陸學(xué)中，曾凡蓮，張德榜，郭桂霞，李 衡，任廣躍,3

(1.鄭州萬谷機(jī)械股份有限公司，河南 鄭州 450041; 2.河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023; 3.食品加工與安全國(guó)家實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，河南 洛陽(yáng) 471023)

濕法提取玉米淀粉的工藝優(yōu)化

陸學(xué)中1，曾凡蓮2，張德榜1，郭桂霞1，李 衡1，任廣躍2,3

(1.鄭州萬谷機(jī)械股份有限公司，河南 鄭州 450041; 2.河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023; 3.食品加工與安全國(guó)家實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，河南 洛陽(yáng) 471023)

通過單因素和二次通用旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)研究浸泡時(shí)間、溫度、NaHSO3添加量、乳酸添加量對(duì)玉米淀粉提取率的影響，并比較了濕法提取的玉米淀粉與市售淀粉的理化指標(biāo)、透明度、凝沉性、水吸收指數(shù)等性質(zhì)。試驗(yàn)得出玉米淀粉最佳提取條件為：浸泡時(shí)間42 h、浸泡溫度55℃、NaHSO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、乳酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%，淀粉提取率為63.07%。濕法提取玉米淀粉與市售玉米淀粉的理化性質(zhì)接近；與市售玉米淀粉相比，濕法提取玉米淀粉的直鏈淀粉含量、透明度、水吸收指數(shù)、膨潤(rùn)力有所提高，但兩者之間的性質(zhì)差異均不顯著。

玉米淀粉；濕法提?。还に噧?yōu)化；性質(zhì)

玉米是僅次于小麥和水稻的世界第三大糧食作物，我國(guó)的玉米產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)，常年播種面積和總產(chǎn)量均占世界玉米播種面積和總產(chǎn)量的15%以上。在我國(guó)，將近70%的玉米直接用于飼料加工，用于深加工的只占總產(chǎn)量的10%左右[1]，玉米粒中營(yíng)養(yǎng)成分含量最多的是淀粉(70%～75%)。因此，淀粉是玉米深加工的基礎(chǔ)原料。玉米原淀粉主要用于制備變性淀粉、淀粉糖和發(fā)酵產(chǎn)品。此外，還可作為食品、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域進(jìn)一步加工生產(chǎn)的基礎(chǔ)原料。

玉米淀粉的提取方法主要有干法、濕法和酶法。濕法是指玉米原料前處理的加工方法，是將玉米用溫水浸泡，經(jīng)粗細(xì)研磨，分出胚、纖維和蛋白質(zhì)，而得到高純度的淀粉產(chǎn)品。濕法制備的淀粉質(zhì)量純凈，副產(chǎn)品提取率高，生產(chǎn)效率高，比酶法節(jié)省成本。工業(yè)及實(shí)驗(yàn)室中普遍采用的是濕法提取。國(guó)內(nèi)外關(guān)于濕法提取玉米淀粉的報(bào)道較多。姜秀娟[2]研究了影響玉米濕法加工工藝的因素，有國(guó)外學(xué)者[3-4]采用不同的堿液條件提取玉米淀粉并研究了其物性。Wang等[5]運(yùn)用高強(qiáng)度超聲波技術(shù)預(yù)處理玉米籽粒3 min，玉米皮易于被去除，水和亞硫酸溶液很容易進(jìn)入無皮玉米粒中，浸泡時(shí)間被大大縮短。Perez等[6]把整粒玉米先破碎成幾塊再按標(biāo)準(zhǔn)濕磨法浸泡，能夠縮短浸泡時(shí)間，淀粉回收率比整粒玉米浸泡要高，并且淀粉性質(zhì)也沒有發(fā)生變化。Haken等對(duì)浸泡液中乳酸研究發(fā)現(xiàn)，乳酸具有使玉米籽粒軟化，提高籽粒吸水率和促進(jìn)亞硫酸吸收等作用，添加一定量的乳酸可以縮短玉米浸泡時(shí)間，提高淀粉提取率，并且淀粉的性質(zhì)不會(huì)發(fā)生改變[7-8]。

浸泡工藝是淀粉生產(chǎn)中的第一步也是最重要的一步，玉米浸泡效果的好與壞直接影響淀粉和副產(chǎn)品的質(zhì)量和提取率。本試驗(yàn)用NaHSO3和乳酸作為浸泡液，旨在研究浸泡各因素對(duì)玉米淀粉提取的作用，并通過二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的方法，研究浸泡時(shí)間、浸泡溫度、NaHSO3添加量、乳酸添加量對(duì)玉米淀粉提取率的影響，確定出最優(yōu)提取工藝，并對(duì)提取得到的玉米淀粉部分性質(zhì)進(jìn)行研究，為工業(yè)生產(chǎn)玉米淀粉提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

鄭單958玉米品種，產(chǎn)于河南蘭考，已自然晾干；石油醚、乳酸、NaHSO3、氫氧化鈉、乙酸鉛、硫酸鈉、無水乙醇、氫氧化鉀、碘試劑、鹽酸等，均為分析純；玉米直、支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品，購(gòu)于上海源葉生物科技有限公司；市售玉米淀粉，購(gòu)于當(dāng)?shù)爻小?/p>

1.2儀器與設(shè)備

HH-S6型數(shù)顯恒溫水浴鍋,GX-03A不銹鋼中藥粉碎機(jī),UV754N紫外可見分光光度計(jì),JA2003B/N分析天平,標(biāo)準(zhǔn)篩,101型電熱鼓風(fēng)干燥箱，pH計(jì)，打漿機(jī)。

1.3方法

1.3.1濕法提取玉米淀粉的工藝流程

玉米除雜→稱重→浸泡→粗磨→胚分離→細(xì)磨→過濾→多次水洗→過篩→流槽分離→自然晾干→粉碎過篩→成品。

在玉米濕法加工處理中，玉米胚分離原理是利用胚和胚乳的密度差異，將玉米浸泡后，經(jīng)粗磨破碎后，再通過旋液分離器將胚與胚乳進(jìn)行分離。

玉米蛋白分離原理是利用乳酸和NaHSO3的協(xié)同作用，促使玉米蛋白質(zhì)的軟化及膨脹，使分子質(zhì)量較大的可溶蛋白質(zhì)發(fā)生水解。同時(shí)，亞硫酸鹽可將玉米中一部分不溶解蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成溶解蛋白質(zhì)。另外，NaHSO3與玉米蛋白質(zhì)的反應(yīng)永久性地增加了蛋白質(zhì)的溶解度。

玉米纖維分離原理是在胚分離后，經(jīng)進(jìn)一步細(xì)磨后，利用纖維和玉米淀粉的密度差異進(jìn)行篩分。

1.3.2淀粉提取率的計(jì)算方法

玉米淀粉含量測(cè)定參照GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的測(cè)定：第二法酸水解法》進(jìn)行，按式(1)計(jì)算玉米淀粉提取率[9]。

(1)

1.3.3單因素試驗(yàn)

選取的浸泡時(shí)間為12、24、36、48、60 h，共5個(gè)水平；浸泡溫度為35、40、45、50、55、60℃，共6個(gè)水平；以自來水為100%計(jì)，NaHSO3添加量為0%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%，共6個(gè)水平,乳酸的添加量為0%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%，共6個(gè)水平，分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)稱取100 g樣品，浸泡液的水料比是4∶1，平行3次，取其平均值。

1.3.4玉米淀粉提取工藝的優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的方法對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化。

1.3.5驗(yàn)證試驗(yàn)

按提取工藝流程在最優(yōu)條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得出玉米淀粉提取率。

1.3.6玉米淀粉理化指標(biāo)分析

水分：參照GB/T 12087—2008《淀粉水分測(cè)定：烘箱法》進(jìn)行測(cè)定；灰分：參照GB/T 22427.1—2008《淀粉灰分測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；蛋白質(zhì)：參照GB/T 22427.10—2008《淀粉及其衍生物氮含量測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；脂肪：參照GB/T 22427.3—2008《淀粉總脂肪測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；細(xì)度：參照GB/T 22427.5—2008《淀粉細(xì)度測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；斑點(diǎn)：參照GB/T 22427.4—2008《淀粉斑點(diǎn)測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；pH值參照GB/T 8884—2007《馬鈴薯淀粉：pH值的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定。

1.3.7淀粉中直鏈淀粉與支鏈淀粉含量的測(cè)定

采用單波長(zhǎng)比色法測(cè)定玉米淀粉直鏈淀粉及支鏈淀粉含量[10]。制備直/支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液，分別取直鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3 ml，支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)工作液2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 ml。繪制直/支鏈淀粉的標(biāo)準(zhǔn)曲線，并進(jìn)行樣品的測(cè)定。根據(jù)回歸方程得出淀粉中所含直/支鏈淀粉含量，按式(2)計(jì)算淀粉中所含直/支鏈淀粉含量。

(2)

式中，50、50分別為兩次定容的體積，ml；5為吸取的濾液體積，ml；M為稱取的已脫脂樣品的質(zhì)量，g；Y為通過直/支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線求得的淀粉含量，mg/ml；W為玉米淀粉的水分。

1.3.8淀粉糊透明度和凝沉性的測(cè)定

稱取一定量的淀粉樣品于燒杯中，加蒸餾水配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的淀粉乳，沸水浴30 min，并不斷攪拌保持淀粉乳體積不變，冷卻至室溫，用分光光度計(jì)，以蒸餾水為空白，在620 nm波長(zhǎng)處測(cè)定淀粉糊的吸光度[11]。

將100 ml配制好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的淀粉乳，放入帶塞量筒中，室溫條件下靜置24 h記錄上層清液和下層沉淀物體積。用下層沉淀物體積占糊總體積百分?jǐn)?shù)表示糊的凝沉性[11]。

1.3.9淀粉水溶解指數(shù)、水吸收指數(shù)與膨潤(rùn)力的測(cè)定

將50 ml的離心管稱重，加入2.5 g淀粉樣品，用30 ml 30℃的水調(diào)成淀粉乳振蕩30 min，然后在3 000 r/min下離心10 min。上清液傾入已稱重的蒸發(fā)皿。剩余的膠狀物稱重，膠狀物占淀粉干重的比例(g膠/g干淀粉)即為淀粉的水吸收指數(shù)。上清液干燥后稱重，占淀粉干物質(zhì)的百分比即為淀粉的水溶解指數(shù)。

稱取一定量樣品(2%，干基)加蒸餾水制成懸浮液，30℃保溫?cái)嚢?0 min，得到組織狀態(tài)均勻的淀粉乳，3 000 r/min離心30 min，取上清液蒸干，于105℃烘至恒重，稱重[11]。按式(3)計(jì)算膨潤(rùn)力。

(3)

2 結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)

2.1.1浸泡時(shí)間對(duì)玉米淀粉提取率的影響

選定提取溫度為50℃，NaHSO3及乳酸的添加量為0.5%，浸泡不同的時(shí)間，所得的淀粉提取率如圖1。由圖1可知，隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，玉米淀粉提取率逐漸增大，36 h前增加較為顯著，之后緩慢減少，趨于穩(wěn)定?？赡苁且?yàn)橛衩鬃蚜Ｎ蛎洠奢^容易將皮層、胚、胚乳分離，使淀粉溶出，隨著浸泡時(shí)間的增加，玉米籽粒達(dá)到飽和的溶脹度后，將不再吸水膨脹，且玉米中淀粉的含量是一定的，浸泡一定的時(shí)間后，玉米淀粉幾乎全被提取。因此，提取率趨于穩(wěn)定，浸泡時(shí)間以36 h最佳。

圖1 浸泡時(shí)間對(duì)玉米淀粉提取率的影響

2.1.2浸泡溫度對(duì)玉米淀粉提取率的影響

選擇浸泡時(shí)間為36 h，NaHSO3及乳酸的添加量分別為0.5%，在不同的溫度下浸泡，所得的淀粉提取率如圖2。由圖2可看出，隨著溫度的升高，淀粉提取率逐漸增加，當(dāng)溫度超過50℃時(shí)，淀粉提取率略有下降，之后保持穩(wěn)定，產(chǎn)生這種變化的原因可能是在高溫下浸泡，玉米中的蛋白質(zhì)發(fā)生變性，淀粉很難與蛋白質(zhì)分離，從而導(dǎo)致淀粉提取率下降。因此，選擇浸泡溫度為50℃。

圖2 浸泡溫度對(duì)玉米淀粉提取率的影響

2.1.3NaHSO3添加量對(duì)玉米淀粉提取率的影響

選擇浸泡時(shí)間為36 h，浸泡溫度為50℃，乳酸的添加量為0.5%，添加不同量的NaHSO3浸泡液進(jìn)行浸泡，所得的淀粉提取率如圖3。由圖3可看出，在浸泡過程中NaHSO3的加入能顯著提高玉米淀粉提取率，比未加入NaHSO3時(shí)的淀粉提取率高出17.99%。隨著NaHSO3添加量的升高，淀粉提取率逐漸增加，當(dāng)NaHSO3添加量超過0.5%時(shí)，淀粉提取率幾乎保持不變。

產(chǎn)生這種變化的原因可能是環(huán)繞淀粉團(tuán)粒的基質(zhì)是由谷蛋白組成的，亞硫酸鹽與玉米蛋白質(zhì)反應(yīng)后導(dǎo)致二硫鍵被還原，阻止了二硫鍵的形成，永久性地增加了蛋白質(zhì)的溶解度，亞硫酸先經(jīng)過胚作用于玉米的種皮，使胚鈍化，使半滲透性的表皮變成滲透性表皮，因而可以加速可溶性物質(zhì)向浸泡液中滲透，亞硫酸可把玉米中一部分不溶解蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成溶解蛋白質(zhì)[2]。當(dāng)NaHSO3添加量達(dá)到一定值后，淀粉被蛋白質(zhì)溶解后的氨基酸和氮堿所包圍，提取所得的淀粉質(zhì)量降低。

圖3 NaHSO3添加量對(duì)玉米淀粉提取率的影響

2.1.4乳酸添加量對(duì)玉米淀粉提取率的影響

選定浸泡時(shí)間為36 h，浸泡溫度為50℃，NaHSO3的添加量為0.5%，采用不同添加量的乳酸進(jìn)行浸泡，所得的淀粉提取率如圖4。

圖4 乳酸添加量玉米淀粉提取率的影響

由圖4可看出，添加乳酸有助于提高玉米淀粉的提取率，隨著乳酸添加量的升高，淀粉提取率增加，當(dāng)乳酸超過0.5%時(shí)，淀粉提取率幾乎不變。

可能由于乳酸能促進(jìn)玉米蛋白質(zhì)的軟化及膨脹，還能使分子質(zhì)量較大的可溶蛋白質(zhì)發(fā)生水解，乳酸和NaHSO3協(xié)同作用能有效縮短浸泡時(shí)間，從而提高淀粉提取率，但過量的乳酸使浸泡液的環(huán)境發(fā)生變化，在增加蛋白質(zhì)的溶解度的同時(shí)也會(huì)促進(jìn)蛋白質(zhì)變性，使淀粉和蛋白質(zhì)的分離更加困難[12]。

由上述單因素試驗(yàn)結(jié)果可知，浸泡時(shí)間、浸泡溫度及乳酸添加量對(duì)玉米淀粉提取率影響的數(shù)據(jù)圖中，提取率最大值均超過60%，而NaHSO3添加量對(duì)玉米淀粉提取率影響的數(shù)據(jù)圖中，提取率最高不到60%。其原因可能是各試驗(yàn)因素之間的交互影響作用所致。為獲取較為準(zhǔn)確的最佳工藝參數(shù)組合，特選取五水平的二次通用旋轉(zhuǎn)組合進(jìn)行交叉組合試驗(yàn)，詳見表1。

2.2玉米提取工藝條件優(yōu)化

2.2.1試驗(yàn)因子及編碼水平

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選取浸泡時(shí)間、溫度、浸泡液中NaHSO3添加量、乳酸添加量4個(gè)因素為二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的影響因子，并確定出各因子的適當(dāng)水平，如表1所示。

表1 試驗(yàn)因素和編碼水平表

2.2.2二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)方案及結(jié)果

由Design分析軟件進(jìn)行4因子二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，包括31個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),具體試驗(yàn)方案及試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

從表2可以看出，濕法玉米淀粉的提取率可超過60%。濕法玉米纖維皮聯(lián)結(jié)的淀粉含量一般為5%左右，實(shí)驗(yàn)室利用乳酸和NaHSO3協(xié)同作用及濕法粗細(xì)磨功能，促使纖維皮聯(lián)淀粉充分脫落，再加上胚、蛋白質(zhì)的徹底分離，這些都是實(shí)驗(yàn)室淀粉提取率較高的原因。

2.2.3四元二次回歸方程的建立與檢驗(yàn)

對(duì)表2中的試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可得出淀粉提取率與浸泡時(shí)間、溫度、NaHSO3添加量、乳酸添加量4因子的數(shù)學(xué)回歸模型為：

Y=109.242-0.734X1-2.284X2+10.503X3-36.614X4+0.008X1X2+0.171X1X3+0.375X1X4+0.317X2X3-0.034X2X4-3.75X3X4+0.003X12+0.024X22-19.961X32+44.039X42。

試驗(yàn)結(jié)果方差分析見表3。回歸方程失擬性檢驗(yàn)F失=2.80lt;F0.05(10，6)=4.06，不顯著，回歸方程不失擬，所得出的二次回歸模型是適當(dāng)?shù)?，模型的相關(guān)系數(shù)是0.936 8，表明該方程可以較好地反映所選試驗(yàn)因素之間的關(guān)系?；貧w方程的顯著性檢驗(yàn)F=19.02gt;F0.01(14,16)=3.45，極顯著，說明方程預(yù)測(cè)值與實(shí)際值非常吻合，方程可用。對(duì)回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)，可得出單因子系數(shù)都具有顯著性，而交互作用中除浸泡溫度與時(shí)間交互作用不是很顯著外，其他的交互項(xiàng)也均不顯著，二次項(xiàng)中只有浸泡溫度是顯著的。由回歸方程各個(gè)系數(shù)檢驗(yàn)F值大小可以判定4個(gè)因素對(duì)淀粉提取率影響大小順序依次為：浸泡溫度、乳酸添加量、浸泡時(shí)間、NaHSO3添加量。在P=0.05顯著水平下剔除不顯著項(xiàng)，得到優(yōu)化后的方程為:

Y=109.242-0.734X1-2.284X2+10.503X3-36.614X4+0.024X22。

表3 方差分析表

2.2.4參數(shù)優(yōu)化及驗(yàn)證試驗(yàn)

由于數(shù)學(xué)回歸模型不存在提取率函數(shù)的極大值，因此,可采用頻率分析方法[13]進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。由表4可知，在95%的置信區(qū)間內(nèi)玉米淀粉提取率大于59%的優(yōu)化提取方案為浸泡時(shí)間39.30～43.51 h、浸泡溫度53.92～55.57℃，NaHSO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.52%～0.55%和乳酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.54%～0.58%。優(yōu)化提取的平均值方案為浸泡時(shí)間41.41 h、浸泡溫度54.75℃、NaHSO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.535%、乳酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.56%。為便于指導(dǎo)實(shí)際操作，將最優(yōu)參數(shù)組合定為浸泡時(shí)間42 h、浸泡溫度55℃、NaHSO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、乳酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%。按照最優(yōu)組合條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，平行3次淀粉提取率為63.07%，與理論值(62.82%)相接近，說明所得參數(shù)方程具有較好的預(yù)測(cè)能力。

表4 淀粉提取提取率在59%以上的242個(gè)方案中各因子頻率表

2.2.5玉米淀粉的理化指標(biāo)

由表5可知，實(shí)驗(yàn)室濕法制備玉米淀粉與市售玉米淀粉的理化指標(biāo)差異較小。國(guó)標(biāo)中主要以水分、灰分、蛋白質(zhì)、脂肪、細(xì)度等作為衡量食用玉米淀粉品質(zhì)的指標(biāo)。由表5可知，本試驗(yàn)優(yōu)化的玉米淀粉符合國(guó)家相關(guān)要求。

表5 淀粉理化指標(biāo)

2.2.6玉米淀粉中直鏈淀粉與支鏈淀粉含量

按照1.3.7節(jié)測(cè)得直/支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)曲線分別見圖5、圖6，并測(cè)得市售玉米淀粉中直鏈淀粉、支鏈淀粉含量分別為23.13%、74.43%，而濕法提取玉米淀粉中直鏈淀粉、支鏈淀粉含量分別為26.78%、70.33%，表明濕法提取淀粉比市售淀粉中直鏈淀粉高，原因可能是濕法制備淀粉時(shí)，使用機(jī)械粉碎玉米粒，使得支鏈結(jié)構(gòu)遭到破壞，降解為小分子量的直鏈淀粉。

圖5 直鏈淀粉的標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖6 支鏈淀粉的標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2.7淀粉糊透明度和凝沉性及淀粉水溶解指數(shù)、水吸收指數(shù)與膨潤(rùn)力

淀粉糊透明度和凝沉性及淀粉水溶解指數(shù)、水吸收指數(shù)與膨潤(rùn)力檢測(cè)數(shù)據(jù)見表6。

對(duì)表6中數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析可得，市售淀粉與濕法提取的制淀粉透明度(P=0.49gt;0.05)、凝沉體積(P=0.28gt;0.05)、水溶解指數(shù)(P=0.03gt;0.01)、水吸收指數(shù)(P=0.12gt;0.05)及膨潤(rùn)力(P=0.05gt;0.01)差異均不顯著。

濕法提取的淀粉透明度比市售淀粉高，原因可能與玉米淀粉中的直鏈淀粉含量有關(guān)，直鏈淀粉更易于相互凝聚締合、定向有序排列，使淀粉回生，光線反射，穿透率降低，透明度下降[14]。濕法提取的淀粉凝沉體積、水溶解指數(shù)小、水吸收指數(shù)大，說明濕法提取的淀粉的凝沉性較好，易于凝聚下沉，不易溶解，易于吸水。由于機(jī)械破碎及打漿分散作用導(dǎo)致淀粉顆粒內(nèi)鍵結(jié)合程度降低，濕法提取的淀粉的膨潤(rùn)力稍高[15]。

表6 淀粉的幾種性質(zhì)對(duì)比

3 結(jié)論

通過單因素和二次通用旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)，得出浸泡時(shí)間、溫度、NaHSO3添加量、乳酸添加量與玉米淀粉提取率的回歸方程為：

Y=109.242-0.734X1-2.284X2+10.503X3-36.614X4+0.008X1X2+0.171X1X3+0.375X1X4+0.317X2X3-0.034X2X4-3.75X3X4+0.003X12+0.024X22-19.961X32+44.039X42。

利用頻率分析方法得出玉米淀粉最佳提取條件為：浸泡時(shí)間42 h、浸泡溫度55℃、NaHSO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、乳酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%，淀粉提取率為63.07%，提取的淀粉產(chǎn)品符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，其透明度、凝沉性等與市售淀粉差異均不顯著。

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(責(zé)任編輯：趙琳琳)

Optimizationofwetextractionprocessandpropertiesofcornstarch

LU Xue-zhong1,ZENG Fan-lian2,ZHANG De-bang1,GUO Gui-xia1,LI Heng1,REN Guang-yue2,3

(1. Zhengzhou Wangu Machinery Co. Ltd, Zhengzhou 450041,China; 2. College of Food and Biological Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471023, China; 3. National Experimental Teaching Demonstration Center of Food Processing and Food Safety, Luoyang 471023,China)

Through single factor and quadratic general rotation,we studied the effect of soaking time, temperature, NaHSO3concentration and lactate concentration on the yield of corn starch, and compared the properties of physico-chemical, transparency, coagulation, water absorption index between wet extraction of corn starch and commercially available corn starch. The optimum extraction conditions of corn starch were obtained as: 42 h, 55℃, the concentrations of NaHSO30.5% and the concentrations of lactate 0.6%.Under the conditions,the extraction rate of starch was 63.07%. The physico-chemical properties of wet extraction of corn starch and commercially available corn starch were approached.The amylose content，transparency, water absorption and swelling power of wet extraction of corn starch were improved, compared with commercially available corn starch，but the properties between the two kinds of starch were not significant.

corn starch；wet extraction process；optimization；property

2017-06-13；

2017-10-13

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2017YFD0400901)；國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31671907)；河南省高校科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃資助(16IRTSTHN009)。

陸學(xué)中(1964-)，男，工程師，研究方向?yàn)榧Z食干燥與貯藏。

任廣躍(1971-)，男，博士，教授，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)。

10.7633/j.issn.1003-6202.2017.11.009

TS235.1

A

1003-6202(2017)11-0037-06