一种麦麸糊粉细胞的机械分离富集方法

摘要

本发明公开一种麦麸糊粉细胞的机械分离富集方法，该方法包括以下工艺步骤：（1）干燥含水量8~10%；（2）预粉碎：采用中药粉碎机粉碎1~3min，过40~60目振动筛，取筛上物；（3）剥离粉碎：将步骤（2）所得筛上物投入闭合式粉碎室进行剥离粉碎处理，粉碎室内包括锤式冲击粉碎盘和涡轮分级机，所述锤式冲击粉碎盘直径为150~500mm，共设锤头4~12个，锤头边缘为齿形，锤头转速为35~45m/s；所述涡轮分级机的分级轮转速为2000~3000rpm；（4）筛分分离。本发明方法工艺简单、生产成本低、能耗小，可制备得到具有高富集纯度、高营养价值、细胞结构完整的糊粉细胞产品。

权利要求

1.一种麦麸糊粉细胞的机械分离富集方法，其特征在于以小麦麸皮为加工原料，包括以下工艺步骤：（1）干燥：晾晒小麦麸皮，控制其水分含量为8~10%；

（2）预粉碎：采用中药粉碎机对步骤（1）中干燥后的小麦麸皮进行粉碎1~3min，过

40~60目振动筛，取筛上物；

（3）剥离粉碎：将步骤（2）所得筛上物经喂料斗（1）和螺旋进料器（2）输送入一闭合式粉碎室（3）进行剥离粉碎处理，粉碎室（3）内包括锤式冲击粉碎盘（4）和涡轮分级机（5），粉碎室（3）内壁装有带齿状物、沟槽或花纹的衬板（6），锤式粉碎机（4）粉碎盘直径170mm，锤头（7）数目为4个，锤头（7）边缘为齿形，锤头（7）与衬板（6）之间距离3mm，调节锤头转速

35~45m/s，涡轮分级机（5）分级轮转速2000~3000rpm，进料速度500~2000g/h；

其具体工作过程如下：输入粉碎室（3）的麦麸与锤头（7）以及衬板（6）发生撞击，加之麦麸自身间的摩擦撞击，使得糊粉层从麦麸中间层分离出来，从而达到剥离粉碎的目的，达到粉碎粒度要求的物料可通过分级轮，未达到粒度要求的物料将被离心力甩入导流圈（8）内，重新落入粉碎室（3）继续剥离粉碎；

（4）筛分分离：收集步骤（3）所得剥离粉碎物并过振动筛，收集100~200μm的筛分样品，即得糊粉细胞成品。

2.根据权利要求1所述麦麸糊粉细胞的机械分离富集方法，其特征在于：步骤（2）所述中药粉碎机规格为最大处理量500g，转速26000rpm。

3.根据权利要求1所述麦麸糊粉细胞的机械分离富集方法，其特征在于：步骤（2）所述预粉碎采用的装置还包括其它以强剪切力和撞击力形式进行物料粉碎的装置。

4.根据权利要求1所述麦麸糊粉细胞的机械分离富集方法，其特征在于：步骤（3）所得3

剥离粉碎物经负压风机送出，并由旋风分离器收集，所述负压风机风量控制为180~250m/h。

5.根据权利要求1所述麦麸糊粉细胞的机械分离富集方法，其特征在于：将步骤（4）所得糊粉细胞成品再次进行步骤（3）~步骤（4）所述操作。

说明书

一种麦麸糊粉细胞的机械分离富集方法

技术领域

[0001] 本发明涉及从小麦麸皮中分离富集糊粉细胞的方法，尤其涉及干法机械分离富集小麦麸皮中糊粉细胞的方法，属于小麦精深加工技术领域。

背景技术

[0002] 谷物是几千年来人类最信赖的食品，特别的，麸皮中含有大量对人体有益的组分，却因口感粗糙而被人类舍弃，十分可惜。我国是小麦种植大国，每年可利用开发的小麦麸皮达到2000万吨以上，但普遍被当做动物饲料使用，并未完全发挥出小麦麸皮中的营养价值。小麦麸皮主要由外果皮、中间层（内果皮、种皮、珠心层）、糊粉层及少量胚乳组成，其中，糊粉细胞团显微结构如图1所示。从营养角度分析，糊粉层是小麦籽粒中极富营养价值的成分。糊粉层中含有维生素、矿物质、脂肪酸、植物保护性物质及营养纤维，尤其是蛋白质含量相当高，含有硫氨酸、蛋氨酸、缬氨酸等氨基酸，其中精氨酸含量最高，这些蛋白质可以作为面筋蛋白质补充配平氨基酸物料；小麦谷粒中80%以上的矿物质都集中于糊粉层，磷是存在于糊粉层的主要矿物质，且大多以植酸盐的形式存在，同时，糊粉层中还含有大量钾、镁、钙、铁、锌等矿物元素；糊粉细胞内含有大量硫胺素（维生素B1）、核黄素（维生素B2）、烟酸（维生素PP）、吡哆酸（维生素B6）、泛酸（维生素B5）、叶酸等，这些B族维生素为人体所必需，缺乏会产生脚气病；糊粉层中还有多种植物保护性物质，包括酚类化合物、木酚素、植物固醇，这些保护性物质具有很强的抗氧化能力，有利于人体新陈代谢和预防衰老，对减少便秘、痔疮、肠癌的发生有重要作用，并对高胆固醇、动脉硬化等症具有显著疗效。由于糊粉层紧密粘结于中间层，在制粉加工中分离难度很大，因此，将小麦麸皮中极具营养价值的糊粉层分离出来，作为食品回添剂或营养补充剂以提高小麦麸皮的附加值，极具社会和经济价值。

[0003] 目前麦麸糊粉细胞分离技术有限，且尚未投入大规模生产。研磨为常采用的工艺，但该法对糊粉层分离程度有限，还会造麦粒糊粉层的损失，产品纯度低。现阶段较为先进的糊粉提取技术主要由瑞士布勒公司研发，该公司公开号CN1447653的专利“从麸皮中提取糊粉的方法”提出通过生物酶促湿法和温和机械碾磨结合剥离糊粉颗粒，再利用湿法或湿法结合干法完成。湿法加工主要包括小麦麸入水加热，加入相应酶液，在酶的作用下破坏各结构层作用力，再结合机械破坏方式使糊粉细胞以单独或细胞簇形式从麸皮中作为组织分离出来，将残渣过滤，细胞内容物溶入溶液中，再通过过滤，透析，反渗透等方法富集；湿法结合干法加工主要为干法分离提纯，包括采用特殊的磨研机，将经过酶处理后糊粉层与果皮层分离，然后，分离料经过若干道的提纯离析，所得

[0004] 干燥分离料再采用对辊磨粉机（布勒公司DNWA型对辊磨粉机）进行微粉碎，微粉碎的麸皮最后通过高压静电场分离。

[0005] 由于麦麸糊粉层营养成分多为水溶性物质，上述湿法或湿干结合法加工将造成大量营养成分（尤其是B族维生素）的损失，大大降低了糊粉成品的营养价值，且细胞完整结构易被破坏，还伴随工艺繁琐、设备复杂、能耗大、成本高等弊端。

发明内容

[0006] 针对现有技术存在的上述缺陷，本申请人经过研究改进，提供一种麦麸皮糊粉细胞的机械分离富集方法。该方法工艺简单、生产成本低、能耗小，可制备得到具有高富集纯度、高营养价值、细胞结构完整的糊粉细胞产品。

[0007] 本发明的技术方案如下：

[0008] 一种麦麸糊粉细胞的机械分离富集方法，以小麦麸皮为加工原料，包括以下工艺步骤：

[0009] （1）干燥：晾晒小麦麸皮，控制其水分含量为8~10%；

[0010] （2）预粉碎：采用中药粉碎机对步骤（1）中干燥后的小麦麸皮进行粉碎1~3min，过40~60目振动筛，取筛上物；

[0011] （3）剥离粉碎：将步骤（2）所得筛上物投入一闭合式粉碎室进行剥离粉碎处理，所述粉碎室内包括锤式冲击粉碎盘和涡轮分级机，通过所述锤式冲击粉碎盘上锤头的撞击粉碎作用和所述涡轮分级机的分级筛选作用使所述筛上物达到剥离粉碎粒度；

[0012] 所述锤式冲击粉碎盘直径为150~500mm，共设锤头4~12个，锤头边缘为齿形，锤头转速为35~45m/s；

[0013] 所述涡轮分级机的分级轮转速为2000~3000rpm；

[0014] （4）筛分分离：收集步骤（3）所得剥离粉碎物并过振动筛，收集100~200μm的筛分样品，即得糊粉细胞成品。

[0015] 其进一步的技术方案为：

[0016] 步骤（1）所述中药粉碎机规格为最大处理量500g，转速26000rpm。

[0017] 步骤（2）所述预粉碎采用的装置还包括其它以强剪切力和撞击力形式进行物料粉碎的装置。

[0018] 步骤（3）所述投料速度为500~2000g/h。

[0019] 步骤（3）所述粉碎室内壁装有表面带齿状物、沟槽或花纹的衬板，所述衬板与锤头之间距离3~8mm。

[0020] 步骤（4）所得剥离粉碎物经负压风机送出，并由旋风分离器收集，所述负压风机风3
量控制为180~250m/h。

[0021] 将步骤（4）所得糊粉成品再次进行步骤（3）~步骤（4）所述操作。

[0022] 本发明方法具体工作原理及有益效果如下：

[0023] 本发明以一定含水量的麦麸为加工原料，首先，中药粉碎机对其产生强剪切力和撞击力粉碎作用，在短时间内麦麸与锤头及麦麸与麦麸之间发生强烈摩擦并生热，这种微热环境不仅能保持麦麸干燥，有利于营养成分的保留，同时有助麸皮中胚乳的松脱，在此过程中麦麸各结构层间及糊粉层细胞间产生的细小应力裂隙对后期剥离粉碎处理至关重要。

[0024] 随后，预粉碎的麦麸进入闭合式粉碎室，处于锤式冲击粉碎盘锤头正面撞击力及侧面削切摩擦力的反复多次作用之下，由于麦麸各结构层间的结合力不同，糊粉层在特定合适的撞击粉碎力（包括麦麸与锤头的撞击粉碎、麦麸与衬板的撞击粉碎、麦麸自身的摩擦粉碎，其作用大小由进料速度、粉碎盘直径、锤头个数及锤头转速等决定）和重力作用下从麸皮中间层分离出来，达到剥离粉碎粒度的麦麸再通过涡轮分级机一定的分级筛选作用（由分级轮转速决定）得到分选，而未达到粒度要求的麦麸被离心力甩至导流圈，进入粉碎室继续剥离粉碎直至符合要求。

[0025] 最后，通过振动筛进一步筛选分离出粒度介于100~200μm的筛分物，即可获得高富集纯度、高营养价值的糊粉细胞成品。

[0026] 本发明采用全程干法机械法，不仅工艺简单、成本低、能耗小，且彻底避免了湿法加工造成的营养物质的损失，最大限度地保留了麦麸营养价值；在上述整个加工过程中，各步骤之间互为铺垫，麦麸受力层层递进，糊粉层得到逐步分离富集，经检测，本发明所制糊粉细胞结构完整，糊粉层剥离效果理想，糊粉富集纯度高（以干基计，＞67%），与市售同类产品相比具有明显更高的营养价值。

[0027] 附图说明

[0028] 图1为糊粉细胞团显微镜观察图。

[0029] 图2为本发明实施例中剥离粉碎设备结构示意图，其中，1：喂料斗，2：螺旋进料器，3：粉碎室，4：锤式冲击粉碎盘，5：涡轮分级机，6：衬板，7：锤头，8：导流圈。

[0030] 图3为本发明实施例1糊粉细胞普通光学显微镜镜检结果。

[0031] 图4为本发明实施例1糊粉细胞荧光显微镜镜检结果，其中，亮白色部分为种皮或果皮纤维素，暗灰色部分为糊粉细胞。

具体实施方式

[0032] 以下结合附图，并通过实施例对本发明进行具体说明。

[0033] 如无特殊说明，以下实施例所述各试验方法均为本领域常规方法，所涉及各仪器设备均为本领域常规设备。

[0034] 实施例1

[0035] 以1kg小麦麸皮作为加工原料。

[0036] （1）干燥：晾晒小麦麸皮，控制其水分含量为10%；

[0037] （2）预粉碎：采用摇摆式500g不锈钢机舱中药粉碎机（上海旗箭冰都电器有限公司产品，型号：Q-500B3，转速26000 rpm）对步骤（1）中干燥后的小麦麸皮进行粉碎2min，过40目振动筛（上海路达实验仪器有限公司产品，型号ZBSX-92A型），取筛上物；

[0038] （3）剥离粉碎：如图2所示，将步骤（2）所得筛上物经喂料斗1和螺旋进料器2输送入一闭合式粉碎室3进行剥离粉碎处理，粉碎室3内包括锤式冲击粉碎盘4和涡轮分级机5，粉碎室3内壁装有带齿状物、沟槽或花纹的衬板6，锤式粉碎机4粉碎盘直径170mm，锤头7 数目为4个，锤头7边缘为齿形，锤头7与衬板6之间距离3mm，调节锤头转速37m/s，涡轮分级机5分级轮转速2800rpm，进料速度750g/h；其具体工作过程如下：输入粉碎室3的麦麸与锤头7以及衬板6发生撞击，加之麦麸自身间的摩擦撞击，使得糊粉层从麦麸中间层分离出来，从而达到剥离粉碎的目的，达到粉碎粒度要求的物料可通过分级轮，未达到粒度要求的物料将被离心力甩入导流圈8内，重新落入粉碎室3继续剥离粉碎。

[0039] （4）筛分分离：步骤（3）所得剥离粉碎物经负压风机（风量240 m3/h）送出，并由旋风分离器收集，通过振动筛（上海路达实验仪器有限公司产品，型号ZBSX-92A型）进行筛分分离，取粒度100~180μm的筛分样品，即得糊粉成品。

[0040] 实施例2

[0041] 以1kg小麦麸皮作为加工原料。

[0042] （1）干燥：晾晒小麦麸皮，控制其水分含量为8%；

[0043] （2）预粉碎：采用摇摆式500g不锈钢机舱中药粉碎机（同实施例1）对步骤（1）中干燥后的小麦麸皮进行粉碎1min，过40目振动筛（同实施例1），取筛上物；

[0044] （3）剥离粉碎：所用设备及其具体工作过程同实施例1，不同之处是，调节锤头转速40m/s，涡轮分级机5分级轮转速2600rpm，进料速度900g/h；

[0045] （4）筛分分离：步骤（3）所得剥离粉碎物经负压风机（风量220 m3/h）送出，并由旋风分离器收集，通过振动筛（同实施例1）进行筛分分离，取粒度100~200μm的筛分样品，即得糊粉成品。

[0046] 实施例3

[0047] 以1kg小麦麸皮作为加工原料。

[0048] （1）干燥：晾晒小麦麸皮，控制其水分含量为10%；

[0049] （2）预粉碎：采用摇摆式500g不锈钢机舱中药粉碎机（同实施例1）对步骤（1）中干燥后的小麦麸皮进行粉碎1min，过40目振动筛（同实施例1），取筛上物；

[0050] （3）剥离粉碎：所用设备及其具体工作过程同实施例1，不同之处是，调节锤头转速35m/s，涡轮分级机5分级轮转速3000rpm，进料速度1000g/h；

[0051] （4）筛分分离：步骤（3）所得剥离粉碎物经负压风机（风量180 m3/h）送出，并由旋风分离器收集，通过振动筛（同实施例1）进行筛粉分离，取粒度100~200μm的筛分样品，即得糊粉成品。

[0052] 实施例4

[0053] 以1kg小麦麸皮作为加工原料。

[0054] （1）干燥：晾晒小麦麸皮，控制其水分含量为8%；

[0055] （2）预粉碎：采用摇摆式500g不锈钢机舱中药粉碎机（同实施例1）对步骤（1）中干燥后的小麦麸皮进行粉碎1.5min，过40目振动筛（同实施例1），取筛上物；

[0056] （3）剥离粉碎：所用设备及其具体工作过程同实施例1，不同之处是，调节锤头转速35m/s，涡轮分级机5分级轮转速2500rpm，进料速度2000g/h；

[0057] （4）筛分分离：步骤（3）所得剥离粉碎物经负压风机（风量180 m3/h）送出，并由旋风分离器收集，通过振动筛（同实施例1）进行筛粉分离，取粒度100~200μm的筛分样品，即得糊粉成品。

[0058] 糊粉产品分离效果鉴定

[0059] 取实施例1所制糊粉成品，用普通光学显微镜进行观察，结果如图3所示，荧光染色后，用荧光显微镜进行观察，结果如图4所示。

[0060] 由图3和图4可知，本发明所制糊粉产品中，绝大部分糊粉组分以5~40个糊粉细胞组成的细胞簇为单位存在，结构完整，糊粉层和非糊粉层得到了很好的分离，富集纯度高。

[0061] 糊粉产品营养指标及富集纯度的测定

[0062] 按照本领域常规检测方法，对实施例1~实施例3以及市售麦麸糊粉细胞产品（GrainWise）的主要营养指标和糊粉富集纯度进行测定和比较。结果参见表1。

[0063] 表1 主要营养指标、糊粉富集纯度的测定与比较

[0064]

[0065] 由表1数据可知， 通过实施例1方法分离富集可得到纯度为68.7% 的糊粉成品 （100~180μm）， 通过实施例 2（100~200μm） 和实施例 3（100~200μm）方法， 可得到纯度分别为 67.4% 和 67.2% 的糊粉成品，远高于市售麦麸糊粉产品 （GrainWise） （59.1%） ； 实施例 1~实施例3所制麦麸糊粉成品的营养指标(除淀粉和Ca外)均明显高于市售对比产品， 证明本发明可制备得到高纯度、高营养价值的糊粉细胞产品。

[0066] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。