CN114058037A - 一种丝素蛋白粉末的制备方法及其应用于食品保鲜或防腐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种丝素蛋白粉末的制备方法及其应用于食品保鲜或防腐的方法,包括制备部分与保鲜应用部分;制备部分包括如下步骤:(1)获取原料;(2)脱胶;(3)溶解;(4)脱盐提取;(5)干燥成粉。保鲜应用部分,将制得的丝素蛋白溶液通过浸泡方法附着于食品表面,形成丝素蛋白薄膜。本发明将脱胶工艺改进为梯度式多次脱胶,提升脱胶效率的同时降低丝素蛋白分子量损耗。此外,采用了浸泡的方法实现丝素蛋白的食品保鲜,操作方便,适合于批量化、连续化的食品保鲜作业,且不会影响食品口感。
Description
技术领域
本发明属于丝素蛋白用于食品保鲜领域,具体涉及了一种丝素蛋白粉末的制备方法及其应用于食品保鲜或防腐的方法。
背景技术
近年来,随着社会生活水平日渐提高和人们健康饮食意识逐年增强,消费者对各种水果营养成分及水果品质的要求也越来越高。传统的食品保鲜技术例如采用冷藏或冷冻的方法,只能在特定的冷藏与冷冻室中达到食品保鲜的目的,脱离这些环境后,难以储存很长时间;而且冷藏与冷冻太长时间容易造成口味与口感改变。还有采用保鲜膜包覆的方式进行保鲜,只能实现短期食品保存,且保鲜膜本身含有一定的危险物质,存在危险隐患,难以降解,易造成环境污染。
许多材料科学家将高分子材料应用到保鲜技术领域,通过利用高分子材料的亲水性和抗菌性使得新鲜水果达到更长贮藏期目的,而天然高分子作为保鲜材料正成为许多研究者的主要研究载体。通过浸润等方法在新鲜水果表面自组装形成高分子膜,可以阻止水果与环境中的气体直接交换,防止表面氧化,还可以减少表面水分蒸发,降低水果自身呼吸作用,同时也阻隔了微生物的侵蚀,防止水果腐烂变质,从而延长了水果销售时间,降低了销售成本。
丝素蛋白分子质量基本在100kD以上,其中丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸和酪氨酸的总质量分数占70%以上,在人体生物环境条件下很难被降解吸收,即使有部分小分子质量的短肽被降解也不会产生对人体有害的降解物,而且降解后的小分子对人体具有特殊的营养价值和保健功效。此外,丝素蛋白具有良好的自组装成膜性,可以有效的阻隔食品和空气接触,降低细胞的呼吸作用控制水分蒸发,恰好弥补了传统成膜剂的缺陷和不足,且具有一定防腐抗菌能力。因此,将丝素蛋白应用于食品保鲜具有广阔的前景。
现在工艺方法制得的丝素蛋白为溶液形式,存在使用、搬运不方便的问题,而且在脱胶、溶解工艺上存在技术难点,如脱胶效率低、脱胶时间慢,对丝素蛋白分子量造成影响,溶解速度慢,溶解度低等问题。此外,现有的丝素蛋白应用于食品保鲜中,没有成熟且完善的保鲜方法,保鲜效果不理想,操作不便,难以大规模的实施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种丝素蛋白粉末的制备方法及其应用于食品保鲜或防腐的方法,针对现有技术中的缺陷,将脱胶工艺改进为梯度式多次脱胶,提升脱胶效率的同时降低丝素蛋白分子量损耗。此外,采用了浸泡的方法实现丝素蛋白的食品保鲜,操作方便,适合于批量化、连续化的食品保鲜作业,且不会影响食品口感。
为了解决上述技术问题,采用如下技术方案:
应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)获取原料:取适量蚕茧,备用;
(2)脱胶:取碳酸氢钠与碳酸钠作脱胶原料,分次对蚕茧作脱胶处理,脱胶后获得蚕丝;
(3)溶解:取蚕丝加入到溶解体系中溶解,得到溶解后的丝素蛋白溶液;
(4)脱盐提取:第一阶段采用扩散渗析预脱盐,第二阶段采用电渗析脱盐,得到脱盐后的丝素蛋白溶液;
(5)干燥成粉:丝素蛋白溶液经干燥后获得丝素蛋白粉末。
优选后,在脱胶前,对蚕茧进行预处理;在预处理中,先将蚕茧切碎,切碎后投入到去离子水浸泡,浸泡后倒入滚筒,在滚筒中离心去除蚕茧原料中的杂质;除杂后,作干燥、灭菌处理。本发明以蚕茧为原料,将蚕茧削口后取出里面的茧蛹,取材方便;切碎后减小蚕茧颗粒,增加其比表面积,在脱胶与溶解过程中增大与料液的接触面,提高脱胶效果与溶解效果。浸泡离心后能够达到快速除杂的目的,效果显著,操作方便。
优选后,所述步骤(2)脱胶过程分三次进行,分别为一次脱胶、二次脱胶与三次脱胶;其中,一次脱胶时,取碳酸氢钠配置成浓度为5g/L,浴比为1:50的碳酸氢钠溶液,将蚕茧投入到该碳酸氢钠溶液中,在100℃下脱胶10-15min,一次脱胶完成后取出蚕茧,在40℃的去离子水中漂洗3次备用;二次脱胶时,取碳酸氢钠配置成浓度为2.5g/L,浴比为1:50的碳酸氢钠溶液,将一次脱胶后的蚕茧投入到该碳酸氢钠溶液中,在100℃下脱胶10-15min,二次脱胶完成后取出蚕茧,在40℃的去离子水中漂洗3次备用;三次脱胶时,取碳酸钠配置成浓度为0.5g/L,浴比1:50的碳酸钠溶液,将二次脱胶后的蚕茧投入到该碳酸钠溶液中,在100℃下脱胶10-15min,三次脱胶完成后获得蚕丝取出,在40℃的去离子水中漂洗3次备用备用。
本发明采用梯度式的脱胶方法,先后分成3次脱胶,前两次采用较高浓度的碳酸氢钠脱胶,最后一次采用低浓度碳酸钠脱胶;碳酸氢钠对丝素不易造成睡觉,可提高丝素蛋白的份资料,但是脱胶效率较低,在前两次脱胶时,蚕丝的丝胶含量较高,碳酸氢钠脱胶效率低问题不明显,由碳酸氢钠将大部分丝胶脱除;最后一次脱胶时,丝胶的含量明显降低,此时采用脱胶效率相对较高的碳酸钠进行脱胶,并控制其在低浓度状态,不仅能够脱除残余的丝胶,而且削弱了水解作用,对丝素蛋白的影响明显降低。本发明基于该梯度式的脱胶方法不仅达到了高效的脱胶效果,而且平衡了脱胶过程,控制丝素蛋白被水解。
优选后,取盐酸溶液,将蚕丝加入到盐酸溶液中,预溶解一段时间后加入碳酸钙,待碳酸钙完全溶解后再加入乙醇、增溶剂与水,控制温度控制在75-90℃,并施加紫外光光照,溶解40~50min,得到溶解后的丝素蛋白溶液;在溶解体系中施加酸与无机盐的双重溶解作用,显著提升溶解效果与效率。
该溶解体系中所用的水可以为去离子水、纯水或其他常规用水。
优选后,所述步骤(3)的溶解过程全程在超声波振荡水浴中进行,蚕丝在盐酸溶液中预溶解5~30min;其中,各原料的添加量,按质量份计分别为,3~6mol/L盐酸6-16份,碳酸钙3-8份,乙醇6-16份,水24-64份,增溶剂0.1-1份;其中增溶剂选用羟丙基二淀粉磷酸酯;
本发明在溶解过程中,先加入盐酸预溶解,在预溶解过程中,通过盐酸的酸体系以及氯离子的作用,破坏丝素分子间的范德华力与氢键,从而使得部分丝素发生膨润而溶解。在预溶解后加入碳酸钙,碳酸钙与盐酸发生反应后,形成活跃的钙离子与氯离子,活跃的钙离子与氯离子与丝素中的酪氨酸残基结合进一步破坏丝素分子间的范德华力和氢键,在加入乙醇与水后使丝素发生膨润而溶解,显著提升溶解速率与溶解量;此外本发明中加入有增溶剂,在增溶剂作用下,溶解速率有明显的提升。超声波振荡具有整体均匀搅拌的效果,是的料液与蚕丝充分接触,搅拌效果显著。在紫外光照射下,可以引起丝素蛋白结构的变化,能够加快溶解。
溶解得到的丝素蛋白溶液需要进行脱盐酸处理,采用添加氯化钙萃取精馏的方法脱析出丝素蛋白溶液中的残留盐酸。将丝素蛋白溶液预热后与脱析用氯化钙混合,进入脱析塔。在脱析塔中丝素蛋白溶液通过填料和内件发生高校传质过程并向下流动,气体被蒸馏分离并向上流动,在这一操作过程中,HCl气体从丝素蛋白溶液中析出,达到脱析盐酸的目的。通过脱析处理,能够除去丝素蛋白溶液中的盐酸,提高其纯度,进而间接的提升其在食品保鲜中的实用价值,避免不必要的成分影响食品口感。
优选后,所述步骤(4)第一阶段扩散渗析预脱盐中,由阳离子交换膜分隔成中间的料液区与两侧的渗析区,将丝素蛋白注入到中间的料液区,去离子水注入到两侧的渗析区,且该去离子水始终处于循环流动状态,扩散渗析2-3h;第二阶段电渗析脱盐中,将部分阳离子交换膜置换为阴离子交换膜,使得阳离子交换膜与阴离子交换膜间隔设置,施加电压,形成电场;将扩散渗析后的料液注入到中间的料液区,去离子水注入到两侧的渗析区,且该去离子水始终处于循环流动状态,电渗析1-2h,获得渗析后的丝素蛋白溶液。本发明采用扩散渗析-电渗析结合的脱盐工艺,在第一阶段扩散渗析中两边的盐浓度差会越来越小,导致扩散渗析效果变差;此时采用电渗析的方法以电场为推动力促进离子的扩散与迁移,完成低浓度差下的后脱盐工作。该方法充分利用丝素蛋白溶液本身的高盐浓度,又可利用电渗析脱盐的高效性,充分发挥两者优势,实现高效低耗的脱盐效果,不仅加快了脱盐速率,而且解决了电渗析电耗过高的问题。此外,在第一阶段与第二阶段脱盐过程中,纯水始终处于流动循环状态,使得渗析区的盐浓度始终保持在较低水平,有助于渗析过程高效进行。
优选后,在脱盐提取后对丝素蛋白溶液进行离心除杂与浓缩;先将丝素蛋白溶液投加到离心机中,在10000-14500rpm的转速下离心18-25min,离心后去除杂质,得到除杂后的澄清丝素蛋白溶液;然后配置聚丙烯酸溶液,将一定量的聚丙烯酸加入到去离子水中搅拌,获得聚丙烯酸溶液;采用渗析方法浓缩丝素蛋白溶液,在浓缩槽中加入渗析膜形成中间的浓缩区与两侧的吸水区,在浓缩区中加入除杂后的澄清丝素蛋白溶液,在吸水区加入聚丙烯酸溶液,且该聚丙酸溶液始终处于循环流动状态,浓缩20-30min,得到浓缩后的丝素蛋白溶液。通过离子除杂得到纯度高的丝素蛋白溶液。并且利用聚丙烯酸溶液的吸水能力来达到浓缩的目的,该浓缩方法借鉴了扩散渗析方法,将聚丙烯酸溶液与丝素蛋白溶液分置于渗析膜的两侧,通过聚丙烯酸的吸水效果从丝素蛋白溶液中吸收水分,由于聚丙烯酸与丝素蛋白均为高分子物质,两者不会透过渗析膜;该方法操作简便,实用性强。
优选后,所述的脱胶过程在脱胶工作线中进行,该脱胶工作线包括前段的送入线、后端的送出线以及中间的一次脱胶槽、二次脱胶槽与三次脱胶槽,一次脱胶槽内装配有脱胶输送线一,脱胶输送线一的前端与送入线对接,且脱胶输送线一设有下送部分一,下送部分一浸渍于一次脱胶槽的料液中;二次脱胶槽内装配有脱胶输送线二,脱胶输送线二的前端与脱胶输送线一的后端对接,且脱胶输送线二设有下送部分二,下送部分二浸渍于二次脱胶槽的料液中;三次脱胶槽内装配有脱胶输送线三,脱胶输送线三的前端与脱胶输送线二的后端对接,脱胶输送线三的后端与送出线对接,且脱胶输送线三设有下送部分三,下送部分三浸渍于三次脱胶槽的料液中;蚕茧配备有蚕茧盒,该蚕茧盒包括盒体与翻盖,翻盖的一端通过翻盖轴与盒体铰接,另一端通过卡扣结构与盒体连接,可打开或关闭;盒体与翻盖均设有网孔,由网孔透过料液;
脱胶过程中,将蚕茧放入到蚕茧盒中,并将蚕茧盒有序的投放脱胶工作线上,由送入线、脱胶输送线一、脱胶输送线二、脱胶输送线三与送出线依次输送蚕茧盒,在输送过程中完成一次脱胶、二次脱胶与三次脱胶,脱胶完成后打开蚕茧盒并收集蚕茧。
本发明针对该脱胶方法设计了专门的脱胶工作线,该脱胶工作线包括前端的送入线、后端的送出线以及中间的一次脱胶槽、二次脱胶槽与三次脱胶槽,蚕茧由相应的输送线分别历经一次脱胶槽、二次脱胶槽与三次脱胶槽,在输送过程中完成一次脱胶、二次脱胶与三次脱胶;实现连续式的梯度脱胶,克服了现有脱胶需要人为投料、分批次脱胶的问题,显著提升脱胶效率,单位时间的脱胶量增加;各个下送部分将蚕茧送入到料液中浸渍,设计巧妙。通过控制各个输送线的输送速率、停顿频率与停顿时间能够控制蚕茧在各个脱胶工序中脱胶时间,便于操控与调节。
优选后,一次脱胶槽、二次脱胶槽与三次脱胶槽均配备有搅拌器、加热器、进液管、出液管、液位传感器与控制面板,由控制面板操控搅拌器搅拌、加热器调温、进液管进液、出液管出液、显示液位传感器检测的液位数据;根据进液管、出液管与液位传感器补充与置换各个脱胶槽中的料液,补充与置换的频率根据实际脱胶时间而定,每脱胶10h补充与置换一遍。
优选后,所述步骤(5)中干燥方法采用冷冻干燥、喷雾干燥与研磨干燥中的一种。本发明通过冷冻干燥、喷雾干燥或研磨干燥的方法将丝素蛋白溶液制成粉末,粉末状的丝素蛋白溶液易于保存、搬运与销售,使用起来也非常方便。
一种将丝素蛋白应用于食品保鲜或防腐的方法,其特征在于:采用上述制备方法获得的丝素蛋白粉末,包括如下步骤:
(1)将该丝素蛋白粉末溶解于去离子水获得浓度为1~12%的丝素蛋白溶液;
(2)对食品进行预处理,将丝素蛋白施加到食品表面,并对食品作干燥处理,干燥后食品的表面形成丝素当蛋白薄膜。
优选后,在预处理中,将食品清洗后进行紫外线杀菌消毒;通过浸泡方式将丝素蛋白施加到预处理后的食品表面。本发明采用浸泡的方式将丝素蛋白施加到食品表面,浸泡方式能够使食品表面完整的附上一层蛋白膜,不会发生缺失或遗漏等问题,操作方便,适合于规模化的保鲜工作,保鲜效果显著。
优选后,浸泡过程在保鲜工作线上完成,该保鲜工作线包括有输送食品的输送线以及浸泡食品的浸泡机,借助浸泡机依次从输送线上抓取食品到浸泡机内浸泡,浸泡后送出。本发明设计有专门用于浸泡作业的输送线与浸泡机,两者相互匹配,输送线将食品输送到浸泡机中,并在浸泡机中完成连续的浸泡工序,大大提升浸泡效率,且具有高自动机械化的优点,无需人为操作,省时省力。
该浸泡机包括机架、电动机、安装旋转板、气缸升降机构、电磁铁吸盘与浸泡槽,电动机通过皮带传动机构连接安装旋转板,安装旋转板安装有气缸升降机构,气缸升降机构的下端连接电磁铁吸盘,借助气缸升降机构升降电磁铁吸盘,并由电磁铁吸盘抓取食品到浸泡机内浸泡;食品的输送线包括浸泡前输送线与浸泡后输送线,浸泡前输送线与浸泡后输送线之间安装该浸泡机;浸泡前输送为导带式结构,设有放置食品的槽位;浸泡时,将食品放置于底盘,并将底盘投放到浸泡前输送线的槽位中,待输送到末端时,对应的气缸升降机构与电磁铁吸盘旋转到抓取位置,控制气缸升降机构下降,电磁铁吸盘吸附底盘并停留一定时间后抬升,旋转一定角度后,控制该气缸升降机构下降,电磁铁吸盘吸附底盘进入到浸泡槽中浸泡;与此同时,下一气缸升降机构与电磁铁吸盘完成了对下一食品的抓取;同样的停留一定时间后,气缸升降机构同步抬升,安装旋转板再旋转一定角度后重复上述过程,并以此方式循环往复的完成对食品的依次浸泡;在电磁铁吸盘抓取底盘并旋转到浸泡后输送线时,气缸升降机下降,底盘投放到浸泡后输送线上,电磁铁吸盘断开,底盘被浸泡后输送线送出。
本发明的浸泡机包括抓取组件、升降组件与旋转组件,抓取组件通过磁吸方式抓取浸泡前输送线上的食品(食品装在铁质或具有磁性的底盘上);抓取后通过旋转组件旋转一定角度到浸泡位置,再借助升降组件下降到浸泡槽内,并按照上述方式以机械自动化方式循环往复运作,实现逐一的连续抓取与浸泡食品;在浸泡完成后,旋转至浸泡后输送线并投放,由该浸泡后输送线送出。该浸泡工艺与设备能够达到自动化、连续式、无接触的食品浸泡作业,浸泡效率高,浸泡好,不会影响食品口感。
由于采用上述技术方案,具有以下有益效果:
本发明为一种丝素蛋白粉末的制备方法及其应用于食品保鲜或防腐的方法,将脱胶工艺改进为梯度式多次脱胶,提升脱胶效率的同时降低丝素蛋白分子量损耗。此外,采用了浸泡的方法实现丝素蛋白的食品保鲜,操作方便,适合于批量化、连续化的食品保鲜作业,且不会影响食品口感。其具体有益效果表现为以下几点:
1、本发明通过冷冻干燥、喷雾干燥与研磨干燥的方法将丝素蛋白溶液制成粉末,粉末状的丝素蛋白溶液易于保存、搬运与销售,使用起来也非常方便。
2、本发明采用梯度式的脱胶方法,先后分成3次脱胶,前两次采用较高浓度的碳酸氢钠脱胶,最后一次采用低浓度碳酸钠脱胶;碳酸氢钠对丝素不易造成睡觉,可提高丝素蛋白的份资料,但是脱胶效率较低,在前两次脱胶时,蚕丝的丝胶含量较高,碳酸氢钠脱胶效率低问题不明显,由碳酸氢钠将大部分丝胶脱除;最后一次脱胶时,丝胶的含量明显降低,此时采用脱胶效率相对较高的碳酸钠进行脱胶,并控制其在低浓度状态,不仅能够脱除残余的丝胶,而且削弱了水解作用,对丝素蛋白的影响明显降低。本发明基于该梯度式的脱胶方法不仅达到了高效的脱胶效果,而且平衡了脱胶过程,控制丝素蛋白被水解。
3、本发明在溶解过程中,先加入盐酸预溶解,在预溶解过程中,通过盐酸的酸体系以及氯离子的作用,破坏丝素分子间的范德华力与氢键,从而使得部分丝素发生膨润而溶解。在预溶解后加入碳酸钙,碳酸钙与盐酸发生反应后,形成活跃的钙离子与氯离子,活跃的钙离子与氯离子与丝素中的酪氨酸残基结合进一步破坏丝素分子间的范德华力和氢键,在加入乙醇与水后使丝素发生膨润而溶解,显著提升溶解速率与溶解量;此外本发明中加入有增溶剂,在增溶剂作用下,溶解速率有明显的提升。超声波振荡具有整体均匀搅拌的效果,是的料液与蚕丝充分接触,搅拌效果显著。在紫外光照射下,可以引起丝素蛋白结构的变化,能够加快溶解。
4、本发明采用扩散渗析-电渗析结合的脱盐工艺,在第一阶段扩散渗析中两边的盐浓度差会越来越小,导致扩散渗析效果变差;此时采用电渗析的方法以电场为推动力促进离子的扩散与迁移,完成低浓度差下的后脱盐工作。该方法充分利用丝素蛋白溶液本身的高盐浓度,又可利用电渗析脱盐的高效性,充分发挥两者优势,实现高效低耗的脱盐效果,不仅加快了脱盐速率,而且解决了电渗析电耗过高的问题。此外,在第一阶段与第二阶段脱盐过程中,纯水始终处于流动循环状态,使得渗析区的盐浓度始终保持在较低水平,有助于渗析过程高效进行。
5、本发明采用浸泡的方式将丝素蛋白施加到食品表面,浸泡方式能够使食品表面完整的附上一层蛋白膜,不会发生缺失或遗漏等问题,操作方便,适合于工厂化的保鲜作业,保鲜效果显著。
本发明设计有专门用于浸泡作业的输送线与浸泡机,两者相互匹配,输送线将食品输送到浸泡机中,并在浸泡机中完成连续的浸泡工序,大大提升浸泡效率,且具有高自动机械化的优点,无需人为操作,省时省力。
本发明的浸泡机包括抓取组件、升降组件与旋转组件,抓取组件通过磁吸方式抓取浸泡前输送线上的食品(食品装在铁质或具有磁性的底盘上);抓取后通过旋转组件旋转一定角度到浸泡位置,再借助升降组件下降到浸泡槽内,并按照上述方式以机械自动化方式循环往复运作,实现逐一的连续抓取与浸泡食品;在浸泡完成后,旋转至浸泡后输送线并投放,由该浸泡后输送线送出。该浸泡工艺与设备能够达到自动化、连续式、无接触的食品浸泡作业,浸泡效率高,浸泡好,不会影响食品口感。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明:
图1为本发明制备方法的流程图;
图2为脱胶工作线的结构示意图(a);
图3为脱胶工作线的结构示意图(b)
图4为蚕茧盒的结构示意图(a);
图5为蚕茧盒的结构示意图(b);
图6为图5中Ⅰ处的放大示意图;
图7为保鲜工作线的结构示意图;
图8为浸泡机的安装示意图;
图9为浸泡前输送线的示意图;
图10为底盘的示意图;
图11为扩散渗析的扩散示意图;
图12为电渗析的扩散示意图。
具体实施方式
本发明旨在提供一种丝素蛋白粉末的制备方法及其应用于食品保鲜或防腐的方法,将脱胶工艺改进为梯度式多次脱胶,提升脱胶效率的同时降低丝素蛋白分子量损耗。此外,采用了浸泡的方法实现丝素蛋白的食品保鲜,操作方便,适合于批量化、连续化的食品保鲜作业,且不会影响食品口感。
下面对本发明的技术方案做具体阐述:
应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,包括如下步骤:
(1)获取原料:取适量蚕茧,将蚕茧削口后取出里面的茧蛹,备用;原料还可以选择柞蚕、天蚕等其他野蚕的削口茧、茧衣、丝棉、毛棉、生丝等丝制品。
(2)原料预处理:在脱胶前,对蚕茧进行预处理;在预处理中,先将蚕茧切碎,切碎后投入到去离子水浸泡,浸泡后倒入滚筒,在滚筒中离心去除蚕茧原料中的杂质;除杂后,作干燥、灭菌处理。
本发明以蚕茧为原料取材方便;切碎后减小蚕茧颗粒,增加其比表面积,在脱胶与溶解过程中增大与料液的接触面,提高脱胶效果与溶解效果。浸泡离心后能够达到快速除杂的目的,效果显著,操作方便。
(3)脱胶:取碳酸氢钠与碳酸钠作脱胶原料,分次对蚕茧作脱胶处理,脱胶后获得蚕丝;
脱胶过程分三次进行,分别为一次脱胶、二次脱胶与三次脱胶;其中,一次脱胶时,取碳酸氢钠配置成浓度为5g/L,浴比为1:50的碳酸氢钠溶液,将蚕茧投入到该碳酸氢钠溶液中,在100℃下脱胶10-15min,一次脱胶完成后取出蚕茧,在40℃的去离子水中漂洗3次备用;二次脱胶时,取碳酸氢钠配置成浓度为2.5g/L,浴比为1:50的碳酸氢钠溶液,将一次脱胶后的蚕茧投入到该碳酸氢钠溶液中,在100℃下脱胶10-15min,二次脱胶完成后取出蚕茧,在40℃的去离子水中漂洗3次备用;三次脱胶时,取碳酸钠配置成浓度为0.5g/L,浴比1:50的碳酸钠溶液,将二次脱胶后的蚕茧投入到该碳酸钠溶液中,在100℃下脱胶10-15min,三次脱胶完成后获得蚕丝取出,在40℃的去离子水中漂洗3次备用备用。
本发明采用梯度式的脱胶方法,先后分成3次脱胶,前两次采用较高浓度的碳酸氢钠脱胶,最后一次采用低浓度碳酸钠脱胶;碳酸氢钠对丝素不易造成睡觉,可提高丝素蛋白的份资料,但是脱胶效率较低,在前两次脱胶时,蚕丝的丝胶含量较高,碳酸氢钠脱胶效率低问题不明显,由碳酸氢钠将大部分丝胶脱除;最后一次脱胶时,丝胶的含量明显降低,此时采用脱胶效率相对较高的碳酸钠进行脱胶,并控制其在低浓度状态,不仅能够脱除残余的丝胶,而且削弱了水解作用,对丝素蛋白的影响明显降低。本发明基于该梯度式的脱胶方法不仅达到了高效的脱胶效果,而且平衡了脱胶过程,控制丝素蛋白被水解。
所述的脱胶过程在脱胶工作线中进行,该脱胶工作线包括前段的送入线1、后端的送出线5以及中间的一次脱胶槽2、二次脱胶槽3与三次脱胶槽4,一次脱胶槽2内装配有脱胶输送线一21,脱胶输送线一21的前端与送入线1对接,且脱胶输送线一21设有下送部分一211,下送部分一211浸渍于一次脱胶槽2的料液中;二次脱胶槽3内装配有脱胶输送线二31,脱胶输送线二31的前端与脱胶输送线一21的后端对接,且脱胶输送线二31设有下送部分二311,下送部分二311浸渍于二次脱胶槽3的料液中;三次脱胶槽4内装配有脱胶输送线三41,脱胶输送线三41的前端与脱胶输送线二31的后端对接,脱胶输送线三41的后端与送出线5对接,且脱胶输送线三41设有下送部分三411,下送部分三411浸渍于三次脱胶槽4的料液中;蚕茧配备有蚕茧盒6,该蚕茧盒6包括盒体62与翻盖61,翻盖61的一端通过翻盖轴与盒体62铰接,另一端通过卡扣结构64与盒体62连接,可打开或关闭;盒体62与翻盖61均设有网孔63,由网孔63透过料液;蚕茧盒6长20~110cm,宽15cm~80cm,高5-30cm,网孔63的大小以切碎后的蚕茧无法通过为准,一般为2mm*2mm。
脱胶过程中,将蚕茧放入到蚕茧盒6中,每个蚕茧盒6中的蚕茧的投放量不要超过体积的2/3,并将蚕茧盒6有序的投放脱胶工作线上;分别在一次脱胶槽2中注入浓度为5g/L,浴比为1:50的碳酸氢钠溶液,液位高度以达到下送部分一211的2/3高度为准;在二次脱胶槽3中注入浓度为2.5g/L,浴比为1:50的碳酸氢钠溶液,液位高度以达到下送部分二311的2/3高度为准;在三次脱胶槽4中注入浓度为0.5g/L,浴比为1:50的碳酸钠溶液,液位高度以达到下送部分三411的2/3高度为准。蚕茧盒6由送入线1、脱胶输送线一21、脱胶输送线二31、脱胶输送线三41与送出线5依次输送蚕茧盒6,在输送过程中完成一次脱胶、二次脱胶与三次脱胶,脱胶完成后打开蚕茧盒6并收集蚕茧。
本发明针对该脱胶方法设计了专门的脱胶工作线,该脱胶工作线包括前端的送入线1、后端的送出线5以及中间的一次脱胶槽2、二次脱胶槽3与三次脱胶槽4,蚕茧由相应的输送线分别历经一次脱胶槽2、二次脱胶槽3与三次脱胶槽4,在输送过程中完成一次脱胶、二次脱胶与三次脱胶;实现连续式的梯度脱胶,克服了现有脱胶需要人为投料、分批次脱胶的问题,显著提升脱胶效率,单位时间的脱胶量增加;各个下送部分将蚕茧送入到料液中浸渍,设计巧妙。通过控制各个输送线的输送速率、停顿频率与停顿时间能够控制蚕茧在各个脱胶工序中脱胶时间,便于操控与调节。
一次脱胶槽2、二次脱胶槽3与三次脱胶槽4均配备有搅拌器14、加热器16、进液管11、出液管12、液位传感器15与控制面板13,由控制面板13操控搅拌器14搅拌、加热器16调温、进液管11进液、出液管12出液、显示液位传感器15检测的液位数据;根据进液管11、出液管12与液位传感器15补充与置换各个脱胶槽中的料液,补充与置换的频率根据实际脱胶时间而定,每脱胶10h补充与置换一遍。
(4)脱胶后预处理:脱胶后将蚕丝干燥,干燥后进一步切碎、切碎后投入到去离子水浸泡,浸泡后倒入滚筒,在滚筒中离心去除蚕丝中的杂质;除杂后,作干燥、灭菌处理。
(5)溶解:取盐酸溶液,将蚕丝加入到盐酸溶液中,预溶解一段时间后加入碳酸钙,待碳酸钙完全溶解后再加入乙醇、增溶剂与去水,控制温度控制在75-90℃,并施加紫外光光照,溶解40~50min,得到溶解后的丝素蛋白溶液;
该溶解体系中所用的水可以为去离子水、纯水或其他常规用水。
溶解过程全程在超声波振荡水浴中进行,蚕丝在盐酸溶液中预溶解5~30min;其中,各原料的添加量,按质量份计分别为,3~6mol/L盐酸6-16份,碳酸钙3-8份,乙醇6-16份,水24-64份,增溶剂0.1-1份;其中增溶剂选用羟丙基二淀粉磷酸酯;
本发明在溶解过程中,先加入盐酸预溶解,在预溶解过程中,通过盐酸的酸体系以及氯离子的作用,破坏丝素分子间的范德华力与氢键,从而使得部分丝素发生膨润而溶解。在预溶解后加入碳酸钙,碳酸钙与盐酸发生反应后,形成活跃的钙离子与氯离子,活跃的钙离子与氯离子与丝素中的酪氨酸残基结合进一步破坏丝素分子间的范德华力和氢键,在加入乙醇与水后使丝素发生膨润而溶解,显著提升溶解速率与溶解量;此外本发明中加入有增溶剂,在增溶剂作用下,溶解速率有明显的提升。超声波振荡具有整体均匀搅拌的效果,是的料液与蚕丝充分接触,搅拌效果显著。在紫外光照射下,可以引起丝素蛋白结构的变化,能够加快溶解。
溶解得到的丝素蛋白溶液需要进行脱盐酸处理,采用添加氯化钙萃取精馏的方法脱析出丝素蛋白溶液中的残留盐酸。将丝素蛋白溶液预热后与脱析用氯化钙混合,进入脱析塔。在脱析塔中丝素蛋白溶液通过填料和内件发生高校传质过程并向下流动,气体被蒸馏分离并向上流动,在这一操作过程中,HCl气体从丝素蛋白溶液中析出,达到脱析盐酸的目的。通过脱析处理,能够除去丝素蛋白溶液中的盐酸,提高其纯度,进而间接的提升其在食品保鲜中的实用价值,避免不必要的成分影响食品口感。
(6)脱盐提取:第一阶段采用扩散渗析预脱盐,第二阶段采用电渗析脱盐,得到脱盐后的丝素蛋白溶液;
第一阶段扩散渗析预脱盐中,由阳离子交换膜分隔成中间的料液区与两侧的渗析区,将丝素蛋白注入到中间的料液区,去离子水注入到两侧的渗析区,且该去离子水始终处于循环流动状态,扩散渗析2-3h;
第二阶段电渗析脱盐中,将部分阳离子交换膜置换为阴离子交换膜,使得阳离子交换膜与阴离子交换膜间隔设置,施加电压,形成电场;将扩散渗析后的料液注入到中间的料液区,去离子水注入到两侧的渗析区,且该去离子水始终处于循环流动状态,电渗析1-2h,获得渗析后的丝素蛋白溶液。
本发明采用扩散渗析-电渗析结合的脱盐工艺,在第一阶段扩散渗析中两边的盐浓度差会越来越小,导致扩散渗析效果变差;此时采用电渗析的方法以电场为推动力促进离子的扩散与迁移,完成低浓度差下的后脱盐工作。该方法充分利用丝素蛋白溶液本身的高盐浓度,又可利用电渗析脱盐的高效性,充分发挥两者优势,实现高效低耗的脱盐效果,不仅加快了脱盐速率,而且解决了电渗析电耗过高的问题。此外,在第一阶段与第二阶段脱盐过程中,纯水始终处于流动循环状态,使得渗析区的盐浓度始终保持在较低水平,有助于渗析过程高效进行。
(7)离心除杂:离心除杂的过程在于分离丝素蛋白溶液的杂质,得到较纯的丝素溶液。先将丝素蛋白溶液投加到离心机中,在10000-14500rpm的转速下离心18-25min,离心后去除杂质,得到除杂后的澄清丝素蛋白溶液。
(8)丝素蛋白溶液浓缩:在脱盐提取后对丝素蛋白溶液进行离心除杂与浓缩;然后配置聚丙烯酸溶液,将一定量的聚丙烯酸加入到去离子水中搅拌,获得聚丙烯酸溶液;采用渗析方法浓缩丝素蛋白溶液,在浓缩槽中加入渗析膜形成中间的浓缩区与两侧的吸水区,在浓缩区中加入除杂后的澄清丝素蛋白溶液,在吸水区加入聚丙烯酸溶液,且该聚丙酸溶液始终处于循环流动状态,浓缩20-30min,得到浓缩后的丝素蛋白溶液。通过离子除杂得到纯度高的丝素蛋白溶液。并且利用聚丙烯酸溶液的吸水能力来达到浓缩的目的,该浓缩方法借鉴了扩散渗析方法,将聚丙烯酸溶液与丝素蛋白溶液分置于渗析膜的两侧,通过聚丙烯酸的吸水效果从丝素蛋白溶液中吸收水分,由于聚丙烯酸与丝素蛋白均为高分子物质,两者不会透过渗析膜;该方法操作简便,实用性强。
(9)干燥成粉:丝素蛋白溶液经干燥后获得丝素蛋白粉末,粉末颗粒过大时,对其进行研磨,获得颗粒适中且均匀的丝素蛋白粉末。
干燥方法采用冷冻干燥、喷雾干燥与研磨干燥中的一种。本发明通过冷冻干燥、喷雾干燥或研磨干燥的方法将丝素蛋白溶液制成粉末,粉末状的丝素蛋白溶液易于保存、搬运与销售,使用起来也非常方便。
(10)灭菌:将制得的蛋白质粉末在紫外线光照下灭菌。
一种将丝素蛋白应用于食品保鲜或防腐的方法,采用上述制备方法获得的丝素蛋白粉末,包括如下步骤:
(1)将该丝素蛋白粉末溶解于去离子水获得浓度为1~12%的丝素蛋白溶液;
(2)对食品进行预处理,将丝素蛋白施加到食品表面,并对食品作干燥处理,干燥后食品的表面形成丝素当蛋白薄膜。
在预处理中,将食品清洗后进行紫外线杀菌消毒;通过浸泡方式将丝素蛋白施加到预处理后的食品表面。本发明采用浸泡的方式将丝素蛋白施加到食品表面,浸泡方式能够使食品表面完整的附上一层蛋白膜,不会发生缺失或遗漏等问题,操作方便,保鲜效果显著。
浸泡过程在保鲜工作线7上完成,该保鲜工作线7包括有输送食品的输送线以及浸泡食品的浸泡机8,借助浸泡机8依次从输送线上抓取食品到浸泡机8内浸泡,浸泡后送出。本发明设计有专门用于浸泡作业的输送线与浸泡机8,两者相互匹配,输送线将食品输送到浸泡机8中,并在浸泡机8中完成连续的浸泡工序,大大提升浸泡效率,且具有高自动机械化的优点,无需人为操作,省时省力。
该浸泡机8包括机架87、电动机82、安装旋转板86、气缸升降机构84、电磁铁吸盘85与浸泡槽81;机架87安装于浸泡前输送线71与浸泡后输送线72之间,上端的机架87内安装电动机82、安装旋转板86、气缸升降机构84等部件,机架87还包括有支架,通过支架连接设置在底部的浸泡槽81,形成稳定结构。
电动机82通过皮带传动机构83连接安装旋转板86,皮带传动机构83包括主动轮831、从动轮833与皮带832,电动机82连接主动轮831,主动轮831通过皮带832连接从动轮833,从动轮833连接有轴承座834,通过轴承座834连接安装旋转板86;安装旋转板86上安装有气缸升降机构84的气缸841,气缸841向下连接升降杆件842,升降杆件842的底部安装有电磁铁吸盘85,借助气缸升降机构84升降电磁铁吸盘85,并由电磁铁吸盘85抓取食品到浸泡机8内浸泡。
食品的输送线包括浸泡前输送线71与浸泡后输送线72,浸泡前输送线71与浸泡后输送线72之间安装该浸泡机8;浸泡前输送为导带式结构,设有放置食品的槽位711;浸泡时,将食品放置于底盘712,并将底盘712投放到浸泡前输送线71的槽位711中,待输送到末端时,由红外线感应机构识别;对应的气缸升降机构84与电磁铁吸盘85旋转到抓取位置,控制气缸升降机构84下降,电磁铁吸盘85吸附底盘712并停留一定时间后抬升,旋转一定角度后,控制该气缸升降机构84下降,电磁铁吸盘85吸附底盘712进入到浸泡槽81中浸泡;与此同时,下一气缸升降机构84与电磁铁吸盘85完成了对下一食品的抓取;同样的停留一定时间后,气缸升降机构84同步抬升,安装旋转板86再旋转一定角度后重复上述过程,并以此方式循环往复的完成对食品的依次浸泡;在电磁铁吸盘85抓取底盘712并旋转到浸泡后输送线72时,气缸841升降机下降,底盘712投放到浸泡后输送线72上,电磁铁吸盘85断开,底盘712被浸泡后输送线72送出。
本发明的浸泡机8包括抓取组件、升降组件与旋转组件,抓取组件通过磁吸方式抓取浸泡前输送线71上的食品(食品装在铁质或具有磁性的底盘712上);抓取后通过旋转组件旋转一定角度到浸泡位置,再借助升降组件下降到浸泡槽81内,并按照上述方式以机械自动化方式循环往复运作,实现逐一的连续抓取与浸泡食品;在浸泡完成后,旋转至浸泡后输送线72并投放,由该浸泡后输送线72送出。该浸泡工艺与设备能够达到自动化、连续式、无接触的食品浸泡作业,浸泡效率高,浸泡好,不会影响食品口感。
此外,该电磁铁吸盘85的结构与底盘712匹配,能够抓取并吸附底盘712,不与放置的食品接触。电磁铁吸盘85也可以安装相应的食品限位机构,起到防止食品在浸泡中移位的作用。
取三种水果桃子、草莓与葡萄,分别对其用丝素蛋白进行保鲜:
分别将桃子、草莓与葡萄清洗后消毒,消毒后将三种水果各自分成两部分,一部分进行保鲜,另一部分不进行保鲜,作为对照组;其中保鲜部分通过上述浸泡方法施加浓度为5%的丝素蛋白溶液;通风干燥后形成丝素蛋白薄膜。
分别对各个水果进行检测,检测结果如下列表格所示:
表1为未进行保鲜前桃子的营养成分检测结果:
检测项目 | 检测结果 | 检测标准 |
蛋白质(单位:g/100g) | 0.95 | GB 5009.5-2016 |
钙(单位:mg/100g) | 6.2 | GB 5009.92-2016 |
碳水化合物(单位:g/100g) | 10.96 | GB 5009.3-2016 |
铁(单位:mg/100g) | 0.83 | GB 5009.90-2016 |
维生素C(单位:mg/100g) | 7.1 | GB 5009.86-2016 |
维生素E(单位:mg/100g) | 1.56 | GB 1886.233-2016 |
水分 | 81 | GB5009.3-2016 |
表2为未进行保鲜前草莓的营养成分检测结果:
检测项目 | 检测结果 | 检测标准 |
蛋白质(单位:g/100g) | 0.74 | GB 5009.5-2016 |
钙(单位:mg/100g) | 15.9 | GB 5009.92-2016 |
碳水化合物(单位:g/100g) | 7.7 | GB 5009.3-2016 |
铁(单位:mg/100g) | 0.38 | GB 5009.90-2016 |
维生素C(单位:mg/100g) | 55.4 | GB 5009.86-2016 |
维生素E(单位:mg/100g) | 0.29 | GB 1886.233-2016 |
水分 | 90 | GB5009.3-2016 |
表3为未进行保鲜前葡萄的营养成分检测结果:
检测项目 | 检测结果 | 检测标准 |
蛋白质(单位:g/100g) | 0.55 | GB 5009.5-2016 |
钙(单位:mg/100g) | 5.2 | GB 5009.92-2016 |
碳水化合物(单位:g/100g) | 10.4 | GB 5009.3-2016 |
铁(单位:mg/100g) | 0.44 | GB 5009.90-2016 |
维生素C(单位:mg/100g) | 25 | GB 5009.86-2016 |
维生素E(单位:mg/100g) | 0.7 | GB 1886.233-2016 |
水分 | 66 | GB5009.3-2016 |
表4为经丝素蛋白保鲜10d后桃子的营养成分检测结果:
表5为经丝素蛋白保鲜10d后草莓的营养成分检测结果:
检测项目 | 检测结果 | 检测标准 |
蛋白质(单位:g/100g) | 0.75 | GB 5009.5-2016 |
钙(单位:mg/100g) | 15.8 | GB 5009.92-2016 |
碳水化合物(单位:g/100g) | 7.7 | GB 5009.3-2016 |
铁(单位:mg/100g) | 0.2 | GB 5009.90-2016 |
维生素C(单位:mg/100g) | 51.4 | GB 5009.86-2016 |
维生素E(单位:mg/100g) | 0.21 | GB 1886.233-2016 |
水分 | 89.2 | GB5009.3-2016 |
表6为经丝素蛋白保鲜10d后葡萄的营养成分检测结果:
表7为未经丝素蛋白保鲜10d后桃子的营养成分检测结果:
检测项目 | 检测结果 | 检测标准 |
蛋白质(单位:g/100g) | 0.75 | GB 5009.5-2016 |
钙(单位:mg/100g) | 4.2 | GB 5009.92-2016 |
碳水化合物(单位:g/100g) | 7.12 | GB 5009.3-2016 |
铁(单位:mg/100g) | 0.9 | GB 5009.90-2016 |
维生素C(单位:mg/100g) | 0.5 | GB 5009.86-2016 |
维生素E(单位:mg/100g) | 未检出 | GB 1886.233-2016 |
水分 | 41.2 | GB5009.3-2016 |
表8为未经丝素蛋白保鲜10d后草莓的营养成分检测结果:
表9为未经丝素蛋白保鲜10d后葡萄的营养成分检测结果:
检测项目 | 检测结果 | 检测标准 |
蛋白质(单位:g/100g) | 0.34 | GB 5009.5-2016 |
钙(单位:mg/100g) | 1.85 | GB 5009.92-2016 |
碳水化合物(单位:g/100g) | 6.7 | GB 5009.3-2016 |
铁(单位:mg/100g) | 0.46 | GB 5009.90-2016 |
维生素C(单位:mg/100g) | 6.85 | GB 5009.86-2016 |
维生素E(单位:mg/100g) | 未检出 | GB 1886.233-2016 |
水分 | 35 | GB5009.3-2016 |
由表1到表9可以看出,经过保鲜处理10d后的三种水果,营养成分流失较少,依旧保持有较好的新鲜度。而为经过保鲜处理的三种水果,营养成分流失明显,且明显发现有变质情况。
以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所作出地简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (15)
1.应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)获取原料:取适量蚕茧,备用;
(2)脱胶:取碳酸氢钠与碳酸钠作脱胶原料,分次对蚕茧作脱胶处理,脱胶后获得蚕丝;
(3)溶解:取蚕丝加入到溶解体系中溶解,得到溶解后的丝素蛋白溶液;
(4)脱盐提取:第一阶段采用扩散渗析预脱盐,第二阶段采用电渗析脱盐,得到脱盐后的丝素蛋白溶液;
(5)干燥成粉:丝素蛋白溶液经干燥后获得丝素蛋白粉末。
2.根据权利要求1所述的应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于:在脱胶前,对蚕茧进行预处理;在预处理中,先将蚕茧切碎,切碎后投入到去离子水浸泡,浸泡后倒入滚筒,在滚筒中离心去除蚕茧原料中的杂质;除杂后,作干燥、灭菌处理。
3.根据权利要求1所述的应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于:所述步骤(2)脱胶过程分三次进行,分别为一次脱胶、二次脱胶与三次脱胶;其中,一次脱胶时,取碳酸氢钠配置成浓度为5g/L,浴比为1:50的碳酸氢钠溶液,将蚕茧投入到该碳酸氢钠溶液中,在100℃下脱胶10-15min,一次脱胶完成后取出蚕茧,在40℃的去离子水中漂洗3次备用;二次脱胶时,取碳酸氢钠配置成浓度为2.5g/L,浴比为1:50的碳酸氢钠溶液,将一次脱胶后的蚕茧投入到该碳酸氢钠溶液中,在100℃下脱胶10-15min,二次脱胶完成后取出蚕茧,在40℃的去离子水中漂洗3次备用;三次脱胶时,取碳酸钠配置成浓度为0.5g/L,浴比1:50的碳酸钠溶液,将二次脱胶后的蚕茧投入到该碳酸钠溶液中,在100℃下脱胶10-15min,三次脱胶完成后获得蚕丝取出,在40℃的去离子水中漂洗3次备用。
4.根据权利要求1所述的应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于:所述步骤(3)溶解步骤为:取盐酸溶液,将蚕丝加入到盐酸溶液中,预溶解一段时间后加入碳酸钙,待碳酸钙完全溶解后再加入乙醇、增溶剂与水,控制温度控制在75-90℃,并施加紫外光光照,溶解40~50min,得到溶解后的丝素蛋白溶液。
5.根据权利要求4所述的应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于:所述步骤(3)的溶解过程全程在超声波振荡水浴中进行,蚕丝在盐酸溶液中预溶解5~30min;其中,各原料的添加量,按质量份计分别为,3~6mol/L盐酸6-16份,碳酸钙3-8份,乙醇6-16份,水24-64份,增溶剂0.1-1份;其中增溶剂选用羟丙基二淀粉磷酸酯;溶解得到的丝素蛋白溶液进行脱盐酸处理,采用添加氯化钙萃取精馏的方法脱析出丝素蛋白溶液中的残留盐酸。
6.根据权利要求1所述的应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于:所述步骤(4)第一阶段扩散渗析预脱盐中,由阳离子交换膜分隔成中间的料液区与两侧的渗析区,将丝素蛋白注入到中间的料液区,去离子水注入到两侧的渗析区,且该去离子水始终处于循环流动状态,扩散渗析2-3h;第二阶段电渗析脱盐中,将部分阳离子交换膜置换为阴离子交换膜,使得阳离子交换膜与阴离子交换膜间隔设置,施加电压,形成电场;将扩散渗析后的料液注入到中间的料液区,去离子水注入到两侧的渗析区,且该去离子水始终处于循环流动状态,电渗析1-2h,获得渗析后的丝素蛋白溶液。
7.根据权利要求1所述的应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于:在脱盐提取后对丝素蛋白溶液进行离心除杂与浓缩。
8.根据权利要求7所述的应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于:上述的离心除杂与浓缩过程为:先将丝素蛋白溶液投加到离心机中,在10000-14500rpm的转速下离心18-25min,离心后去除杂质,得到除杂后的澄清丝素蛋白溶液;然后配置聚丙烯酸溶液,将一定量的聚丙烯酸加入到去离子水中搅拌,获得聚丙烯酸溶液;采用渗析方法浓缩丝素蛋白溶液,在浓缩槽中加入渗析膜形成中间的浓缩区与两侧的吸水区,在浓缩区中加入除杂后的澄清丝素蛋白溶液,在吸水区加入聚丙烯酸溶液,且该聚丙酸溶液始终处于循环流动状态,浓缩20-30min,得到浓缩后的丝素蛋白溶液。
9.根据权利要求3所述的应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于:所述的脱胶过程在脱胶工作线中进行,该脱胶工作线包括前段的送入线、后端的送出线以及中间的一次脱胶槽、二次脱胶槽与三次脱胶槽,一次脱胶槽内装配有脱胶输送线一,脱胶输送线一的前端与送入线对接,且脱胶输送线一设有下送部分一,下送部分一浸渍于一次脱胶槽的料液中;二次脱胶槽内装配有脱胶输送线二,脱胶输送线二的前端与脱胶输送线一的后端对接,且脱胶输送线二设有下送部分二,下送部分二浸渍于二次脱胶槽的料液中;三次脱胶槽内装配有脱胶输送线三,脱胶输送线三的前端与脱胶输送线二的后端对接,脱胶输送线三的后端与送出线对接,且脱胶输送线三设有下送部分三,下送部分三浸渍于三次脱胶槽的料液中;蚕茧配备有蚕茧盒,该蚕茧盒包括盒体与翻盖,翻盖的一端通过翻盖轴与盒体铰接,另一端通过卡扣结构与盒体连接,可打开或关闭;盒体与翻盖均设有网孔,由网孔透过料液;
脱胶过程中,将蚕茧放入到蚕茧盒中,并将蚕茧盒有序的投放脱胶工作线上,由送入线、脱胶输送线一、脱胶输送线二、脱胶输送线三与送出线依次输送蚕茧盒,在输送过程中完成一次脱胶、二次脱胶与三次脱胶,脱胶完成后打开蚕茧盒并收集蚕茧。
10.根据权利要求9所述的应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于:一次脱胶槽、二次脱胶槽与三次脱胶槽均配备有搅拌器、加热器、进液管、出液管、液位传感器与控制面板,由控制面板操控搅拌器搅拌、加热器调温、进液管进液、出液管出液、显示液位传感器检测的液位数据;根据进液管、出液管与液位传感器补充与置换各个脱胶槽中的料液,补充与置换的频率根据实际脱胶时间而定,每脱胶10h补充与置换一遍。
11.根据权利要求1所述的应用于食品保鲜或防腐的丝素蛋白粉末制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中干燥方法采用冷冻干燥、喷雾干燥与研磨干燥中的一种。
12.一种将丝素蛋白应用于食品保鲜或防腐的方法,其特征在于:采用权利要求1-8制备获得的丝素蛋白粉末,包括如下步骤:
(1)将该丝素蛋白粉末溶解于去离子水获得浓度为1~12%的丝素蛋白溶液;
(2)对食品进行预处理,将丝素蛋白施加到食品表面,并对食品作干燥处理,干燥后食品的表面形成丝素当蛋白薄膜。
13.根据权利要求12所述的一种将丝素蛋白应用于食品保鲜或防腐的方法,其特征在于:在预处理中,将食品清洗后进行紫外线杀菌消毒;通过浸泡方式将丝素蛋白施加到预处理后的食品表面。
14.根据权利要求13所述的一种将丝素蛋白应用于食品保鲜或防腐的方法,其特征在于:浸泡过程在保鲜工作线上完成,该保鲜工作线包括有输送食品的输送线以及浸泡食品的浸泡机,借助浸泡机依次从输送线上抓取食品到浸泡机内浸泡,浸泡后送出。
15.根据权利要求14所述的一种将丝素蛋白应用于食品保鲜或防腐的方法,其特征在于:该浸泡机包括机架、电动机、安装旋转板、气缸升降机构、电磁铁吸盘与浸泡槽,电动机通过皮带传动机构连接安装旋转板,安装旋转板安装有气缸升降机构,气缸升降机构的下端连接电磁铁吸盘,借助气缸升降机构升降电磁铁吸盘,并由电磁铁吸盘抓取食品到浸泡机内浸泡;食品的输送线包括浸泡前输送线与浸泡后输送线,浸泡前输送线与浸泡后输送线之间安装该浸泡机;浸泡前输送为导带式结构,设有放置食品的槽位;浸泡时,将食品放置于底盘,并将底盘投放到浸泡前输送线的槽位中,待输送到末端时,对应的气缸升降机构与电磁铁吸盘旋转到抓取位置,控制气缸升降机构下降,电磁铁吸盘吸附底盘并停留一定时间后抬升,旋转一定角度后,控制该气缸升降机构下降,电磁铁吸盘吸附底盘进入到浸泡槽中浸泡;与此同时,下一气缸升降机构与电磁铁吸盘完成了对下一食品的抓取;同样的停留一定时间后,气缸升降机构同步抬升,安装旋转板再旋转一定角度后重复上述过程,并以此方式循环往复的完成对食品的依次浸泡;在电磁铁吸盘抓取底盘并旋转到浸泡后输送线时,气缸升降机下降,底盘投放到浸泡后输送线上,电磁铁吸盘断开,底盘被浸泡后输送线送出。
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