CN103988972A - 一种咸蛋清脱盐及回收蛋白的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种咸蛋清脱盐及回收蛋白的方法，该方法是将工业咸蛋清通过过滤处理、絮凝剂沉降脱盐、加水稀释沉降脱盐以及陶瓷膜过滤等步骤进行咸蛋清浓缩脱盐及蛋白的提取回收。本发明的方法与现有技术相比，具有脱盐率高、蛋白回收率高，且回收的蛋白具有质量稳定、蛋白质营养成分未受到破坏等优点，整个处理工艺步骤简单且易于推广应用，减少污染物排放，对环境、水资源没有污染，应用前景广阔。

Description

一种咸蛋清脱盐及回收蛋白的方法

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种咸蛋清脱盐和回收蛋白的方法。

背景技术

咸蛋是我国传统的风味食品，也是我国主要的蛋制品之一，由于咸蛋黄具有优良的质地、色泽和风味等优点而倍受人们青睐，在糕点、餐饮，特别是在传统的月饼和粽子加工中大量使用，而对于含盐量过高、风味不佳的咸蛋清则被遗弃，造成了较大的资源浪费。而由于遗弃的咸蛋清中的食盐含量超过10％，极大地限制了咸蛋清的回收再利用，间接使得咸蛋清中含有的10％～12％优质动物性蛋白质被废弃掉，造成了极大的浪费，同时又由于遗弃到环境中的大量咸蛋清的发酵分解及腐败，造成了周围环境、水源的严重污染。

现有技术中有通过将咸蛋清应用于饲料加工来再利用咸蛋清，但是由于饲料加工对于咸蛋清的需求量是少量的，绝大部分的咸蛋清仍然被废弃掉，而且对于需求咸蛋黄的如月饼和粽子等食品业的生产时间比较集中、数量大，在此期间会产生相当数量的咸蛋清，因而通过饲料加工并不能从根本上解决咸蛋清浪费和环境污染的问题。

虽然现在市场上已经有开发的咸蛋清产品以实现废弃咸蛋清的再利用，但是由于没有解决咸蛋清脱盐的问题，使得可开发的咸蛋清产品种类非常少，仅为一些类似于咸蛋清粉、腐乳、香肠、饼干类等低附加值咸蛋清粗品以及少量用于饲料加工的辅料，无法实现咸蛋清的高附加值产业化发展，因而无法处理大量的咸蛋清，并不能从根本上解决大量咸蛋清的浪费和污染环境的问题。

由上述可知，解决咸蛋清脱盐问题是解决咸蛋清浪费和污染环境问题的关键。由于咸蛋、月饼和粽子等都是我国传统的风味食品，国际上未见与咸蛋清脱盐技术相关的研究和报导。而在国内，已有许多学者正努力探寻经济、卫生、高效、便捷的咸蛋清脱盐方法。已报导的咸蛋清脱盐方法主要是离子交换技术、透析法、反渗透法、利用等电点辅助加热法、电渗析技术等，尽管这些分离技术脱盐效果较好，但是其存在成本过高、操作繁琐、原料粘度大、易附着、难清洗等缺点，难以实现该工艺放大推广和应用于实际生产中。

目前，相关报道中对咸蛋清进行脱盐较为可行的技术路线主要是采用超滤或纳滤技术将咸蛋清直接脱盐，或利用酶对咸蛋清水解以后对水解液再超滤脱盐。选择前一种方法，由于咸蛋清原料质地粘稠，容易附着于过滤膜，降低脱盐效率，对膜容易造成堵塞、污染的问题，影响蛋白的脱盐和回收率；选择第二种即先酶解后再脱盐的方法，酶解后的咸蛋清的粘度相比原咸蛋清的黏度下降很多，脱盐过程变得容易，但是由于酶解后的水解液中成分组成复杂，不利于咸蛋清的膜过滤脱盐，另外在高盐浓度下高效酶解咸蛋清的酶及酶解参数难以选择和控制，实际生产中也是难以得到放大推广，因此需要寻找更有效的咸蛋清中蛋白脱盐和回收的方法。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中咸蛋清处理工艺步骤繁琐、脱盐效率低、蛋白回收率低的问题，进而提供一种步骤简单、脱盐率高、蛋白回收率高的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种咸蛋清脱盐及回收蛋白的方法，其包括如下步骤：

(1)取咸蛋清筛网过滤，冷藏备用；

(2)取过滤后的咸蛋清加水稀释混匀，调节所述咸蛋清料液的温度为10-15℃、pH值为5.5-6.5，随后加入絮凝剂溶液混匀，静置沉降后，分离并分别收集蛋白絮凝物及上清液，备用；

(3)向步骤(2)中得到的所述蛋白絮凝物中加水稀释混匀，静置沉降后，分离并分别收集蛋白絮凝物及上清液，备用；

(4)合并步骤(2)和(3)中得到的所述上清液，利用陶瓷膜进行膜分离浓缩和脱盐，分别收集蛋白浓缩液和滤出液；合并所述蛋白浓缩液及步骤(2)和(3)中分离得到的蛋白絮凝物，即为脱盐后的蛋白回收物。

所述的方法，所述步骤(3)中，所述蛋白絮凝物与加入的水的体积比为1:1-3。

所述的方法，所述步骤(4)中，所述陶瓷膜的膜孔径为50nm-0.5μm。

所述的方法，所述陶瓷膜的膜孔径为100nm。

所述的方法，所述步骤(2)中，所述絮凝剂包括聚氨基葡萄糖絮凝剂。

所述的方法，所述絮凝剂加入体积量为所述料液体积的0.1-0.3％。

所述的方法，所述步骤(2)中，所述咸蛋清与加入的水的体积比为1:2-6。

所述的方法，所述步骤(4)之后，还包括将所述滤出液用于下批次咸蛋清处理中步骤(2)中稀释用水的步骤。

本发明提供了一种由上述的方法回收得到的蛋白。

本发明提供了一种所述的蛋白在用于制备含蛋白食品中的用途。

所述的用途，包括：

将所述蛋白回收物经巴氏灭菌法灭菌后，干燥制成颗粒均匀的蛋白粉的步骤；或

将所述蛋白回收物直接干燥制成的蛋白粉；或

将所述蛋白回收物加入食用酒精析出蛋白，过滤后干燥制成颗粒均匀的蛋白粉。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

(1)本发明所述的咸蛋清脱盐及回收蛋白的方法，该方法通过使咸蛋清在絮凝剂作用下凝集成大颗粒的絮凝物来沉降脱盐，将可溶性的盐分留在上清液中，达到分离蛋白的目的，然后再将蛋白絮凝物加水稀释，将包含在蛋白絮凝物中的盐分稀释，达到蛋白絮凝物的二次沉降脱盐，收集的咸蛋清经过两次蛋白沉降后粘度大大降低，进而极大的减轻了陶瓷膜对咸蛋清过滤浓缩的负担，实现了蛋白回收同时咸蛋清高效脱盐的目的，本发明咸蛋清脱盐率、蛋白回收率相比于现有技术均获得显著的提高，咸蛋清脱盐最高可达90％，蛋白回收率最高可达90％，且回收的蛋白质量稳定，蛋白营养成分均未受到破坏，解决了现有技术中咸蛋清处理工艺步骤繁琐、咸蛋清脱盐率低、蛋白回收率低的问题；

(2)本发明所述的咸蛋清脱盐及回收蛋白的方法，利用特定选择的膜孔径和截留分子量的管式陶瓷膜对上清液进行过滤浓缩脱盐，避免了溶液附着于过滤膜，降低脱盐效率，对膜容易造成堵塞、污染等问题，同时又提高了咸蛋清的脱盐率和蛋白回收率；

(3)本发明所述的咸蛋清脱盐及回收蛋白的方法，通过该方法进行蛋白回收和咸蛋清脱盐后得到的滤出液还可以循环应用于该方法步骤中的稀释用水，经检测咸蛋清原料COD_Gr＝94546mg/L，BOD₅＝86515mg/L，通过本发明方法步骤处理后，陶瓷膜出口的滤出液COD_Gr＝1565mg/L，BOD₅＝755mg/L，滤出液的循环使用，不仅节约了成本，同时又减少了废液的排出，减轻了环保的压力，降低了对环境、水资源的污染；

(4)众所周知，鸭蛋蛋白是一种全价蛋白，其氨基酸组成与人体需要的氨基酸最为接近和相似，用氨基酸分析仪对新鲜鸭蛋和本发明所述的咸蛋清脱盐及回收蛋白的方法得到的蛋白进行天冬氨酸、苏氨酸等17种氨基酸的相对含量的测定发现，用本方法回收的工业咸蛋清中的蛋白质，其主要的氨基酸组成和相对比例基本保持不变；不仅增加了可开发的咸蛋清产品种类，可以实现咸蛋清的高附加值产业化发展，解决了大量咸蛋清的浪费和污染环境的问题；同时所回收的咸蛋清蛋白粉或蛋清粉品质好，保留了原有蛋品氨基酸组成和比例，食用安全可靠。

具体实施方式

实施例1

本实施所述的咸蛋清中蛋白脱盐和回收的方法，其包括如下步骤：

(1)取咸蛋清过5目筛网过滤，冷藏备用；

(2)取过滤后的咸蛋清加水稀释混匀，所述咸蛋清与加入的水的体积比为1:2，调节所述咸蛋清料液的温度为15℃、pH值为5.5，随后加入体积量为所述料液体积的0.3％的聚氨基葡萄糖絮凝剂溶液混匀，静置沉降30分钟后，分离并分别收集蛋白絮凝物及上清液，备用；

(3)向步骤(2)中得到的所述蛋白絮凝物中加水稀释混匀，所述蛋白絮凝物与加入的水的体积比为1:3，静置沉降30分钟后，分离并分别收集蛋白絮凝物及上清液，备用；

(4)合并步骤(2)和(3)中得到的所述上清液，利用膜孔径为50nm的陶瓷膜进行膜分离浓缩和脱盐，分别收集蛋白浓缩液和滤出液；合并所述蛋白浓缩液及步骤(2)和(3)中分离得到的蛋白絮凝物，即为脱盐后的蛋白回收物；将所述滤出液用于下批次咸蛋清处理中步骤(2)中稀释用水。

检测回收的蛋白量并测定其含盐量，计算得到蛋白回收率82％，咸蛋清脱盐率87％。

实施例2

本实施所述的咸蛋清中蛋白脱盐和回收的方法，其包括如下步骤：

(1)取咸蛋清5目筛网过滤，冷藏备用；

(2)取过滤后的咸蛋清加水稀释混匀，所述咸蛋清与加入的水的体积比为1:6，调节所述咸蛋清料液的温度为10℃、pH值为6.5，随后加入体积量为所述料液体积的0.1％的聚氨基葡萄糖絮凝剂溶液混匀，静置沉降20分钟后，分离并分别收集蛋白絮凝物及上清液，备用；

(3)向步骤(2)中得到的所述蛋白絮凝物中加水稀释混匀，所述蛋白絮凝物与加入的水的体积比为1:1，静置沉降50分钟后，分离并分别收集蛋白絮凝物及上清液，备用；

(4)合并步骤(2)和(3)中得到的所述上清液，利用膜孔径为0.5μm的陶瓷膜进行膜分离浓缩和脱盐，分别收集蛋白浓缩液和滤出液；合并所述蛋白浓缩液及步骤(2)和(3)中分离得到的蛋白絮凝物，即为脱盐后的蛋白回收物；将所述滤出液用于下批次咸蛋清处理中步骤(2)中稀释用水。

检测回收的蛋白量并测定其含盐量，计算得到蛋白回收率80％，咸蛋清脱盐率89％。

实施例3

本实施所述的咸蛋清中蛋白脱盐和回收的方法，其包括如下步骤：

(1)取咸蛋清过5目筛网过滤，冷藏备用；

(2)取过滤后的咸蛋清加水稀释混匀，所述咸蛋清与加入的水的体积比为1:3，调节所述咸蛋清料液的温度为12℃、pH值为6，随后加入体积量为所述料液体积的0.2％的聚氨基葡萄糖絮凝剂溶液混匀，静置沉降30分钟后，分离并分别收集蛋白絮凝物及上清液，备用；

(3)向步骤(2)中得到的所述蛋白絮凝物中加水稀释混匀，所述蛋白絮凝物与加入的水的体积比为1:2，静置沉降20分钟后，分离并分别收集蛋白絮凝物及上清液，备用；

(4)合并步骤(2)和(3)中得到的所述上清液，利用膜孔径为100nm的陶瓷膜进行膜分离浓缩和脱盐，分别收集蛋白浓缩液和滤出液；合并所述蛋白浓缩液及步骤(2)和(3)中分离得到的蛋白絮凝物，即为脱盐后的蛋白回收物；将所述滤出液用于下批次咸蛋清处理中步骤(2)中稀释用水。

检测回收的蛋白量并测定其含盐量，计算得到蛋白回收率90％，咸蛋清脱盐率90％。

上述实施例1-3中制备得到的蛋白回收物可以用于制备蛋白质食品，将所述蛋白回收物经巴氏灭菌法灭菌后，干燥制成颗粒均匀的蛋白粉；或将所述蛋白回收物经60℃减压真空干燥或-80℃低温冷冻干燥后用无菌粉碎机粉碎成100-120目的蛋白粉；或将所述蛋白回收物加入食用酒精析出蛋白，过滤后干燥制成颗粒均匀的蛋白粉。

实施例4

本实施例与实施例3所述的咸蛋清脱盐和回收蛋白的方法相同，区别仅在于本实施例省略了步骤(3)中加水二次稀释沉降的步骤，测定并计算得到蛋白回收率为84％，咸蛋清脱盐率为65％。

实施例5

本实施例与实施例3所述的咸蛋清脱盐和回收蛋白的方法相同，区别仅在于本实施例步骤(4)中所使用的膜替换为0.01μm的超滤膜，测定并计算得到蛋白回收率为69％，咸蛋清脱盐率为87％。

实施例6

本实施例与实施例4所述的咸蛋清脱盐和回收蛋白的方法相同，区别仅在于将本实施例步骤(4)中所使用的膜替换为0.01μm超滤膜，测定并计算得到蛋白回收率为62％，咸蛋清脱盐率为65％。

验证例

以下通过验证例更好的说明本发明实施例3、4、5和6中涉及的陶瓷/超滤分离过滤操作对相同咸蛋清原料的处理量的处理状况，进而考察对咸蛋清的脱盐及回收蛋白的效果，考察结果见下表。

序号

咸蛋清原料

处理时间

脱盐率

蛋白回收率

实施例3	20L	2.5hr	90％	90％
					实施例4	20L	3hr	65％	84％
实施例5	20L	16hr	87％	69％
					实施例6	20L	>24hr	65％	62％

由上表可知，本发明所述方法通过加水二次沉降步骤的设置以及采用陶瓷膜进行过滤的方式，不仅大幅提高了蛋白的回收率和咸蛋清的脱盐率，同时采用陶瓷膜对咸蛋清原料的处理情况也十分理想，可实现大规模、工业化操作。而未经“二次沉降”处理咸蛋清和/或采用陶瓷膜进行过滤方式的实施例4、5和6相比于本发明，蛋白回收率和/或咸蛋清脱盐率效果不理想，且过滤膜对咸蛋清原料的处理量有限，耗时长，不宜实现大规模、工业化操作，随着处理料液的增加，膜的通量逐渐下降，需要对过滤膜进行再生处理，导致工艺复杂繁琐，成本高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种咸蛋清脱盐及回收蛋白的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)取咸蛋清筛网过滤，冷藏备用；

(2)取过滤后的咸蛋清加水稀释混匀，调节所述咸蛋清料液的温度为10-15℃、pH值为5.5-6.5，随后加入絮凝剂溶液混匀，静置沉降后，分离并分别收集蛋白絮凝物及上清液，备用；

(3)向步骤(2)中得到的所述蛋白絮凝物中加水稀释混匀，静置沉降后，分离并分别收集蛋白絮凝物及上清液，备用；

(4)合并步骤(2)和(3)中得到的所述上清液，利用陶瓷膜进行膜分离浓缩和脱盐，分别收集蛋白浓缩液和滤出液；合并所述蛋白浓缩液及步骤(2)和(3)中分离得到的蛋白絮凝物，即为脱盐后的蛋白回收物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述蛋白絮凝物与加入的水的体积比为1:1-3。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述陶瓷膜的膜孔径为50nm-0.5μm。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述陶瓷膜的膜孔径为100nm。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述絮凝剂包括聚氨基葡萄糖絮凝剂。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂加入体积量为所述料液体积的0.1-0.3％。

7.根据权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述咸蛋清与加入的水的体积比为1:2-6。

8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)之后，还包括将所述滤出液用于下批次咸蛋清处理中步骤(2)中稀释用水的步骤。

9.根据权利要求1-8任一所述的方法回收得到的蛋白。

10.权利要求9所述的蛋白在用于制备含蛋白食品中的用途。

11.根据权利要求10所述的用途，其特征在于，包括：

将所述蛋白回收物经巴氏灭菌法灭菌后，干燥制成颗粒均匀的蛋白粉的步骤；或

将所述蛋白回收物直接干燥制成的蛋白粉；或

将所述蛋白回收物加入食用酒精析出蛋白，过滤后干燥制成颗粒均匀的蛋白粉。