CN101543276B - 纳米豆粕的加工方法 - Google Patents

Abstract

纳米豆粕的加工方法，属食品加工科学领域，其特征是选取蛋白质含量45±5％、含油率低于2％的豆粕，110-130℃高压蒸汽灭菌8-12分钟，迅速冷却，然后干燥至含水量3-16％，采用高速机械冲击技术进行微粉碎，过筛，使粒径分布高于100目，低于700目，95％以上的粒径分布在200目以内，再采用棒磨或者球磨进行次级研磨，控制转速400-1000转/分钟、研磨介质尺寸0.3-2cm、磨介填充率10％-65％、研磨2-100小时，本发明工艺简单，过程易于控制，终产品粒径分布范围较窄，将豆粕真正加工到了纳米尺度，所制备的纳米豆粕可以保全豆粕营养，实现其高附加值的生产和利用，大幅降低豆粕的致敏性，实现低能耗，无污染的生产，并可在包括大豆及其制品加工和蛋白质补充剂在内的各种食品加工中广泛应用。

Description

纳米豆粕的加工方法

技术领域：

本发明属食品加工科学领域，特别涉及豆粕的研磨加工技术。

背景技术：

大豆营养非常丰富，1千克大豆所含蛋白质相当于2千克牛肉或4.5千克猪肉，且大豆蛋白几乎是完全蛋白质，含有8种必需氨基酸，大豆还含有维生素E、皂甙以及其他多种生物活性物质。因此，大豆被誉为人类天然保健品。但大豆同时也是重要致敏原食物，名列FAO/WHO认定的八大类过敏食物之一。食物过敏是人们对食物产生的一种不适反应，属于机体对外源物质的一种变态反应，占人口总数4％的人会有不同程度的过敏症状。迄今为止，食物过敏病还没有特效疗法，避免过敏食物是现行唯一有效的措施。而经大豆粕加工得到的大豆蛋白在食品加工业中有广泛应用，这给大豆敏感人群带来了严重的食品安全问题。

目前对大豆粕的用途主要是动物饲料。大约85％的豆粕被用于家禽和猪的饲养，豆粕内含的多种氨基酸适合于家禽和猪对营养的需求。实验表明，在不需额外加入动物性蛋白的情况下，仅豆粕中所含有的氨基酸就足以平衡家禽和猪的营养，从而促进牲畜的营养吸收。在家禽和生猪饲养中，豆粕得到了最大限度的利用。此外，豆粕也被广泛地应用于奶牛，宠物，鱼类的饲料中。但是饲料的价值较低，有必要进一步开发高附加值的产品，增加其加工附加值。我国对豆粕综合利用程序无论是在生产规模，还是精深加工程度，都与发达国家有一定差距，这与国民经济的高速发展不相适应。

豆粕在用作食品加工的原料时，先要将豆粕中各种成分分离出来，再分别用作食品添加剂。大豆分离蛋白是最重要的分离产品之一，主要用于肉食品行业的非淀粉添加剂。豆粕分离产品还包括膳食纤维。膳食纤维被营养专家称为“第七营养素”，其对健康十分有益，可维持人体正常血糖、血脂和蛋白质水平，对平时膳食纤维摄入不足者有很好的疗效，对于改善我国不同性别、不同年龄人群的营养状况，具有无可替代的独特作用。其它分离产品，如皂甙、核酸、异黄酮、低聚糖等也都有广泛的应用。现阶段的技术已经实现在一条生产线上连续提取异黄酮、皂甙、低聚糖、核酸、浓缩蛋白。对大豆粕的蛋白质等成分进行逐一分离，生产成本较高，部分营养成分损失且会造成环境污染。

豆粕也能被降解制备大豆肽，用于开发运动食品、饮料、健康食品、经肠营养剂及化妆品。国内也有多种大豆肽产品问世，主要是作为一种食品配料添加于其他产品中，饮料酒水、保健食品及饲料里添加少量大豆多肽，可以增强产品的功能性。以大豆多肽为主要成分的成型产品较少，主要原因在亍大豆蛋白水解的酶来源有限导致成本太高。现阶段对大豆粕水解机理和控制研究不足，在工业生产中分离纯化技术也不成熟，产品风味不佳的问题未能得到解决。

随着生活水平的提高，人们饮食越来越精细化，粗纤维含量越来越少，导致现代“文明病”如肥胖症、冠心病、糖尿病、癌症等上升，严重影响了人们的身体健康。在食品加工逐一分离出各种成分，制作精细食品，并非唯一和最佳的发展方向，全组分加工是克服“文明病”的又一选择。

本发明即采用全组分加工，对豆粕进行纳米化处理，产品既可以用作添加剂，也可用于开发功能食品。已有研究显示，加工过程中的精细研磨有利于降低食物的致敏性，大豆粕富含蛋白质、膳食纤维，多种人体必需氨基酸及矿物质，经纳米加工降低或消除致敏性后，可以作为食品添加剂及制成各种功能食品，既提高了大豆粕的价格附加值，也能够满足人们对全面营养的需要。以纳米大豆粕为基础研制、开发的低致敏性食品添加剂和大豆食品，为特异性过敏患者提供健康安全的食品，可以有效降低食品安全风险。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种豆粕加工的新方法，对豆粕进行全组分加工制备纳米豆粕，大幅提高生产附加值。

本发明采取全组分加工，进行两级研磨，通过控制豆粕含水量、研磨条件和研磨时间，制备纳米豆粕。

本发明所述的制备纳米豆粕的加工方法，具体包括如下步骤：

1、豆粕的精选与灭菌

选用市售优等豆粕，蛋白质含量45±5％，含油率低于2％。

将豆粕进行高温灭菌，110-130℃高压蒸汽灭菌8-12分钟，灭菌后迅速冷却。

2、豆粕的干燥和含水量调节

豆粕置于烘箱内干燥至含水量3-16％。

3、豆粕的初级研磨

初级研磨采用高速机械冲击技术进行微粉碎，如采用叶轮式超细冲击磨，初级研磨后将物料过筛，使得物料的粒径分布高于100目，低于700目，95％以上的粒径分布宽度在200目以内。粒径分布范围较窄有利于控制次级研磨后，终产品的粒径分布在较窄的范围内。

4、豆粕的次级研磨

次级研磨采用棒磨或者球磨进行。适当调节转速在400-1000转/分钟、研磨介质尺寸0.3-2cm、磨介填充率10％-65％、研磨时间2-100小时，即可获得粒径适宜的纳米豆粕终产品。

纳米豆粕可以采用激光粒度仪和原子力显微镜进行表征。在检验中可以观察到纳米豆粕的粒径分布范围以及单个纳米豆粕粒子的直径大小。

在选料上，选用冷榨法提取油分的豆粕，避免热加工中可能导致的苯吡等物质，它们有致癌性，亦会带来食品安全风险；调节豆粕的含水量，以利控制研磨后纳米豆粕粒径的分布范围；采取两级研磨的方式，可以缩短研磨加工的时间，节约能源，降低设备和产品的损耗。初级研磨采用高速机械冲击技术，次级研磨采用球磨或棒磨技术。研磨条件和时间的控制尤为重要，包括初级研磨中，转速和目标粒径的控制，次级研磨中研磨的转速，研磨时间，球料比等参数的控制等。

本发明工艺简单，过程易于控制，终产品粒径分布范围较窄，将豆粕真正加工到了纳米尺度，所制备的纳米豆粕可以保全豆粕营养，实现其高附加值的生产和利用，大幅降低豆粕的致敏性，实现低能耗，无污染的生产，并可在包括大豆及其制品加工和蛋白质补充剂在内的各种食品加工中广泛应用。

附图说明

附图1为本发明产品纳米豆粕颗粒粒径分布激光粒度仪测定结果，从图中可知其粒径分布峰值为111.1纳米。

附图2为本发明产品纳米豆粕的原子力显微镜观察结果，从图中可知20％以上的豆粕颗粒直径在100nm以下。

具体实施方式：

本发明通过以下实施例进一步说明，但本发明并不受其限制。

实施中，研究所用大豆粕为市售，超微粉碎机，PULVERISETE 14，德国FritschGmbH公司；球磨机，PULVERISETE 614，德国Fritsch GmbH公司；激光粒度分析仪，PSA NANO2590，英国马尔文公司；原子力显微镜，NanoScope IIIa SPM系统，美国Digital Instruments公司；原子力显微镜探针，俄罗斯Mikro Masch公司产硅针尖，弹性系数23-91N/m。灭菌锅、烘箱、天平、网筛等其他仪器设备均为国产。

实施例：

市售大豆粕2000g，测得蛋白质含量为46％，含油率1.02％，先直接用高压灭菌锅120℃高压蒸汽灭菌10分钟，灭菌后迅速冷却。再干燥至含水量为7％时，取出，在干燥环境中稍冷却后，缓缓加入叶轮式超细冲击磨粉碎，并过200目网筛(95％以上的粒径为300-500目)，获得次级研磨产物，然后可直接分批加入球磨机进行研磨加工，控制球磨机转速在800转/分钟，研磨介质为玛瑙磨球，直径为1cm，磨介填充率30％，研磨20小时。

分别采用激光粒度仪和原子力显微镜对纳米豆粕进行表征，其结果如图1，图2所示。研磨加工后，纳米豆粕的粒径峰值在111nm处(如图1，激光粒度仪测定结果所示)，其中有超过20％的豆粕粒子直径在100nm以下(如图2，原子力显微镜观察结果所示)，故该产品是名副其实的纳米产品，可以被称为纳米豆粕。这也是人们首次将豆粕真正加工到纳米尺度。

Claims (1)

1.一种纳米豆粕的加工方法，其特征是选取蛋白质含量45±5％、含油率低于2％的豆粕，110-130℃高压蒸汽灭菌8-12分钟，迅速冷却，然后干燥至含水量3-16％，采用高速机械冲击技术进行微粉碎，过筛，使粒径分布高于100目，低于700目，95％以上的粒径分布宽度在200目以内，再采用棒磨或者球磨进行次级研磨，控制转速400-1000转/分钟、研磨介质尺寸0.3-2cm、磨介填充率10％-65％、研磨2-100小时。

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