CN115176860A - 一种片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大豆蛋白产品技术领域，具体涉及一种片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，包括如下步骤：S1、将片状大豆高温粕超微粉碎，获得高温大豆粕粉；S2、高温大豆粕粉加水溶解后进行超声波扫频萃取蔗糖、低聚糖，获得萃取液；S3、萃取液离心分离获得固相蛋白，固相蛋白加水调质浓度，获得蛋白液；S4、蛋白液进行高压射流空化均质改性，获得改性后蛋白液；S5、改性后蛋白液杀菌、喷雾干燥得功能性浓缩蛋白。本发明制备的功能性浓缩蛋白不含腥味、抗营养因子、蔗糖、低聚糖，也不含钠盐、乙醇等化学添加剂，同时具有一定乳化性，符合绿色、有机的健康加工理念。

Description

一种片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法

技术领域

本发明涉及大豆蛋白产品技术领域，具体涉及一种片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白 的方法。

背景技术

低温豆粕是一种以非转基因大豆为原料，经过低温破碎脱皮、低温脱溶后得到一种豆粕， 具有颜色白，NSI高的优点，但因本身加工工艺的特点，造成含有豆腥味及抗营养因子。豆 腥味主要是由于在大豆粉碎时大豆中的脂肪氧化酶被氧气和水激活，其中的亚油酸、亚麻酸 等多价不饱和脂肪酸被氧化，生成氢过氧化物，再降解成多种具有不同程度异味的小分子醇、 醛、酮、酸和胺等挥发性化合物，从而形成了大豆腥味。胰蛋白酶抑制因子是大豆分离蛋白 中的主要抗营养因子，其能够跟多种蛋白酶发生化学反应，降低蛋白质的消化、吸收和利用， 引起生长停滞，胰腺增生和肥大等，棉籽糖和水苏糖为代表的低聚糖也是重要的抗营养因子， 棉籽糖和水苏糖不能被消化酶消化，从而引起胃肠胀气。

传统的功能性大豆浓缩蛋白是以低温粕为原料，有以下两种制备方法：

第一种为醇法浓缩蛋白及改性：利用大豆蛋白在70％浓度的乙醇水溶液中处 于等电点状态，蛋白质发生凝聚不溶于乙醇水溶液，而蔗糖、低聚糖、色素、腥 味等物质溶于乙醇水溶液的原理，采用70％的乙醇水溶液萃取低温粕中的蔗糖、 低聚糖、色素、腥味等物质，经过干燥脱溶，得到干基蛋白≥65％的大豆浓缩蛋 白，大豆浓缩蛋白进一步粉碎、加水调质、改性、杀菌、喷雾干燥得到功能性浓 缩蛋白。此功能性浓缩蛋白因萃取程中采用乙醇水溶液，改性过程中加入NaOH， 造成功能性浓缩蛋白含有钠盐及乙醇残留，不能应用于幼儿食品等。

第二种为酸法浓缩蛋白及改性：利用大豆蛋白在pH值4.5酸性水溶液中处于等电点状态， 蛋白质发生凝聚不溶于酸性水溶液，而蔗糖、低聚糖等物质溶于酸性水溶液的原理，采用pH 值4.5的盐酸性水溶液萃取低温粕中的蔗糖、低聚糖等物质，离心分离得到干基蛋白≥65％ 的大豆浓缩蛋白液，加水调质、加NaOH调节pH值、改性、杀菌、喷雾干燥得到功能性浓 缩蛋白。此功能性浓缩蛋白因萃取程中腥味物质不溶于酸性水溶液，使功能性浓缩蛋白具有 豆腥味，萃取及改性过程中加入盐酸及NaOH，造成功能性浓缩蛋白含有大量的钠盐，不能 应用于幼儿食品等健康食品。

功能性大豆浓缩蛋白目前科研人员进行了一系列有针对性的研究，其中针对大豆浓缩蛋 白改性是主要的发展方向，已有一些专利和文献报道，从所公开的报道了解到，主流改性技 术有加热、加压等的物理改性，这些技术均针对大豆浓缩蛋白产品进行改性，其侧重点比较 单一、比较片面，没有从原料及萃取过程做针对性的研究，虽然乳化功能性得到了提高，但 产品本身的腥味成分或加工过程中添加剂的残留不能解决，违背绿色、有机的健康加工理念。

发明内容

针对产品中残留腥味成分及添加剂的技术问题，本发明提供一种片状大豆高温粕制备功 能性浓缩蛋白的方法，制备的功能性浓缩蛋白不含腥味、抗营养因子、蔗糖、低聚糖，也不 含钠盐、乙醇等化学添加剂，同时具有一定乳化性，符合绿色、有机的健康加工理念。

本发明提供一种片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，包括如下步骤：

S1、将片状大豆高温粕超微粉碎，获得高温大豆粕粉；

S2、高温大豆粕粉加水溶解后进行超声波扫频萃取蔗糖、低聚糖，获得萃取液；

S3、萃取液离心分离获得固相蛋白，固相蛋白加水调质浓度，获得蛋白液；

S4、蛋白液进行高压射流空化均质改性，获得改性后蛋白液；

S5、改性后蛋白液杀菌、喷雾干燥得功能性浓缩蛋白。

进一步的，步骤S1中，片状大豆高温粕原料为非转基因大豆，是经过直接蒸汽高温脱溶 工艺制备，片状大豆高温粕NSI(氮溶指数)≤2％，无豆腥味。在水溶液中所含蛋白不易溶 解，而其中的蔗糖、低聚糖易溶解。

进一步的，步骤S1中，高温大豆粕粉粒径≤150μm。

进一步的，步骤S2中，超声波扫频萃取水温为45～55℃，高温大豆粕粉与水的质量比为 1:7～10。

进一步的，步骤S2中，超声波扫频萃取超声波频率为40～60kHz，萃取时间为30～45min。

进一步的，步骤S3中，萃取液离心分离离心转速3000～3500rpm，蛋白液质量浓度为 10％～12％；离心分离得到的含糖废水经过膜过滤获得低聚糖。

进一步的，步骤S4中，高压射流空化均质改性压力为30～40mpa，高压射流空化均质采 用剪切型喷嘴。

进一步的，步骤S5中，杀菌温度为135～145℃，杀菌时间为10～20s。

进一步的，步骤S5中，喷雾干燥压力为25～30mpa，喷雾干燥粒度为≤150μm。

进一步的，本发明采用如下装置制备：包括粉碎单元、萃取单元、离心分离单元、调质 单元、均质改性单元、后处理单元；

粉碎单元包括超微粉碎机、第一收料沙克龙、细粉储罐，超微粉碎机出料口通过管道连 接第一收料沙克龙进料口，细粉储罐设置于第一收料沙克龙出料口的正下方；

萃取单元包括超声波扫频萃取罐、输送埋刮板，输送埋刮板的进料口位于细粉储罐出料 口正下方，输送埋刮板出料口连接超声波扫频萃取罐顶端的进料口；

离心分离单元包括卧式离心机，超声波扫频萃取罐出料口通过管道连接卧式离心机进料 口，超声波扫频萃取罐与卧式离心机连接的管道上设有离心机喂料泵；

调质单元包括蛋白输送螺杆泵、调质罐，卧式离心机出料口连接蛋白输送螺杆泵进料口， 蛋白输送螺杆泵出料口连接调质罐进料口；

均质改性单元包括高压射流空化均质机，调质罐出料口通过管道连接高压射流空化均质 机进料口，调质罐与高压射流空化均质机连接的管道上设有第一蛋白输送转子泵；

后处理单元包括干燥塔，高压射流空化均质机出料口通过管道连接干燥塔，高压射流空 化均质机与干燥塔连接的管道上设有杀菌器、高压泵、第二蛋白输送转子泵。

本发明原理为：本发明原料片状高温粕采用直接蒸汽高温脱溶制备，无腥味，蛋白热变 性，NSI低，萃取过程不需要添加任何添加剂，就能实现水溶液萃取高温粕中蔗糖、低聚糖 时蛋白在水溶液中不溶解，同时采用超声波扫频萃取方式，破坏高温粕的内部结构，提高萃 取效果；从高温粕中萃取蔗糖、低聚糖的同时，不损失蛋白；另一方面，蛋白液经过高压射 流空化均质改性及杀菌，恢复浓缩蛋白部分NSI，使其具有一定的乳化性，进一步去除了抗 营养因子。

本发明的有益效果在于，本发明提供的方法制得的功能性浓缩蛋白产品不含腥味、抗营 养因子、蔗糖、低聚糖，也不含钠盐、乙醇等化学添加剂；同时产品中功能性浓缩蛋白、水 和植物油的质量比为1:4:4，具有一定的乳化性，符合绿色、有机的健康加工理念。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式设备图。

图中：1-原料暂存罐，2-超微粉碎机，3-第一收料沙克龙，4-除尘器，5-引风机，6-细粉 储罐，7-出料变频绞龙，8-中间计量称，9-输送埋刮板，10-超声波扫频萃取罐，11-离心机喂 料泵，12-卧式离心机，13-蛋白输送螺杆泵，14-调质罐，15-第一蛋白输送转子泵，16-高压 射流空化均质机，17-杀菌器，18-闪蒸罐，19-冷凝器，20-真空泵，21-第二蛋白输送转子泵， 22-高压泵，23-干燥塔，24-空气过滤器，25-干燥塔送风机，26-空气加热器，27-第二收料沙 克龙，28-干燥引风机，29-集合料斗。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中 的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人 员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明所述的片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，包括如下步骤：

S1：片状大豆高温粕通过输送设备进入原料暂存罐1，然后定量喂料进入超微粉碎机2， 粉碎后的豆粕粉经过第一收料沙克龙3、除尘器4、引风机5进入细粉储罐6，以备萃取使用。

S2：根据中间计量称8的显示数量，调整出料变频绞龙7的转速，定量输出豆粕粉，通 过输送埋刮板9进入超声波扫频萃取罐10，同时根据豆粕粉的加入量，按照高温粕与温水的 用量比为1:8的比例向超声波扫频萃取罐10中加入50℃的温水；控制超声波扫频频率50± 2kHz，功率体积密度70W/L；通过控制超声波扫频萃取罐10的液位，实现萃取时间为40min。

S3：把步骤S2中的萃取液，经过离心机喂料泵11定量输送到卧式离心机12，卧式离心 机12转速为3500rpm，卧式离心机12液相出口的含糖废水进入低聚糖车间，以备生产低聚 糖；卧式离心机固相出口的蛋白，通过蛋白输送螺杆泵13输送到调质罐14，在调质罐14中 加入常温工艺水，把蛋白液的浓度调质到11％；调质好的蛋白液通过第一蛋白输送转子泵 15，输送到高压射流空化均质机16，调整高压射流空化均质机16的频率及喷嘴，使射流空 化均质压力为35mpa，喷嘴采用剪切型喷嘴。

S4：步骤S3射流空化均质改性后的蛋白液进入杀菌器17，通过控制蒸汽量，调整杀菌 温度135℃，通过杀菌管道的长度控制杀菌时间15s，杀菌后的蛋白液进入闪蒸罐18，进行闪 蒸降温到65℃，闪蒸罐18的真空度为-0.07mpa；闪蒸后的水蒸汽通过冷凝器19冷凝后排入 污水处理，不凝气体通过真空泵20排向大气。闪蒸降温后的杀菌蛋白液通过第二蛋白输送转 子泵21，输送到高压泵22，通过高压泵22把蛋白液输送到干燥塔23的喷枪，通过调整高压 泵22的频率及干燥塔23喷枪喷嘴的型号，控制蛋白液的喷雾压力为27±1mpa；空气经过空 气过滤器24过滤后，进入干燥塔送风机25，然后经过空气加热器26加热到165℃后进入干 燥塔23，干燥喷雾的蛋白液颗粒，干燥后的蛋白粉通过第二收料沙克龙3分离汇集到集合料 斗29，得到最终的功能性浓缩蛋白，分离蛋白粉后的热风进入干燥引风机28，排到大气。

实施例1生产的功能性浓缩蛋白：蛋白含量≧65％(干基)；乳化能力：1:4:4(功能性浓 缩蛋白：植物油：水)；颜色淡黄色；粒度≦150微米，水分≦7％，pH值6.5-7.5。

实施例2

一种片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，包括以下步骤：

S1:片状大豆高温粕通过输送设备进入原料暂存罐1，然后定量喂料进入超微粉碎机2， 粉碎后的豆粕粉经过第一收料沙克龙3、除尘器4、引风机5进入细粉储罐6，以备萃取使用。

S2：根据中间计量称8的显示数量，调整出料变频绞龙7的转速，定量输出豆粕粉，通 过输送埋刮板9进入超声波扫频萃取罐10，同时根据豆粕粉的加入量，按照高温粕与温水的 用量比为1:10的比例向超声波扫频萃取罐10中加入50℃的温水；控制超声波扫频频率50± 2kHz，功率体积密度60W/L；通过超声波扫频萃取罐10的液位，实现萃取时间为35min。

S3：把步骤S2中的萃取液，经过离心机喂料泵11定量输送到卧式离心机12，卧式离心 机12转速为3500rpm，卧式离心机12液相出口的含糖废水进入低聚糖车间，以备生产低聚 糖；卧式离心机固相出口的蛋白，通过蛋白输送螺杆泵13输送到调质罐14，在调质罐14中 加入常温工艺水，把蛋白液的浓度调质到11％；调质好的蛋白液通过第一蛋白输送转子泵 15，输送到高压射流空化均质机16，调整高压射流空化均质机16的频率及喷嘴，使射流空 化均质压力为40mpa。

S4：步骤S3射流空化均质改性后的蛋白液进入杀菌器17，通过控制蒸汽量，调整杀菌 温度140℃，通过杀菌管道的长度控制杀菌时间15s，杀菌后的蛋白液进入闪蒸罐18，进行闪 蒸降温到65℃，闪蒸罐18的真空度为-0.07mpa；闪蒸后的水蒸汽通过冷凝器19冷凝后排入 污水处理，不凝气体通过真空泵20排向大气。闪蒸降温后的杀菌蛋白液通过第二蛋白输送转 子泵21，输送到高压泵22，通过高压泵22把蛋白液输送到干燥塔23的喷枪，通过调整高压 泵22的频率及干燥塔23喷枪喷嘴的型号，控制蛋白液的喷雾压力为29±1mpa；空气经过空 气过滤器24过滤后，进入干燥塔送风机25，然后经过空气加热器26加热到170℃后进入干 燥塔23，干燥喷雾的蛋白液颗粒，干燥后的蛋白粉通过第二收料沙克龙3分离汇集到集合料 斗29，得到最终的功能性浓缩蛋白，分离后蛋白粉后的热风进入干燥引风机28，排到大气。

由实例2参数生产的功能性浓缩蛋白：蛋白含量≧65％(干基)；乳化能力：1:4:4(功能 性浓缩蛋白：植物油：水)；颜色淡黄色；粒度≦150微米，水分≦7％，pH值6.5-7.5。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限 于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例 进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术 领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的 保护范围之内。

Claims (10)

1.一种片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将片状大豆高温粕超微粉碎，获得高温大豆粕粉；

S2、高温大豆粕粉加水溶解后进行超声波扫频萃取蔗糖、低聚糖，获得萃取液；

S3、萃取液离心分离获得固相蛋白，固相蛋白加水调质浓度，获得蛋白液；

S4、蛋白液进行高压射流空化均质改性，获得改性后蛋白液；

S5、改性后蛋白液杀菌、喷雾干燥得功能性浓缩蛋白。

2.如权利要求1所述的片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，其特征在于，步骤S1中，片状大豆高温粕原料为非转基因大豆，片状大豆高温粕NSI≤2％，无豆腥味。

3.如权利要求1所述的片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，其特征在于，步骤S1中，高温大豆粕粉粒径≤150μm。

4.如权利要求1所述的片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，其特征在于，步骤S2中，超声波扫频萃取水温为45～55℃，高温大豆粕粉与水的质量比为1:7～10。

5.如权利要求1所述的片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，其特征在于，步骤S2中，超声波扫频萃取超声波频率为40～60kHz，萃取时间为30～45min。

6.如权利要求1所述的片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，其特征在于，步骤S3中，萃取液离心分离离心转速3000～3500rpm，蛋白液质量浓度为10％～12％；离心分离得到的含糖废水经过膜过滤获得低聚糖。

7.如权利要求1所述的片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，其特征在于，步骤S4中，高压射流空化均质改性压力为30～40mpa，高压射流空化均质采用剪切型喷嘴。

8.如权利要求1所述的片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，其特征在于，步骤S5中，杀菌温度为135～145℃，杀菌时间为10～20s。

9.如权利要求1所述的片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，其特征在于，步骤S5中，喷雾干燥压力为25～30mpa，喷雾干燥粒度为≤150μm。

10.如权利要求1所述的片状大豆高温粕制备功能性浓缩蛋白的方法，其特征在于，采用如下装置制备：包括粉碎单元、萃取单元、离心分离单元、调质单元、均质改性单元、后处理单元；

粉碎单元包括超微粉碎机、第一收料沙克龙、细粉储罐，超微粉碎机出料口通过管道连接第一收料沙克龙进料口，细粉储罐设置于第一收料沙克龙出料口的正下方；

萃取单元包括超声波扫频萃取罐、输送埋刮板，输送埋刮板的进料口位于细粉储罐出料口正下方，输送埋刮板出料口连接超声波扫频萃取罐顶端的进料口；

离心分离单元包括卧式离心机，超声波扫频萃取罐出料口通过管道连接卧式离心机进料口，超声波扫频萃取罐与卧式离心机连接的管道上设有离心机喂料泵；

调质单元包括蛋白输送螺杆泵、调质罐，卧式离心机出料口连接蛋白输送螺杆泵进料口，蛋白输送螺杆泵出料口连接调质罐进料口；

均质改性单元包括高压射流空化均质机，调质罐出料口通过管道连接高压射流空化均质机进料口，调质罐与高压射流空化均质机连接的管道上设有第一蛋白输送转子泵；

后处理单元包括干燥塔，高压射流空化均质机出料口通过管道连接干燥塔，高压射流空化均质机与干燥塔连接的管道上设有杀菌器、高压泵、第二蛋白输送转子泵。

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