探析杏仁多肽粉的生產技術論文
引言
杏仁在我國分佈廣,品種多,資源豐富,以內蒙古、吉林、陝西等地產量最大,是我國乾果類出口產品的主要品種。杏仁中含有豐富的優質蛋白質,其含量在20%左右,其真實消化率和淨蛋白比值都較高,其中異亮氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸接近或超過人體必需量的標準值。榨完油後的杏仁粕更是含有40%以上的蛋白質。
因此,有必要對杏仁及其副產品進行深加工,從而提高對杏仁資源的綜合利用率。本研究利用酶解對杏仁蛋白進行深加工,研製出杏仁多肽粉,改善杏仁蛋白的功能特性,提高其品質,促進杏仁蛋白深加工的發展。
1 材料與方法
1.1 原料與輔料
原料爲杏仁餅粕。杏仁餅粕是杏仁經過低溫榨油脫脂後的副產物,組織緻密,水分5%~8%,粗脂肪10%~15%,碳水化合物25%~30%,灰分3%~5%,蛋白質30%~40%。杏仁粕中粗脂肪10%~15%,較高的含油率在蛋白提取過程中容易造成蛋白質乳化,會影響產品最終得率,杏仁粕含油率控制在1%~5%以下爲宜。
水解酶,選用外切酶和內切酶組成的複合水解酶,購於酶製劑公司;氫氧化鈉,食品級,符合GB 5175—85 中的規定;鹽酸,食品級,符合GB 1897—2008中的規定。
1.2 試驗方法
蛋白質的測定採用凱氏定氮法GB/T 14489.2—1993;水分含量的測定採用常壓直接乾燥法;灰分含量的測定採用質量法。
1.3 主要設備
溼磨機、浸提罐、離心機、板式換熱器、超濾裝置、雙效降膜式濃縮裝置、噴霧乾燥機、包裝機。
2 杏仁多肽粉的生產工藝
2.1 工藝流程
沉澱溶解→鹼提→離心→飼料或肥料杏仁餅粕→溼磨→鹼提→離心→酸沉→離心→沉澱中和→殺菌→酶解→滅菌→膜分離→截留液→調配→均質→殺菌閃蒸→噴霧乾燥→旋風分離→冷卻過篩→包裝→成品。
2.2 杏仁多肽粉的生產技術要求
2.2.1 杏仁餅粕的預處理
取低溫壓榨脫脂杏仁餅粕,用定量上料機給料到溼磨機,邊加料邊加水和鹼液,磨料的同時按照1∶8 的比例加入50~55 ℃熱水,將溼粉碎後的料液經過混合器、輸送泵輸送到預浸罐中,將預浸罐中料液的pH 值調至7.5~8.0。
2.2.2 杏仁蛋白質的提取
預浸罐杏仁餅粕漿液經離心泵打入浸提罐,55 ℃下攪拌並浸提20~30 min,以轉速4 000 r/min離心,取上清液。
離心重相經螺桿泵轉移到二萃罐,按照1∶4 比例加水,用NaOH 溶液調節pH 值爲7.5 後,進行重複二次浸提,55 ℃下保溫攪拌並浸提20~30 min,經離心後得上清液。
將2 次離心的清液管道中混合泵入酸沉罐中,在線用鹽酸調節pH 值至4.0~4.5,攪拌15~30 min 後於4 000 r/min 的轉速下離心,棄去上清液,重相即爲杏仁蛋白質。
沉澱的杏仁蛋白質加水攪勻洗脫酸,按照1∶4比例加水,再離心得杏仁蛋白質。
2.2.3 中和殺菌
酸沉後的重相用鹼液中和,中和使蛋白質結構展開,調節糖度12%±0.5%,pH 值7.5~8.0。中和30 min 後120 ℃殺菌閃蒸,出料溫度控制在60 ℃。
2.2.4 酶解
水解條件:底物質量分數10%~15%,酶添加量0.3%~0.5% (以蛋白質物料質量計),水解溫度54~56 ℃,水解pH 值7.5~8.0,水解過程用鹼液保持pH 值7.5 左右,水解時間4~6 h,連續攪拌;於85 ℃條件下10 min 可滅酶或板式換熱器滅酶。
將原料液中的蛋白酶失活。酶解液經過過濾,用板式換熱器對酶解液加熱,進料溫度爲酶解時溫度,滅酶溫度105 ℃,殺菌時間5~10 s,即可使水解液中的蛋白酶失活。
2.2.5 膜分離系統
將滅酶中和後的杏仁蛋白酶解液離心得離心液,將離心液選用連續微濾膜微濾,膜孔徑爲0.2 μm。使用超濾分離的杏仁多肽含量達90%,分子量爲10 kDa 的多肽可達99%以上。
2.2.6 濃縮
杏仁多肽溶液黏度較大且爲熱敏性物料,因此選用雙效降膜式濃縮裝置。料液由加熱器頂部加入,液體在重力作用下,沿管內壁成液膜狀向下流動,由於向下加速,克服加速壓頭比升膜式的小,沸點升高也小,加熱蒸汽與料液溫差大,所以傳熱效果較好。氣液進入蒸發分離室進行分離,二次蒸汽由分離室頂部排出,濃縮液則由底部抽出。
2.2.7 噴霧乾燥
杏仁多肽溶液經濃縮後選用壓力式噴霧器,壓力式噴霧器動力消耗少,大約每千克溶液消耗4~10 W 能量,而且產品容量大、溶解性較好。在排風溫度達到85 ℃時開始噴霧,高壓泵壓力爲3~20 MPa,噴霧器的噴霧頭轉速15 000 r/min,水分蒸發量350 kg/h,進風溫度180 ℃,出料溫度80 ℃。噴霧乾燥後可以直接進行包裝。產品需要均勻或有結塊,則添加旋風分離和冷卻過篩工藝對產品進行分級,分級後進行包裝。
旋風分離是儘可能除去多肽固體顆粒中所攜帶的`氣體,達到氣固分離,風量640~1 050 m3/h,風速12~20 m/s,杏仁多肽粉在底部聚集,較細較輕的塵粒由上部旋渦氣流帶往上部,轉入布袋除塵器中進行粉塵回收。布袋除塵器過濾面積18 m2,風速2~4 m/min,含塵氣流從進氣口進入下箱體後部分沉澱,輕微粉塵透過濾袋時被濾袋阻留,氣體進入上箱體,從出氣口排出。粉塵積附在濾袋外壁而不斷增加,被壓縮空氣從噴嘴噴出。將旋風分離和布袋除塵回收的多肽粉收集到暫存罐。多肽分子量小、容重低,容易跑粉,乾燥系統必須使用布袋除塵器進行截留。
2.2.8 冷卻過篩
旋風分離後的多肽粉進行流化牀設備冷卻,暫儲罐下粉後,在流化牀視孔中觀察粉的運動情況,及時調整各段的溫度,使分子以懸浮狀態均勻向前移動,流化牀進風溫度70 ℃,出風溫度40 ℃。冷卻後,過100 目的振動篩,對產品進行篩選包裝。若不需要流化牀冷卻設備,則需延長管路,使噴霧乾燥後的粉充分冷卻,之後進行包裝。
2.2.9 包裝
包裝採用粉體包裝機,根據所需要的包裝要求,設定包裝機的參數,定量包裝。
3 結論
(1) 爲了有利於產品最終得率,杏仁餅粕含油率控制在1%~5%以下爲宜。
(2) 利用蛋白質鹼溶酸沉的特點提取杏仁蛋白質,即pH 值7.5~8.0 溶出蛋白,然後在pH 值4.5 時沉澱杏仁蛋白質。
(3) 酶解條件以底物濃度10%~15%,酶添加量0.3%~0.5% (以蛋白質物料質量計),水解溫度54~56 ℃,水解pH 值7.5~8.0,水解時間4~6 h 爲佳。
(4) 微濾膜孔徑爲0.2 μm 時,分離的杏仁多肽含量達90%。
(5) 噴霧乾燥後,根據不同要求可進行不同規格的包裝。
(6) 此工藝操作性強,適合於工業化生產。
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