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大豆分离蛋白酸沉技术

2012-09-02 6页 pdf 150KB 73阅读

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大豆分离蛋白酸沉技术 二 lg98年第‘期总第5l期 ·13· 大豆分离蛋白酸沉技术 黑是江省三江食品公司 宋洪亮 摘要 本文筒逮了大豆分高蛋白的物理和化学特性t舟绍了大豆分离蛋白 的筏沉技术,分析了大豆分高蛋白的经济效益和发展前景 关键词查三坌!苎!垦 墨查垫苎 前盲 蛋白质是人类生命活动最基本的物质之一.据调查,目前我国居民平均每天蛋白质摄取量 比标准低 l0一l5 .平均每天缺步蛋白质约1O克左右,我国政府已提出列车世纪末每天每人 摄取蛋白质 75克的目标,在国务院通过的《九十年代中国食品结构改革与发展纪要)中...
大豆分离蛋白酸沉技术
二 lg98年第‘期总第5l期 ·13· 大豆分离蛋白酸沉技术 黑是江省三江食品公司 宋洪亮 摘要 本文筒逮了大豆分高蛋白的物理和化学特性t舟绍了大豆分离蛋白 的筏沉技术,了大豆分高蛋白的经济效益和发展前景 关键词查三坌!苎!垦 墨查垫苎 前盲 蛋白质是人类生命活动最基本的物质之一.据调查,目前我国居民平均每天蛋白质摄取量 比低 l0一l5 .平均每天缺步蛋白质约1O克左右,我国政府已提出列车世纪末每天每人 摄取蛋白质 75克的目标,在国务院通过的《九十年代中国食品结构改革与发展纪要)中明确提 出;到2000年,全国每人每天食用75克蛋白质,其中,四分之一来自大豆制品.由此可见,大豆 蛋白将成为我国人民非常重要的蛋白来源.随着科学技术的进步和社会发展t大豆蛋白在食品 加工和食药同源的应用研究和开发日益受到国内外重视,开发大豆蛋白资源.提高人民群众的 蛋白质摄取数量和质量,是当前我国一项十分紧迫的任务. 分离蛋白是应用现代生化工程技术,通过大豆蛋白质进行改性加工而制成的高科技大豆 蛋白产品,其产品古有人体所必需而自身又不能合成的八种氨基酸,无胆固醇,对心脑血管有 食疗功效,是老少皆益的保健食品,分离蛋白是目前世界上最先进、用途最广泛的食品添加荆, 食品添加剂及配料是我国迅速发展起来的新必工业,分离蛋白制品添加在食品中可以改变食 品的品质、性能、提高食品的营养价值.是最佳的天然食品添加剂. 1.大豆分离蛋白的生产工艺过程 1.1基本概念 分离蛋白(IsP)是把脱脂白豆片中的非蛋白成份除去,使其蛋白质含量大 于 90 的一种产品。 1.2 生产工艺过程 大豆分离蛋白的整个生产过程概括起来由以下十大工序组成。 (1)蛋白的浸出I(2)蛋白液和豆渣的分离I(3)酸沉,(4)初级凝乳和乳清分离,(5)凝乳水 洗I(6)次级凝乳和乳清分离,(7)老化I(8)中和I(9)热处理及喷雾干燥,(1O)包装。 其中,酸沉是大豆分离蛋白生产过程中最重要工艺之一,下面我们从几个方面简单论述大 豆分离蛋白酸沉技术。 2.大豆分离蛋白酸沉技术 在讨论大豆分离蛋白酸沉技术时,简单叙述一下蛋白质的物理和化学特性是必要的,大豆 蛋白,对物理和化学处理都很敏感.而其它食品成份,仅受很小的影响,甚至一点影响也没有. 湿热和在PH的端值(指接近 PH1和 PH14),是大豆蛋白的物理和化学性质,如溶解度、分子 量和牯度等等.发生剧烈变化的两个加工条件. 2.1 大豆蛋白的组成 大豆蛋白古2s、7S、11S和15S球蛋白.其中,7S、1IS含量最多。 2.2 组成蛋白质的结构单元 氮基酸是组成蛋白质的结构单元.氨基酸分子中既有羧基 维普资讯 http://www.cqvip.com ·14· 杭州食品科技 1998年第 4期 总第 51期 又有氨基,因此,它既可给出质子又可接受质子,即既显酸性,又可显碱性,为两性电解质,所谓 氮基酸的等电点是指在适当的PH值时,溶液中的氨基酸显中性,其正电荷和负电荷相等,这 时.PH值为氨基酸的等电点,它是制备大豆分离蛋白的依据。 2.3 PH(酸沉)与溶解度的关系 大豆的主要蛋白。是球蛋白,这种蛋白,在它的等电点 范围内,是不溶于水的,但是,当加入氯化钠、氯化钙之后,在等电点状态下也能溶解,如果PH 值在等电点以上或以下,球蛋白在授有盐的条件下,也能溶于水溶液中,据有关专家通过化验 室试验将PH对大豆蛋白质的溶解度在图1中作了清楚的描述(见图1)。 H 囝 1 大豆蛋S质溶解魔与 PH的函教关系 从图中的数值,我们得出这样的结论,在PH为6.5情况下,约溶解台氯量物质的85 ,假 如另外加碱 ,可能增加 5—10 的溶解物 |但是,酸加进去之后,蛋白质溶解度会突然下降,达 到等电点的最低范围值PH4.2—4.6,在这样的PH值条件下,球蛋白不溶解,这是制备分离蛋 白的依据,在等电点以下,继续加酸,又能使蛋白质继续溶解。 2·4大豆分离蛋白酸沉工艺加碱浸出的白豆片溶液.经过卧式分离机分离.使溶液中的蛋 白液和豆渣分离,再通过浆液泵把蛋白渣打入酸沉罐(用不锈锕SS316制作)中,同时,打开控 制盐酸的气动簿膜调节i曙,往酸抗罐中注入适量食品级浓度为35 的盐酸(HCI),并用搅拌设 备不断地扼拌混合,使罐中的溶液均匀,溶液PH达到 4.4—4.5(蛋白质等电点),温度 42— 50"C·然后,将PH值为4-4—4.5的蛋白渣进行水洗,再分离,得到较纯的蛋白凝乳,凝乳同性 物达到 23—25 。 2-5 酸沉原理 酸沉是利用蛋白质等电点特性除去浸出渣中的可溶糖、脂类、色素及有 味的物质,达到收集蛋白的目的。 2.6 大豆分离蛋白酸沉主要设备参数的选择 (1)酸(HCI)高位贮罐 主材:碳钢(CS),内村玻璃锕.外形尺寸: 300ram~h4700mm,重 量l137Okg (2)酸沉罐 主材t不锈锕(SS316),外形尺寸l 1810mmXh31Z0mm 维普资讯 http://www.cqvip.com 杭州食品科技 1998年第4期 总第 51期 ·15· 重量 :1370kg (3)酸沉簟搅拌器 四片切口稍斜搅拌叶·主材;不锈钢(SS304) a.搅拌电机 变极多速三相异步电动机,型号tYD16OM一8/4·功率;5-o17·5KW,额定 电疽:13.9/]s.2A,额定电压;380VAC.转速,730/1450转/分。接 :A/YY·B级篼缘,防护 等级IP44,产地。沈阳市多速电机厂。 b.搅摔减速机 行星摆线针轮减速机.型号:Lx一6。速比l 25。产地:黑龙江省萝北减 速机厂。 (4)PH检测仪表 a.PH穗量传感器 卫生蛩。型号:6000P.6线制t产地:美国大潮公司 b.PH变送器,规格型号,6g0P3P5 AON,二线制,电源24VDC,输出4~2MADC标准模 拟信号,既能现场显示又能远传信号。产地;美国大湖公司 (5)调节器型号:6DRll12。输入、输出都是4--20MADC标准模拟信号。电源t24VDC,二 线制,产地:德国西门子 (6)数显表 蛩号:cM一1TB,3 112位数液晶显示,输入电疽4--20MADC标准模拟信号, 产地:美国 (7)E/P电气转移器 型号:PI—CPT4132,输入 4--20MADC标准模拟信号t输出 3— 15PSI压缩空气,气源压力:2O士2PSI压缩空气。 (8)手/自动操作器 蛩号规格:MPLT一70一DRH一15—15。产地:美国 (9)气动簿膜调节阀,型号规格。V7000,P25.气开阀,气源压力:20PSI阀体主材;316SS/ PTFE,内衬四氟。产地。美国FOSBOR0公司. 2.7 大豆分离蛋白酸沉的自动化控制 以大豆为原料,生产高品质分离蛋白产品,生产过程是比较复杂的。要想生产出功能性强, 品质好的分离蛋白,其自动化控制手段尤为重要,生产分离蛋白的工艺对其参数的要求非常严 格.就拿酸沉工艺来说。根据车间生产规模和方式,酸沉分为二种形式。一种是静态酸沉,它是 指酸沉罐中的蛋白液达到一定量时,加入适量盐酸,使蛋白液达到等电点,这种方式,规模小, 产量低、设备简单,不适合现代化生产。另一种是动态酸沉(也叫连续酸沉).在酸沉罐里的蛋白 液液位不断变化的情况下,采用自动化控制手段,自动控制盐酸的加入量,使其自动完成等电 点的控制任务,这种方式适合流水式作业,规模小,产量高,质量好,适合现代化生产. 由于PH测定的准确程度,直接影响产品的质量和得率,这样。严格的工艺要求,就必须采 用配套的控制手段.经过几年的不断生产实践,我们采用德国西门子 6DRIll2调节器来使酸 沉达到自动控制,具体控制方式是这样的,酸沉罐出口管路中的PH测量采用美国大潮公司 PH仪表,它的输出为调节器输入通道AE旺9(4-),Zl8(一)),调节器的输出通道为CZ26(4-). B2(一)]。它们的信号都为4~20MADC标准模撒信号,这种控髓也可以同工业计算机接口, 完成PH控制、记录、报警等功能,下面分别是酸沉工艺漉程框图(见图2)及酸沉控制框图(见 图 3) 维普资讯 http://www.cqvip.com ·16· 桃州食品科技 1998年第4期 总第 5l期 来自 上遭 工序 一 级 浆液泵 4~2OMADC 蛋自蘧 . PH7.O~ 7.3 圉2 酸沉工艺流程框圉 4~20MDC 3~ 15网 压缩空气 3~ 15Ps1 压缩空气 3~15Ps1 压缩空气 送至 一一 下遭 工序 圉 3 酸沉控制框圉 从框图中看出,PH7.0~7.3的蛋白液是由上遭工序连续流入酸沉罐。当酸沉罐中的蛋白 液达不到等电点时,经过PH仪表检测出,调节器控制气动簿膜调节阀的开度,调整盐酸的加 入量,并使用搅拌器连续地搅拌混合,使蛋白液均匀.维持等电点在控制范围PH4.2~4.6内, 整个控制过程通过手/自动操作器可实现自动和手动两种控射手段。 维普资讯 http://www.cqvip.com 杭州食品科技 1998年第4期 总第 5l期 ·17· 2.8蛋白酸沉的目的 蛋白液中加入盐酸使酸沉蛋白在PH4.2~4.6之间的等电点处酸沉 凝乳.与乳清、碳水化舍物、盐类等可溶性成份分离,为分离蛋白(ISP)生产分离提纯剖遣条件, 此工序加酸时要搅拌均匀,等电点要准确,防止在分离工序流失蛋白。 2.9如何保证动态酸沉效果好 保证动态酸沉效果好,起码应从两方面着手 t (1)力求均衡生产,保持前后工序物料流量稳定. (2)保证酸沉罐液位恒定(最好不少于20 ),同时,搅拌要均匀. 3.生产消耗及经济分析 尽管影响大豆分离蛋白产品得率、产品质量的因素诸多,通过前面对酸沉技术的论述分 析,不难看出酸沉是直接影响产品质量和得率的关键因素之一,在本篇第2.3节PH(酸沉)与 溶解度关系中,我们已经得到蛋白质等电点的最低范围值为P.2~4.6的结论。这样,大豆分 离蛋白生产中,等电点控制的越准确,分离工序流失的蛋白就越少.产品的得率就越高,通过多 年的生产实践和不断研究探索,根据我们现在生产分离蛋白的工艺,出PH控制在4.4~ 4.5为最佳大豆蛋白等电点。这时的分离蛋白得率能达到3 t 1(ep 3吨白豆片出一吨分离蛋白 产品)。 下面我们以分离蛋白得率3·1为例分析大豆分离蛋白的经济效益. (1)原材料、辅料、动力成本估算 生产一吨合格大豆分离蛋白产品原辅动力消耗(见表 1) (2)经济效益分析 a.产品价格 国内分离蛋白的价格:1993年上半年以前约 1.1~1.3万元/吨,1993年下 半年上涨到 1.6万元/吨,1994年进一步上涨到 1.8~1.9万元/吨,1995年底达 2.2~2.3万 元/吨,目前大豆分离蛋白市场价格仍然看好.可达2.3~2.5万元/吨。进口产品 高品质分离 蛋白产品市场价格达 3万元/吨。 b.目前市场分离蛋白吨产品销售收入 3万元/吨。 c-为了计算方便起见,我们取吨产品销售收入估算与吨产品原辅材料、动力成本估算值近 似相等,即吨产品销售成本为14733.04元。 d-吨产品销售费用按吨产品销售收入的3 估算,即30000元×3~=900元. e·吨产品销售税金按《中华人民共和国增值税暂行条例'.产品销项税}分离蛋白按 17 计算,即 30000元×17 =5100元。 f-吨产品销售利润:吨产品销售利润一吨产品销售收入一吨产品销售成本一吨产品销售 费用一吨产品销售税金。 即 30000--14733.04--900--5100=9266.96(元) 综上所述 ,分离蛋白到沉等电点控制准确,保证得率3 t 1,根据目前市场价格.吨产品销 售利润便可达万元左右·经济效益十分可观,由此可见,一个年生产 5千吨的分离蛋白厂 ,如等 电点控制在最佳值范围内,得率小于3 1,那么它的经济效益便可想而知 . 维普资讯 http://www.cqvip.com · 1B· 抗州食品科箍 1998年第 ‘期 总第 51期 单位产品廉辅材料、动力成本估算表(表 1) 序号 项 目 单位 单耗定额 单价(元) 金额(元) 1 原 料 1.1 白豆片 T 3 2925 8775 2辅料 2.1 盐酸 T 0.21 700 147 2.2 消泡剂 kg 70 12 840 2.3 氢氧化钠 T 0.21 3000 630 2.4 焦亚硫酸钠 kg 0.5 1383 691.5 3 包装物 3.1 纸袋 条 50 7 350 3.2 其它 1O0 4 动力 4.1 工艺水 T 150 1.07 160.5 4.2 循环水 T 240 0.40 96 4.3 电 度 2188 0.68 1487.84 4.4 汽 T 21.4 68 1455.2 合 计 14733.04 4.大豆分离蛋白的发展前景 大豆分离蛋白具有很好的功能性,又具有很高的营养价值,因此其用途十分广泛,具体可 以添加到肉类、禽类、鱼类食品以及各类奶制品、各种营养食品、谷物食品以及烤制食品中,据 产品市场分析,大豆分离蛋白的经济寿命期长,我国目前仍处在发展的初期,有较强的市场生 命力。同时-为完成我国政府提出的到本世纪末,每人每天摄取蛋白质75克的目标,我国开发 和利用蛋白质资源的任务就显得更为迫切。因此,在我国许多企业和科研机构都高度重视大豆 蛋白在食品制造中的应用与开发,不久的将来大豆蛋白食品一定会走进千家万户。 欢迎订阅《罐头饮料工业》(季刊) 《罐头饮料工业,杂志是山东第一轻工总会主管、省食品罐头工业科技情报站主办的国内唯一 的罐头饮料内部专业刊物,全国行业内发行 。 本杂志主要刊登国内外罐头饮料行业开发、技术质量、储藏包装、经营管理、行业动态等方 面的论文及消息,是生产企业、科研院所、大专院校领导 科技管理人员及师生的必读刊物。杂 志每季中旬出版,16开,36页,每期定价 3.O0元,全年4册 12.。0元(含邮资)。订阅请从邮局 汇款。 收欺单位 :山东省食品罐头工业科技情报站 地 址:山东省烟台市环山路96号 邮 绾:264001 电 话:0535--6085742 联系人:孙小姐 维普资讯 http://www.cqvip.com
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