玉米淀粉生產(chǎn)中二氧化硫用量的研究

1、    玉米淀粉生產(chǎn)中二氧化硫用量的研究    張全剛 夏尚磊【摘  要】通過學習二氧化硫在玉米浸漬中的作用，擬定二氧化硫用量（kg/t玉米）;分析二氧化硫用量的相關(guān)效果因素;結(jié)合生產(chǎn)系統(tǒng)中不同作用點的二氧化硫含量指標，依據(jù)玉米浸漬質(zhì)量進行調(diào)整。【關(guān)鍵詞】亞硫酸;二氧化硫含量;乳酸菌;乳酸;浸漬;滲透;蛋白質(zhì)網(wǎng);浸漬液;老漿;稀玉米漿;等電點1.二氧化硫在玉米淀粉生產(chǎn)中的作用二氧化硫是玉米淀粉生產(chǎn)中唯一的輔料（除水與空氣外）;它來源于液體二氧化硫（外購）或硫磺燃燒（自制）。它在玉米淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)于亞硫酸在玉米浸漬過程中的作用。二氧化硫

2、在玉米浸漬中的應(yīng)用表現(xiàn)反應(yīng)式：so2+h2o=h2so3 ，由于反應(yīng)的可逆性，亞硫酸是二氧化硫、亞硫酸氫根與水的混合溶液。1.1亞硫酸在玉米浸漬過程中的作用（1）亞硫酸的滲透功能.亞硫酸具有將玉米皮的半滲透膜轉(zhuǎn)變?yōu)闈B透膜的特殊功能。玉米皮轉(zhuǎn)變成滲透膜后，浸漬液容易滲入玉米粒內(nèi)部發(fā)揮作用，同時玉米粒內(nèi)部的可溶物容易浸出。（2）亞硫酸對蛋白質(zhì)網(wǎng)的破壞。亞硫酸能將玉米粒的蛋白質(zhì)網(wǎng)破壞，使被蛋白質(zhì)網(wǎng)包裹的淀粉顆粒游離出來，容易與纖維及蛋白質(zhì)分開。這種現(xiàn)象主要是亞硫酸鹽離子與蛋白質(zhì)基團反應(yīng)，形成容易溶于水的硫代硫酸鹽，從而使蛋白質(zhì)變?yōu)榭扇苄?。亞硫酸在水中電離式： h2so3-h+hso3-與蛋白質(zhì)反應(yīng)式

3、：rs-sr+ hso3rsso3+rs同時，亞硫酸能使玉米粒內(nèi)部的可溶蛋白質(zhì)與無機鹽轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鉅顟B(tài)。（3）老漿能促進乳酸菌的發(fā)酵。上料的新玉米必須經(jīng)過老漿（浸漬玉米時間最長的浸漬液）浸漬一段時間。（注：待加工玉米接觸的是新酸-亞硫酸;從待加工玉米罐倒出來的浸漬液，稱中酸;浸漬新玉米后排出的老漿則稱稀玉米漿。）老漿中必須具有一定的二氧化硫含量。它的作用：一是，抑制新玉米帶入的雜菌繁殖，防止物料腐敗;二是，形成新玉米帶進的乳酸菌適宜的生長條件（溫度45-55，ph3.9-4.1，so2含量0.05%以內(nèi)）。乳酸能使玉米粒內(nèi)部的一部分蛋白質(zhì)及無機鹽轉(zhuǎn)為溶解狀態(tài)。乳酸菌生長狀態(tài)良好，乳酸發(fā)酵旺盛，產(chǎn)

4、乳酸多;乳酸能將玉米粒內(nèi)部的不溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄晕镔|(zhì)從內(nèi)部滲出而溶入浸漬液;浸漬液酸度高，溶出的蛋白質(zhì)多，稀玉米漿的干物質(zhì)含量高，浸漬效果較好。一般來說，乳酸含量低于12%，浸漬效果不好。同時，生成的乳酸有抑制繁殖作用;所以，當乳酸菌旺盛后，其他微生物生長也受到抑制。1.2亞硫酸在生產(chǎn)系統(tǒng)中對篩洗的作用（1）調(diào)節(jié)酸度防止可溶性蛋白質(zhì)沉淀。蛋白質(zhì)的等電點為ph5.3，如果亞硫酸或酸度不夠（ph升高），蛋白質(zhì)達到等電點，可溶性蛋白質(zhì)即沉淀在篩網(wǎng)上，致使篩孔堵塞，降低篩洗效果。（2）具有抑制微生物生長作用。微生物的生長，不但導(dǎo)致物料腐敗，而且會產(chǎn)生異味影響環(huán)境。篩洗系統(tǒng)亞硫酸含量應(yīng)控制在0.05%

5、左右。2.玉米淀粉生產(chǎn)用二氧化硫的量2.1玉米浸泡用二氧化硫的量二氧化硫在玉米淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用表現(xiàn)于溶于水生成的亞硫酸;亞硫酸主要用于玉米浸漬。二氧化硫的用量（kg/t玉米）則取決于亞硫酸濃度（二氧化硫含量）與亞硫酸（新酸）的用量（kg/t新玉米）。（1）亞硫酸（新酸）的用量（kg/t新玉米）。按照逆流浸漬倒罐流程，新酸用量應(yīng)等于老漿（稀玉米漿）排出量。老漿排出量至少是新玉米粒間的空隙量。按照玉米粒的一般空隙率40%計算，玉米的堆積密度按750kg/m3計算，1000kg玉米粒之間的空隙應(yīng)該是0.53m3。也就是說，亞硫酸量是530kg/t新玉米（亞硫酸比重?。?）。（2）亞硫酸的二氧化硫含量

6、（%）。陳璥老師在玉米淀粉生產(chǎn)工藝中對采用不同類型的浸漬劑做了對比以亞硫酸浸漬效果最好;對不同濃度亞硫酸的淀粉抽提率的對比是：在溫度49°、時間24h的條件下，亞硫酸濃度為so20.2%，0.3%，0.4%時的淀粉抽提率/%（干基）分別是83%，88%，89%。根據(jù)以上試驗對比，同時兼顧成品淀粉二氧化硫含量指標，亞硫酸的二氧化硫含量推薦值：0.3%。（3）玉米浸泡用二氧化硫的量。按照每噸玉米用亞硫酸0.53m3，亞硫酸的二氧化硫含量為0.3%;那么，玉米浸泡用二氧化硫：1.59 kg/t玉米。2.2纖維篩理用二氧化硫的量由于纖維中的蛋白質(zhì)沉積于纖維篩的背面，堵塞篩縫而降低篩理效果，纖

7、維洗滌水的ph值需要低于蛋白質(zhì)的等電點（ph5.3）。纖維洗滌水中的二氧化硫含量推薦值：0.05%左右（即0.5kg/ m3洗滌水）。當纖維篩理的洗滌水用量為2.5m3/t玉米時，二氧化硫用量為1.25 kg/t玉米。如果濕玉米帶進加工系統(tǒng)的浸泡液過多導(dǎo)致纖維篩理的洗滌水工藝（過程水）的酸度比較低時，纖維篩理的二氧化硫用量將相應(yīng)減少。2.3玉米淀粉生產(chǎn)二氧化硫用量1.59+1.25=2.84 （kg/t玉米）。隨以上纖維篩理二氧化硫用量的降低，生產(chǎn)系統(tǒng)的二氧化硫用量也相應(yīng)的減少。3.二氧化硫用量的相關(guān)因素玉米淀粉生產(chǎn)中二氧化硫的實際用量與玉米品種、品質(zhì)以及浸漬工藝與設(shè)備工況等因素有關(guān)。如：對于

8、硬質(zhì)玉米因吸水困難，亞硫酸的濃度應(yīng)適當提高;對于高溫烘干玉米因淀粉與蛋白質(zhì)的變性兩者結(jié)合比較緊密，蛋白質(zhì)網(wǎng)難以破壞，亞硫酸的濃度應(yīng)適當提高;如果玉米中的雜質(zhì)較多或含有霉變粒，亞硫酸的濃度也應(yīng)適當提高;對于新上市水分較高的玉米，由于玉米粒內(nèi)部吸水相對較少，也應(yīng)適當提高亞硫酸濃度。另外，浸漬倒罐的方式與浸漬罐的密封程度等因素也與二氧化硫用量有關(guān)。4.生產(chǎn)系統(tǒng)二氧化硫含量指標的分析與控制二氧化硫用量應(yīng)有亞硫酸用量（m3/t玉米）與亞硫酸濃度（so2%含量）兩項指標來確定。以下首先分析這兩項指標的量化與控制：4.1玉米浸泡二氧化硫含量指標的分析與控制（1）亞硫酸用量的控制。稀玉米漿產(chǎn)量（0.53m3/

9、t玉米）應(yīng)有流量計隨罐計量控制。如果老漿不能按時按量排出，新酸就不能按量加入與倒出;這樣，不但減少了浸漬過程的二氧化硫用量，而且高濃度的浸漬液將帶入生產(chǎn)系統(tǒng)，一是造成二氧化硫的浪費，二是導(dǎo)致車間刺激性氣味過濃。（2）亞硫酸濃度的控制。新酸用量等于老漿（稀玉米漿）排出量時，二氧化硫控制濃度：0.3%?？刂品椒ǎ翰捎靡后w二氧化硫時，應(yīng)按制酸體積量在線計量液體二氧化硫的通入量（如：3kg/m3）來控制二氧化硫含量。采用硫磺燃燒、循環(huán)吸收時，應(yīng)通過在線分析亞硫酸濃度反饋控制吸收水的循環(huán)量來控制二氧化硫含量。玉米浸泡液全為稀酸時，浸泡液用量按1m3/t玉米計算，新酸的二氧化硫控制濃度：0.159%。（3

10、）老漿的二氧化硫含量分析控制。按照亞硫酸在玉米浸漬中的作用分析，老漿中的二氧化硫具有重要的作用。一方面促進乳酸菌的發(fā)酵。另一方面，將玉米種皮的半滲透膜變?yōu)闈B透膜，加快浸泡劑的滲滲入玉米粒內(nèi)部發(fā)揮對玉米的浸泡作用。老漿中的二氧化硫含量應(yīng)控制在0.05%以內(nèi)。4.2纖維洗滌水的二氧化硫分析與控制纖維洗滌水中的二氧化硫含量推薦值：0.05%左右（即0.5kg/ m3洗滌水）。5.二氧化硫用量的綜合分析與判斷二氧化硫的作用主要在玉米浸漬;其用量應(yīng)取決于玉米的浸漬質(zhì)量。玉米浸漬質(zhì)量除檢測稀玉米漿的有關(guān)質(zhì)量指標外，應(yīng)著重綜合分析浸后玉米的實際加工效果。浸漬質(zhì)量好的玉米柔軟有彈性易破碎、胚芽易分離連接皮渣少

11、;細磨纖維連接淀粉含量低，易篩洗、脫水與干燥;淀粉與麩質(zhì)分離正常，淀粉收率高、質(zhì)量好。當實際生產(chǎn)出現(xiàn)異常涉及玉米浸漬原因時，除分析二氧化硫用量因素外，往往需要分析玉米浸漬液中乳酸菌的生長狀況。浸漬正常時，浸漬液中乳酸發(fā)酵旺盛，乳酸菌粗壯菌體長（二、三個菌體首尾相連），數(shù)量多（60000-70000個/ml）。浸漬異常時，乳酸菌體細小而短，乳酸菌濃度也較低。所以，除玉米浸漬出現(xiàn)異常時，需要對浸漬液進行乳酸菌鏡檢。另外，還應(yīng)對玉米浸漬液進行正常的周期（如：次/10個工作日）鏡檢。出現(xiàn)乳酸菌生長異常時，應(yīng)采取相應(yīng)措施進行補救。如：往浸漬液中加入適量的可溶糖補充乳酸菌生長的營養(yǎng)或同時投入適量的乳酸菌。也可將一部分稀玉米漿返回浸漬液做為乳酸菌的補充。6.總結(jié)通過以上學習分析得出：二氧化硫在玉米淀粉生產(chǎn)中有著重要作用;其基本用量為1.59kg/t玉米即在稀玉米漿產(chǎn)量（0.53m3/t玉米）一定的條件下，