CN104041655A - 一种大豆分离蛋白的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大豆分离蛋白的生产方法，包括以下步骤：步骤1，将脱脂豆粕与浓度为20～50g/L的浸提液按1:5～15重量的料液比混合，在40～70℃的温度且搅拌条件下浸提25～80min；浸提液的溶质由亚硫酸钠与六偏磷酸钠按1.5～5:1的重量比混合而成；步骤2，对步骤1产物进行第一次离心分离，获得蛋白液和豆渣；用酸调节蛋白液pH值至4.2～4.5；步骤3，步骤2所得蛋白液离心分离后进行解碎；向解碎产物中加入碱液中和至pH＝7.1±0.1；灭菌、脱水、干燥后得到大豆分离蛋白。本发明方法将大豆分离蛋白的得率由“碱溶酸沉”法的33％左右提高到45％。还解决了产品灰分高、色泽深、纯度低的问题。
Description
技术领域
本发明属于蛋白生产技术领域，特别是涉及一种大豆分离蛋白的生产方法。
背景技术
我国是大豆故乡，大豆中富含蛋白质(占36％)和脂肪(占23％)，为人类提供了丰富的植物蛋白资源和食用油资源。我国年产大豆为1700多万吨，约占世界总产量的9％左右，为了满足国内油脂加工业、饲料业的需要，我国的大豆进口量从1996年的110多万吨，迅速增加到2013年的6000万吨。大豆蛋白质由于氨基酸种类齐全，故称完全蛋白质。目前，利用大豆粕开发了分离蛋白、浓缩蛋白、组织蛋白、脱腥豆粉、豆掺等大豆食品。
大豆分离蛋白生产方法主要有3种：“碱溶酸沉”法、超滤法、离子交换法。离子交换法生产大豆分离蛋白，其纯度高、灰分少、色泽浅；但生产周期过长、目前尚处于实验阶段，有待于进一步推广开发和应用。超滤法具有传统分离操作(如蒸发、萃取、蒸馏等)无可比拟优点，如无相变、能耗低、工艺设备简单、分离效果好，同时不会造成环境污染等。利用超滤技术生产大豆分离蛋白，可除去或降低脂肪氧化酶在蛋白中含量，分离出植酸等微量成分，因而产品内植酸量少，消化率高、其产品色泽浅、无异味。同时可应用超滤和反渗透技术进一步处理浓缩制备高附加值且用途广泛低聚糖等，废水也能得到循环使用，这样就不存在污染。但企业采用超滤膜法生产大豆分离蛋白时，由于超滤膜污染会导致膜通量下降，造成分离性能发生变化从而使生产能力下降，及连续性不能解决或生产成本过高等原因往往而放弃，因此，采用此种方法生产大豆分离蛋白企业是凤毛麟角。目前，国内绝大部分厂家生产大豆分离蛋白采用“碱溶酸沉”法，产品得率在33％左右，产品质量不高，普遍存在产品灰分高、色泽深、纯度低问题，主要原因是“碱溶酸沉”中和工序中残留部分柠檬酸、焦性麸氨酸等有机酸盐类和植酸磷脂等含磷化合物所引起；另外，产品溶解性、速溶性也较差。
发明内容
本发明的目的是提出一种大豆分离蛋白的生产方法，以解决“碱溶酸沉”法产品得率低(在33％左右)，产品质量不高，普遍存在产品灰分高、色泽深、纯度低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种大豆分离蛋白的生产方法，包括以下步骤：
步骤1，将脱脂豆粕与浓度为20～50g/L的浸提液按1:5～15重量的料液比混合，在40～70℃的温度且搅拌的条件下浸提25～80min；所述浸提液的溶质由亚硫酸钠与六偏磷酸钠按1.5～5:1的重量比混合而成；
步骤2，对步骤1产物进行第一次离心分离，获得蛋白液和豆渣；用酸调节蛋白液pH值至4.2～4.5，优选的，加酸时的搅拌速度为45～60r/min，当溶液达到等电点时停止搅拌，静置35min；
步骤3，蛋白液离心分离后进行解碎；向解碎产物中加入碱液中和至pH＝7.1±0.1,优选的，中和温度30℃，搅拌速度为90r/min；
灭菌、脱水、干燥后得大豆分离蛋白产品。
如上所述的大豆分离蛋白的生产方法，优选的，步骤2中所述的酸选自盐酸、硫酸、磷酸中的一种或多种。
如上所述的大豆分离蛋白的生产方法，优选的，所述碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或多种。
如上所述的大豆分离蛋白的生产方法，优选的，步骤1，脱脂豆粕与浓度为20～50g/L的浸提液按1:10～11的料液比混合，在52℃的温度浸提60min；所述浸提液的溶质由亚硫酸钠与六偏磷酸钠按3:1的重量比混合形成。
如上所述的大豆分离蛋白的生产方法，灭菌过程为：将中和后的蛋白液泵入加热器,通入蒸汽使温度迅速升温到130～150℃,保留10～15s。
如上所述的大豆分离蛋白的生产方法，脱水过程为：灭菌后的蛋白液进入闪蒸罐降温浓缩,真空度为0.06～0.08MPa,温度为85℃，浓缩15～30％。
如上所述的大豆分离蛋白的生产方法，优选的，对第一次离心分离获得的豆渣重复步骤1的处理，对产物进行第二次离心分离，第二次离心分离获得蛋白液与第一次离心分离获得的蛋白液进行相同的后续处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：将大豆分离蛋白的得率由“碱溶酸沉”法的33％左右提高到45％。大豆分离蛋白的生产方法应用过程中所使用原料不含柠檬酸、焦性麸氨酸等有机酸盐类和植酸磷脂等含磷化合物，产品灰分高、色泽深、纯度低问题得到解决。
附图说明
图1为本发明一种实施例的大豆分离蛋白的生产方法流程图；
图2为本发明实施例2的实验结果图；
图3为本发明实施例3的实验结果图；
图4为本发明实施例4的实验结果图；
图5为本发明实施例5的实验结果图；
图6为本发明实施例6的实验结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
实施例1
1、亚硫酸钠溶液浸提大豆蛋白(第一次浸提)
亚硫酸钠和六偏磷酸钠混合而成的提取液总浓度39g/L(亚硫酸钠和六偏磷酸钠重量配比3：1),料液比(脱脂豆粕：提取液)1：11，浸提温度52℃，浸提时间60min，搅拌转速50r/min。
2、离心分离
离心分离获得蛋白液和豆渣；卧式离心机(阿法拉伐公司，型号NX418)，进料流量8m3/h,转速4000r/min。
3、第二次浸提
将上步离心分离出豆渣进行第二次浸提，浸提参数如第一次浸提。
4、酸沉
将两次浸提、离心所得的蛋白液合并泵入酸沉罐，调节温度至45℃，加入质量浓度为25％盐酸溶液，调整pH值至4.2～4.5，加酸时的搅拌速度为50r/min，当溶液达到等电点时停止搅拌，静置35min。
大豆蛋白等电点pH值范围狭窄,一般为4.2～4.5，超出此范围，豆清水中残蛋白量会增加，降低蛋白质酸沉得率，只有pH达到大豆蛋白的等电点附近时才能凝聚沉淀，要获得理想沉淀效果，需准确控制pH值。此外，在加酸过程中，搅拌速度过慢会降低蛋白质酸沉得率；加酸速度过快，会使部分蛋白质发生水解或变性，造成蛋白质流失和影响产品功能性，搅拌速度一般为30～60r/min。
5、离心分离
对酸沉后的蛋白液离心分离；卧式离心机(阿法拉伐公司，型号NX418)，进料流量8m3/h,转速4000r/min。
6、解碎
由于分离出的蛋白质成凝胶状，有较多团块，加入蛋白质重量5％的水于解碎机中研磨解碎,搅打成匀浆,再由浓浆泵输送到中和罐。
7、中和
向中和罐内加入质量浓度为4.5％的氢氧化钠液中和至pH7.1±0.1,中和温度30℃，搅拌速度为90r/min。
8、蒸汽灭菌
将中和罐内的中和蛋白液用柱塞泵泵入加热器,通入直接蒸汽迅速升温到140℃,保留12s。
9、闪蒸脱水
灭菌后的蛋白液进入闪蒸罐降温浓缩,真空度为0.06～0.08MPa,温度为85℃，浓缩20％。
10、喷雾干燥
工艺参数：蒸发水量5t/h，进风温度175℃，出风温度≤70℃。经检测，大豆分离蛋白的得率为45％。蛋白质提取率(％)＝试剂提取的蛋白质质量/大豆粕中蛋白质的质量×100％。
实施例2：亚硫酸钠-六偏磷酸钠比例对大豆蛋白提取率的影响
亚硫酸钠与六偏磷酸钠重量配比依次设定为1.5:1；2:1；2.5:1；3:1；4:1；5:1；亚硫酸钠与六偏磷酸钠总浓度35g/L,料液比1：10，浸提时间60min，浸提温度45℃。其余条件和步骤与实施例1相同，所得结果如图2所示。
实施例3：亚硫酸钠与六偏磷酸钠总浓度对大豆蛋白提取率的影响
亚硫酸钠与六偏磷酸钠重量配比3：1,分别将提取液浓度设定为15；20；25；30；35；40；45；料液比1：10，浸提时间60min，浸提温度45℃。其余条件和步骤与实施例1相同，所得结果如图3所示。
实施例4：料液比(大豆粕：提取剂)对大豆蛋白提取率的影响
亚硫酸钠与六偏磷酸钠配比3：1,浸提液总浓度35g/L,依次将料液比设定为1:5；1:7；1:9；1:11；1:13；1:15；浸提时间60min，浸提温度45℃。其余条件和步骤与实施例1相同，所得结果如图4所示。
浸提液加入越多，蛋白质的提取率就越高，但是加浸提液太多，酸沉时乳清液中的球蛋白量增加，蛋白的损失量增高；加浸提液太少，大豆蛋白的溶出率大大下降，还会增加后续各工序的难度。经试验得出浸提时大豆粕与亚硫酸钠溶液的比例为1:11最适合提取。
实施例5：浸提时间对大豆蛋白提取率的影响
亚硫酸钠与六偏磷酸钠配比3：1,提取剂总浓度35g/L，料液比1：10，浸提温度45℃，浸提时间依次设定为20min；30min；40min；50min；60min；70min；80min。其余条件和步骤与实施例1相同，所得结果如图5所示。
一般来说浸提时间越长，蛋白的溶出率就越高，但一定时间后，蛋白得率随浸提时间的延长而无显著的变化。研究发现当浸提时间达到40～60分钟时，蛋白质的溶出率区域处于动态平衡状态。综合考虑能源消耗、生产周期、工艺成本等各种因素，最优的浸提时间为52分钟。
实施例6：浸提温度对大豆蛋白提取率的影响
亚硫酸钠与六偏磷酸钠配比3：1,提取剂总浓度35g/L,料液比1：10，浸提时间60min，浸提温度依次设定为20℃；30℃；40℃；50℃；60℃；70℃。其余条件和步骤与实施例1相同，所得结果如图6所示。
浸提温度的高低对蛋白收率、纯度及色泽有显著影响。浸提温度一般控制在52℃为佳，浸提温度过低，容易使浸出效率偏低，浸提温度过高，容易使蛋白质变性，粘度增加，不易分离，浸提耗能也增高。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种大豆分离蛋白的生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，将脱脂豆粕与浓度为20～50g/L的浸提液按1:5～15重量的料液比混合，在40～70℃的温度且搅拌条件下浸提25～80min；所述浸提液的溶质由亚硫酸钠与六偏磷酸钠按1.5～5:1的重量比混合而成；
步骤2，对步骤1产物进行第一次离心分离，获得蛋白液和豆渣；用酸调节蛋白液pH值至4.2～4.5；
步骤3，步骤2所得蛋白液离心分离后进行解碎；向解碎产物中加入碱液中和至pH＝7.1±0.1；灭菌、脱水、干燥后得到大豆分离蛋白。
2.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白的生产方法，其特征在于，步骤2中所述的酸选自盐酸、硫酸、磷酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白的生产方法，其特征在于，步骤3中所述的碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白的生产方法，其特征在于，步骤1，脱脂豆粕与浓度为20～50g/L的浸提液按1:10～11的料液比混合，在52℃的温度浸提60min；所述浸提液的溶质由亚硫酸钠与六偏磷酸钠按3:1的重量比混合形成。
5.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白的生产方法，其特征在于，灭菌过程为：将中和后的蛋白液泵入加热器,通入蒸汽使温度迅速升温到130～150℃,保留10～15s。
6.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白的生产方法，其特征在于，脱水过程为：灭菌后的蛋白液进入闪蒸罐降温浓缩,真空度为0.06～0.08MPa,温度为85℃，浓缩15～30％。
7.根据权利要求1所述的大豆分离蛋白的生产方法，其特征在于，对第一次离心分离获得的豆渣重复步骤1的处理，对产物进行第二次离心分离，第二次离心分离获得蛋白液与第一次离心分离获得的蛋白液进行相同的后续处理。
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