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油脂工艺
湿法粉碎豆粕对大豆分离蛋白生产的影响
 
所属分类:油脂工艺   阅读:1287   日期:2017-09-12
字号:
 
摘要:生产大豆分离蛋白过程中,为了提高蛋白质回收率及生产效率、控制微生物,需要对低温脱脂豆粕进行粉碎。对比研究了干法粉碎与湿法粉碎豆粕工艺,确定了最佳工业化生产的湿法粉碎粒度。在豆粕湿法粉碎粒度为100目时大豆分离蛋白生产过程中的蛋白质回收率提高到78.9%,凝胶硬度提高了18.7%,弹性提高了4.6%,咀嚼性提高了17.8%。这对扩大大豆分离蛋白应用范围,提高产品性能提供了重要支持。

作者:时玉强1,鲁绪强2,马军2,刘汝萃1

(1.临邑禹王植物蛋白有限公司,山东临邑251500;2.德州清大禹王能源技术研究院有限公司,山东临邑251500)

摘要:生产大豆分离蛋白过程中,为了提高蛋白质回收率及生产效率、控制微生物,需要对低温脱脂豆粕进行粉碎。对比研究了干法粉碎与湿法粉碎豆粕工艺,确定了最佳工业化生产的湿法粉碎粒度。在豆粕湿法粉碎粒度为100目时大豆分离蛋白生产过程中的蛋白质回收率提高到78.9%,凝胶硬度提高了18.7%,弹性提高了4.6%,咀嚼性提高了17.8%。这对扩大大豆分离蛋白应用范围,提高产品性能提供了重要支持。

关键词:湿法粉碎;低温脱脂豆粕;大豆分离蛋白;凝胶

中图分类号:TS201.2;TQ931文献标识码:A

文章编号:1003-7969(2017)05-0045-03

Effectofwetgrindingtechnologyofsoybeanmealon

productionofsoyproteinisolate

SHIYuqiang1,LUXuqiang2,MAJun2,LIURucui1

(1.LinyiYuwangPlantProteinIndustryCo.,Ltd.,Linyi251500,Shandong,China;

2.DezhouQingdaYuwangEnergyResearchInstituteCo.,Ltd.,Linyi251500,Shandong,China)

Abstract:Insoyproteinisolateproductionprocess,inordertoimprovetherecoveryandproductionefficiencyofproteinandcontrolmicroorganism,lowtemperaturedefattedsoybeanmealneedstobegrinded.Bycomparativeresearchingondrygrindingwetgrindingprocessesofsoybeanmeal,theoptimalindustrialproductionofwetgrindingparticlesizewasconfirmed.Underthewetgrindingparticlesizeofsoybeanmeal100meshes,theproteinrecoveryrateincreasedto78.9%.Andthehardnessofthegelincreasedby18.7%,resilienceincreasedby4.6%,andchewinessincreasedby17.8%.Theresearchresultscouldprovideimportantsupporttoexpandtheapplicationscopeofsoybeanproteinisolateandimproveproductperformance.

Keywords:wetgrinding;lowtemperaturedefattedsoybeanmeal;soyproteinisolate;gel

 

  目前大豆分离蛋白的主要生产工艺是碱溶酸沉法。该生产工艺主要是对低温脱脂豆粕进行干法粉碎后[1],在pH7~9的碱性环境下对豆粕进行萃取,使大豆蛋白(主要是7S和11S)溶出,然后通过卧式螺旋分离机将富含大豆蛋白的液相与豆渣分离,再经过等电点酸沉得到酸性固相后调整至中性,经高温瞬时杀菌,真空脱气降温后,喷雾干燥获得大豆分离蛋白。

 

  干法粉碎造成豆粕局部温度过高从而引起部分蛋白质变性,降低蛋白质的萃取效果,同时干法粉碎后的豆粕粉末度过高,在实际生产过程中造成萃取溶料困难,主要是豆粕粉密度低,疏水基团多,造成豆粕粉悬浮,水溶时出现水膜,造成生产工艺稳定性差,操作不便,进而影响酸沉工艺稳定运行,最终导致蛋白质回收率低。

 

  湿法粉碎可以避免干法粉碎的上述问题,利于生产操作,避免蛋白质变性[2-5]。本文通过对低温脱脂豆粕进行湿法粉碎,确保豆粕在水相中实现粉碎,避免大豆蛋白在粉碎过程中局部温度过高造成的变性,同时通过粉碎,增加豆粕的溶出面积,破坏豆粕的组织结构,使豆粕中的蛋白质更容易溶出,从而提高萃取效率及蛋白质回收率,并提高产品的凝胶性。

 

  1材料与方法

  1.1实验材料

 

  低温脱脂豆粕,山东禹王生态食业有限公司。液体氢氧化钠,滨化化工有限公司;盐酸,东营赫邦有限公司。

 

  DHX3/185混合精细均质泵,宁波得力时泵业有限公司;2-16KLSigma离心机,德国Sigma公司;Kjeltec8200凯氏定氮仪,福斯分析仪器公司;AL204-2C电子天平,梅特勒-托利多有限公司;YF-103B万能粉碎机,瑞安市永历制药机械有限公司;TAXTplusStable物性分析仪,MicroSystem公司;RHB-32ATC糖度计,上海天垒仪器仪表有限公司;LPG-5喷雾干燥机,江苏先锋干燥工程有限公司。

 

  1.2实验方法

  1.2.1不同豆粕粉碎方法生产大豆分离蛋白

 

  干法粉碎工艺:低温脱脂豆粕→万能粉碎机粉碎→过筛(不同目数筛)→加水(45℃,水料比8∶1)→调pH(氢氧化钠溶液30%,pH7.3~7.4)→搅拌萃取(120r/min,30min)→离心分离(4500r/min,10min)→取上清液→调pH(pH4.5~4.6)→离心分离(5000r/min,10min)→取离心沉淀→加水调pH(pH7.2~7.5,白利糖度12.5~13.0)→杀菌(90℃,15min)→喷雾干燥→大豆分离蛋白。

 

  湿法粉碎工艺:低温脱脂豆粕→混合精细均质泵(水料比6∶1,45℃)→过筛(不同目数筛)→加水(按照水料比8∶1补水)→调pH(氢氧化钠溶液30%,pH7.3~7.4)→搅拌萃取(120r/min,30min)→离心分离(4500r/min,10min)→取上清液→调pH(pH4.5~4.6)→离心分离(5000r/min,10min)→取离心沉淀→加水调pH(pH7.2~7.5,白利糖度12.5~13.0)→杀菌(90℃,15min)→喷雾干燥→大豆分离蛋白。

 

  1.2.2干法粉碎与湿法粉碎低温脱脂豆粕的氮溶解指数(NSI)变化对比分析

 

  对低温脱脂豆粕进行干法和湿法粉碎实验,对其粉碎前后氮溶解指数(NSI)变化进行对比分析。

 

  1.2.3干法粉碎与湿法粉碎低温脱脂豆粕的蛋白质回收率变化对比分析

 

  验证不同方法粉碎后豆粕蛋白质回收率的变化并进行对比分析。

 

  1.2.4凝胶性分析

 

  对湿法粉碎低温脱脂豆粕回收的大豆分离蛋白做热凝胶实验分析,测定热凝胶并与不粉碎豆粕的大豆分离蛋白的热凝胶对比。热凝胶检测方法为:称取(12.0±0.1)g大豆分离蛋白粉放入(88±1)mL氯化钠(2.5%)溶液中,用玻璃棒搅拌至无干粉后在豆浆机上(1000r/min)搅拌1min,然后倒入离心管中在离心机上(2500r/min)离心5min。取出后倒入小烧杯中在(80±1)℃水浴锅中加热30min。取出冷却至室温(25℃)后用物性分析仪进行检测。

 

  检测参数:P/5S探头,校准高度30mm,测试前速度2.0mm/s,测试中速度1.0mm/s,测试后速度10.0mm/s,下压距离20.00mm,触力2.0g。

 

  2结果与讨论

  2.1干法粉碎与湿法粉碎对比

  2.1.1粉碎粒度对NSI的影响

 

  对低温脱脂豆粕分别进行干法和湿法粉碎,将得到的相同粒度的物料进行NSI检测,确认可溶性蛋白质的变化。结果如图1所示。

 

  由图1可以看出,干法粉碎豆粕粉碎到60目时基本和粉碎到40目时的NSI相同,超过60目以后,粉碎粒度越大NSI降低越明显。分析原因是在使用万能粉碎机时,粉碎粒度低时,利于蛋白质的溶出,要达到更细的粒度需要延长粉碎时间,局部温度过高导致蛋白质变性,NSI下降;干法粉碎在40目时NSI达到最大值84.7%,而当粉碎粒度达到120目时,NSI降至80.4%,降幅达到4.3个百分点。

 

  由图1可以看出,NSI随湿法粉碎豆粕粉碎粒度的增加呈上升趋势,在达到100目时基本保持稳定。说明在湿法环境中,粉碎过程中的热量能够有效地被水分吸收避免局部高温,防止蛋白质变性;湿法粉碎豆粕在60~80目时NSI增幅较快,80~100目时NSI增幅下降,100~120目时NSI基本稳定;粉碎粒度为120目时NSI达到87.3%,与干法粉碎相比增加了6.9个百分点。

 

  2.1.2粉碎粒度对蛋白质回收率的影响

 

  对干、湿法粉碎后的豆粕模仿工业化生产条件进行萃取实验。得到的蛋白质回收率变化趋势如图2所示。

 

  由图2可以看出,干法粉碎的豆粕蛋白质回收率在40~60目时回收率有所提高,80~120目时蛋白质回收率明显下降,120目时蛋白质回收率降至68?2%;湿法粉碎的豆粕蛋白质回收率随粉碎粒度的增大一直升高,100目时达到78.9%,再增加粉碎粒度蛋白质回收率变化较小,粉碎粒度在60~80目时蛋白质回收率上升明显,湿法粉碎豆粕的蛋白质萃取效果提升明显。蛋白质回收率与NSI的变化趋势相同。

 

  2.2湿法粉碎大豆分离蛋白凝胶性变化

 

  大豆分离蛋白的凝胶性是其应用于火腿肠、肉制品、千页豆腐及豆干制品的关键特性[6-7]。使用物性分析仪对热凝胶的硬度、弹性、咀嚼性进行检测,结果如表1所示。

 

  由表1可以看出,随着豆粕粉碎粒度的增加,大豆分离蛋白的凝胶硬度、弹性和咀嚼性都向好的方向变化;豆粕粉碎到80目的热凝胶与没有粉碎豆粕的相比硬度提高了4.9%,弹性提高了1.5%,咀嚼性提高了6.1%。豆粕粉碎到100目的热凝胶与没有粉碎豆粕的相比硬度提高了18.7%,弹性提高了4?6%,咀嚼性提高了17.8%。

 

  分析原因是豆粕经过湿法粉碎,难以萃取的11S大豆蛋白的萃取效率增加,而11S大豆蛋白在80~90℃时,凝胶性有较大的优势[8-9],从而提高了大豆分离蛋白的凝胶性。

 

  3结论

 

  大豆分离蛋白作为新兴的大豆制品原料,其应用范围越来越广泛。目前在生产大豆分离蛋白的过程中蛋白质回收率为68%~73%,蛋白质损失较大,特别是凝胶性强的蛋白质回收率相对不足。

 

  通过对豆粕湿法粉碎将大豆分离蛋白的蛋白质回收率由72.4%提高到78.9%,提高了蛋白质回收率,并且在此过程中回收的大豆分离蛋白的凝胶性优势明显,提高了产品品质,扩大了大豆分离蛋白应用领域。对节约能源,提高经济效益有重要意义。

 

参考文献:

[1]冯子龙,杨振娟,袁保龙,等.大豆分离蛋白生产工艺与实践[J].中国油脂,2004,29(11):29-30.

[2]PANKAJS,CHAKKARAVARTHIA,VASUDEVAS,etal.Grindingcharacteristicsandbatterqualityofriceindifferentwetgrindingsystems[J].JFoodEng,2008,88:499-506.

[3]HIROYUKIK,HEATHERL,JANUSZP.Applicationsofsolid-phasemicroextractioninfoodanalysis[J].JChromatogrA,2000,880:35-62.

[4]刘明美,齐斌,赵国琦.不同因素对低温脱脂豆粕蛋白提取率的影响[J].中国畜牧杂志,2014,50(1):69-73.

[5]孙晓东,韩立敏,李爱玲,等.菘蓝种子油超微粉碎提取研究[J].中国油脂,2011,36(9):22-23.

[6]李玉美,白洁,田旭,等.千页豆腐质量影响因素及其工艺条件的研究[J].食品工业,2015(7):65-68.

[7]谢丽燕.腐竹生产工艺及影响因素研究[D].南宁:广西大学,2013.

[8]陈学玲.大豆11S、7S球蛋白的功能特性及其与淀粉相互作用研究[D].武汉:华中农业大学,2005.

[9]周瑞宝,周兵.大豆7S和11S球蛋白的结构和功能性质[J].中国粮油学报,1998,13(6):39-42.

阅读:1287   来源:   编辑:中国油脂网编辑
 
关键词:低温脱脂豆粕,大豆分离蛋白
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