,一次浸出小麦胚芽油的工艺流程 工艺流程同一般浸出工艺流程。 1.4.2 六号溶剂一次浸出法制取小麦胚芽油的设备选择 一次浸出法制取小麦胚芽油的设备同预榨浸出法中浸出车间的设备。 1.4.3 实际试车工艺效果 使用罐组式浸出法浸出小麦胚芽～粕中残油率可达0.7,～浸出效果好。但是由于小麦胚芽粕体积比较小～相互之间结合非常结实～粕的蒸烘非常困难～溶剂蒸汽走短路～从而使粕中溶剂蒸脱不干净～蒸烘效果差。所以～建议改进湿粕蒸脱方式后采用本方法。 1.5 四号溶剂浸出 由于四号溶剂油浸出法设备投资大～且使用高压力容器～需有实力的厂家另行细致论证～在此不作论述。 1.6 小麦胚芽油提取工艺 综上～从各种提取工艺的比较中～我们可以发现六号溶剂或正己烷一次浸出不失为一种切实可行的方法～只是在浸出器和湿粕脱溶方式需作改进。建议采用环形浸出器～采用蒸脱机脱溶。 4 2. 小麦胚芽油的间歇式精炼 2.1 一次碱炼 ?～将油重的0.15,的磷酸,浓毛油在60r/min的搅拌下加热至60 度85,,加入油中～继续搅拌30min～通冷却水降温至30?～加入24波美度的氢氧化钠溶液。加入氢氧化钠的量～按保留酸价10 mgKOH/g油计算～用于二次碱炼。加碱后搅拌30min～降低转速为30r/min～加入油重10,的水～升温至65?～静臵10h以上。 2.2 二次碱炼 将一次碱炼沉降后的油转入另一个碱炼罐～毛油在60r/min的搅拌下冷却至30?～采用24波美度的氢氧化钠溶液用于中和脂肪酸～加碱量按理论碱量加上0.2,超量碱计算。加碱后搅拌30min～降低转速为30r/min～加入油重10,的水～升温至65?～静臵10h以上。 2.3 水洗 将二次碱炼的油转入水洗锅中～调整油温至85?～用与油同温或比油温稍高的热水进行洗涤～以除去油中残存的碱液与肥皂。用水量每次为油重的10,，15,～水洗2，3次。洗涤时配以30r/min的搅拌～使水与油充分接触～同时防止乳化。每次加水后搅拌5min～静臵时间为1h以上。 2.4 脱色 将水洗油抽入脱色锅～加热至100?～真空度保持2000Pa～脱水至油面无泡沫～加入5,的酸化活性白土～在100，110?条件下脱色10min～将小麦胚芽油冷却到60，70?～真空过滤去除脱色白土。 2.5 脱臭 采用脱臭温度260?～真空度266，666 Pa的脱臭条件～脱臭时间2h。 5 2.6 小麦胚芽油的质量指标 表2 小麦胚芽油的质量指标 项目 指标 外观 黄色～无异味～澄清透明～无杂质 色泽,罗维朋比色法133.4mm, 黄30～红2.0 水分及挥发物含量,%, , 0.1 杂物含量,%, , 0.1 相对密度,20?, 0.923~0.933 折射率,20?, 1.469~1.478 碘价,gI/100g油, 115~129 酸价,mgKOH/g油, , 0.20 皂化价,mgKOH/g油, 179~192 过氧化值,mmol/kg, , 6 不皂化物含量,%, 2~6 维生素E含量,mg/100g, 200~500 2.7 小麦胚芽油生产过程应注意的问题 ,1,小麦胚芽中含有大量的解脂酶～小麦胚芽放臵3d其酸价即接近30mgKO H/g油～所以小麦胚芽从面粉厂生产出来后～应尽快加工。 ,2,由于小麦胚芽毛油酸价较高～且胶体杂质含量较高～约达2,～所以应采用二次精炼～以提高精炼率。小麦胚芽油的精炼率约为60,，70,。 2 小麦胚芽蛋白的提取 小麦胚芽采用碱溶酸沉提取分离蛋白～其工艺流程如下。 2.1小麦胚芽蛋白的提取工艺流程 一次碱提离心一次提取液 离心小麦胚芽粕二次碱提二次提取液酸沉离心分离上清液 三次碱提离心三次提取液蛋白乳 调节pH粕残渣 喷雾干燥小麦胚芽蛋白 图3 小麦胚芽蛋白提取工艺流程 6 2.2 提取工艺条件 碱溶酸沉法制备小麦胚芽蛋白的最佳工艺条件:pH值10～时间 ?～固液比1:16～提取率为78.97%～酸沉条件:pH值60min～温度45 4.2～得率为66.16%。 2.3 提取设备 提取设备同分离蛋白的提取设备。 3 小麦胚芽淀粉的提取 3.1 小麦胚芽淀粉的提取 粕残渣碱液洗涤水洗涤离心淀粉干燥 图4 小麦胚芽淀粉提取工艺流程 3.2 提取工艺条件 提取蛋白后剩余的残渣中绝大多数为淀粉～对淀粉进行洗涤纯化以回收利用。由于淀粉中含有少量未溶出的蛋白质～因而采用6倍的 pH 值为 9 的碱液进行洗涤～离心后倒掉上清液～重复三次～可去除蛋白质。然后采用 6 倍的水洗涤～离心～重复三次除去淀粉中的NaOH～然后进行干燥得小麦胚芽淀粉。 三 小麦胚芽综合利用技术路线 1. 技术路线 正己烷 小麦胚芽浸出毛油精炼小麦胚芽油调pH 小麦胚粕碱溶离心酸沉离心喷雾干燥芽蛋白 粕渣碱液洗水洗离心干燥淀粉 图5小麦胚芽综合利用技术路线 7 2. 工艺说明 ,1,浸出 :1～浸出时间120min～浸出温度50~55?～选用溶剂溶料比为2 为正己烷或6号溶剂油～湿粕80?左右烘干脱溶。 ,2,蛋白提取 碱溶酸沉法制备小麦胚芽蛋白的最佳工艺条件:pH值10～时间60min～温度45?～固液比1:16～提取率为78.97%～酸沉条件:pH4.2～得率为66.16%。 ,3,淀粉提取 提取蛋白后剩余的残渣中绝大多数为淀粉～对淀粉进行洗涤纯化以回收利用。由于淀粉中含有少量未溶出的蛋白质～因而采用6倍的 pH 值为 9 的碱液进行洗涤～离心后倒掉上清液～重复三次～可去除蛋白质。然后采用 6 倍的水洗涤～离心～重复三次除去淀粉中的NaOH～然后进行干燥得小麦胚芽淀粉。 8