CN105533118A - 一种膜法提纯大豆蛋白工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其包括如下步骤:(1)混合豆乳的提取,过滤;(2)测量通量;(3)料液称重;(4)再次测量通量,并取样保存;(5)定期检测料液参数,并取样留存;(6)清洗;(7)碱洗涤;(8)过滤。本发明的目的是实现膜法提纯大豆蛋白工艺技术,从豆乳中将大豆蛋白的分离提纯,提高分离效率,使豆乳中的大豆蛋白能够采用物理过程高效率分离提纯,减少资源及能源的浪费,降低产品生产成本,避免产品后续助凝剂等引起的食品安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及提纯蛋白领域,尤其涉及一种膜法提纯大豆蛋白工艺。
背景技术
大豆豆乳中的大豆分离蛋白是以低温脱溶大豆粕为原料生产的一种全价蛋白类食品添加剂。大豆分离蛋白中蛋白质含量在90%以上,氨基酸种类有近20种,并含有人体必需氨基酸。其营养丰富,不含胆固醇,是植物蛋白中为数不多的可替代动物蛋白的品种之一。
随着经济的发展,生活质量的提高,人们对于健康更加关注,在保证产品黄子良的前提下,最大化产品的附加值,减少生产成本,提高生产效率,是企业生存发展的方式。
现有技术的实现方案,例:专利申请号为CN200810238791的发明“大豆分离蛋白生产乳清废水提取回收清蛋白的方法”,申请日:2008.12.29,提供了一种由大豆分离蛋白生产乳清废水提取回收清蛋白的方法,需要通过板框式过滤机过滤后将其泵入卷式膜浓缩装置,工艺相对复杂,从生产成本上考虑,不具有批量生产的意义。而且处理步骤中需添加絮凝剂一类的化学产品进行催滤,对水、电灯能源消耗大,过程中会进一步增加对于环境的污染,诸多因素影响工业规模生产过程中成本和废水排放等。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种膜法提纯大豆蛋白工艺。
本发明的一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其包括如下步骤:
(1)将低温脱脂豆粕浸泡在一定的碱液中进行浸提使大豆蛋白溶解出来,离心分离除去豆渣,得到混合豆乳,将经萃取得到的混合豆乳泵入金属不锈钢膜进行过滤浓缩;
(2)打开开关,全开冷却水阀门,加入一定量水,测量纯水通量,当测量到纯水的流量前后一致后放净料桶;
(3)料液称重,加入料桶中,零压运行,全关冷却水阀门,使料液温度下降到操作温度;
(4)调节料液的PH值,升压至操作压力,稳定运行一定时间后测量通量,并取样保存;
(5)实验过程中定期检测压力、通量、PH值、温度,并根据产品制备指标需求取样留存;
(6)当通量下降到初始通量的一半以下,停止运行,进行清洗操作,待纯水通量恢复正常值,清洗结束;
(7)通过对不锈钢金属膜进行酸碱清洗调试,首先先进行常规的碱洗涤,然后加酸调节至合适的PH值,进行洗涤;
(8)对大豆蛋白生产过程中产生的豆清水进行不锈钢金属膜过滤。
其中步骤(5)中指根据是否需要监控实验期间制备产品的指标,决定取样量以及是否留存。
优选地,所述步骤(1)中的膜为孔径为0.1um规格不锈钢金属膜。
进一步地,所述步骤(1)中的膜,其涂层为TiO2。
进一步地,所述步骤(1)中的膜,其耐温范围不高于315℃。
进一步地,所述步骤(1)中的膜,其可承受的压力4-6bar。
优选地,所述步骤(3)中的操作温度35-50℃,优选为42℃。
优选地,所述步骤(4)中的料液PH值调节为9。
进一步地,所述步骤(4)中的操作压力0.35MPa。
进一步地,所述步骤(4)中的运行时间为15min。
进一步地,所述步骤(4)中的PH值调节为3左右。
本发明的一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其优点为:
(1)不需要添加助滤剂、絮凝剂、凝聚剂等化学药剂;
(2)通过回收豆清水低聚糖和部分酸溶蛋白,从而提高蛋白的回收率;
(3)大豆蛋白能够采用物理过程高效率分离提纯,减少资源及能源的浪费;
(4)利用金属不锈钢膜过滤后的溶液,由于低聚糖和部分蛋白被回收,使得废水更容易处理,较少能源消耗,降低成本。
具体实施方式
以下将对本发明进行进一步详细说明。
本发明提供了一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其步骤为:
(1)将低温脱脂豆粕浸泡在一定的碱液中进行浸提使大豆蛋白溶解出来,离心分离除去豆渣,得到混合豆乳,经萃取得到的混合豆乳将其泵入金属不锈钢膜进行过滤浓缩;
(2)打开开关,全开冷却水阀门,加入一定量水,测量纯水通量,当测量到纯水的流量前后一致后放净料桶;
(3)料液称重,加入料桶中,零压运行,全关冷却水阀门,使料液温度下降到操作温度;
(4)调节料液的PH值,升压至操作压力,稳定运行一定时间后测量通量,并取样保存;
(5)实验过程中定期检测压力、通量、PH值、温度,并根据产品制备指标需求取样留存;
(6)当通量下降到初始通量的一半以下,停止运行,进行清洗操作,待纯水通量恢复正常值,清洗结束;
(7)通过对不锈钢金属膜进行酸碱清洗调试,首先先进行常规的碱洗涤,然后加酸调节至合适的PH值,进行洗涤;
(8)对大豆蛋白生产过程中产生的豆清水进行不锈钢金属膜过滤。
对于本发明一种膜法提纯大豆蛋白工艺步骤(1),将大豆蛋白生产过程中产生的混合豆乳进行过滤。
本发明采用的是不锈钢膜,利用膜的选择性分离功能,实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程。它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需要添加助滤剂、絮凝剂、凝聚剂等化学药剂;过滤收率高;提供高质量滤液,大幅度降低后续单元负担,提高后续单元效率。
二氧化钛具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性,且完全可以与食品接触,所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中。
碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如:以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍;用以制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅(含SiC约85%)是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量。此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。
氧化铝的机械强度高,硬度大,高频介电损耗小,高温绝缘电阻高,耐化学腐蚀性和导热性良好等优良综合技术性能。
所选的不锈钢金属膜涂层为TiO2、PH范围是0-14、耐温范围不高于315℃、压力4-6bar的孔径为0.1μm。
所选的不锈钢金属膜涂层为SiC、PH范围是0-14、耐温范围不高于315℃、压力4-6bar的孔径为0.1μm。
所选的不锈钢金属膜涂层为Al2O3、PH范围是0-14、耐温范围不高于315℃、压力4-6bar的孔径为0.1μm。
以下为不同材料涂层的膜过滤对大豆蛋白含量的影响。
表1不同材料涂层的膜过滤对大豆蛋白含量的影响
由表1可知,TiO2与SiC涂层的膜,过滤后所得的大豆蛋白含量、过滤后豆清水中低聚糖的含量、过滤后豆清水中酸溶蛋白的含量,两者相比相差不多,都能满足要求,但是从生产成本考虑,SiC明显的高于TiO2,所以优选TiO2作为膜涂层。
TiO2与Al2O3涂层的膜,过滤后所得的大豆蛋白含量、过滤后豆清水中低聚糖的含量、过滤后豆清水中酸溶蛋白的含量,两者相比TiO2明显优于Al2O3。其原因是Al2O3为两性氧化物,虽然强度以及刚度、耐高温性能优越,但是不适宜在酸碱性环境中,因其在此酸碱环境中会发生化学反应而影响其性能,所以优选TiO2作为膜涂层。
实施例1
(1)将低温脱脂豆粕浸泡在一定的碱液中进行浸提使大豆蛋白溶解出来,离心分离除去豆渣,得到混合豆乳,经萃取得到的混合豆乳将其泵入TiO2涂层的金属不锈钢膜进行过滤浓缩;
(2)打开开关,全开冷却水阀门,加入一定量水,测量纯水通量,当测量到纯水的流量前后一致后放净料桶;
(3)料液称重,加入料桶中,零压运行,全关冷却水阀门,使料液下降到操作温度35℃;
(4)调节pH值为9,升压至操作压力0.35MPa,稳定运行15min后测量通量,并取样保存;
(5)实验过程中定期检测压力、通量、pH值、温度,并根据产品制备指标需求取样留存;
(6)当通量下降到初始通量的一半以下,停止运行,进行清洗操作,待纯水通量回复正常值,清洗结束。
(7)通过对不锈钢金属膜进行酸碱清洗调试,首先先进行常规的碱洗涤,然后加酸调至pH=3左右进行洗涤。
(8)对大豆蛋白生产过程中产生的豆清水进行不锈钢金属膜过滤。
实施例2
(1)将低温脱脂豆粕浸泡在一定的碱液中进行浸提使大豆蛋白溶解出来,离心分离除去豆渣,得到混合豆乳,经萃取得到的混合豆乳将其泵入SiC涂层的金属不锈钢膜进行过滤浓缩;
(2)打开开关,全开冷却水阀门,加入一定量水,测量纯水通量,当测量到纯水的流量前后一致后放净料桶;
(3)料液称重,加入料桶中,零压运行,全关冷却水阀门,使料液下降到操作温度35℃;
(4)调节pH值为9,升压至操作压力0.35MPa,稳定运行15min后测量通量,并取样保存;
(5)实验过程中定期检测压力、通量、pH值、温度,并根据产品制备指标需求取样留存;
(6)当通量下降到初始通量的一半以下,停止运行,进行清洗操作,待纯水通量回复正常值,清洗结束。
(7)通过对不锈钢金属膜进行酸碱清洗调试,首先先进行常规的碱洗涤,然后加酸调至pH=3左右进行洗涤。
(8)对大豆蛋白生产过程中产生的豆清水进行不锈钢金属膜过滤。
实施例3
(1)将低温脱脂豆粕浸泡在一定的碱液中进行浸提使大豆蛋白溶解出来,离心分离除去豆渣,得到混合豆乳,经萃取得到的混合豆乳将其泵入Al2O3涂层的金属不锈钢膜进行过滤浓缩;
(2)打开开关,全开冷却水阀门,加入一定量水,测量纯水通量,当测量到纯水的流量前后一致后放净料桶;
(3)料液称重,加入料桶中,零压运行,全关冷却水阀门,使料液下降到操作温度35℃;
(4)调节pH值为9,升压至操作压力0.35MPa,稳定运行15min后测量通量,并取样保存;
(5)实验过程中定期检测压力、通量、pH值、温度,并根据产品制备指标需求取样留存;
(6)当通量下降到初始通量的一半以下,停止运行,进行清洗操作,待纯水通量回复正常值,清洗结束。
(7)通过对不锈钢金属膜进行酸碱清洗调试,首先先进行常规的碱洗涤,然后加酸调至pH=3左右进行洗涤。
(8)对大豆蛋白生产过程中产生的豆清水进行不锈钢金属膜过滤。
实施例1、实施例2、实施例3的不同在于,所选用的膜涂层分别为TiO2、SiC、Al2O3,以TiO2作为不锈钢金属膜涂层,经过滤后得到的大豆蛋白含量比较高,可达到91%;以SiC作为不锈钢金属膜涂层,经过滤后得到的大豆蛋白含量也比较高,可达到89%;而以以Al2O3作为不锈钢金属膜涂层,经过滤后得到的大豆蛋白含量相对较低,只达到74%。很明显地,应该将TiO2、SiC作为不锈钢膜的涂层,优选为TiO2不锈钢膜涂层。
未过滤前,检测其大豆蛋白的含量为60%。经第1次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为75%左右;经第2次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为80%左右;经第3次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为90%左右,膜不同的操作温度将对实验数据造成一定的影响。
下表为操作温度对混合豆乳经过滤后豆乳中的大豆蛋白、低聚糖、酸溶蛋白所占含量的影响,所用不锈钢金属膜涂层为TiO2。
表2操作温度对过滤后豆乳中的大豆蛋白、低聚糖、酸溶蛋白所占含量的影响
通过实验数据可知,当操作温度为35℃时,经第1次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为72%,豆清水中的低聚糖、酸溶蛋白含量分别为1.3%、0.7%;经第2次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为79%,豆清水中的低聚糖、酸溶蛋白含量分别为1.52%、0.81%;经第3次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为89%,豆清水中的低聚糖、酸溶蛋白含量分别为1.58%、0.85%。
当操作温度为42℃时,经第1次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为76%,豆清水中的低聚糖、酸溶蛋白含量分别为1.4%、0.85%;经第2次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为83%,豆清水中的低聚糖、酸溶蛋白含量分别为1.54%、0.84%;经第3次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为92%,豆清水中的低聚糖、酸溶蛋白含量分别为1.58%、0.85%。
当操作温度为50℃时,经第1次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为71%,豆清水中的低聚糖、酸溶蛋白含量分别为1.5%、0.8%;经第2次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为80%,豆清水中的低聚糖、酸溶蛋白含量分别为1.56%、0.83%;经第3次过滤后,所测豆乳中的大豆蛋白含量为88%,豆清水中的低聚糖、酸溶蛋白含量分别为1.63%、0.85%。
由此可知,当操作温度为42℃时,豆乳中所含大豆蛋白的含量最高。
所要说明的是,实验过程中未检测到的物质为水以及无机盐。
实施例4
(1)将低温脱脂豆粕浸泡在一定的碱液中进行浸提使大豆蛋白溶解出来,离心分离除去豆渣,得到混合豆乳,经萃取得到的混合豆乳将其泵入金属不锈钢膜进行过滤浓缩;
(2)打开开关,全开冷却水阀门,加入一定量水,测量纯水通量,当测量到纯水的流量前后一致后放净料桶;
(3)料液称重,加入料桶中,零压运行,全关冷却水阀门,使料液下降到操作温度35℃;
(4)调节pH值为9,升压至操作压力0.35MPa,稳定运行15min后测量通量,并取样保存;
(5)实验过程中定期检测压力、通量、pH值、温度,并根据产品制备指标需求取样留存;
(6)当通量下降到初始通量的一半以下,停止运行,进行清洗操作,待纯水通量回复正常值,清洗结束。
(7)通过对不锈钢金属膜进行酸碱清洗调试,首先先进行常规的碱洗涤,然后加酸调至pH=3左右进行洗涤。
(8)对大豆蛋白生产过程中产生的豆清水进行不锈钢金属膜过滤。
此实施例中的操作温度为35℃,得到的豆乳中最终所含的大豆蛋白的含量为89%,低聚糖和部分蛋白被过滤回收。
实施例5
(1)将低温脱脂豆粕浸泡在一定的碱液中进行浸提使大豆蛋白溶解出来,离心分离除去豆渣,得到混合豆乳,经萃取得到的混合豆乳将其泵入TiO2金属不锈钢膜进行过滤浓缩;
(2)打开开关,全开冷却水阀门,加入一定量水,测量纯水通量,当测量到纯水的流量前后一致后放净料桶;
(3)料液称重,加入料桶中,零压运行,全关冷却水阀门,使料液下降到操作温度42℃;
(4)调节pH值为9,升压至操作压力0.35MPa,稳定运行15min后测量通量,并取样保存;
(5)实验过程中定期检测压力、通量、pH值、温度,并根据产品制备指标需求取样留存;
(6)当通量下降到初始通量的一半以下,停止运行,进行清洗操作,待纯水通量回复正常值,清洗结束。
(7)通过对不锈钢金属膜进行酸碱清洗调试,首先先进行常规的碱洗涤,然后加酸调至pH=3左右进行洗涤。
(8)对大豆蛋白生产过程中产生的豆清水进行不锈钢金属膜过滤。
此实施例中的操作温度为42℃,得到的豆乳中最终所含的大豆蛋白的含量为92%,低聚糖和部分蛋白被过滤回收。
实施例6
(1)将低温脱脂豆粕浸泡在一定的碱液中进行浸提使大豆蛋白溶解出来,离心分离除去豆渣,得到混合豆乳,经萃取得到的混合豆乳将其泵入金属不锈钢膜进行过滤浓缩;
(2)打开开关,全开冷却水阀门,加入一定量水,测量纯水通量,当测量到纯水的流量前后一致后放净料桶;
(3)料液称重,加入料桶中,零压运行,全关冷却水阀门,使料液下降到操作温度50℃;
(4)调节pH值为9,升压至操作压力0.35MPa,稳定运行15min后测量通量,并取样保存;
(5)实验过程中定期检测压力、通量、pH值、温度,并根据产品制备指标需求取样留存;
(6)当通量下降到初始通量的一半以下,停止运行,进行清洗操作,待纯水通量回复正常值,清洗结束。
(7)通过对不锈钢金属膜进行酸碱清洗调试,首先先进行常规的碱洗涤,然后加酸调至pH=3左右进行洗涤。
(8)对大豆蛋白生产过程中产生的豆清水进行不锈钢金属膜过滤。
此实施例中的操作温度为50℃,得到的豆乳中最终所含的大豆蛋白的含量为88%,低聚糖和部分蛋白被过滤回收。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将低温脱脂豆粕浸泡在一定的碱液中进行浸提使大豆蛋白溶解出来,离心分离除去豆渣,得到混合豆乳,将经萃取得到的混合豆乳泵入金属不锈钢膜进行过滤浓缩;
(2)打开开关,全开冷却水阀门,加入一定量水,测量纯水通量,当测量到纯水的流量前后一致后放净料桶;
(3)料液称重,加入料桶中,零压运行,全关冷却水阀门,使料液温度下降到操作温度;
(4)调节料液的PH值,升压至操作压力,稳定运行一定时间后测量通量,并取样保存;
(5)实验过程中定期检测压力、通量、PH值、温度,并根据产品制备指标需求取样留存;
(6)当通量下降到初始通量的一半以下,停止运行,进行清洗操作,待纯水通量恢复正常值,清洗结束;
(7)通过对不锈钢金属膜进行酸碱清洗调试,首先先进行常规的碱洗涤,然后加酸调节至合适的PH值,进行洗涤;
(8)对大豆蛋白生产过程中产生的豆清水进行不锈钢金属膜过滤。
2.根据权利要求1所述的一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其特征在于:所述步骤(1)中的膜为孔径为0.1um规格不锈钢金属膜。
3.根据权利要求2所述的一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其特征在于:所述步骤(1)中的膜,其涂层为TiO2。
4.根据权利要求3所述的一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其特征在于:所述步骤(1)中的膜,其耐温范围不高于315℃。
5.根据权利要求4所述的一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其特征在于:所述步骤(1)中的膜,其可承受的压力4-6bar。
6.根据权利要求1所述的一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其特征在于:所述步骤(3)中的操作温度35-50℃,优选为42℃。
7.根据权利要求1所述的一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其特征在于:所述步骤(4)中的料液PH值调节为9。
8.根据权利要求7所述的一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其特征在于:所述步骤(4)中的操作压力0.35MPa。
9.根据权利要求8所述的一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其特征在于:所述步骤(4)中的运行时间为15min。
10.根据权利要求1所述的一种膜法提纯大豆蛋白工艺,其特征在于:所述步骤(7)中的PH值调节为3左右。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160504 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |