CN110200125A - 一种速溶多孔蛋白粉及其制备方法 - Google Patents

一种速溶多孔蛋白粉及其制备方法 Download PDF

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吴伟
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Abstract

本发明公开了一种速溶多孔蛋白粉及其制备方法。本发明提供的速溶多孔蛋白粉具有水溶性好、营养成分丰富及易于被人体吸收等优点，同时该制备工艺具有环境友好、能耗低及反应效率高等优点，制得的蛋白粉风味损失小。该制备方法包括：将蛋白粉和蒸馏水按特定比例加入反应釜中，搅拌混合均匀后，得到蛋白浆液；高压泵往反应釜中泵入二氧化碳，经高压二氧化碳（包括超临界二氧化碳和次临界二氧化碳）处理；处理后的蛋白浆液经喷雾干燥得到速溶蛋白粉。本发明提供的速溶蛋白粉制备方法，可有效解决目前市场上蛋白粉分散性差、溶解度低和溶解时间长等问题。

Description

一种速溶多孔蛋白粉及其制备方法
技术领域
本发明属于蛋白粉加工的技术领域，具体涉及一种速溶蛋白粉及其制备方法。
背景技术
蛋白质具有乳化性、吸水性、吸油性、凝胶性及发泡性等功能特性，使其在现在食品工业中应用广泛。蛋白粉，目前主要以来自豆类的大豆、豌豆、蚕豆和花生等植物原料提纯的植物蛋白，或以牛乳羊乳为原料提纯乳清蛋白和酪蛋白，或以上述的蛋白为主的一种或两种以上复合加工制成的富含蛋白质的粉末。然而，溶解性和分散性差是大多数的蛋白粉存在的问题。现有的蛋白粉如大豆蛋白粉、酪蛋白粉等在等电点几乎不溶解。
蛋白粉作为目前市场快速补充高质量蛋白质的营养产品，并且是现代食品工业的重要原料，但是生产蛋白粉的原料大豆蛋白粉、酪蛋白粉等溶解缓慢，溶解性差成为限制蛋白粉在食品、保健品行业发展的瓶颈。目前大多厂家生产的蛋白粉，在食用过程不易溶解，时有结块、沉淀现象发生。因此需制成水溶性分散性好的速溶蛋白粉，其可应用在食品、保健品中，如蛋白质粉、奶粉、营养棒等产品，主要起增加蛋白含量、提高营养价值的作用。
目前，大多数市场的蛋白粉溶解性低和功能性差，造成应用和推广受限，制约企业生产效益。目前的蛋白粉生产工艺主要以脱脂粕为原料，碱溶酸沉后进过喷雾干燥得到蛋白粉，以这种方法制备的蛋白粉溶解性较差和溶解速度慢，乳化性差，凝胶性能不强。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种速溶多孔蛋白粉及其制备方法。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
本发明提供了一种速溶多孔蛋白粉的制备方法，能够有效解决目前蛋白粉分散性差，溶解时间长的缺陷。本发明提供的制备方法采取的是高压二氧化碳改性技术协同高压喷雾干燥，气体原料为二氧化碳，其成本价值低，对环境无污染。本发明提供的制备方法在生产过程中全程无有毒有害化学试剂的加入，零化学试剂的残留，且反应过程中在中低温中进行，蛋白质的活性损失小。本发明提供的制备方法，是以大豆蛋白为主要原料，并加入一种或多种动植物蛋白，原料来源广泛、加工工艺简单易行、能耗低、效率高。
本发明提供的速溶多孔蛋白粉经高压二氧化碳处理、超临界或次临界喷雾干燥后，具有疏松多孔结构。
进一步地，所述高压二氧化碳为蛋白粉的改性剂。
本发明提供的一种速溶多孔蛋白粉的制备方法，包括如下步骤：
(1)将反应釜预热，然后将蛋白粉与水加入反应釜中，搅拌均匀，得到蛋白浆液；
(2)将二氧化碳泵入反应釜中，进行高压二氧化碳处理；
(3)将反应釜排气口通过导管与喷雾干燥塔相连，打开减压阀，使蛋白浆液随二氧化碳流向喷雾干燥塔，进行干燥处理，得到所述速溶多孔蛋白粉(具有多孔结构的蛋白粉)。
进一步地，步骤(1)所述蛋白粉为大豆蛋白粉、乳清蛋白粉、花生蛋白粉、酪蛋白粉、蚕豆蛋白粉及豌豆蛋白粉中的一种以上。
进一步地，步骤(1)所述预热的温度为20-80摄氏度。
进一步地，在步骤(1)所述蛋白浆液中，蛋白粉的质量百分比为5％-30％。
进一步地，步骤(2)所述高压二氧化碳处理的压力为100-4000Psi。
进一步地，步骤(2)所述高压二氧化碳处理的温度为20-80摄氏度。
进一步地，步骤(2)所述高压二氧化碳处理的时间为50-60分钟。
进一步地，步骤(3)所述干燥处理的温度为40-300摄氏度，干燥处理的时间为1-60分钟。
进一步地，步骤(3)所述速溶多孔蛋白粉中水分的质量百分比为0％-15％。
本发明提供一种由上述的制备方法制得的速溶多孔蛋白粉。
本发明提供的一种速溶多孔蛋白粉，是以大豆蛋白为主的一种或多种蛋白的混合浆液经高压二氧化碳(超临界二氧化碳和次临界二氧化碳)处理，再经过喷雾干燥形成。
作为优选，制备速溶多孔蛋白粉的二氧化碳纯度为99.99％。
优选的，大豆蛋白粉为主，加入乳清蛋白粉、花生蛋白粉、酪蛋白粉、蚕豆蛋白粉和豌豆蛋白粉的一种或几种混合加入水配置成蛋白浆液，蛋白质的质量分数为5％-30％。
更为优选的，将大豆蛋白粉为主，加入乳清蛋白粉、花生蛋白粉、酪蛋白粉、蚕豆蛋白粉和豌豆蛋白粉的一种或几种混合加入蒸馏水搅拌制成浆液，蛋白质的质量分数为20％-25％。
优选的，将大豆蛋白粉为主，加入乳清蛋白粉、花生蛋白粉、酪蛋白粉、蚕豆蛋白粉和豌豆蛋白粉的一种或几种混合加入蒸馏水搅拌制成浆液，大豆蛋白粉占总蛋白的质量分数不少于50％。
更为优选的，以大豆蛋白粉为主，加入乳清蛋白粉、花生蛋白粉、酪蛋白粉、蚕豆蛋白粉和豌豆蛋白粉的一种或几种混合加入水配置成浆液，大豆蛋白粉占总蛋白的质量分数为70％-80％。
优选的，以大豆蛋白粉为主，加入乳清蛋白粉、花生蛋白粉、酪蛋白粉、蚕豆蛋白粉和豌豆蛋白粉的一种或几种混合加入水配置成浆液，浆液经超临界二氧化碳处理时间为10-70分钟。
更为优选的，大豆蛋白粉加入乳清蛋白粉、花生蛋白粉、酪蛋白粉、蚕豆蛋白粉和豌豆蛋白粉的一种或几种混合加入水配置成浆液，浆液经超临界二氧化碳处理时间为50-60分钟。
优选的，处理蛋白浆液的二氧化碳(高压二氧化碳处理)压力为100-4000Psi。
更为优选的，处理蛋白浆液的二氧化碳(高压二氧化碳处理)压力为1200-2000Psi。
优选的，处理蛋白浆液的二氧化碳(高压二氧化碳处理)温度为20-60℃。
更为优选的，处理蛋白浆液的二氧化碳(高压二氧化碳处理)温度为35-45℃。
本发明提供的一种速溶多孔蛋白粉的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.蛋白浆液的制备：以大豆蛋白粉为主，选择性的加入乳清蛋白粉、酪蛋白粉、蚕豆蛋白粉、豌豆蛋白粉和花生蛋白粉中的一种或几种和蒸馏水加入到反应釜中，搅拌至混合均匀得到蛋白浆液，得到质量分数为10-30wt％(优选20-25wt％)的蛋白浆液；
S2.高压二氧化碳处理：反应釜提前预热，高压泵持续泵入二氧化碳直到压力达到400-4000Psi(优选1200-1500Psi)停止充气，维持温度为20-60℃(优选35-45℃)条件下，处理10-70分钟(优选50-60分钟)；
S3.高压二氧化碳喷雾干燥：反应釜排气口通过导管与喷雾干燥塔相连，通过超临界喷雾干燥将蛋白浆液喷雾干燥成蛋白粉，得到所述速溶多孔蛋白粉。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)本发明提供的高压二氧化碳(超临界二氧化碳和次临界二氧化碳)制备速溶多孔蛋白粉的方法，该方法首次将超临界二氧化碳应用到提高蛋白粉溶解性中，为具有疏松多孔结构的蛋白粉的研究和应用提供了一种全新的实用方法；
(2)本发明提供的速溶多孔蛋白粉可应用于乳制品、面制品、肉制品等食品生产中，由于该速溶多孔蛋白粉的功能性质好，生产成本低，更容易推广应用到食品深加工中；
(3)本发明提供的制备方法具有原料低廉、操作简单、能耗低、制备效率高及无三废排放等优点。
附图说明
图1为未处理的大豆蛋白粉(由广州绿萃生物科技有限公司提供)扫描电镜图。
图2为本发明实施例1制备的速溶多孔蛋白粉扫描电镜图。
图3为蛋白粉在水中溶解时水中可溶解蛋白质的浓度曲线图(A为实施例1制备的速溶多孔蛋白粉；B为广州绿萃生物科技有限公司提供的大豆蛋白粉)。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
以下所使用的大豆蛋白粉由广州绿萃生物科技有限公司提供。
实施例1
一种速溶多孔蛋白粉的制备方法，包括如下步骤：
(1)蛋白浆液的制备：将反应釜预热至40℃，然后将20g大豆蛋白粉与80g蒸馏水加入反应釜中，搅拌至混合均匀，得到蛋白浆液；
(2)高压二氧化碳处理：将二氧化碳泵入反应釜中，进行高压二氧化碳处理，高压二氧化碳处理的压力为1300Psi，高压二氧化碳处理温度为40摄氏度，高压二氧化碳处理的时间为50分钟；
(3)高压二氧化碳喷雾干燥：将反应釜排气口通过导管与喷雾干燥塔相连，打开减压阀，使蛋白浆液随二氧化碳(超临界或次临界二氧化碳)流向喷雾干燥塔，进行干燥处理，干燥处理的温度为120摄氏度，干燥处理的时间为4分钟，得到所述速溶多孔蛋白粉；
(4)保存：将上述速溶多孔蛋白粉在阴凉干燥处密封保存。
在扫描电镜下观察，未处理的大豆蛋白粉(市售大豆蛋白粉)与实施例1制得速溶多孔蛋白粉的微观结构。可以从图1及图2中发现，未处理的大豆蛋白粉没有疏松多孔结构；而实施例1制得的速溶多孔蛋白粉，具有疏松多孔的结构。实施例2与实施例3制得的速溶多孔蛋白粉的微观结构与实施例1相似，可参照图2。
将实施例1制得的速溶多孔蛋白粉与市售大豆蛋白粉(由广州绿萃生物科技有限公司提供)进行溶解性测试。测试结果如图3所示，市售大豆蛋白粉经过高压二氧化碳和高压喷雾干燥处理后，溶解度和溶解速度得到显著的提高。
实施例2与实施例3制得的速溶多孔蛋白粉溶解性与实施例1相似，可参照图3。
实施例2
一种速溶多孔蛋白粉的制备方法，包括如下步骤：
(1)蛋白浆液的制备：将反应釜预热至20℃，然后将17g大豆蛋白粉、3g乳清蛋白粉、3g花生蛋白粉和90g蒸馏水加入反应釜中，搅拌至混合均匀，得到蛋白浆液；
(2)高压二氧化碳处理：将二氧化碳泵入反应釜中，进行高压二氧化碳处理，其中，高压二氧化碳处理的压力为100Psi，高压二氧化碳处理温度为20摄氏度，高压二氧化碳处理的时间为60分钟；
(3)高压二氧化碳喷雾干燥：将反应釜排气口通过导管与喷雾干燥塔相连，打开减压阀，使蛋白浆液随二氧化碳(超临界或次临界二氧化碳)流向喷雾干燥塔，进行干燥处理，干燥处理的温度为50摄氏度，干燥处理的时间为55分钟，得到所述速溶多孔蛋白粉；
(4)保存：将上述速溶多孔蛋白粉在阴凉干燥处密封保存。
实施例3
一种速溶多孔蛋白粉的制备方法，包括如下步骤：
(1)蛋白浆液的制备：将反应釜预热至80℃，然后将12g大豆蛋白粉、2g豌豆蛋白粉、2g乳清蛋白粉、2g花生蛋白粉、2g酪蛋白粉和80g蒸馏水加入反应釜中，搅拌至混合均匀，得到蛋白浆液；
(2)高压二氧化碳处理：将二氧化碳泵入反应釜中，进行高压二氧化碳处理，其中，高压二氧化碳处理的压力为4000Psi，高压二氧化碳处理温度为40摄氏度，高压二氧化碳处理的时间为55分钟；
(3)高压二氧化碳喷雾干燥：将反应釜排气口通过导管与喷雾干燥塔相连，打开减压阀，使蛋白浆液随二氧化碳(超临界或次临界二氧化碳)流向喷雾干燥塔，进行干燥处理，干燥处理的温度为290摄氏度，干燥处理的时间为60秒，得到所述速溶多孔蛋白粉；
(4)保存：将上述速溶多孔蛋白粉在阴凉干燥处密封保存。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种速溶多孔蛋白粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将反应釜预热，然后将蛋白粉与水加入反应釜中，搅拌均匀，得到蛋白浆液；
（2）将二氧化碳泵入反应釜中，进行高压二氧化碳处理；
（3）将反应釜排气口通过导管与喷雾干燥塔相连，打开减压阀，使蛋白浆液随二氧化碳流向喷雾干燥塔，进行干燥处理，得到所述速溶多孔蛋白粉。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述蛋白粉为大豆蛋白粉、乳清蛋白粉、花生蛋白粉、酪蛋白粉、蚕豆蛋白粉及豌豆蛋白粉中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述预热的温度为20-80摄氏度。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）所述蛋白浆液中，蛋白粉的质量百分比为5%-30%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述高压二氧化碳处理的压力为100-4000Psi。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述高压二氧化碳处理的温度为20-80摄氏度。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述高压二氧化碳处理的时间为50-60分钟。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述干燥处理的温度为40-300摄氏度，干燥处理的时间为1-60分钟。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述速溶多孔蛋白粉中水分的质量百分比为0%-15%。
10.一种由权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的速溶多孔蛋白粉。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1368875A (zh) * 1999-06-09 2002-09-11 罗伯特·E·希弗斯 超临界流体辅助的喷雾和鼓泡干燥
CN101357310A (zh) * 2008-09-02 2009-02-04 浙江大学 采用超临界流体辅助喷雾制备微粒的设备及应用

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