CN102599546B - 一种咸蛋清脱盐及干燥制备脱盐蛋白粉的方法 - Google Patents

Abstract

一种咸蛋清高效脱盐及干燥制备脱盐蛋白粉的方法，属于禽蛋副产品深加工技术领域。本发明的主要过程为：以咸蛋黄生产的副产物咸蛋清为原料，通过过滤、加水混合、超声波及真空渗透联合脱盐处理后，进行低温破碎、微波冻干与负压微波喷动干燥联合干燥及超微粉碎技术制成高效、保质脱盐超微蛋清粉，并应用于高蛋白面条生产。本发明的优点是：通过超声波及真空渗透联合处理，使咸蛋清脱盐率达到95%-98%，经过微波冻干与负压微波喷动干燥联合干燥，使其脱盐蛋清粉的色泽变化程度在3%以内，白度达到88-91%。随后进行超微粉碎，使其粒度达到30-50微米，使脱盐咸蛋清粉生产达到高效、保质的目的。

Description

一种咸蛋清脱盐及干燥制备脱盐蛋白粉的方法

技术领域

一种禽源咸蛋清高效脱盐及负压微波干燥制备脱盐蛋白粉的方法，本发明属于禽蛋副产品深加工技术领域，涉及农副产品高值化综合利用。

背景技术

随着养禽业的快速发展，我国禽蛋加工生产也逐渐发展壮大，产品主要分为再制蛋和蛋制品两类。其中：再制蛋主要品种有咸蛋、松花蛋、糟蛋等，蛋制品主要有冰蛋黄、冰蛋白、全蛋粉、蛋白粉、蛋黄酱、蛋饮料等。我国既是禽蛋生产大国，又是消费大国，禽蛋是除猪肉外的第二大蛋白质消费品，据统计，我国每年生产咸蛋在200万吨以上，除供国内销售外，一部分咸蛋加工产品还走出国门，远销美国、日本、新加坡等许多国家和地区，成为我国著名的土特产之一。从1985年起，中国禽蛋产量已连续二十多年居世界第一位。据有关统计数据显示，2008年我国产量为2638万吨，比上年增长4.3%。2008年1-12月份，中国出口蛋品总额为13035.9万美元，同比增长42.8%，其中蛋制品为5017.8万美元，同比增长52.5%。

以鸭蛋为例，我国90%的鸭蛋以咸鸭蛋制品消费，其中咸鸭蛋蛋黄由于其优良的质地及风味而倍受人们青睐，主要用于制作月饼、蛋糕、蛋黄包等中式食品的原料。而作为咸蛋黄生产的副产品，在咸鸭蛋中质量分数占54.73%的咸鸭蛋清，由于含盐量高达7%-12%，未能合理利用，并且腥异味强烈, 不宜直接利用，因而常作为废弃物处理。

国内目前对于废弃咸鸭蛋清应用的研究也仅仅从咸鸭蛋蛋清中提取溶菌酶，来代替传统的防腐剂而用于畜产品的保鲜，或将咸鸭蛋蛋清用于法兰克福香肠，以改善法兰克福香肠的保水性和凝胶强度。主要发表文献如下：黄健政等人（1996年）通过冷冻、喷雾、滚筒、热风等四种干燥方法制得咸鸭蛋蛋白粉(含盐量34.32%-36.42%)，与本发明相比，此专利没有进行咸蛋清的脱盐研究，且咸蛋清干燥温度高，不利于保存咸蛋清中的蛋白质品质；张英君（2001年）对咸鸭蛋清蛋白质进行酶解处理，从而制得功能性活性物质，与本发明相比，此专利没有进行咸蛋清的脱盐及脱盐咸蛋清干燥的研究；郑华等（2004年）研究了胰蛋白酶、复合风味蛋白酶及木瓜蛋白酶对脱盐咸鸭蛋清的酶解情况，与本发明专利相比，一方面，咸蛋清的脱盐率底，另一方面没有进行脱盐咸蛋清干燥的研究；江南大学王明媚（2009年）在保留原有咸鸭蛋清蛋白质成分的情况下尽可能脱掉盐分，并以鲜鸡蛋清，鲜鸭蛋清和咸鸭蛋清为对照，研究脱盐咸鸭蛋清的功能特性，并通过Maillard法改善脱盐咸鸭蛋清功能性质（凝胶特性、起泡特性、乳化特性）的变化，与本发明相比，一方面，其咸蛋清的脱盐率较低（91%），另一方面该文没有进行脱盐咸蛋清干燥的研究；华南理工大学李晶晶（2009年）研究了咸蛋清超滤脱盐工艺，探讨脱盐蛋清蛋白酶水解工艺，研究酶水解产物的脱腥处理方法，在此基础上，考察了蛋清蛋白水解物的抗氧化活性及其稳定性，与本发明相比，一方面，其咸蛋清的脱盐率没有提出具体的研究指标，另一方面该文没有进行脱盐咸蛋清干燥的研究。

咸蛋清脱盐方法目前以超滤方法为主。超滤膜大多数是聚合物或共聚物的合成膜，主要膜材料有醋酸纤维素(CA)类、聚砜(PS)类、聚砜酰胺(PSA)以及聚丙烯腈(PAN)。早期超滤膜多以纤维素酯为材料，后期发展的聚砜类膜热稳定性和化学稳定性能良好，同时具有优良的成膜性能，因而优先适用于超滤。由于浓差极化和膜污染导致膜通量降低，脱盐效率较低。华南理工大学李晶晶（2009年）研究了操作压力、操作温度和稀释比例对膜通量的影响，采用正交试验方法对超滤膜通量的影响进行优化，结果表明采用截留分子量30KD的超滤膜脱盐最佳工艺条件为操作压力为0.22MPa，操作温度为50℃，蛋清液稀释比例1︰2.5；江南大学王明媚（2009年）研究了蛋清液均质及稀释前处理操作、操作压力、操作温度和稀释比例对膜通量的影响，结果表明采用截留分子量10KD的超滤膜脱盐最佳工艺条件为pH=9、跨膜压差为0.1MPa，4倍浓缩3次换水。

目前国内对咸蛋清的研究在专利申请方面主要有：

1、一种咸蛋清脱盐方法( 申请号201010510484.6)，主要工艺是以咸蛋黄生产的副产物咸蛋清为原料，经过滤、巴氏杀菌、pH值调节至蛋白质等电点后，加热保凝、水洗和离心脱盐、调pH值促进蛋白质复性溶解、杀菌处理，得到脱盐蛋清使咸蛋清脱盐率达到92％，本发明与此专利核心技术不同，本发明采用超声波与真空渗透联合脱盐，并且采用负压微波干燥及超微粉碎制成粒度为30-50微米的超微粉。

2、以咸蛋清为原料进行高效脱盐及喷雾干制备高起泡性的蛋清粉研究（申请号201010206673.4），此专利采用调节pH值，加热处理，且利用蛋白酶酶解，酶解液与CMC混合喷雾干燥，不同于本发明采用超声波与真空渗透联合脱盐，并且采用负压微波干燥及超微粉碎制成粒度为30-50微米的超微粉的核心技术。

3、咸蛋清脱盐及其在食品中的应用技术研究（申请号20101030037.2），并应用到面包、蛋糕、饼干、火腿肠、鱼丸等食品中及微生物培养基、饮料、调味料等食品中。此专利使咸蛋清的脱盐率达90%，蛋白质回收率为90%，但此专利关注具体应用，对具体的脱盐及干燥方法未详述。

目前国内外通过对采用超声波、真空渗透联合辅助脱盐，使其脱盐率达到95-98％的研究，通过脱盐咸蛋清粉的超微粉碎使其粒度达到30-50微米的研究，通过脱盐咸蛋清粉的负压微波喷动干燥使其脱盐蛋清粉的色泽变化程度在3%以内的研究未见报道。因此本发明解决了对废弃咸蛋清蛋白资源的高值化利用问题，对我国水禽产业进一步健康发展和鸭蛋制品生产企业综合效益具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高废弃咸蛋清高效脱盐及干燥的方法。咸蛋清液原料经过过滤后，按一定的比例加入去离子水，并均匀混合，并用超声波发生器进行处理，根据咸蛋清液初始含盐量调整超声发生器输出功率。然后将超声波处理后的蛋清液加入超滤膜管内，再移到真空容器内，并用去离子水浸没，然后抽空，在真空状态下咸蛋清液中的盐及水等小分子通过超滤膜渗透到超滤管外的去离子水中，从而达到高效脱盐。根据蛋清初始含盐量及最终含盐量调整压力值大小及渗透时间。蛋清脱盐后采用盘式或带式冻结破碎，然后进行微波冻干与负压微波喷动干燥分段联合干燥及超微粉碎，制成高效、保质超微脱盐蛋清粉。通过超声波及真空渗透联合处理，使咸蛋清脱盐率达到95%-98%，经过微波冻干与负压微波喷动干燥联合脱水及超微粉碎技术，使其粒度达到30-50微米，并且脱盐咸蛋清粉生产达到高效、保质的目的。

本发明的技术方案：

传统的蛋清脱盐存在脱盐率低，蛋白质损失较高，并且蛋清粉存在干燥品质差、及流动性、持水性和水溶性蛋白质的溶出度低，营养成分不易被人体吸收等缺点。针对以上生产中存在的问题，本发明对脱盐工艺采用新的方法并结合微波冻干与负压微波喷动干燥联合干燥及超微粉碎技术，获得高效、保质的脱盐蛋清粉。

1、咸蛋清液的预处理

将咸蛋清液原料，用30-60目不锈钢网筛或白纱布过滤，除去蛋壳等杂质，根据咸蛋清液初始含盐量，按照咸蛋清与水质量比1︰5-10的比例加入去离子水并均匀混合，用于超声波及真空渗透联合脱盐处理。

2、蛋清脱盐

将上述混合均匀的咸蛋清液倒入玻璃容器或塑料容器，将超声波探头放入容器进行超声波处理，超声波功率设定为0.5-1W/g，处理时间10-15分钟。然后放入长度1m直径为50-90及截留分子量为10kDa的超滤膜管内，关闭超滤膜管阀门，再移到一个真空容器内，加入去离子水，并浸没超滤管，最后关闭真空渗透罐门，启动真空泵。真空容器压力控制在80-90KPa，时间30-50分钟，去离子水温度小于50℃。通过超声波及真空渗透辅助脱盐两个过程，使禽源咸蛋清液脱盐率达到95%以上。

3、脱盐蛋清浓缩液速冻

将上述浓缩的脱盐蛋清液放入不锈钢托盘内速冻，或放在速冻库内的不锈钢带上进行速冻。脱盐蛋清液厚度不超过5mm，蛋清液的冻结温度低于-30℃。30min速冻结束后的脱盐蛋清从托盘或不锈钢带上取出，并破碎至最大直径不超过10mm的颗粒，放入容器内并放置在-25℃以下的冷藏库内，以备干燥使用。

4、脱盐蛋清微波冻干与负压微波喷动干燥联合干燥及超微粉碎。

将冻结破碎的蛋清颗粒放入微波冻干与负压微波喷动一体机设备内进行干燥。干燥分为两个阶段，第一阶段为冻干，绝对工作压力80-100Pa，干燥时间30-40分钟，产品从-30℃升温到0℃；第二阶段为负压微波喷动干燥，绝对工作压力8-10KPa, 产品温度不超过50℃，干燥时间40-50分钟，喷动频率120-180次/小时。微波输入功率根据设定产品温度进行自动调整，蛋清颗粒最终干燥产品的水分含量控制在3 %以下，产品颗粒达到1-3mm。使其脱盐蛋清颗粒的色泽变化程度在3%以内。白度达到88-91%。

超微粉碎前，脱盐蛋清干燥产品需先进行粗粉碎250μm以下，然后进行超微粉碎，颗粒直径达到30-50μm。干燥蛋清粉产品用三层复合铝箔袋真空包装。

本发明的有益效果：通过这种提高废弃咸蛋清高效脱盐及干燥的方法，使废弃咸蛋清脱盐率达到95%以上，经微波冻干与负压微波喷动干燥联合干燥及超微粉碎技术，使微粉化后脱盐干燥蛋清粒度达到50微米，具有良好的固香性、流动性、持水性和溶解性，提高了营养成分的溶出度，可以更好地被人体吸收利用，既适于开发生产老年和婴儿食用又适于生产速溶、方便食品。白度达到88-91%，有很好的应用领域，如添加在高蛋白面条中，在性能及色泽上可最大程度接近添加鲜蛋清的高蛋白面条。因此无论从理论与产业化研究的角度，本发明从根本上解决了对废弃咸蛋清蛋白资源的高值化利用问题，对我国水禽产业进一步健康发展和提高鸭蛋制品生产企业综合效益具有十分重要的意义。

具体实施方式

实施例1 利用鸭源咸蛋清超声波与真空渗透联合脱盐及负压微波喷动干燥制备脱盐蛋白粉

将咸蛋清液原料1L，用白纱布过滤，除去蛋壳等杂质，根据咸蛋清液初始含盐量（10%），加入5L去离子水并均匀混合，倒入10L塑料容器内，将超声波探头放入容器进行超声波处理，超声波功率设定为300W，脱盐时间15分钟。然后放入10支1m长直径50mm分子截留量为10KDa超滤管内，然后再移入一个100L的真空容器内，加入去离子水，并浸没超滤管，关闭真空容器门并起动真空泵。真空渗透脱盐参数：压力90KPa，时间30分钟,去离子水温度小于50℃。将真空渗透的脱盐蛋清液通过喷头喷入负压微波干燥管内进行喷动干燥，主要参数:绝对工作压力10KPa，产品温度不超过50℃，干燥时间50分钟，喷动频率2次/分钟，每次喷入干燥管内脱盐蛋清液量为100-120mL，微波输入功率1200W，蛋清颗粒最终干燥产品的水分含量控制在3 %以下，脱盐蛋清颗粒干燥后的色差值△E=6.5-7.5（L=85-88、a=-4-5、b=8-9）色泽变化程度在3%以内；白度达到88%。超微粉碎前，脱盐蛋清干燥产品需先粗粉碎250μm以下，然后进行超微粉碎，颗粒直径达到30-50μm。粉碎结束后蛋清粉产品用三层复合铝箔袋真空包装。

实施例2利用鸡源咸蛋白清超声波与真空渗透联合脱盐及微波冻干与负压微波喷动干燥联合干燥制备脱盐蛋白粉

将咸蛋清液原料1L，用白纱布过滤，除去蛋壳等杂质，根据咸蛋清液初始含盐量（10%），加入5L去离子加水并均匀混合，倒入10L塑料容器内，将超声波探头放入容器进行超声波处理，超声波功率设定为300W，脱盐时间15分钟。然后放入10支1m长直径50mm分子截留量为10KDa超滤管内，然后再移入一个100L的真空容器内，加入去离子水，并浸没超滤管,关闭真空容器门并起动真空泵。真空渗透脱盐参数：压力80KPa，时间35分钟,去离子水温度小于50℃。将真空渗透将浓缩的脱盐蛋清液放入不锈钢托盘内，厚度不超过5mm，再放入温度-40℃速冻库内进行速冻。速冻结束后的脱蛋清从托盘上取出，并破碎最大直径不超过10mm的颗粒。将冻结破碎的脱盐蛋清颗粒放入微波冻干管内进行干燥，主要干燥参数：绝对工作压力80Pa，干燥时间40分钟，产品温度不超过0℃，微波功率800W。然后调整真空度为10KPa, 进行负压微波真空干燥，产品温度不超过50℃，干燥时间50分钟，喷动频率3次/分钟，微波输入功率1200W，蛋清最终干燥产品的水分含量控制在3 %以下，脱盐蛋清颗粒干燥后的色差值△E=5.5-6.5（L=88-91、a=5-6、b=9-10），色泽变化程度在3%以内；白度达到91%。超微粉碎前，脱盐蛋清干燥产品需粉碎到250μm以下，然后进行超微粉碎，颗粒直径达到30-50μm。粉碎结束后蛋清粉产品用三层复合铝箔袋真空包装。

Claims (2)

1.一种咸蛋清脱盐及干燥制备脱盐蛋白粉的方法，其特征在于以废弃咸蛋清液为原料，首先将咸蛋清液过滤、加水混合，接着超声波处理、真空渗透脱盐，然后速冻破碎、微波冻干与负压微波喷动干燥联合进行脱水，最后进行粗粉及超微粉碎制成超微化脱盐蛋清粉；步骤为：

（1）咸蛋清液过滤、加水混合：将咸蛋清液原料，用30-60目不锈钢网筛或白纱布过滤，除去蛋壳杂质，过滤后的咸蛋清液与去离子水按照1：5-10质量比例进行混合；

（2）超声波处理：将上述咸蛋清液与去离子水的混合液采用超声波处理10-15分钟，超声波功率设定为0.5-1W/g；

（3）真空渗透脱盐：将超声波处理后的咸蛋清液泵入直径为50-90mm长为1m及截留分子量为10kDa的超滤膜管内，关闭超滤膜管阀门，然后将超滤膜管放入渗透槽内，再移到真空渗透脱盐罐内，加入去离子水并浸没超滤膜管，最后关闭真空渗透罐门，启动真空泵，进行真空渗透脱盐处理，时间30-50分钟，真空压力控制在80-90 kPa，去离子水温度小于50℃，脱盐率达到95%以上；

（4）速冻破碎：将真空渗透脱盐后的蛋清液装盘速冻，厚度不超过5mm，速冻温度低于-30℃；30min后速冻脱盐蛋清进行破碎，颗粒最大直径10mm，并放置在-25℃以下的冷藏库内，以备干燥使用；

（5）微波冻干与负压微波喷动干燥联合进行脱水制备脱盐蛋白：脱盐蛋白的干燥分为两个阶段，微波冻干参数：绝对压力80-100Pa、干燥时间30-40分钟，产品温度不超过0℃；负压微波喷动干燥参数：绝对压力8-10 kPa，产品温度不超过50℃，干燥时间40-50分钟，喷动频率120-180次/小时；两个阶段干燥所需的微波功率根据设定的温度进行自动调整，最终干燥后蛋清产品的水分含量控制在3%以下，白度达到88%-91%；

（6）粗粉碎及超微粉碎：超微粉碎前，脱盐蛋清干燥产品粗粉碎到250μm以下，然后进行超微粉碎，至颗粒直径达到30-50μm；

（7）粉碎结束后蛋清粉产品用三层复合铝箔袋真空包装，即得超微化脱盐蛋清粉产品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于咸蛋清主要来源于鸭、鹅、鸡蛋腌制产生的咸蛋清。