CN110447756A - 一种制备马铃薯蛋白粉的方法 - Google Patents

一种制备马铃薯蛋白粉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制备马铃薯蛋白粉的方法,包括1、马铃薯废水预处理,马铃薯废水先讲过格栅过滤,后通过细眼筛网,在经过微振处理后得A液;经过微振处理后的A液进入气浮池得B液;2、超滤处理,B液过孔径为15000MWCO~20000MWCO的超滤膜,超滤后的拦截物进入下一步骤,一部分透过液流入预处理阶段的气浮池的进水口,另一部分透过液流入下级处理;3、拦截物将经过高温杀菌处理,杀菌处理后的拦截液通过微波真空干燥制得马铃薯蛋白粉粉饼;4、将步骤3中所述马铃薯蛋白粉粉饼经过粉碎后得马铃薯蛋白粉。本发明步骤简单、提高马铃薯蛋白的回收率,节约成本。

Description

一种制备马铃薯蛋白粉的方法
技术领域
本发明涉及植物蛋白分离回收技术领域,特别涉及一种制备马铃薯蛋白粉的方法。
背景技术
马铃薯是人们喜爱的块茎类蔬菜之一,马铃薯蛋白质含量也很丰富,新鲜马铃薯块茎蛋白质含量为1.7%~2.1%,马铃薯蛋白质按分子量大小分为高分子量蛋白质、糖蛋白、蛋白酶抑制剂3部分,马铃薯蛋白是一种优质的植物蛋白源,在食品工业中具有广阔的应用前景。
现有马铃薯蛋白的分离提取技术复杂,对外部环境的要求高,马铃薯蛋白的回收率不高,马铃薯蛋白提取的成本高。
发明内容
本发明是为解决现有技术中的问题而提出的,其目的在于提供一种制备马铃薯蛋白粉的方法,克服马铃薯蛋白的回收率不高,提取的成本高问题。
一种制备马铃薯蛋白粉的方法,按下述步骤进行:
1)马铃薯废水预处理
a:马铃薯废水先讲过格栅过滤,后通过细眼筛网,在经过微振处理后得A液;
b:经过微振处理后的A液进入气浮池得B液;
2)超滤处理
所述B液过孔径为15000MWCO~20000MWCO的超滤膜,超滤后的拦截物进入下一步骤,一部分透过液流入预处理阶段的气浮池的进水口,另一部分透过液流入下级处理;
3)所述拦截物将经过高温杀菌处理,杀菌处理后的拦截液通过微波真空干燥制得马铃薯蛋白粉粉饼;
4)将步骤3中所述马铃薯蛋白粉粉饼经过粉碎后得马铃薯蛋白粉。
优选的是:所述微振处理为超声波振动筛。
优选的是:微振时间为1~2小时。
优选的是:所述的超滤膜为纤维素/GO/溶胶三元复合膜,其是由下述重量份的原料组成的:
聚乙烯吡咯烷酮3-4、醋酸纤维素100-130、氧化石墨烯10-15、偶联剂2-3、油酸1-4、甲基丙烯酸甲酯4-5、环氧丙醇2-3、正硅酸乙酯30-40、催化剂0.01-0.02、三乙胺0.005-0.01;
所述的催化剂为甲醇钠;
所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷;
所述纤维素/GO/溶胶三元复合膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)取油酸、醋酸纤维素混合,加入到混合料重量50-55℃的恒温水浴中,保温搅拌2-3小时,出料,旋蒸,除去丙酮,加入到N,N’-二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,通过高压静电纺丝,制备纤维基膜;
(2)取氧化石墨烯、偶联剂混合,加入到混合料重量40-50倍的DMAc溶液中,超声90-100分钟,升高温度为60-65℃,加入聚乙烯吡咯烷酮重量的60-70%,保温搅拌20-30分钟,将得到的溶液均匀喷涂到上述纤维基膜表面,热压成型,冷却后得到纤维/GO膜;
(3)取正硅酸乙酯,加入到其重量20-30倍的甲苯中,搅拌均匀,加入剩余的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌均匀,得甲苯溶液;
(4)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合,加入到上述甲苯溶液中,搅拌均匀,送入到不锈钢反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度90-100℃,搅拌反应1-2小时,加入催化剂,调节反应釜温度为150-160℃,保温搅拌2-3小时,出料,旋蒸除去甲苯,得改性前驱体;
(5)取纤维/GO膜,送入到玻璃皿中,加水,加入上述改性前驱体,静止6-8小时,升高温度为150-160℃,加入三乙胺,保温20-30分钟,揭膜出料,冷却,常温干燥,即得;
步骤(2)中所述的热压成型的压力为20-25bar,温度为46-50℃。
优选的是:所述杀菌温度为6065℃。
优选的是:所述微波真空干燥的时间为20~30分钟,干燥温度为50~70℃。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:本发明提取马铃薯蛋白的技术简单,对外部环境的要求低,马铃薯蛋白的回收率较高,工艺所需要的成本低;微波真空干燥克服了常规干燥周期长、效率低的缺点;在一般物料干燥过程中,可比常规方法提高工效4-10倍。具有干燥产量高、质量好,加工成本低等优点;通过微振处理消除泡沫,无需添加消泡剂,既节约成本,又不增添多余的成分;
本发明的纤维素/GO/溶胶三元复合膜,以醋酸纤维素膜为基膜,其具有很好的水通量性,且其对各种蛋白质都几乎完全不吸附,用于蛋白的分离十分有效,将氧化石墨烯喷涂其表面,氧化石墨烯膜的层间距小于0.6纳米,其层间的毛细作用可以仅允许水分子通过,形成双层膜就可以进一步提高水的传输速率,增加水通量,之后,再采用硅溶胶沉积的方式形成三元复合膜,可以起到稳定膜结构,提高膜强度的效果,降低膜的破损率,提高薄膜的重复利用率。
具体实施方式
实施例1:一种制备马铃薯蛋白粉的方法,按下述步骤进行:
1)马铃薯废水预处理
a:马铃薯废水先经过格栅过滤,后通过细眼筛网,在经过微振处理后得A液;
b:经过微振处理后的A液进入气浮池得B液;
2)超滤处理
所述B液过孔径为15000MWCO~20000MWCO的超滤膜,超滤后的拦截物进入下一步骤,一部分透过液流入预处理阶段的气浮池的进水口,另一部分透过液流入下级处理;
所述的超滤膜为纤维素/GO/溶胶三元复合膜,其是由下述重量份的原料组成的:
聚乙烯吡咯烷酮3、醋酸纤维素100、氧化石墨烯10、偶联剂2、油酸1、甲基丙烯酸甲酯4、环氧丙醇2、正硅酸乙酯30、催化剂0.01、三乙胺0.005;
所述的催化剂为甲醇钠;
所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷;
所述纤维素/GO/溶胶三元复合膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)取油酸、醋酸纤维素混合,加入到混合料重量50℃的恒温水浴中,保温搅拌2小时,出料,旋蒸,除去丙酮,加入到N,N’-二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,通过高压静电纺丝,制备纤维基膜;
(2)取氧化石墨烯、偶联剂混合,加入到混合料重量40倍的DMAc溶液中,超声90分钟,升高温度为60℃,加入聚乙烯吡咯烷酮重量的60%,保温搅拌20分钟,将得到的溶液均匀喷涂到上述纤维基膜表面,热压成型,冷却后得到纤维/GO膜;
(3)取正硅酸乙酯,加入到其重量20倍的甲苯中,搅拌均匀,加入剩余的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌均匀,得甲苯溶液;
(4)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合,加入到上述甲苯溶液中,搅拌均匀,送入到不锈钢反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度90℃,搅拌反应1小时,加入催化剂,调节反应釜温度为150℃,保温搅拌2小时,出料,旋蒸除去甲苯,得改性前驱体;
(5)取纤维/GO膜,送入到玻璃皿中,加水,加入上述改性前驱体,静止6小时,升高温度为150℃,加入三乙胺,保温20分钟,揭膜出料,冷却,常温干燥,即得;
步骤(2)中所述的热压成型的压力为20bar,温度为46℃。
3)所述拦截物将经过高温杀菌处理,杀菌处理后的拦截液通过微波真空干燥制得马铃薯蛋白粉粉饼;
4)将步骤3中所述马铃薯蛋白粉粉饼经过粉碎后得马铃薯蛋白粉。
进一步的是:所述微振处理为超声波振动筛,在一般物料干燥过程中,可比常规方法提高工效4-10倍,微振时间为1~2小时;超滤膜为陶瓷膜;杀菌温度为6065℃;微波真空干燥的时间为20~30分钟,干燥温度为50~70℃。
实施例2:一种制备马铃薯蛋白粉的方法,按下述步骤进行:
1)将马铃薯清洗、削皮处理后,磨碎形成淀粉乳液,乳液中含有大量的渣,需使淀粉乳与渣分离,淀粉乳进行浓缩工段,其余进入废水处理阶段;
2)由于马铃薯汁水内含有大量的泡沫和的纤维素,BOD、SS的含量高,将马铃薯汁水先通过格栅粗分离,在细眼筛网分离,后经过微振处理;微振处理为超声波振动,利用筛网和微振处理对泡沫进行消泡处理,处理后的马铃薯汁水进入气浮池进一步去除SS;
4)超滤处理:将通过预处理后的马铃薯废水进行超滤处理,废水通过超滤膜,超滤后的拦截物即为马铃薯蛋白,溶性相通过滤膜;超滤膜的分子截留量为17500MWCO;一部分透过液流入预处理阶段的气浮池的进水口,另一部分透过液流入下级处理;
所述的超滤膜为纤维素/GO/溶胶三元复合膜,其是由下述重量份的原料组成的:
聚乙烯吡咯烷酮4、醋酸纤维素130、氧化石墨烯15、偶联剂3、油酸4、甲基丙烯酸甲酯5、环氧丙醇3、正硅酸乙酯40、催化剂0.02、三乙胺0.005-0.01;
所述的催化剂为甲醇钠;
所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷;
所述纤维素/GO/溶胶三元复合膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)取油酸、醋酸纤维素混合,加入到混合料重量55℃的恒温水浴中,保温搅拌3小时,出料,旋蒸,除去丙酮,加入到N,N’-二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,通过高压静电纺丝,制备纤维基膜;
(2)取氧化石墨烯、偶联剂混合,加入到混合料重量50倍的DMAc溶液中,超声100分钟,升高温度为65℃,加入聚乙烯吡咯烷酮重量的70%,保温搅拌30分钟,将得到的溶液均匀喷涂到上述纤维基膜表面,热压成型,冷却后得到纤维/GO膜;
(3)取正硅酸乙酯,加入到其重量30倍的甲苯中,搅拌均匀,加入剩余的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌均匀,得甲苯溶液;
(4)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合,加入到上述甲苯溶液中,搅拌均匀,送入到不锈钢反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度100℃,搅拌反应2小时,加入催化剂,调节反应釜温度为160℃,保温搅拌2-3小时,出料,旋蒸除去甲苯,得改性前驱体;
(5)取纤维/GO膜,送入到玻璃皿中,加水,加入上述改性前驱体,静止8小时,升高温度为160℃,加入三乙胺,保温30分钟,揭膜出料,冷却,常温干燥,即得;
步骤(2)中所述的热压成型的压力为25bar,温度为50℃。
5)将得到拦截物经过杀菌处理,杀菌温度为60℃,杀菌温度不能过高,会使马铃薯蛋白变性。
6)杀菌处理后的拦截液通过微波真空干燥制得马铃薯蛋白粉粉饼,微振时间为1小时;
7)将步骤3中所述马铃薯蛋白粉粉饼经过粉碎后得马铃薯蛋白粉。
实施例3:一种制备马铃薯蛋白粉的方法,按下述步骤进行:
2)将马铃薯清洗、削皮处理后,磨碎形成淀粉乳液,乳液中含有大量的渣,需使淀粉乳与渣分离,淀粉乳进行浓缩工段,其余进入废水处理阶段;
2)由于马铃薯汁水内含有大量的泡沫和的纤维素,BOD、SS的含量高,将马铃薯汁水先通过格栅粗分离,在细眼筛网分离,后经过微振处理;微振处理为超声波振动,利用筛网和微振处理对泡沫进行消泡处理,处理后的马铃薯汁水进入气浮池进一步去除SS;
4)超滤处理:将通过预处理后的马铃薯废水进行超滤处理,废水通过超滤膜,超滤后的拦截物即为马铃薯蛋白,溶性相通过滤膜;超滤膜的分子截留量为19000MWCO;一部分透过液流入预处理阶段的气浮池的进水口,另一部分透过液流入下级处理;
所述的超滤膜为纤维素/GO/溶胶三元复合膜,其是由下述重量份的原料组成的:
聚乙烯吡咯烷酮3、醋酸纤维素120、氧化石墨烯12、偶联剂2、油酸1-4、甲基丙烯酸甲酯4、环氧丙醇2、正硅酸乙酯34、催化剂0.015、三乙胺0.008;
所述的催化剂为甲醇钠;
所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷;
所述纤维素/GO/溶胶三元复合膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)取油酸、醋酸纤维素混合,加入到混合料重量52℃的恒温水浴中,保温搅拌2小时,出料,旋蒸,除去丙酮,加入到N,N’-二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,通过高压静电纺丝,制备纤维基膜;
(2)取氧化石墨烯、偶联剂混合,加入到混合料重量48倍的DMAc溶液中,超声94分钟,升高温度为61℃,加入聚乙烯吡咯烷酮重量的63%,保温搅拌28分钟,将得到的溶液均匀喷涂到上述纤维基膜表面,热压成型,冷却后得到纤维/GO膜;
(3)取正硅酸乙酯,加入到其重量20-30倍的甲苯中,搅拌均匀,加入剩余的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌均匀,得甲苯溶液;
(4)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合,加入到上述甲苯溶液中,搅拌均匀,送入到不锈钢反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度95℃,搅拌反应1小时,加入催化剂,调节反应釜温度为158℃,保温搅拌2小时,出料,旋蒸除去甲苯,得改性前驱体;
(5)取纤维/GO膜,送入到玻璃皿中,加水,加入上述改性前驱体,静止6-8小时,升高温度为155℃,加入三乙胺,保温20-30分钟,揭膜出料,冷却,常温干燥,即得;
步骤(2)中所述的热压成型的压力为21bar,温度为48℃。
5)将得到拦截物经过杀菌处理,杀菌温度为62℃,杀菌温度不能过高,会使马铃薯蛋白变性。
6)杀菌处理后的拦截液通过微波真空干燥制得马铃薯蛋白粉粉饼,微振时间为1.5小时;
7)将步骤3中所述马铃薯蛋白粉粉饼经过粉碎后得马铃薯蛋白粉。

Claims (6)

1.一种制备马铃薯蛋白粉的方法,其特征在于按下述步骤进行:
1)马铃薯废水预处理
a:马铃薯废水先讲过格栅过滤,后通过细眼筛网,在经过微振处理后得A液;
b:经过微振处理后的A液进入气浮池得B液;
2)超滤处理
所述B液过孔径为15000MWCO~20000MWCO的超滤膜,超滤后的拦截物进入下一步骤,一部分透过液流入预处理阶段的气浮池的进水口,另一部分透过液流入下级处理;
3)所述拦截物将经过高温杀菌处理,杀菌处理后的拦截液通过微波真空干燥制得马铃薯蛋白粉粉饼;
4)将步骤3中所述马铃薯蛋白粉粉饼经过粉碎后得马铃薯蛋白粉。
2.根据权利要求1所述的一种制备马铃薯蛋白粉的方法,其特征在于:所述微振处理为超声波振动筛。
3.根据权利要求2所述的一种制备马铃薯蛋白粉的方法,其特征在于:,微振时间为1~2小时。
4.根据权利要求1所述的一种制备马铃薯蛋白粉的方法,其特征在于:
所述的超滤膜为纤维素/GO/溶胶三元复合膜,其是由下述重量份的原料组成的:
聚乙烯吡咯烷酮3-4、醋酸纤维素100-130、氧化石墨烯10-15、偶联剂2-3、油酸1-4、甲基丙烯酸甲酯4-5、环氧丙醇2-3、正硅酸乙酯30-40、催化剂0.01-0.02、三乙胺0.005-0.01;
所述的催化剂为甲醇钠;
所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷;
所述纤维素/GO/溶胶三元复合膜的制备方法,包括以下步骤:
(1)取油酸、醋酸纤维素混合,加入到混合料重量50-55℃的恒温水浴中,保温搅拌2-3小时,出料,旋蒸,除去丙酮,加入到N,N’-二甲基甲酰胺中,搅拌均匀,通过高压静电纺丝,制备纤维基膜;
(2)取氧化石墨烯、偶联剂混合,加入到混合料重量40-50倍的DMAc溶液中,超声90-100分钟,升高温度为60-65℃,加入聚乙烯吡咯烷酮重量的60-70%,保温搅拌20-30分钟,将得到的溶液均匀喷涂到上述纤维基膜表面,热压成型,冷却后得到纤维/GO膜;
(3)取正硅酸乙酯,加入到其重量20-30倍的甲苯中,搅拌均匀,加入剩余的聚乙烯吡咯烷酮,搅拌均匀,得甲苯溶液;
(4)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合,加入到上述甲苯溶液中,搅拌均匀,送入到不锈钢反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度90-100℃,搅拌反应1-2小时,加入催化剂,调节反应釜温度为150-160℃,保温搅拌2-3小时,出料,旋蒸除去甲苯,得改性前驱体;
(5)取纤维/GO膜,送入到玻璃皿中,加水,加入上述改性前驱体,静止6-8小时,升高温度为150-160℃,加入三乙胺,保温20-30分钟,揭膜出料,冷却,常温干燥,即得;
步骤(2)中所述的热压成型的压力为20-25bar,温度为46-50℃。
5.根据权利要求1所述的一种制备马铃薯蛋白粉的方法,其特征在于:所述杀菌温度为6065℃。
6.根据权利要求1所述的一种制备马铃薯蛋白粉的方法,其特征在于:所述微波真空干燥的时间为20~30分钟,干燥温度为50~70℃。
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